第七章互连网络
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1简答题1.1 某网络上连接的所有主机,都得到“Request time out”的显示输出,检查本地主机配置和IP地址:202.117.34。
35,子网掩码为255。
255.0。
0,默认网关为202.117。
34。
1,请问问题可能出在哪里?答:因为由ip地址202。
117。
34。
35得知网络是C类网络,子网掩码的问题(255。
255。
255。
0)。
子网掩码应为255.255。
255.0.按原配置,本地主机会被网关认为不在同一子网中,这样网关将不会转发任何发送给本地主机的信息。
1.2 简述共享式集线器(HUB)与交换机(SWITCH)的异同点.答: (1)在OSI参考模型中工作的层次不同:HUB一般工作在物理层,交换机工作在数据链路层或网络层。
(2)数据传输方式不同:HUB的所有设备在同一冲突域和同一广播域,采用的数据传输方式是广播方式,容易产生广播风暴;交换机的数据传输是有目的的,数据在发送方与接受方之间进行点对点的传送,数据传输效率提高,不会出现广播风暴,在安全性方面也不会出现其他节点侦听的现象。
(3)带宽占用方式不同:HUB的所有端口共享总带宽,而交换机的每个端口都有自己的带宽。
(4)传输模式不同:HUB只能采用半双工方式进行传输,交换机既可采用半双工也可采用全双工。
1.3 简要说明TCP/IP参考模型五个层次的名称(从下往上)?各层的信息传输格式?各层使用的设备是什么?(最低三层)答:A.物理层链路层网络层运输层应用层B.比特流帧包(报文分组)报文C.中继器网桥/交换机路由器网关1.4 为什么要引入域名解析?简单叙述访问站点的过程中,DNS的域名解析过程。
(设的IP地址为:202。
101。
208。
10,DNS地址:202.101。
208。
3)答:域名解析是为了解决数字化的IP地址不便于记忆的问题而引入的一种层次型命名机制,完成名字—-—地址的映射。
访问www。
ecjtu.jx。
cn的域名解析过程:1)在浏览器地址栏输入地址;2)先在本机域名解析的缓存中查找该域名,若找到则可以立即获取对用的IP地址;3)若不在本机缓存中则向本地DNS服务器(202.101。
2. 试简单说明下列协议的作用:IP、ARP、RARP和ICMP。
答: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。
ARP协议:完成IP地址到MAC地址的映射。
RARP:使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP地址。
ICMP:允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。
5. 试说明IP 地址与硬件地址的区别。
为什么要使用这两种不同的地址?答:IP地址在IP数据报的首部,而硬件地址则放在MAC帧的首部。
在网络层以上使用的是IP地址,而链路层及以下使用的是硬件地址。
在IP层抽象的互连网上,我们看到的只是IP数据报,路由器根据目的站的IP地址进行选路。
在具体的物理网络的链路层,我们看到的只是 MAC 帧,IP 数据报被封装在 MAC 帧里面。
MAC帧在不同的网络上传送时,其MAC帧的首部是不同的。
这种变化,在上面的IP层上是看不到的。
每个路由器都有IP 地址和硬件地址。
使用IP地址与硬件地址,尽管连接在一起的网络的硬件地址体系各不相同,但IP层抽象的互连网却屏蔽了下层这些很复杂的细节,并使我们能够使用统一的、抽象的IP地址进行通信。
6.(1)子网掩码为255.255.255.0代表什么意思?(2)一网络的子网掩码为255.255.255.248,问该网络能够连接多少台主机?(1)一A类网络和一B类网络的子网号subnet-id分别为16bit的8bit,问这两个网络的子网掩码有何不同?(2)一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。
试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少?(3)一个A类地址的子网掩码为255.255.0.255。
它是否为一个有效的子网掩码?(4)某个IP地址的十六进制表示是C22F1481,试将其转换为点分十进制的形式.这个地址是哪一类IP 地址?(5)C类网络使用子网掩码有无实际意义?为什么?答:(1)C类地址对应的子网掩码值。
第7章互连网络作业
7-1、在一个8×8 网格上,根据下面条件确定1 条优化的选播路径,源结点是(3,5),10 个目标结点是(1,1),(1,2),(1,6),(2,1),(4,1),(5,5),(5,7),(6,1),(7,1),(7,5)。
试确定网格计算机中的最优寻径路径,要求选播路径应使从源结点到每个目的结点的距离最短。
7-2、列出互连网络中的4 种信息传递方式,并分别给出其传输时延公式。
7-3、(1)画出2×2开关构成的16 个输入端的Omega 网络。
(2)结点11 传送信息给结点5 ,同时结点7 传送信息给结点9 ,画出完成这一寻径的开关设置。
这种情况会出现阻塞吗?
(3)这个网络实现任意个置换,最多的通过次数是多少?
