复习题
R1.
网络层分组叫做数据报。路由器处于第三层的，链路交换机是第二层
R2.
数据报网络中两个最重要的功能是：转发和路由，虚电路网络中增加了一项：连接建立
R3.
转发是指在路由器内部将输入端口的分组转移到正确的输出端口；而路由是指路由器决定从源到目的地的路径
R4.
是的
R5.
略
R6.
IP电话等
R7.
有了影子副本，就可以在每个输入端口本地进行转发决策，而无需基于每个数据包调用集中式路由处理器，从而避免集中处理瓶颈。
R8.
分别是内存交换，总线交换和纵横结构。只有纵横结构可以并行转发。
R9.
如果分组到达的速率大于交换结构的速率，那么就会造成排队，最终队列越来越长，导致分组丢失。解决方法就是提升交换结构的速率至 n 倍的输入线路速率，n 是端口数
R10.
假设输入速率和输出速率一致，当分组到达单个输出端口的速率大于线路速率时，就会造成排队，最终队列越来越长，导致分组丢失。增加交换结构的速率对减缓排队现象没有任何帮助。
R11.
HOL：head-of-the-line
HOL阻塞的意思是，队列最前端的分组由于某种原因被阻塞，它后面的分组即使可以被转发结构转发，也需要等到最前端被转发之后才可以被转发。
它出现在输入端口。
R12.
路由器有 IP 地址，每一个接口都有一个 IP
R13.
11011111.00000001.00000011.00011011
R14.
略
R15.
8、3
R16.
20+20/20+20+40 = 50%
50% 的开销
R17.
IP 头部中“协议”字段，可以用来判断是 TCP 或 UDP 或其他。
R18.
无线路由器内置 DHCP 服务器，使用 DHCP 分发 IP 地址等。当然了，路由器也使用 NAT，因为只有一个公网 IP 要分配个五台 PC。
R19.
略
R20.
同意，因为 IPv6 的数据报被封装在 IPv4 的数据报中
R21.
链路状态路由协议是层次式的，网络中的路由器并不向邻居传递“路由项”，而是通告给邻居一些链路状态。与距离矢量路由协议相比，链路状态协议对路由的计算方法有本质的差别。距离矢量协议是平面式的，所有的路由学习完全依靠邻居，交换的是路由项。链路状态协议只是通告给邻居一些链路状态。运行该路由协议的路由器不是简单地从相邻的路由器学习路由，而是把路由器分成区域，收集区域的所有的路由器的链路状态信息，根据状态信息生成网络拓扑结构，每一个路由器再根据拓扑结构计算出路由。
R22.
路由器被组织成 AS，在一个 AS 中，所有路由器运行相同的AS内部协议，在跨越 AS 时需要使用AS间协议。
R23.
没有必要
R24.
不会改变，因为初始表中通过 B 到 z 跳数是 7，然而来自 A 的通告到 z 需要 11 跳，因此表不会改变。
R25.
RIP 路由选择更新信息在邻居间通过使用一种 RIP 响应报文来交换，大约 30 秒交换一次。
而 OSPF 向 AS 内部所有其他路由广播路由选择信息，不仅仅是邻居，每当一条链路的状态发生变化时，路由器就会广播链路状态信息，即使未发生变化，它也周期性地广播链路状态。
R26.
路径上的 AS 序列
R27.
请看课本 P268
R28.
略
R29.
子网是较大型网络的一部分，不包含路由器，其边界定义为路由器和主机的接口。
前缀是 CDIR 地址的网络部分。
带有 属性 的 前缀 叫做一条 BGP 路由。
R30.
路由器使用 AS-PATH 来检测和防止循环通告，也使用它在多条路径中选择相同前缀。
NEXT-HOP 指示沿给定前缀的通告路径（位于接收通告的 AS 之外）的第一路由器的IP地址。
R31.
举个例子，ISP B 不想传输从 ISP A 和 C 之间的流量，它就可以不向 A 和 C 通告这条路由路径。
R32.
使用单播模拟广播，效率低，它可能会在同一条链路上多次发送相同的数据包；而且寻址困难，源必须知道所有接收方的地址
R33.
a. 无控制洪泛和受控洪泛都可能接收到同一个分组的多个副本
b. 无控制洪泛可能通过相同的出链路转发多个分组的副本
R34.
不需要
R35.
IGMP 为主机提供了一种方式，让它通知第一跳路由器，本机上的一个应用程序想要加入一个特定的多播组。 IGMP 协议只运行在主机和它的第一跳多播路由器之间。然后由多播路由器与其他多播路由器协同工作，即运行多播路由选择协议，以确保加入主机的多播组的数据被路由到适当的最后一跳路由器，并从那里路由到主机。
R36.
组共享的树：所有的发送方都在同一条路由树上发送多播流量
基于源的树：每个源都有自己的一颗多播路由选择树
习题
P1.
a.
数据报体系更好，使用虚电路当出现无法工作的路由器时，需要重新建立连接。而数据报体系更加“灵活”，路由表可以通过距离向量算法或链路状态算法更新。
b.
虚电路体系更好，虚电路是面向连接的，路由器维持连接状态信息，可以为源到目的的会话提供固定容量。
c.
