計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第五版謝希仁-課后答案演示教學(xué)

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第五版）謝希仁-課后答案第十精品文檔10-1 NGI和NGN各表示什么意思？它們的主要區(qū)別是什么？答：NGN( Next Gen eration In ternet):即下一代英特網(wǎng)；NGI (Next Gen eratio n Network )即下一代電信網(wǎng)。主要區(qū)別：如表一所示：表1 NGN與NGI的主要區(qū)別NGI開枚接口業(yè)務(wù)與應(yīng)用層對外的業(yè)需創(chuàng)新空間相對較丿卜相對很大收費(fèi)的主更層次業(yè)務(wù)/應(yīng)用層是否IE分消費(fèi)者和提供者嚴(yán)格區(qū)分不區(qū)井二者對等咬竇理念基本業(yè)務(wù)收費(fèi)埴值業(yè)務(wù)收費(fèi)基審業(yè)簧不收費(fèi)增僖業(yè)務(wù)收費(fèi)業(yè)務(wù)的可菅理性宴求網(wǎng)絡(luò)也是可管理的不姜求岡絡(luò)也是可管3里的由此可見，NGN希望業(yè)

2、務(wù)提供者可以為用戶 (信息消費(fèi)者)提供更好的融和業(yè)務(wù)，而 NGI則希望為廣 大用戶(不區(qū)分信息提供者和信息消費(fèi)者)提供一個(gè)更好的創(chuàng)新平臺(tái)?；ヂ?lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電信網(wǎng)在目標(biāo)、設(shè)計(jì)原理、業(yè)務(wù)與應(yīng)用、技術(shù)、市場、驅(qū)動(dòng)力等方面的差異巨大，因此應(yīng)采用與傳統(tǒng)電信網(wǎng)不同的技術(shù)、管 理和政策手段來看待和處理互聯(lián)網(wǎng)所面臨的問題。10-2建議的IPv6協(xié)議沒有首部檢驗(yàn)和。這樣做的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：優(yōu)點(diǎn)：對首部的處理更簡單。數(shù)據(jù)鏈路層已經(jīng)將有差錯(cuò)的幀丟棄了，因此網(wǎng)絡(luò)層可省去這一步驟；缺點(diǎn)：可能遇到數(shù)據(jù)鏈路層檢測不出來的差錯(cuò)。10-3在IPv4首部中有一個(gè)“協(xié)議”字段，但在IPv6的固定首部中確沒有。這是為什么?答：在IP數(shù)

3、據(jù)報(bào)傳送的路徑上的所有路由器都不需要這一字段的信息。只有目的主機(jī)才需要協(xié)議 字段。在IPv6使用“下一個(gè)首部”字段完成IPv4中的“協(xié)議”字段的功能。10-4當(dāng)使用IPv6時(shí)，ARP協(xié)議是否需要改變？如果需要改變，那么應(yīng)當(dāng)進(jìn)行概念性的改變還是技術(shù)性 的改變？答：從概念上講沒有改變，但因IPv6地址長度增大了，所以相應(yīng)的字段都需要增大。10-5 IPv6只允許在原點(diǎn)進(jìn)行分片。這樣做有什么好處？答：分片與重裝是非常耗時(shí)的操作.IPV6把這一功能從路由器中刪除，并移到網(wǎng)絡(luò)邊緣的主機(jī)中，就可以大大的加快網(wǎng)絡(luò)中IP數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)速度10-6設(shè)每隔1微微秒就分配出100萬個(gè)IPv6地址。試計(jì)算大約要用多少年才

4、能將IPv6地址空間全部用光?？梢院陀钪娴哪挲g(大約有100億年)進(jìn)行比較。答：IPv6的地址重建共有 2的128次方個(gè)地址,或3.4 X 10的38次方.1秒種分配10的18 次方個(gè)地址，可分配1.08 X 10的13次方年.大約是宇宙年齡的1000倍.地址空間的利用不會(huì)是均 勻的.但即使只利用那個(gè)整個(gè)地址空間的1/1000,那也是不可能那個(gè)用完的10-7試把以下的IPv6地址用零壓縮方法寫成簡潔形式：(1) 0000:0000:F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332(2) 0000:0000:0000:0000:0000:0000:004D:ABCD(3) 0000:00

