计算机网络(第五版)谢希仁 课后答案第十章.doc

1、10-1 NGI和 NGN各表示什么意思？它们的主要区别是什么？答：NGN（Next Generation Internet）:即下一代英特网；NGI（Next Generation Network）:即下一代电信网。主要区别：如表一所示 ： 表 1 NGN与 NGI的主要区别由此可见，NGN 希望业务提供者可以为用户(信息消费者)提供更好的融和业务，而 NGI则希望为广大用户(不区分信息提供者和信息消费者)提供一个更好的创新平台。互联网与传统电信网在目标、设计原理、业务与应用、技术、市场、驱动力等方面的差异巨大，因此应采用与传统电信网不同的技术、管理和政策手段来看待和处理互联网所面临的问题。

2、10-2 建议的 IPv6协议没有首部检验和。这样做的优缺点是什么？答：优点：对首部的处理更简单。数据链路层已经将有差错的帧丢弃了，因此网络层可省去这一步骤；缺点：可能遇到数据链路层检测不出来的差错。10-3 在 IPv4首部中有一个“协议”字段，但在 IPv6的固定首部中确没有。这是为什么？答：在 IP数据报传送的路径上的所有路由器都不需要这一字段的信息。只有目的主机才需要协议字段。在 IPv6使用“下一个首部”字段完成 IPv4中的“协议”字段的功能。10-4 当使用 IPv6时，ARP 协议是否需要改变？如果需要改变，那么应当进行概念性的改变还是技术性的改变？答：从概念上讲没有改变，但因

3、 IPv6地址长度增大了，所以相应的字段都需要增大。10-5 IPv6只允许在原点进行分片。这样做有什么好处？答：分片与重装是非常耗时的操作.IPV6 把这一功能从路由器中删除,并移到网络边缘的主机中,就可以大大的加快网络中 IP数据的转发速度.10-6 设每隔 1微微秒就分配出 100万个 IPv6地址。试计算大约要用多少年才能将 IPv6地址空间全部用光。可以和宇宙的年龄（大约有 100亿年）进行比较。答：IPv6 的地址重建共有 2的 128次方个地址,或 3.410的 38次方.1 秒种分配 10的 18次方个地址,可分配 1.0810的 13次方年.大约是宇宙年龄的 1000倍.地址

4、空间的利用不会是均匀的.但即使只利用那个整个地址空间的 1/1000,那也是不可能那个用完的 . 10-7 试把以下的 IPv6地址用零压缩方法写成简洁形式：（1）0000:0000:F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332（2）0000:0000:0000:0000:0000:0000:004D:ABCD（3）0000:0000:0000: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):AF

5、36:7328:0:87AA:398 (4)2819:AF:35:CB2:B271 10-8 试把以下的 IPv6地址用零压缩方法写成简洁形式：（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:0000:0000:0000:0000:0000:0000 (3)0000:1234:0000:0000:0000:0000:0000:0003 (4)0123:0000:0000:0000:0000:0000:0001:000210-9 以下的每一个地址属于哪一

6、种类型？（1）FE80:12 (2)FEC0:24A2 (3)FF02:0 (4)0:01答：（1）本地链路单播地址 （2）IETF 保留 （3）多播地址 （4）环回地址10-10从 IPv4过渡到 IPv6的方法有哪些？答：如何完成从 IPv4到 IPv6的转换是 IPv6发展需要解决的第一个问题。现有的几乎每个网络及其连接设备都支持 IPv4，因此要想一夜间就完成从 IPv4到 IPv6的转换是不切实际的。IPv6必须能够支持和处理 IPv4体系的遗留问题。可以预见，IPv4 向 IPv6的过渡需要相当长的时间才能完成。目前，IETF 已经成立了专门的工作组，研究 IPv4到 IPv6的转

7、换问题，并且已提出了很多方案，主要包括以下几个类型： 1. 双协议栈技术 IPv6和 IPv4是功能相近的网络层协议，两者都基于相同的物理平台，而且加载于其上的传输层协议 TCP和 UDP又没有任何区别。由图 1所示的协议栈结构可以看出，如果一台主机同时支持 IPv6和 IPv4两种协议，那么该主机既能与支持 IPv4协议的主机通信，又能与支持 IPv6协议的主机通信，这就是双协议栈技术的工作机理。 图 1 IPv4/v6双协议栈的协议结构 图 2示出了通过双协议栈的通信方式，图中的双协议主机可以分别和 IPv6主机及 IPv4主机互通。 2. 隧道技术 随着 IPv6网络的发展，出现了许多局

