计算机网络第五版谢希仁配套教材CH4-5ed_网络层
计算机网络(谢希仁第五版)-第五章_习题答案
第五章传输层5—01 试说明运输层在协议栈中的地位和作用，运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别为什么运输层是必不可少的答：运输层处于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层，向它上面的应用层提供服务运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信，但网络层是为主机之间提供逻辑通信（面向主机，承担路由功能，即主机寻址及有效的分组交换）。
各种应用进程之间通信需要“可靠或尽力而为”的两类服务质量，必须由运输层以复用和分用的形式加载到网络层。
5—02 网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响答：网络层提供数据报或虚电路服务不影响上面的运输层的运行机制。
但提供不同的服务质量。
5—03 当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是面向无连接的答：都是。
这要在不同层次来看，在运输层是面向连接的，在网络层则是无连接的。
<5—05 试举例说明有些应用程序愿意采用不可靠的UDP，而不用采用可靠的TCP。
答：VOIP：由于语音信息具有一定的冗余度，人耳对VOIP数据报损失由一定的承受度，但对传输时延的变化较敏感。
有差错的UDP数据报在接收端被直接抛弃，TCP数据报出错则会引起重传，可能带来较大的时延扰动。
因此VOIP宁可采用不可靠的UDP，而不愿意采用可靠的TCP。
5—06 接收方收到有差错的UDP用户数据报时应如何处理答：丢弃5—07 如果应用程序愿意使用UDP来完成可靠的传输，这可能吗请说明理由答：可能，但应用程序中必须额外提供与TCP相同的功能。
5—08 为什么说UDP是面向报文的，而TCP是面向字节流的答：发送方UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付IP 层。
UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。
接收方UDP 对IP 层交上来的UDP 用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文。
谢希仁计算机网络第五版(第4章)课后习题答案
第4 章网络层4-01网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。
答案：虚电路服务和数据报服务。
虚电路的优点：虚电路服务是面向连接的，网络能够保证分组总是按照发送顺序到达目的站，且不丢失、不重复，提供可靠的端到端数据传输；目的站地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号，使分组的控制信息部分的比特数减少，减少了额外开销；端到端的差错处理和流量控制可以由分组交换网负责，也可以由用户机负责。
虚电路服务适用于通信信息量大、速率要求高、传输可靠性要求高的场合。
虚电路的缺点：虚电路服务必须建立连接；属于同一条虚电路的分组总是按照同一路由进行转发；当结点发生故障时，所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作。
数据报的优点：数据报服务不需要建立连接；每个分组独立选择路由进行转发，当某个结点发生故障时，后续的分组可以另选路由，因而提高了通信的可靠性。
数据报服务的灵活性好，适用于传输可靠性要求不高、通信子网负载不均衡、需要选择最佳路径的场合。
数据报的缺点：数据报服务是面向无连接的，到达目的站时不一定按发送顺序，传输中的分组可能丢失和重复，提供面向无连接的、不可靠的数据传输；每个分组都要有目的站的全地址；当网络发生故障是，出故障的结点可能会丢失数据，一些路由可能会发生变化；端到端的差错处理和流量控制只由主机负责。
4-02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？答案：网络互连暗含了相互连接的计算机进行通信，也就是说从功能上和逻辑上看，这些相互连接的计算机网络组成了一个大型的计算机网络。
网络互连可以使处于不同地理位置的计算机进行通信，方便了信息交流，促成了当今的信息世界。
存在问题有：不同的寻址方案；不同的最大分组长度；不同的网络介入机制；不同的超时控制；不同的差错恢复方法；不同的状态报告方法；不同的路由选择技术；不同的用户接入控制；不同的服务（面向连接服务和无连接服务）；不同的管理与控制方式；等等。
CH4-5ed网络层2-地址问题-3ed
.0 1 0 0 1 0 0 0 .