5、00:0000:AF36:7328:0000:87AA:0398(4) 2819:00AF:0000:0000:0000:0035:0CB2:B271答：(1) :F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332 (2):4D:ABCD(3):AF36:7328:0:87AA:398 (4)2819:AF:35:CB2:B27110-8試把以下的IPv6地址用零壓縮方法寫成簡潔形式：(1) 0:0 (2)0:AA:0 (3)0:1234:3 (4)123:1:2答：(1)0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000(2) 0000:00AA:0000:

6、0000:0000:0000:0000:0000(3) 0000:1234:0000:0000:0000:0000:0000:0003(4) 0123:0000:0000:0000:0000:0000:0001:000210-9 以下的每一個(gè)地址屬于哪一種類型？(1) FE80:12 (2)FEC0:24A2 FF02:0 (4)0:01答：(1)本地鏈路單播地址(2) IETF保留 (3)多播地址(4)環(huán)回地址10-10從IPv4過渡到IPv6的方法有哪些？答：如何完成從IPv4到IPv6的轉(zhuǎn)換是IPv6發(fā)展需要解決的第一個(gè)問題?，F(xiàn)有的幾乎每個(gè) 網(wǎng)絡(luò)及其連接設(shè)備都支持IPv4，因此要想一夜間

7、就完成從IPv4到IPv6的轉(zhuǎn)換是不切實(shí)際的。IPv6必須能夠支持和處理IPv4體系的遺留問題。可以預(yù)見，IPv4向IPv6的過渡需要相當(dāng)長的時(shí)間才能完成。目前，IETF已經(jīng)成立了專門的工作組，研究IPv4到IPv6的轉(zhuǎn)換問題，并且已提出了很多方案，主要包括以下幾個(gè)類型：1. 雙協(xié)議棧技術(shù)IPv6和IPv4是功能相近的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，兩者都基于相同的物理平臺(tái)，而且加載于其上的傳輸層協(xié)議TCP和UDP又沒有任何區(qū)別。由圖1所示的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)可以看出，如果一臺(tái)主機(jī)同時(shí)支持IPv6和IPv4兩種協(xié)議，那么該主機(jī)既能與支持IPv4協(xié)議的主機(jī)通信，又能與支持IPv6協(xié)議的主機(jī)通信，這就是雙協(xié)議棧技術(shù)的工作機(jī)理

8、。應(yīng)用程序TCP/UDP 協(xié)諫IPv6檢議L?v4協(xié)議物理網(wǎng)絡(luò)圖1 IPv4/v6 雙協(xié)議棧的協(xié)議結(jié)構(gòu)圖2示出了通過雙協(xié)議棧的通信方式，圖中的雙協(xié)議主機(jī)可以分別和IPv6主機(jī)及IPv4主機(jī)互通。W2 !叩仃呦就協(xié)誼棧的技術(shù)2. 隧道技術(shù)隨著IPv6網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多局部的IPv6網(wǎng)絡(luò)，但是這些IPv6網(wǎng)絡(luò)需要通過IPv4骨干網(wǎng)絡(luò)相連。將這些孤立的“ IPv6島”相互聯(lián)通必須使用隧道技術(shù)。利用隧道技術(shù)可以通過現(xiàn)有的運(yùn)行IPv4協(xié)議的In ternet骨干網(wǎng)絡(luò)（即隧道）將局部的 IPv6網(wǎng)絡(luò)連接起 來，因而是IPv4向IPv6過渡的初期最易于采用的技術(shù)。路由器將IPv6的數(shù)據(jù)分組封裝入IPv4

