计算机网络（第七版）-谢希仁 第四章课后习题答案.docx

### 计算机网络（第七版）-谢希仁 第四章课后习题解析 #### 4-1. 网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。 **网络层**主要负责将数据包从源主机发送到目标主机。它提供了两种类型的服务： 1. **面向连接的虚电路服务**： - **定义**：在此模式下，网络层首先建立一条从源主机到目标主机的路径，并预留必要的资源以确保数据传输的质量。 - **优点**： - 提供服务质量保障，确保数据包不会出错、丢失、重复或者乱序。 - 保证了数据传输的时间限制，适用于实时应用如语音和视频通信。 - **缺点**： - 路由器需要支持复杂的资源预留机制，导致网络成本较高。 - 设置连接的过程可能会增加额外的延迟。 2. **无连接的数据报服务**： - **定义**：每条数据包独立选择传输路径，不需预先建立连接。 - **优点**： - 简化了网络设计，降低了网络成本。 - 可以适应网络变化，自动绕过故障节点。 - **缺点**： - 数据包可能会乱序、丢失，无法保证服务质量。 - 不适用于对延迟敏感的应用。 #### 4-2. 网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？ **网络互连**的意义在于扩大了用户可以访问的资源范围以及通信区域，使得不同类型的网络可以互联互通。但同时也带来了一系列挑战： 1. **不同的寻址方案**：每个网络都有自己的地址分配规则。 2. **不同的最大分组长度**：不同网络对数据包的最大长度有不同的限制。 3. **不同的网络接入机制**：各种网络采用不同的接入技术，如以太网、令牌环等。 4. **不同的超时控制**：超时设置不同，可能导致数据包重传机制的差异。 5. **不同的差错恢复方法**：错误检测和纠正的方法各不相同。 6. **不同的状态报告方法**：网络状态的监控和报告机制不同。 7. **不同的路由选择技术**：不同网络采用不同的路由算法。 8. **不同的用户接入控制**：安全性和认证机制各不相同。 9. **不同的服务类型**：有的网络提供面向连接的服务，有的则提供无连接服务。 10. **不同的管理与控制方式**：管理策略和控制机制存在差异。 #### 4-3. 作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？ **中间设备**主要用于连接不同的网络或设备，它们之间的主要区别在于处理数据包的层级不同： 1. **转发器**（Repeater）工作在物理层，主要用于增强信号强度。 2. **网桥**（Bridge）工作在数据链路层，可以过滤和转发帧。 3. **路由器**（Router）工作在网络层，负责在网络间转发数据包。 4. **网关**（Gateway）工作在网络层以上，用于转换协议，实现不同网络间的通信。 #### 4-4. 试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。 1. **IP协议**：负责在不同网络之间传递数据包，实现了网络互连。 2. **ARP协议**（Address Resolution Protocol）：用于解决局域网内IP地址与硬件地址（MAC地址）之间的映射问题。 3. **RARP协议**（Reverse Address Resolution Protocol）：与ARP相反，用于获取设备的IP地址。 4. **ICMP协议**（Internet Control Message Protocol）：提供差错报告和查询信息，用于提高IP数据包的成功传输率。 #### 4-5. IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？ **IP地址分类**包括A、B、C、D、E五类： - A类地址：第一个字节表示网络号，后三个字节表示主机号。 - B类地址：前两个字节表示网络号，后两个字节表示主机号。 - C类地址：前三个字节表示网络号，最后一个字节表示主机号。 - D类地址：用于多播组。 - E类地址：保留用于未来扩展。 **主要特点**： 1. **分级结构**：IP地址采用分层结构，便于管理和路由。 2. **标识主机和网络**：每个IP地址都包含网络号和主机号。 3. **多归属主机**：同一台主机可以拥有多个IP地址，每个地址对应不同的网络。 4. **硬件地址与IP地址的关系**：虽然硬件地址与IP地址有关联，但它们分别在不同层处理，IP地址不直接反映主机的地理位置。 #### 4-7. 试说明IP地址与硬件地址的区别，为什么要使用这两种不同的地址？ **区别**： - **IP地址**：逻辑地址，用于网络层及其以上的通信，标识主机所在的逻辑网络。 - **硬件地址**（MAC地址）：物理地址，用于链路层，标识主机在网络中的物理位置。 **原因**： - IP地址提供了灵活性和可扩展性，便于管理和路由。 - 硬件地址保证了数据在物理链路上的正确传输。 #### 4-8. IP地址方案与我国的电话号码体制的主要不同点是什么？ **不同点**： - **IP地址**不直接反映地理位置信息，而电话号码通常与地理位置有关。 - IP地址分为网络号和主机号两部分，而电话号码则是按照行政区划进行划分。 #### 4-9. （1）子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？ **子网掩码**255.255.255.0表示： - 对于A类地址，前8位为网络号，中间16位用于子网段的划分，最后8位为主机号。 - 对于B类地址，前16位为网络号，后16位中前面8位用于子网段的划分，最后8位为主机号。 - 对于C类地址，前24位为网络号，最后8位为主机号，子网掩码255.255.255.0表示标准的C类地址分配方式，没有进一步细分子网。 通过这些习题的解答，我们可以更深入地理解计算机网络的基本概念和技术，为后续的学习打下坚实的基础。