8、部的 IPv6网络，但是这些 IPv6网络需要通过IPv4骨干网络相连。将这些孤立的“IPv6 岛”相互联通必须使用隧道技术。利用隧道技术可以通过现有的运行 IPv4协议的 Internet骨干网络（即隧道）将局部的 IPv6网络连接起来，因而是 IPv4向 IPv6过渡的初期最易于采用的技术。 路由器将 IPv6的数据分组封装入 IPv4，IPv4 分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的 IPv4地址。在隧道的出口处，再将 IPv6分组取出转发给目的站点。隧道技术只要求在隧道的入口和出口处进行修改，对其他部分没有要求，因而非常容易实现。但是隧道技术不能实现 IPv4主机与 IPv6主机

9、的直接通信。 3. 网络地址转换/协议转换技术 网络地址转换/协议转换技术 NAT-PT(Network Address Translation - Protocol Translation)通过与 SIIT协议转换和传统的 IPv4下的动态地址翻译（NAT）以及适当的应用层网关（ALG）相结合，实现了只安装了 IPv6的主机和只安装了 IPv4机器的大部分应用的相互通信。10-11 多协议标记交换 MPLS 的工作原理是怎样的？它有哪些主要的功能？答：MPLS 的工作原理 ：MPLS 是基于标记的 IP 路由选择方法。这些标记可以被用来代表逐跳式或者显式路由，并指明服务质量（QoS） 、虚拟

10、专网以及影响一种特定类型的流量（或一个特殊用户的流量）在网络上的传输方式等各类信息。MPLS 采用简化了的技术，来完成第三层和第二层的转换。它可以提供每个 IP 数据包一个标记，将之与 IP 数据包封装于新的 MPLS 数据包，由此决定 IP 数据包的传输路径以及优先顺序，而与 MPLS兼容的路由器会在将 IP 数据包按相应路径转发之前仅读取该 MPLS 数据包的包头标记，无须再去读取每个 IP 数据包中的 IP 地址位等信息，因此数据包的交换转发速度大大加快。 目前的路由协议都是在一个指定源和目的地之间选择最短路径，而不论该路径的带宽、载荷等链路状态，对于缺乏安全保障的链路也没有一种显式方法

11、来绕过它。利用显式路由选择，就可以灵活选择一条低延迟、安全的路径来传输数据。 MPLS 协议实现了第三层的路由到第二层的交换的转换。 MPLS 可以使用各种第二层协议。MPLS 工作组到目前为止已经把在帧中继、ATM 和 PPP 链路以及 IEEE8023 局域网上使用的标记实现了标准化。MPLS 在帧中继和 ATM 上运行的一个好处是它为这些面向连接的技术带来了 IP 的任意连通性。目前 MPLS 的主要发展方向是在 ATM 方面。这主要是因为 ATM 具有很强的流量管理功能，能提供 QoS 方面的服务，ATM 和 MPLS 技术的结合能充分发挥在流量管理和 QoS 方面的作用。标记是用于转

12、发数据包的报头，报头的格式则取决于网络特性。在路由器网络中，标记是单独的 32 位报头；在 ATM 中，标记置于虚电路标识符虚通道标识符（VCI VPI）信元报头中。对于 MPLS 可扩展性非常关键的一点是标记只在通信的两个设备之间有意义。在网络核心，路由器交换机只解读标记并不去解析 IP 数据包。 IP 包进入网络核心时，边界路由器给它分配一个标记。自此，MPLS 设备就会自始至终查看这些标记信息，将这些有标记的包交换至其目的地。由于路由处理减少，网络的等待时间也就随之缩短，而可伸缩性却有所增加。MPLS 数据包的服务质量类型可以由MPLS 边界路由器根据 IP 包的各种参数来确定，如 IP

13、 的源地址、目的地址、端口号、TOS值等参数。 对于到达同一目的地的 IP 包，可根据其 TOS 值的要求来建立不同的转发路径，以达到其对传输质量的要求。同时，通过对特殊路由的管理，还能有效地解决网络中的负载均衡和拥塞问题。当网络中出现拥塞时，MPLS 可实时建立新的转发路由来分散流量以缓解网络拥塞。10-12试讨论在 MPLS 域中的三种流的聚合程度：（1）所有的 IP 数据报都是流向同一个主机；（2）所有的 IP 数据报都流经同一个出口 LSR；（ 3）所有的 IP 数据报都具有同样的 CIDR 地址。答：（1）聚合粒度细；（2）聚合力度稍微粗些 ，出口 LSR 要检查每个分组的首部，以便