9、，IPv4分組的源地址和目的地址分別是隧道入口和出口的IPv4地址。在隧道的出口處，再將IPv6分組取出轉(zhuǎn)發(fā)給目的站點(diǎn)。隧道技術(shù)只要求在隧道的入口和出口處進(jìn)行修改，對其他部分沒有要求，因而非常容易實(shí)現(xiàn)。但是 隧道技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)IPv4主機(jī)與IPv6主機(jī)的直接通信。3. 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換/協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 / 協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù) NAT-PT（Network Address Tran slation - ProtocolTranslation） 通過與SIIT協(xié)議轉(zhuǎn)換和傳統(tǒng)的IPv4下的動(dòng)態(tài)地址翻譯（NAT以及適當(dāng)?shù)膽?yīng) 用層網(wǎng)關(guān)（ALG相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了只安裝了 IPv6的主機(jī)和只安裝了 IPv4機(jī)器的

10、大部分應(yīng)用 的相互通信。10-11多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS的工作原理是怎樣的？它有哪些主要的功能？答：MPLS的工作原理：MPLS是基于標(biāo)記的IP路由選擇方法。這些標(biāo)記可以被用來代表逐跳式或者顯式路由，并指明服務(wù)質(zhì)量（QoS）、虛擬專網(wǎng)以及影響一種特定類型的流量（或一個(gè)特殊用戶的流量）在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸方式等 各類信息。MPLS采用簡化了的技術(shù)，來完成第三層和第二層的轉(zhuǎn)換。它可以 提供每個(gè)IP數(shù)據(jù)包一個(gè)標(biāo)記，將之與IP數(shù)據(jù)包封裝于新的MPLS數(shù)據(jù)包，由 此決定IP數(shù)據(jù)包的傳輸路徑以及優(yōu)先順序，而與 MPLS兼容的路由器會(huì)在將IP數(shù)據(jù)包按相應(yīng)路徑轉(zhuǎn)發(fā)之前僅讀取該 MPLS數(shù)據(jù)包的包頭標(biāo)記，無須再去讀取

11、 每個(gè)IP數(shù)據(jù)包中的IP地址位等信息，因此數(shù)據(jù)包的交換轉(zhuǎn)發(fā)速度大大加快。目前的路由協(xié)議都是在一個(gè)指定源和目的地之間選擇最短路徑，而不論該 路徑的帶寬、載荷等鏈路狀態(tài)，對于缺乏安全保障的鏈路也沒有一種顯式方法 來繞過它。利用顯式路由選擇，就可以靈活選擇一條低延遲、安全的路徑來傳 輸數(shù)據(jù)。MPLS協(xié)議實(shí)現(xiàn)了第三層的路由到第二層的交換的轉(zhuǎn)換。MPLS可以使用各種第二層協(xié)議。MPLS工作組到目前為止已經(jīng)把在幀中繼、 ATM和PPP鏈路 以及IEEE802. 3局域網(wǎng)上使用的標(biāo)記實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。MPLS在幀中繼和ATM上運(yùn)行的一個(gè)好處是它為這些面向連接的技術(shù)帶來了IP的任意連通性。目前MPLS的主要發(fā)展方

12、向是在 ATM方面。這主要是因?yàn)锳TM具有很強(qiáng)的流量管 理功能，能提供QoS方面的服務(wù)，ATM和MPLS技術(shù)的結(jié)合能充分發(fā)揮在流 量管理和QoS方面的作用。標(biāo)記是用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的報(bào)頭，報(bào)頭的格式則取決 于網(wǎng)絡(luò)特性。在路由器網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)記是單獨(dú)的32位報(bào)頭；在ATM中，標(biāo)記置于虛電路標(biāo)識符/虛通道標(biāo)識符（VCI /VPI）信元報(bào)頭中。對于MPLS可擴(kuò)展 性非常關(guān)鍵的一點(diǎn)是標(biāo)記只在通信的兩個(gè)設(shè)備之間有意義。在網(wǎng)絡(luò)核心，路由 器/交換機(jī)只解讀標(biāo)記并不去解析IP數(shù)據(jù)包。IP包進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)核心時(shí)，邊界路由器給它分配一個(gè)標(biāo)記。自此，MPLS設(shè)備就會(huì)自始至終查看這些標(biāo)記信息，將這些有標(biāo)記的包交換至其目的地。由于路

