計算機網絡自頂向下方法:第六章: 鏈路層和局域網 課後複習題

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• 第一章 計算機網絡和因特網 課後複習題
• 第二章 應用層 課後複習題
• 第三章 運輸層 課後複習題
• 第四章 網絡層:數據平面 課後複習題
• 第五章 網絡層:控制平面 課後複習題
• 第六章 鏈路層和局域網 課後複習題

第六章: 鏈路層和局域網

6.1~6.2節

R1. 考慮在6.1.1節中的運輸類比. 若是一個乘客類比爲一個數據報, 什麼類比於鏈路層幀?

• 書中的原文是: 一個遊客比如一個數據報, 每一個運輸區段比如一個鏈路, 每種運輸方式比如一種鏈路層協議, 而該旅行社比如一個路由選擇協議.
• 鏈路層幀是承載數據報的載體, 所以我以爲能夠用每種運輸方式中具體的運輸工具來類比鏈路層幀, 好比汽車, 飛機等.

 

R2. 若是在因特網中的全部鏈路都提供可靠的交付服務, TCP可靠傳輸服務是多餘的嗎? 爲何?

• 這要看鏈路層的可靠交付服務的可靠指的是什麼可靠, 若是是一切可靠, 那TCP就不必了. 若是隻是保證能不丟失, 那麼TCP中流量控制, 擁塞控制等可靠服務仍是要的.

 

R3. 鏈路層協議可以向網絡層提供哪些可能的服務?

• 成幀: 每一個網絡層數據報經鏈路傳送以前, 幾乎全部鏈路層協議都會將其用鏈路層幀封裝起來.
• 鏈路接入: 媒體訪問控制(MAC, Medium Access Control)協議規定了幀在鏈路上傳輸的規則.
• 可靠交付: 保證無差錯地經鏈路層移動每一個網絡層數據報.
• 差錯檢測和糾正: 不只能檢測幀中出現的比特差錯, 並且可以準確地肯定幀中的差錯出現的位置.

 

6.3節

R4. 假設兩個節點同時經一個速率爲R的廣播信道開始傳輸一個長度爲L的分組. 用d(prop)表示這兩個節點之間的傳播時延. 若是d(prop) < L / R, 會出現碰撞嗎? 爲何?

• d(prop) < L / R 意味着傳輸速率大於傳播時延, 是否發生碰撞可能還要考慮傳播距離.

 

R5. 在6.3節中, 咱們列出了廣播信道的4種但願的特性. 這些特性中哪些是時隙ALOHA所具備的? 令牌傳遞具備這些特性中的哪些?

• ALOHA: 1)當僅有一個節點發送數據時, 該節點具備R bps的吞吐量. 3) 協議是分散的, 就是說不會由於某主節點故障而使整個系統崩潰; 4) 協議是簡單的, 使實現昂貴.
• 令牌傳遞: 1)當僅有一個節點發送數據時, 該節點具備R bps的吞吐量. 2)當有M個節點發送數據時, 每一個節點吞吐量爲R/M bps. 這沒必要要求M個節點中的每個節點老是有R/M的瞬間速率, 而是每一個節點在一些適當頂一個的時間間隔內應該有R/M的平均傳輸速率.

 

R6. 在CSMA/CD中, 在第5次碰撞後, 節點選擇K=4的機率有多大? 結果K=4在10Mbps以太網上對應於多少秒的時延?

• 在第5次碰撞後, 一共有2^5個數能夠選擇, 選擇K=4的機率爲1 / 2^5 = 0.03125.
• 須要等待 4 * 51.2 ms = 204.8ms

 

R7. 使用人類雞尾酒會交互的類比來描述輪詢和令牌傳遞協議.

• 輪詢協議: 至關於在雞尾酒會上有個主持人, 輪流安排賓客A, 賓客B, 賓客C等嘉賓進行講話.
• 令牌傳遞協議: 雞尾酒會上有一個小令牌, 小令牌在全部人手上輪流傳遞, 拿到令牌才能說話, 若是拿到令牌但不想說話就遞給下一我的.

 

R8. 若是局域網有很大的周長時, 爲何令牌環協議是低效的.

• 由於每一個節點只有在持有令牌的時候才能發送鏈路層幀, 若是周長很大, 意味着等待令牌的節點不少, 若是其中某幾個節點還要傳輸不少幀的話, 那效率會很低下.

 

6.4節

R9. MAC地址空間有多大? IPv4的地址空間呢? IPv6的地址空間呢?

• MAC地址空間爲6字節, 2^48比特
• IPv4: 4字節, 2^32比特
• IPv6: 21字節, 2^128比特

 

R10. 假設節點A, B和C(經過它們的適配器)都鏈接到同一個廣播局域網上.

• 若是A向B發送數千個IP數據報, 每一個封裝幀都有B的MAC地址, C的適配器會處理這些幀嗎? 若是會, C的適配器將會把這些幀中的IP數據報傳遞給C的網絡層嗎? 若是A用MAC廣播地址來發送這些幀, 你的回答將有怎樣的變化呢?
• 答: 若是A向B發送IP數據報, C的適配器不會處理這些幀.
• 若是會, C的適配器不會把這些幀中的IP數據報傳遞給C的網絡層, 它只會直接丟掉該幀.
• 若是A用MAC廣播地址來發送這些幀, C的適配器會接受到並處理這些幀, 處理手段是丟掉.

 

R11. ARP查詢爲何要在廣播幀中發送呢? ARP響應爲何要在一個具備特定目的MAC地址的幀中發送呢?

• ARP查詢報文僅含有源和目的的IP地址, 還有源MAC地址, 它並不知道目的IP地址的MAC地址, 因此要在廣播幀中發送.
• ARP響應報文已經知道了源和目的IP地址和MAC地址四個關鍵信息, 徹底能夠構建一個具備特定目的MAC地址的幀了, 不須要發送廣播幀增長鏈路的負擔.

 

R12. 對於圖6-19中的網絡, 路由器有兩個ARP模塊, 每一個都有本身的ARP表. 一樣的MAC地址可能在兩張表中出現嗎?

• 不會, 一個ARP表對應子網1中的主機, 一個ARP表對應子網2中的主機. 不一樣主機MAC地址不一樣, 因此一樣的MAC地址不可能在兩張表中出現.

 

R13. 比較10BASE-T, 100BASE-T和吉比特以太網的幀結構, 它們有什麼不一樣嗎?

• 它們沒有什麼不一樣, 所以新的以太網和已安裝的以太網設備基礎保持徹底兼容.

 

R14. 考慮圖6-15. 在4.3節的尋址意義下, 有多少個子網呢?

• 5個

 

R15. 在一個支持802.1Q協議交換機上可以配置的VLAN的最大數量是多少呢? 爲何?

• 取決於交換機的端口數量, 理論上一個端口能配置爲一個一個VLAN

 

R16. 假設支持K個VLAN組的N臺交換機通過一個幹線協議鏈接起來. 鏈接這些交換機須要多少端口?

• 鏈接這些交換機須要(N - 2) * 2 + 2個端口