14、将其分配到合适的终点；（3）这是最粗的聚合粒度，许多网络中的流都将聚合为同一个流，而这种聚合路径通常都在 MPLS 的主干网中。10-12什么叫显示路由选择？它和通常在因特网中使用的路由选择有何区别？答：显式路由选择:该方案基于由交换路由器或 ATM 交换机组成的网络。显式路由使用流量工程技术或者手工制定路由，不受动态路由影响，路由计算中可以考虑各种约束条件（如策略、CoS 等级） ，每个 LSR 不能独立地选择下一跳，而由 LSP 的入口/出口 LSR规定位于 LSP 上的 LSR。提前为数据分组指明预定义路径。这是在 ATM 世界中的虚拟线路。由于预定义了路径,数据分组在每一节点交换,因此

15、不再需要在沿途每一节点上做出路由选择决定。对于通信工程、QoS（服务质量) 和防止路由选择循环,显示路由选择很有用。它要求提前建立路径,有些可在 IP 网络中用 MPLS(多协议标签交换)完成。源路由选择是显示路由选择的一种形式,它是在发送数据分组之前,端系统发现通过网络的路径。10-13 MPLS 能否使用显示路由选择以保证对特定流的 QoS 需求？请说明理由答：可以。但有关这种 QoS 需求的信息应当使边沿路由器知道。10-14 试给出两个例子分别在细粒度和粗力度上使用 QoS 显式路由选择答：细粒度：按照源点和终点间的每一个应用流定义 QoS 需求。粗粒度：按照一组网络前缀或两个网络之间

16、的应用流定义 QoS 需求。10-15 试比较网络在以下三种情况的可扩展性：（1）仅使用第三层转发：每一个路由器查找最长前缀匹配以确定下一跳；（2）第三层转发和第二层 MPLS 转发；（3）仅有第二层 MPLS 转发答：（1）当路由表很大时查找最长前缀匹配需要很长时间，这就限制了网络的规模 （2）若有许多的分组使用 MPLS 就可缩短转发分组所需的时间，因而网络可扩展到极大的规模；（3）分组经受的时候最小，分组转发的速率不受路由表大小的影响。但网络节点无法处理没有 MPLS 标记的分组。10-16 在 Diffserv 中的边界结点和 MPLS 中的入口结点是否都是同样性质的结点？Diffse

17、rv 中的边界路由器和 MPLS 入口的结点的标记交换路由器一样吗？答：两者有相似处，但具体功能不同。具体功能如下：Diffserv 将所有的复杂性放在 DS 域的边界结点中，而使 DS 域内部路由器工作的尽可能的简单。边界结点可以是主机，路由器，或防火墙等。其中边界路由器中的功能很多，可分为分类器和通信量调节器两大部分。调节器又由标记器，整形器和侦测器 3 个部分组成。LSR（即标记交换路由器）同时具有标记交换和路由选择这两个功能，标记转换功能是为了快速转发，但在这之前 LSR 需要使用路由选择功能构造转发表。当一个 IP 数据报进入到 MPLS 域时，MPLS 入口结点就给它打上标记，并按

18、照转发表把他转发给下一个LSR。以后的所有 LSR 都按照标记进行转发。由于再全网内统一分配全局标记数值是非常困难的，因此一个标记仅仅在两个标记路由器 LSR 之间才有意义。10-17 在防火墙中的分组过滤和 MPLS 标记交换是否兼容？请说明理由。答：防火墙中的分组过滤工作在 IP 或者 IP 层以上，而 MPLS 标记交换则工作在 IP层以下。分组过滤就是从分组首部提取出特定的字段，然后暗战事先制定好的规则对分组进行处理。防火墙本来不处理 IP 层以下的 MPLS 的首部。但现在的网络处理机的功能增强了，可以从一个分组的多个首部中提取和处理多个字段的功能。因此，MPLS 可以建立这样的显式

19、路径，其出口结点有防火墙。10-18 现在流行的 P2P 文件共享应用程序都有哪些特点？存在哪些值得注意的问题？答：这种工作方式不需要使用集中式的媒体服务器，这就解决了集中式媒体服务器可能出现的瓶颈问题。在 P2P 工作方式下，所有的音频/ 视频文件都是在普通的因特网用户之间传输。这其实是相当于有很多（有时达到上百万个）分散在各地的媒体服务器（由普通用户的 PC 机充当这种服务器）其他用户提供所要下载的音频/视频文件。随着 P2P 文件共享程序日益广泛地使用也产生了一系列的问题有待于解决。如，音频/视频文件的知识产权就是其中的一个问题。又如，当非法盗版的，或不健康的音频/ 视频在因特网上利用 P2P 文件共享程序广泛传播时,要对 P2P 的流量进行有效的管理，在技术上还是又相当的难度。由于现在 P2P 文件共享程序的大量使用，已经消耗了因特网主干网上大部分的宽带，但网络经营商并没有因此而盈利。因此，怎样制定出合理的收费标准，既能够让广大网民接受，又能让网络经营商有利可图，也是目前迫切需要解决的问题。