13、由 處理減少，網(wǎng)絡(luò)的等待時(shí)間也就隨之縮短，而可伸縮性卻有所增加。MPLS數(shù)據(jù)包的服務(wù)質(zhì)量類型可以由 MPLS邊界路由器根據(jù)IP包的各種參數(shù)來確定，如 IP的源地址、目的地址、端口號、TOS值等參數(shù)。對于到達(dá)同一目的地的IP包，可根據(jù)其TOS值的要求來建立不同的轉(zhuǎn)發(fā) 路徑，以達(dá)到其對傳輸質(zhì)量的要求。同時(shí)，通過對特殊路由的管理，還能有效 地解決網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡和擁塞問題。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)擁塞時(shí)，MPLS可實(shí)時(shí)建立新的轉(zhuǎn)發(fā)路由來分散流量以緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞。10-12試討論在MPLS域中的三種流的聚合程度：（1）所有的IP數(shù)據(jù)報(bào)都 是流向同一個(gè)主機(jī)；（2）所有的IP數(shù)據(jù)報(bào)都流經(jīng)同一個(gè)出口 LSR;（ 3）所有

14、 的IP數(shù)據(jù)報(bào)都具有同樣的CIDR地址。答:（1）聚合粒度細(xì)；（2）聚合力度稍微粗些，出口 LSR要檢查每個(gè)分組的首部，以便將其分配到合適的終點(diǎn)；（3）這是最粗的聚合粒度，許多網(wǎng)絡(luò)中的流都將聚合為同一個(gè)流，而這種聚合路徑通常都在MPLS的主干網(wǎng)中。10-12什么叫顯示路由選擇？它和通常在因特網(wǎng)中使用的路由選擇有何區(qū)別？答：顯式路由選擇：該方案基于由交換路由器或 ATM交換機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)。顯式路由使用流量工程技術(shù)或者手工制定路由，不受動(dòng)態(tài)路由影響，路由計(jì)算 中可以考慮各種約束條件（如策略、CoS等級），每個(gè)LSR不能獨(dú)立地選擇下一跳，而由LSP的入口 /出口 LSR規(guī)定位于LSP上的LSR。提前為

15、數(shù)據(jù)分組指 明預(yù)定義路徑。這是在ATM世界中的虛擬線路。由于預(yù)定義了路徑，數(shù)據(jù)分組 在每一節(jié)點(diǎn)交換，因此不再需要在沿途每一節(jié)點(diǎn)上做出路由選擇決定。對于通信 工程、QoS （服務(wù)質(zhì)量）和防止路由選擇循環(huán)，顯示路由選擇很有用。它要求提前 建立路徑，有些可在IP網(wǎng)絡(luò)中用MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交換）完成。源路由選擇是顯 示路由選擇的一種形式，它是在發(fā)送數(shù)據(jù)分組之前，端系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)的路徑。10-13 MPLS能否使用顯示路由選擇以保證對特定流的 QoS需求？請說明理由 答：可以。但有關(guān)這種QoS需求的信息應(yīng)當(dāng)使邊沿路由器知道。10-14試給出兩個(gè)例子分別在細(xì)粒度和粗力度上使用 QoS顯式路由選擇答：細(xì)