1111111111111111 11000000 00000000 141 141 . . 14 14 .01000000. . 64 . 0 0
(e) 网络地址（点分十进制表示）
【例4-3】在上例中，若子网掩码改为 255.255.224.0。试求网络地址，讨论所得结果。
E 类地址 1 1 1 1 保留为今后使用
为 3 字节
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 net-id 16 位 C 类地址 1 1 0 net-id 24 位 host-id 8位 host-id 16 位 host-id 24 位
B1 类地址的主机号字段 110 D 类地址 多 播 host-id 地址
分类 IP 地址
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 net-id 16 位 C 类地址 1 1 0 net-id 24 位 D 类地址 1 1 1 0 多播地址 host-id 8位 host-id 16 位 host-id 24 位
E 类地址 1 1 1 1
由因特网名字与号码指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)管理
IP的 基本 结构
IP的获取方法ipconfig
192.168.19.103
网络号：192.168.18. 网络 掩码：255.255.255.0
网络
网络
前缀： 128.14.32.0/20 掩码：255.255.2.21.0/24 掩码：255.255.255.0 00010101
《计算机网络》谢希仁第五版课后题答案
3
Web安全
此外，第六章还涵盖了Web安全的基本概念和常见的安全攻击与防御。
其他资源
• 补充阅读书籍和研究论文 • 计算机网络实验指导 • 在线学习平台和课程
《计算机网络》谢希仁第 五版课后题答案
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权威教材
多路复用
还讨论了多路复用和多路分 解的方法，以及运输层在网 络中的位置和作用。
性能优化
此外，第五章还提供了一些 性能优化的方法和工具，如 流量调整和负载均衡。
第六章：应用层
1
网络应用
第六章详细介绍了常见的网络应用层协议，如HTTP、FTP、SMTP和DNS等。
2
分布式系统
还讨论了分布式系统的概念和架构，以及常见的分布式应用。
作为计算机网络领域的经典教材，该书由谢希仁教授编著，深入浅出地介绍了各种网络技术 和协议。
涵盖案例
该书通过实际案例分析，帮助读者理解网络技术在实际应用中的运作和问题解决。
第一章：绪论
网络通信
第一章介绍了计算机网络的基本 概念，包括网络通信的原理、网 络拓扑以及网络协议的作用。
云计算
还涵盖了当前热门话题云计算的 基本概念和架构，以及其与计算 机网络的关系。
第三章：数据链路层
1 错误检测
第三章主要介绍了数据链 路层的功能，包括错误检 测和纠错技术，以及流量 控制和访问控制的方法。
2 以太网
还介绍了以太网的工作原 理和常见的以太网协议， 如CSMA/CD。
CH4-5ed 网络层
DF：Don’t Fragment；
MF：More Fragments
除最后一个段外的所有段都要置MF位。
指明了该分段在当前数据报中的位置。 除最后一个段外的所有段的长度必须是8字节（基本 段长）的倍数。
段偏移量（Fragment offset）
生存期（Time to live）
对应的网络层实现
虚电路服务
应用层 H1 运输层 网络层 数据链路层 物理层
应用层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
H2
虚电路
H1 发送给 H2 的所有分组都沿着同一条虚电路传送
数据报服务
应用层 H1 运输层 网络层 数据链路层 物理层 IP 数据报 H2 应用层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
运输层 ICMP 网络层 首部 IGMP
TCP
UDP OSPF
数据部分
IP 数据报
协议字段指出应将数据 部分交给哪一个进程
位 0 固 定 首 部 部 分
4 标 生存时间
8 区分服务 识 协 议
16 标志 源 地 址
19
24 总 长 度 片 偏 移
31
版 本 首部长度
首 部 检 验 和
目 的 地 址
可变 部分 可 选 字 段 （长 度 可 变） 数 据 部 分 填 充
首部检验和(16 位)字段只检验数据报的首部 不检验数据部分。 这里不采用 CRC 检验码而采用简单的计算方法。
发送端 数 字2 据 报 检验和 首 部 字n
接收端
字1
16 位 16 位 … 置为全 0 … 16 位
字1
谢希仁计算机网络原理第五版课后答案
谢希仁计算机网络原理第五版课后习题答案.txt生活是过出来的，不是想出来的。
放得下的是曾经，放不下的是记忆。
无论我在哪里，我离你都只有一转身的距离。
计算机网络（第五版）课后答案第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。
（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
计算机网络 谢希仁 第五版
存储转发原理 并非完全新的概念
• 在 20 世纪 40 年代，电报通信也采用了 基于存储转发原理的报文交换(message switching)。 • 报文交换的时延较长，从几分钟到几小 时不等。现在报文交换已经很少有人使 用了。
三种交换的比较
电路交换
连接建立 报 文
报文交换
分组交换
数据传送
报文