7-4、假设循环移数网络有64 个结点,记为N0,N1,……,N63,且网络链路能双向工作。
(1)列出该网络从结点N0出发,正好以3 步可到达的所有结点。
(2)指出数据从任意一个结点N i传送至另一个结点N j所需的最少寻径步的最小上界。
7-5、设网络结点数N=8 ,通过加2i置换网络进行连接,试写出互连函数表达式,并画出它们的连接图。
第7章互连网络7.1 解释以下术语线路交换:在线路交换中,源结点和目的结点之间的物理通路在整个数据传送期间一直保持连接。
分组交换:把信息分割成许多组(又称为包),将它们分别送入互连网络。
这些数据包可以通过不同的路径传送,到目的结点后再拼合出原来的数据,结点之间不存在固定连接的物理通路。
静态互连网络:各结点之间有固定的连接通路、且在运行中不能改变的网络。
动态互连网络:由交换开关构成、可按运行程序的要求动态地改变连接状态的网络。
互连网络:一种由开关元件按照一定的拓扑结构和控制方式构成的网络,用来实现计算机系统中结点之间的相互连接。
在拓扑上,互连网络是输入结点到输出结点之间的一组互连或映象。
互连函数:用变量x表示输入,用函数f(x)表示输出。
则f(x)表示:在互连函数f的作用下,输入端x连接到输出端f(x)。
它反映了网络输入端数组和输出端数组之间对应的置换关系或排列关系,所以互连函数有时也称为置换函数或排列函数。
网络直径:指互连网络中任意两个结点之间距离的最大值。
结点度:指互连网络中结点所连接的边数(通道数)。
等分带宽:把由N个结点构成的网络切成结点数相同(N/2)的两半,在各种切法中,沿切口边数的最小值。
对称网络:从任意结点来看,网络的结构都是相同的。
7.2 试比较可用于动态互连的总线、交叉开关和多级互连网络的硬件复杂度和带宽。
答:总线互连的复杂性最低,成本也是最低。
其缺点是每台处理机可用的带宽较窄。
交叉开关是最昂贵的,因为其硬件复杂性以n2上升,所以其成本最高。
但是交叉开关的带宽和寻径性能最好。
当网络的规模较小时,它是一种理想的选择。
多级互连网络的复杂度和带宽介于总线和交叉开关之间,是一种折中方案。
其主要优点是采用模块化结构,可扩展性较好。
不过,其时延随网络级数的增加而上升。
另外,由于其硬件复杂度比总线高很多,其成本也不低。
7.3 设E为交换函数,S为均匀洗牌函数,B为蝶式函数,PM2I为移数函数,函数的自变量是十进制数表示的处理机编号。
《计算机网络》第07章网络互连技术在当今数字化的时代,计算机网络已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
而网络互连技术,则是构建复杂、高效网络的关键所在。
网络互连,简单来说,就是将多个独立的网络连接在一起,使它们能够相互通信和资源共享。
这就好比把一个个孤立的小岛用桥梁连接起来,形成一个庞大的陆地。
想象一下,如果每个网络都孤立存在,信息只能在有限的范围内流通,那将会是多么的不便。
实现网络互连的设备有很多,其中路由器是最为常见和重要的一种。
路由器就像是网络中的交通警察,它根据网络地址和路由协议,决定数据包的传输路径。
当一个数据包从一个网络发送到另一个网络时,路由器会检查数据包的目标地址,并根据预先设定的路由表,将其转发到正确的方向。
网络互连技术中,IP 协议是核心之一。
IP 地址就像是网络中设备的“身份证号码”,它唯一标识了网络中的每一个节点。
IPv4 地址我们都比较熟悉,由四个 0 到 255 之间的数字组成,例如 19216811。
然而,随着网络的快速发展,IPv4 地址资源已经日益匮乏,IPv6 应运而生。
IPv6 地址长度为 128 位,极大地扩展了地址空间,为未来的网络发展提供了充足的资源。
子网掩码也是网络互连中一个重要的概念。
它与IP 地址配合使用,用于确定网络地址和主机地址的划分。
通过子网掩码,我们可以将一个大的网络划分为多个子网,提高网络的管理效率和安全性。
在网络互连中,还有多种不同类型的网络,比如局域网(LAN)和广域网(WAN)。
局域网通常覆盖较小的范围,如一个办公室、一栋楼或者一个校园。
而广域网则可以跨越城市、国家甚至大洲,将分布在不同地理位置的网络连接起来。
网络互连技术还涉及到不同的网络拓扑结构。
常见的拓扑结构有总线型、星型、环型、树型和网状型等。
每种拓扑结构都有其特点和适用场景。
例如,总线型结构简单,但可靠性较低;星型结构易于管理和维护,但中心节点容易成为瓶颈。
网络互连的过程中,数据链路层的作用也不可忽视。