16、粒度：按照源點(diǎn)和終點(diǎn)間的每一個(gè)應(yīng)用流定義QoS需求。粗粒度：按照一組網(wǎng)絡(luò)前綴或兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的應(yīng)用流定義QoS需求。10-15試比較網(wǎng)絡(luò)在以下三種情況的可擴(kuò)展性:（1）僅使用第三層轉(zhuǎn)發(fā)：每一個(gè)路由器查找最長前綴匹配以確定下一跳；（2）第三層轉(zhuǎn)發(fā)和第二層 MPLS轉(zhuǎn)發(fā)；（3）僅有第二層MPLS轉(zhuǎn)發(fā)答：（1）當(dāng)路由表很大時(shí)查找最長前綴匹配需要很長時(shí)間，這就限制了 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模（2）若有許多的分組使用MPLS就可縮短轉(zhuǎn)發(fā)分組所需的時(shí) 間，因而網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展到極大的規(guī)模；（3）分組經(jīng)受的時(shí)候最小，分組轉(zhuǎn)發(fā)的 速率不受路由表大小的影響。但網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無法處理沒有 MPLS標(biāo)記的分組。10-16在Diffserv中的

17、邊界結(jié)點(diǎn)和MPLS中的入口結(jié)點(diǎn)是否都是同樣性質(zhì)的結(jié)點(diǎn)？ Diffserv中的邊界路由器和 MPLS入口的結(jié)點(diǎn)的標(biāo)記交換路由器一樣嗎？答：兩者有相似處，但具體功能不同。具體功能如下：Diffserv將所有的復(fù)雜性放在DS域的邊界結(jié)點(diǎn)中，而使 DS域內(nèi)部路由器工 作的盡可能的簡單。邊界結(jié)點(diǎn)可以是主機(jī)，路由器，或防火墻等。其中邊界路 由器中的功能很多，可分為分類器和通信量調(diào)節(jié)器兩大部分。調(diào)節(jié)器又由標(biāo)記 器，整形器和偵測器3個(gè)部分組成。LSR （即標(biāo)記交換路由器）同時(shí)具有標(biāo)記交換和路由選擇這兩個(gè)功能，標(biāo)記 轉(zhuǎn)換功能是為了快速轉(zhuǎn)發(fā)，但在這之前 LSR需要使用路由選擇功能構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā) 表。當(dāng)一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)入

18、到MPLS域時(shí)，MPLS入口結(jié)點(diǎn)就給它打上標(biāo)記， 并按照轉(zhuǎn)發(fā)表把他轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè) LSR。以后的所有LSR都按照標(biāo)記進(jìn)行轉(zhuǎn) 發(fā)。由于再全網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一分配全局標(biāo)記數(shù)值是非常困難的，因此一個(gè)標(biāo)記僅僅在 兩個(gè)標(biāo)記路由器LSR之間才有意義。10-17在防火墻中的分組過濾和 MPLS標(biāo)記交換是否兼容？請說明理由。答：防火墻中的分組過濾工作在IP或者IP層以上，而MPLS標(biāo)記交換則 工作在IP層以下。分組過濾就是從分組首部提取出特定的字段，然后暗戰(zhàn)事先制定好的規(guī)則對分組進(jìn)行處理。防火 墻本來不處理IP層以下的MPLS的首部。但現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)處理機(jī)的功能增強(qiáng) 了，可以從一個(gè)分組的多個(gè)首部中提取和處理多個(gè)字段的功能。因此，MPLS可以建立這樣的顯式路徑，其出口結(jié)點(diǎn)有防火墻。10-18現(xiàn)在流行的P2P文件共享應(yīng)用程序都有哪些特點(diǎn)？存在哪些值得注意的 問題？答：這種工作方式不需要使用集中式的媒體服務(wù)器，這就解決了集中式媒 體服務(wù)器可能出現(xiàn)的瓶頸問題。在P2P工作方式下，所有的音頻/視頻文件都是在普通的因特網(wǎng)用戶之間傳輸。這其實(shí)是相當(dāng)于有很多（有時(shí)達(dá)到上百萬個(gè)）分散在各地的媒體服務(wù)器（由普