服务器软件的特点
• 一种专门用来提供某种服务的程序，可 同时处理多个远地或本地客户的请求。 • 系统启动后即自动调用并一直不断地运 行着，被动地等待并接受来自各地的客 户的通信请求。因此，服务器程序不需 要知道客户程序的地址。 • 一般需要强大的硬件和高级的操作系统 支持。
2. 对等连接方式
• 对等连接(peer-to-peer，简写为 P2P)是指 两个主机在通信时并不区分哪一个是服 务请求方还是服务提供方。 • 只要两个主机都运行了对等连接软件 （P2P 软件），它们就可以进行平等的、 对等连接通信。 • 双方都可以下载对方已经存储在硬盘中 的共享文档。
• 这里我们假定分组在传输过程中没有出 现差错，在转发时也没有被丢弃。
因特网的核心部分
• 因特网的核心部分是由许多网络和把它们互 连起来的路由器组成，而主机处在因特网的 边缘部分。 • 在因特网核心部分的路由器之间一般都用高 速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到 核心部分则通常以相对较低速率的链路相连 接。 • 主机的用途是为用户进行信息处理的，并且 可以和其他主机通过网络交换信息。路由器 的用途则是用来转发分组的，即进行分组交 换的。
网络 结点 链路
互联网（网络的网络）
(a)
(b)
主机
因特网
internet 和 Internet 的区别
谢希仁计算机网络第五版(第4章)课后习题答案
第4 章网络层4-01网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。
答案：虚电路服务和数据报服务。
虚电路的优点：虚电路服务是面向连接的，网络能够保证分组总是按照发送顺序到达目的站，且不丢失、不重复，提供可靠的端到端数据传输；目的站地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号，使分组的控制信息部分的比特数减少，减少了额外开销；端到端的差错处理和流量控制可以由分组交换网负责，也可以由用户机负责。
虚电路服务适用于通信信息量大、速率要求高、传输可靠性要求高的场合。
虚电路的缺点：虚电路服务必须建立连接；属于同一条虚电路的分组总是按照同一路由进行转发；当结点发生故障时，所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作。
数据报的优点：数据报服务不需要建立连接；每个分组独立选择路由进行转发，当某个结点发生故障时，后续的分组可以另选路由，因而提高了通信的可靠性。
数据报服务的灵活性好，适用于传输可靠性要求不高、通信子网负载不均衡、需要选择最佳路径的场合。
数据报的缺点：数据报服务是面向无连接的，到达目的站时不一定按发送顺序，传输中的分组可能丢失和重复，提供面向无连接的、不可靠的数据传输；每个分组都要有目的站的全地址；当网络发生故障是，出故障的结点可能会丢失数据，一些路由可能会发生变化；端到端的差错处理和流量控制只由主机负责。
4-02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？答案：网络互连暗含了相互连接的计算机进行通信，也就是说从功能上和逻辑上看，这些相互连接的计算机网络组成了一个大型的计算机网络。
网络互连可以使处于不同地理位置的计算机进行通信，方便了信息交流，促成了当今的信息世界。
存在问题有：不同的寻址方案；不同的最大分组长度；不同的网络介入机制；不同的超时控制；不同的差错恢复方法；不同的状态报告方法；不同的路由选择技术；不同的用户接入控制；不同的服务（面向连接服务和无连接服务）；不同的管理与控制方式；等等。
计算机网络(谢希仁第五版)课后答案
计算机网络(谢希仁第五版)课后答案计算机网络(谢希仁第五版)课后答案第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP 首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。
（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
CH4-5ed 网络层
网络层以上的中继系统：网关(gateway)。
4.2.2 分类的 IP 地址
1. IP 地址及其表示方法
我们把整个因特网看成为一个单一的、抽 象的网络。IP 地址就是给每个连接在因特 网上的主机（或路由器）分配一个在全世 界范围是唯一的 32 位的标识符。 IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司 ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配
128.11.3.31
2. 常用的三种类别的 IP 地址
B类地址的网络号字段有2字节，但前面两位已固定， IP 地址的使用范围 只剩下14位，因为这14位无论怎么取值也不可能出 网络 最大 第一个 最后一个 每个网络 类别 现使整个2字节的网络号字段成为全0或全1，因此不 网络数 可用的 可用的 中最大的 存在网络总数减2的问题。但实际上B类地址 网络号 网络号 主机数 128.0.0.0是不指派的，而可以指派的B类最小网络地 A 址是128.1.0.0,因此总的网络数是16383. 126 (27 – 2) 1 126 16,777,214
host-id 16 位
host-id 8位
为 3 字节
E 类地址 1 1 1 1
保留为今后使用
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 host-id 24 位
net-id 16 位
