网络课堂练习答案

第一次课：

1.a) 中法两国外长需要通过电话达成某项协议，但两人都不会对方的语言。另两人都没有带能将自己的语言翻译为对方语言的翻译。然而两国外长都带着英语翻译。试画图描述这种情况并描述每个层次的交互过程。

b) 现假设中国外长的译员掌握日语，而法国外长有一德语翻译。重新画图并描述。（2.2）

答案： a.

The PMs speak as if they are speaking directly to each other. For example, when the French PM speaks, he addresses

his remarks directly to the Chinese PM. However, the message

is actually passed through two translators via the phone system. The French PM's translator translates his remarks into English and telephones these to the Chinese PM's translator, who translates these remarks into Chinese.

b

An intermediate node serves to translate the message before passing it on.

2. 广播网络是从任一连接在网上的站点发出的信息都会被所有网上的其他站点收到的网络。例如总线拓扑的局域网(如以太网)以及无线电网络，请讨论在广播网上网络层(OSI第3层)是否需要？（2.5）

答案：

2.5 可以从两个方面考虑：

（1） 首先从网络层执行的功能来看，它负责数据在网络中的路由，但是在广播网络中不需要路由，网络层的其他功能如在端系统间的顺序检测、流量控制和差错控制可以在第2层完成，因为在没有中间交换结点的情况下数据链路层是直接连接两个端系统的。因此从这个角度看不需要网络层。

（2） 从上层协议使用网络层的角度来看，上层协议将自己视为通过一个接入点连到网络来与其他主机通信，负责确保数据通过网络传输到其他端系统的层次是网络层。因此从这个角度考虑网络层是需要的。

事实上，广播网络中OSI的第2层分为两个子层：较低的子层关心媒体访问控制(MAC)，它负责任一时刻仅有一个端系统传输数据，同时还负责在LAN上定 位其他端系统；较高的子层称为逻辑链路控制(LLC)，它执行通常的链路控制功能。有了MAC/LLC，可以不需要网络层(但是可能需要一个互联网层)。

3. 在图2.4中，一个第N层上的协议数据单元(PDU)正好被装配在第(N-1)层的一个PDU中。也可能将一个第N层的PDU分解为多个(N-1)层的PDU(这叫做分段)或多个N层的PDU组合成一个(N-1)层的PDU(这叫做组块)

a. 对于分段的情况，每一个(N-1)层的段必须 包括一个第N层的首部的副本吗？

b. 对于组块的情况，将第N层的多个PDU打包到一个第(N-1)层的PDU中时，需不需要将各个第N层PDU的首部保留不变，抑或是将它们合并成一个具有单个第N层首部的第N层PDU？（2.7）

答案：

2.7 a. 不需要。如果这样做将违反层间的分离原理，对(N-1)层来说，N层的PDU仅仅是一块数据，它根本不知道N层PDU的内部格式。它只要将它分解成多个段并在接收端按正确的次序组装它。

b. 各个第N层PDU的首部必须保持不变，理由同(a)。

1. 一个4480字节的数据报要进行传输并需要分片，因为它要经过一个最大有效载荷1500字节字节的以太网。画出每个数据报片的总长度、More标志和分片偏移字段的值。（3.8）

答案：

3.8 原数据报包含20字节的首部和4460字节的数据字段。以太网帧能装载1500字节的数据，故它能装载首部为20字节数据字段为1480字节的IP 数据报；注意到1480字节能被8整除(因为数据字段长度必须为64 bit的整数倍)，所以除了最后一个数据报片外，其他的数据报片都能使用最

2. 一个运输层报文由1500 bit的数据和160 bit的首部组成，它被送到一个互联网层，被互联网层加上160 bit的首部。这个数据报然后经过两个网络进行传输，每个网络都使用24 bit的分组首部。目的网络的最大分组长度是800 bit。把分组首部计算在内，一共有多少位被交付给了目的端的网络层？（

3.11）

3.11 数据加上运输层首部加上互联网层首部共1820 bit。整个数据报被分段为一系列分组进行传输，其中每个分组包含24 bit的网络首部加上至多为776 bit的高层数据。需要3个分组，因此交付给目的端网络层的位数为：1820+3*24=1892 bit

3. 比较IPv4首部和IPv6首部的单个字段。考虑每一个IPv4字段所提供的功能，试说明在IPv6中是如何提供这些功能的。（3.12）

3.12 版本：IPv6首部中有同样字段，其值由4变为6。

网际首部长度(IHL)：去除了，因为IPv6首部的长度的固定的所以不需要。

服务类型：去除了，该字段的前3个比特定义了8个优先级值，在IPv6首部中被通信量类型字段中的优先级子字段所取代，它同样为非拥塞控制的通信量定义了8个优先级值；该字段的剩余比特处理可靠性、时延和吞吐量等问题，IPv6中的等价功能可通过流标号字段来实现。

总长度：被IPv6首部中的有效载荷长度所取代。

标识符：相同的字段出现在IPv6的分片首部中。

标志：“More”位出现在IPv6的分片首部中；IPv6中分片只允许在源结点进行，因此去除了“Don’t Fragment”位。

片偏移：相同的字段出现在IPv6的分片首部中。

生存时间(TTL)：在IPv6首部中被跳数限制所取代，两者在实践中同样处理。

协议：在IPv6首部中被下一个首部所取代，它或者指出下一个IPv6扩展首部，或者指出使用IPv6的协议。

首部校验和：因考虑到计算该校验和影响性能，所以去除了该字段。源地址/目的地址：32比特的IPv4源地址/目的地址字段在IPv6首部中被128比特的源地址/目的地址所取代。

1. 对于一个交换网络定义下列参数：

N=给定的两个端系统之间经过的跳数

L=以bit为单位的报文长度

B=数据率，单位是bps

P=固定的分组长度，单位是bit

H=每个分组中的额外开销(首部)位

S=呼叫建立时间(电路交换或虚电路)，单位是s

D=每跳的传播时延，单位是s

(a) 对于D=4，L=3200，B=9600，P=1024，H=16，S=0.2，D=0.001，计算电路交换、虚电路分组交换和数据报分组交换的端到端时延。假定不存在确认并忽略结点处理时间。

(b) 对于(a)中的三种交换方式，推导时延的一般表达式，每次对两种方式进行比较，找到其时延相等的条件。 （4.2）

4.2 a. 电路交换

T = C1 + C2 其中

C1 = 呼叫建立时间