C 类地址 1 1 0 net-id 24 bit 1 10 D 类地址 A1类地址的主机号字段地 址 多 播 host-id
第 4 章 网络层（续）
4.3 划分子网和构造超网 4.3.1 划分子网 4.3.2 使用子网时分组转发 4.3.3 无分类编址 CIDR（构造超网） 4.4 网际控制报文协议 ICMP 4.4.1 ICMP 报文的种类 4.4.2 ICMP 的应用举例 4.5 因特网的路由选择协议 4.5.1 有关路由选择协议的几个基本概念 4.5.2 内部网关协议 RIP 4.5.3 内部网关协议 OSPF 4.5.4 外部网关协议 BGP
CH4-5ed 网络层_3
正 常 情 况
1 1
网1 R1 网2
1 2 R1 网3 R2
“1”表示“从本路由 器到网 1” “2”表示“距离是 2”
“R1”表示 经过 R1
R2 说：“我到网 1 的距离是 2，是经过 R1。”
正 常 情 况
1 1
网1 R1 网2
1 2 R1 网3 R2
网1 R1 网 1出了故障 1 16
课件制作人：谢希仁
RIP 协议的优缺点
RIP 协议最大的优点就是实现简单，开销较小。 RIP 协议的缺点：
RIP 存在的一个问题是当网络出现故障时，要经过比较长的 时间才能将此信息传送到所有的路由器。 RIP 限制了网络的规模，它能使用的最大距离为 15（16 表 示不可达）。 没有负载均衡机制。 只有一种评价代价，即：跳数。
网2 R2 1 2 R1
网3
R1 说：“我到网 1 的距离是 16 （表示无法到达）， 是直接交付。”
但 R2 在收到 R1 的更新报文之前，还发送原来的报文， 因为这时 R2 并不知道 R1 出了故障。
正 常 情 况
1 1
网1 R1 网2
1 2 R1 网3 R2
网1 R1 网 1出了故障 1 16 1 3 R2
课件制作人：谢希仁
自治系统和 内部网关协议、外部网关协议
这里要指出两点
因特网的早期 RFC 文档中未使用“路由器”而是 使用“网关”这一名词。但是在新的 RFC 文档中 又使用了“路由器”这一名词。应当把这两个属于 当作同义词。 IGP 和 EGP 是协议类别的名称。但 RFC 在使用 EGP 这个名词时出现了一点混乱，因为最早的一 个外部网关协议的协议名字正好也是 EGP。因此 在遇到名词 EGP 时，应弄清它是指旧的协议 EGP 还是指外部网关协议 EGP 这个类别。
谢希仁计算机网络原理第五版课后答案
谢希仁计算机网络原理第五版课后习题答案.txt生活是过出来的，不是想出来的。
放得下的是曾经，放不下的是记忆。
无论我在哪里，我离你都只有一转身的距离。
计算机网络（第五版）课后答案第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。
（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
CH4-5ed 网络层4
自治系统 AS
自治系统 AS 的定义：一个自治系统就是处于一 个管理机构控制之下的路由器和网络群组 。 在AS内的路由器使用一种路由协议和共同的度量 以确定分组的路由；在AS之间使用一种路由协议 以确定分组在AS之间的路由
因特网有两大类路由选择协议
内部网关协议 IGP (Interior Gateway Protocol) 即在一个自治系统内部使用的路由选择协议。如 RIP 和 OSPF 协议。 外部网关协议EGP (External Gateway Protocol) 若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据报 传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议 将路由选择信息传递到另一个自治系统中。这样的 协议就是外部网关协议 EGP。在外部网关协议中目 前使用最多的是 BGP-4。
1. 理想的路由算法（生成更新路由表） 算法必须是正确的和完整的。 算法在计算上应简单。 算法应能适应通信量和网络拓扑的变化，这就 是说，要有自适应性。 算法应具有稳定性。 算法应是公平的。 算法应是最佳的。
关于“最佳路由”
不存在一种绝对的最佳路由算法。 所谓“最佳”只能是相对于某一种特定要求下 得出的较为合理的选择而已。 实际的路由选择算法，应尽可能接近于理想的 算法。
Ping命令的参数3－1
-t ：一直ping，直到手动关闭（＾C）为止
Ping命令的参数3－2
-a ：显示对方的主机名
Ping命令的参数3－3
-l 字节数：发送指定大小的ping包
PING 的应用举例
Traceroute 的应用举例
4.5 因特网的路由选择协议
4.5.1 有关路由选择协议的几个基本概念
4.4.2 ICMP的应用举例 PING (Packet InterNet Groper)
CH4-5ed 网络层 - 4.2.4ppt97
RFC协议标准文档（延伸阅读）
RFC 826, ARP /rfcs/rfc826.html （David C. Plummer ,DCP@MIT-MC，November 1982） RFC 903, RARP /rfc/rfc903.txt （Finlayson, Mann, Mogul, Theimer， Stanford University ， June 1984） RFC 1868, ARP Extension /rfcs/rfc1868.html
（2）地址解析协议 在TCP/IP体系结构中的位置
应用层
运输层 网络层 （网际层） 网络接口层 各种应用层协议 (HTTP, FTP, SMTP 等) TCP, UDP ICMP IGMP
IP
RARP ARP 与各种网络接口理
每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机及路由器 的 IP 地址到硬件地址的映射表。 当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数 据报时，就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。
222.27.252.169
Y
B 70-71-bc-b6-05-e9
Z
ARP工作原理-ARP捕包协议分析
课件制作人：谢
ARP工作原理-ARP捕包协议分析
课件制作人：谢
ARP 高速缓存的作用
提高效率、减少广播
当主机 B 收到 A 的 ARP 请求分组时，就将 主机 A 的这一地址映射写入主机 B 自己的 ARP 高速缓存中。
如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写 入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地 址。 如无，则使用ARP请求分组查询主机B的硬件地址。
CH4-5ed 网络层(3)
4.7 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT
4.7.1 虚拟专用网 VPN
本地地址——仅在机构内部使用的 IP 地 址，可以由本机构自行分配，而不需要 向因特网的管理机构申请。 全球地址——全球唯一的IP地址，必须 向因特网的管理机构申请。
RFC 1918 指明的专用地址
(private address)
D 类 IP 地址 与以太网多播地址的映射关系
这 5 位不使用
0 8 16 24 31
D 类 IP 地址 1110
0 1 0 0 5 E
00000001 00000000 01011110 0
表示多播
最低 23 位来自 D 类 IP 地址
48 位以太网地址
4.6.3 网际组管理协议 IGMP 和多播路由选择协议
4.7.2 网络地址转换 NAT
(Network Address Translation)
网络地址转换 NAT 方法于1994年提出。 需要在专用网连接到因特网的路由器上安装 NAT 软件。装有 NAT 软件的路由器叫做 NAT 路由器，它至少有一个有效的外部全球地址 IPG。 所有使用本地地址的主机在和外界通信时都要 在 NAT 路由器上将其本地地址转换成 IPG 才 能和因特网连接。
视频服务器 M 发送 1 次多播 1个 R1 1个 R2 复制 1个 1个
R3
1个
R4
1 个 多播
多播
多播组成员 共有 90 个
多播
1个
…
…
…
IP 多播的一些特点
(1) 多播使用组地址—— IP 使用 D 类地址 支持多播。多播地址只能用于目的地址 ，而不能用于源地址。 (2) 永久组地址——由因特网号码指派管理 局 IANA 负责指派。 (3) 动态的组成员 (4) 使用硬件进行多播
计算机网络(谢希仁第五版)第四章课后习题详解
第四章网络层1.网络层向上提供的服务有哪两种？是比较其优缺点。
网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务前者预约了双方通信所需的一切网络资源。
优点是能提供服务质量的承诺。
即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高；后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易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？网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域进行网络互连时，需要解决共同的问题有：不同的寻址方案不同的最大分组长度不同的网络接入机制不同的超时控制不同的差错恢复方法不同的状态报告方法不同的路由选择技术不同的用户接入控制不同的服务（面向连接服务和无连接服务）不同的管理与控制方式3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统：转发器(repeater)。
数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。
网络层中继系统：路由器(router)。
网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。
网络层以上的中继系统：网关(gateway)。
4.试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议：实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议。
ARP协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
5.IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？分为ABCDE 5类;每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。
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如果我们只从网络层考虑问题，那么 IP 数据报就可以想象是在网络层中传送。
网络层 R1 网络层 R2 网络层 R3 网络层 R4 网络层 R5 网络层 H2
IP 数据报 网络层 H1
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4.2.2 分类的 IP 地址
1. IP 地址及其表示方法
我们把整个因特网看成为一个单一的、抽 象的网络。IP 地址就是给每个连接在因特 网上的主机（或路由器）分配一个在全世 界范围是唯一的 32 位的标识符。 IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司 ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配
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第 4 章 网络层（续）
4.3 划分子网和构造超网 4.3.1 划分子网 4.3.2 使用子网时分组转发 4.3.3 无分类编址 CIDR（构造超网） 4.4 网际控制报文协议 ICMP 4.4.1 ICMP 报文的种类 4.4.2 ICMP 的应用举例 4.5 因特网的路由选择协议 4.5.1 有关路由选择协议的几个基本概念 4.5.2 内部网关协议 RIP 4.5.3 内部网关协议 OSPF 4.5.4 外部网关协议 BGP
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第 4 章 网络层（续）
4.5.6 路由器的构成 4.6 IP 多播 4.6.1 IP 多播的基本概念 4.6.2 在局域网上进行硬件多播 4.6.2 因特网组管理协议 IGMP 和多播路由选 择协议 4.7 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT 4.7.1 虚拟专用网 VPN 4.7.2 网络地址转换 NAT
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本章最重要的内容
(1) 虚拟互连网络的概念 (2) IP 地址与物理地址的关系 (3) 传统的分类的 IP 地址（包括子网掩码） 和无分类域间路由选择 CIDR (4) 路由选择协议的工作原理
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4.1 网络层提供的两种服务
在计算机网络领域，网络层应该向运输 层提供怎样的服务（“面向连接”还是 “无连接”）曾引起了长期的争论。 争论焦点的实质就是：在计算机通信中， 可靠交付应当由谁来负责？是网络还是 端系统？
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数据报服务
应用层 H1 运输层 网络层 数据链路层 物理层 IP 数据报 H2 应用层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
丢失
H1 发送给 H2 的分组可能沿着不同路径传送
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虚电路服务与数据报服务的对比
对比的方面
思路
连接的建立 终点地址 分组的转发
虚电路服务
可靠通信应当由网络来保证
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IP 地址的编址方法
分类的 IP 地址。这是最基本的编址方法， 在 1981 年就通过了相应的标准协议。 子网的划分。这是对最基本的编址方法的 改进，其标准[RFC 950]在 1985 年通过。 构成超网。这是比较新的无分类编址方法。 1993 年提出后很快就得到推广应用。
(4-1)
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IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 host-id 24 位
net-id 16 位
C 类地址 1 1 0 net-id 24 位
host-id 16 位
host-id 8位 多播地址
D 类地址 1 1 1 0
E 类地址 1 1 1 1
E 类地址 1 1 1 1
为 2 字节
保留为今后使用
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 host-id 24 位
net-id 16 位
C 类地址 1 1 0 net-id 24 位 1 类地址的网络号字段 地 址 D 类地址 C 1 1 0 多 播 net-id
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互连网络与虚拟互连网络
路由器 网络
网络 网络 虚拟互连网络 （互联网） 网络
网络
(a) 互连网络
(b) 虚拟互连网络
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虚拟互连网络的意义
所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的 意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本 来是客观存在的，但是我们利用 IP 协议就可 以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是 一个统一的网络。 使用 IP 协议的虚拟互连网络可简称为 IP 网。 使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主 机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样， 而看不见互连的各具体的网络异构细节。
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分类 IP 地址
每一类地址都由两个固定长度的字段组成， 其中一个字段是网络号 net-id，它标志主 机（或路由器）所连接到的网络，而另一 个字段则是主机号 host-id，它标志该主机 （或路由器）。 两级的 IP 地址可以记为：
IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>} ::= 代表“定义为”
必须有 仅在连接建立阶段使用，每 个分组使用短的虚电路号 属于同一条虚电路的分组均 按照同一路由进行转发
数据报服务
可靠通信应当由用户主机来保 证
不需要 每个分组都有终点的完整地址 每个分组独立选择路由进行转 发
当结点出故障时 所有通过出故障的结点的虚 电路均不能工作
分组的顺序 总是按发送顺序到达终点
为 1 字节
E 类地址 1 1 1 1
保留为今后使用
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 host-id 24 位
net-id 16 位
C 类地址 1 1 0 net-id 24 位
host-id 16 位
host-id 8位
B 110 D 类地址 1 类地址的网络号字段 net-id 多播地址
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网络互连使用路由器
当中继系统是转发器或网桥时，一般并不 称之为网络互连，因为这仅仅是把一个网 络扩大了，而这仍然是一个网络。 网关由于比较复杂，目前使用得较少。 互联网都是指用路由器进行互连的网络。 由于历史的原因，许多有关 TCP/IP 的文 献将网络层使用的路由器称为网关。
host-id 8位
B 110 D 类地址 1 类地址的主机号字段 host-id 多播地址
E 类地址 1 1 1 1 保留为今后使用
为 2 字节
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 host-id 24 位
net-id 16 位
C 类地址 1 1 0 net-id 24 位
不同的寻址方案 不同的最大分组长度 不同的网络接入机制 不同的超时控制 不同的差错恢复方法 不同的状态报告方法 不同的路由选择技术 不同的用户接入控制 不同的服务（面向连接服务和无连接服务） 不同的管理与控制方式
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网络互相连接起来 要使用一些中间设备
Hale Waihona Puke 课件制作人：谢希仁尽最大努力交付的好处
由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务， 这就使网络中的路由器可以做得比较简单，而 且价格低廉（与电信网的交换机相比较）。 如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需 要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层 负责（包括差错处理、流量控制等）。 采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大 降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。 因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当 初采用这种设计思路的正确性。
host-id 16 位
host-id 8位
为 3 字节
E 类地址 1 1 1 1
保留为今后使用
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 host-id 24 位
net-id 16 位
C 类地址 1 1 0 net-id 24 bit 1 10 D 类地址 A1类地址的主机号字段地 址 多 播 host-id
出故障的结点可能会丢失分组， 一些路由可能会发生变化
到达终点时不一定按发送顺序
端到端的差错处 可以由网络负责，也可以由 理和流量控制 用户主机负责
由用户主机负责
4.2 网际协议IP
网际协议 IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一。 与 IP 协议配套使用的还有四个协议： 地址解析协议 ARP (Address Resolution Protocol) 逆地址解析协议 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol) 网际组管理协议 IGMP (Internet Group Management Protocol)
host-id 16 位
host-id 8位
为 3 字节
E 类地址 1 1 1 1
保留为今后使用
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 host-id 24 位
net-id 16 位
C 类地址 1 1 0 net-id 24 位
host-id 16 位
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电信网的成功经验 让网络负责可靠交付
面向连接的通信方式 建立虚电路(Virtual Circuit)，以保证双方 通信所需的一切网络资源。 如果再使用可靠传输的网络协议，就可 使所发送的分组无差错按序到达终点。