数据报将有更多的流量控制开销，这是由数据报中各种数据包报头造成的
P2.
a. 2^8 = 256
b. 中文版翻译看不懂什么意思，较为清晰的翻译应该是：在连接建立时由某个中央结点决定路径和 VC 号。按照题意，中央结点只需在 [0, 2^8-1] 之间选择一个未被使用的即可。这种虚电路中的 VC 号不可能比(a)中确定的少
c. 每条链路都能独立分配 VC 号，路由器将这些对应的 VC 号写入转发表，当特定 VC 号的分组到达后，将其 VC 号替换为对应的 VC 号并转发
P3.
入接口、入VC号、出接口、出VC号
目的地址范围、输入接口
P4.
a.
| 目的地址 | 输出接口 |
|---|---|
| H3 的 IP | 3 |
b.
转发只能基于目的地址，因此无法实现。实际上英文版上是“trick question”。
c.
| A | 入接口 | 入VC号 | 出接口 | 出VC号 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 16 | 3 | 27 | |
| 2 | 3 | 4 | 58 |
d.
| B | 入接口 | 入VC号 | 出接口 | 出VC号 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 27 | 2 | 52 |
| C | 入接口 | 入VC号 | 出接口 | 出VC号 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 58 | 3 | 22 |
| D | 入接口 | 入VC号 | 出接口 | 出VC号 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 52 | 3 | 19 | |
| 2 | 22 | 3 | 30 |
P5.
P6.
connection-oriented service & connection service
在虚电路中，每个路径上的路由器都维持连接状态信息。
而在面向连接的运输层服务中，由端系统维持连接状态信息。运输层服务通过无连接的网络层传输，例如 TCP 通过 IP 传输，中间路由器并不知道自己在维持连接。
P7.
a. 不能
b. 可能
c. 不能
P8.
书上有误，应该是“n个分组到达n个输入端口”，把“出”改成“入”。
(n-1)D、(n-1)D、0
D 为输入（输出）时延，内存、总线的时延是一致的，有 n 个分组在排队，即使是发往不同的输出端口。
P9.
中文版的字母看不清，从上到下、从左到右依次是 X X Y Z Y
需要三个时隙，例如时隙 1 发送最上面的 X 和中间的 Y，时隙 2 发送中间的 X 和下面的 Y，时隙 3 发送下面的 Z。
最坏也需要三个时隙，时隙 1 发送上面的 X 和中间或下面的 Y，时隙 2 也能发送两个，时隙 3 发送最后剩余的 1 个。
P10.
a.
难点在接口 2 的写法
| 前缀匹配 | 链路接口 |
|---|---|
| 11100000 00 | 0 |
| 11100000 01000000 | 1 |
| 1110000 | 2 |
| 11100001 1 | 3 |
| 其他 | 3 |
b.
第一个为其他，选择了接口 3；第二个选择 2；第三个选了 3
P11.
接口 0：从 00000000 到 00111111，共 2^6=64
接口 1：从 01000000 到 01011111，共 2^5=32
接口 2：从 01100000 到 01111111，从 10000000 到 10111111，共 2^5 + 2^6 = 96
接口 3：从 11000000 到 11111111，共 2^6 = 64
P12.
与上题类似，略
P13.
子网 1：223.1.17.192/26
子网 2：223.1.17.0/25
子网 3：223.1.17.128/28
可以多种不同分配方案
P14.
与下题类似，略
P15.
| 目的地址 | 接口 |
|---|---|
| 224.0/10 | 0 |
| 224.64/16 | 1 |
| 224/7 | 2 |
| 225.128/9 | 3 |
| 其他 | 3 |
P16.
地址范围为 128.119.40.128~128.119.40.191，任意给出一个即可
2^6=64 64/4=16 即每个子网有16个IP
子网 1：128.119.40.64/28
子网 2：128.119.40.80/28
子网 3：128.119.40.96/28
子网 4：128.119.40.112/28
P17.
略
P18.
whois 不能用来确定某个特定 IP 地址的确定位置。但是可以使用 www.maxmind.com。
P19.
因此需要 4 个分片。每个 IP 数据报都有相同的标识号 422；4个数据报的偏移分别是 0、85、170、255；等等。
P20.
与上题类似，略
P21.
a.
可以随意分配
主机 192.168.1.1 192.168.1.2 192.168.1.3，路由器接口地址 192.168.1.4
b.
NAT 转换表：
| WAN端 | LAN端 |
|---|---|
| 24.34.112.235 5001 | 192.168.1.1 3345 |
| 24.34.112.235 5002 | 192.168.1.1 3346 |
| 24.34.112.235 5003 | 192.168.1.2 3345 |
| 24.34.112.235 5004 | 192.168.1.2 3346 |
| 24.34.112.235 5005 | 192.168.1.3 3345 |
| 24.34.112.235 5006 | 192.168.1.3 3346 |
P22.
a.
既然我们可以捕获所有分组，那么只需统计 IP 分组的标识号即可
b.
不能正常工作
P23.
Arwold 和 Bernard 都位于 NAT 之后，任一方都不能与对方建立连接
P24.
略
P25.
略
P26.
| 步骤 | N’ | y 花费、路径 | z 花费、路径 | v 花费、路径 | w 花费、路径 | u 花费、路径 | t 花费、路径 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | x | 6，xy | 8，xz | 3，xv | 6，xw | ∞ | ∞ |
| 1 | xv | 6，xy | 8，xz | 6，xw | 6，xvu | 7，xvt | |
| 2 | xvy | 8，xz | 6，xw | 6，xvu | 7，xvt | ||
| 3 | xvyw | 8，xz | 6，xvu | 7，xvt | |||
| 4 | xvywu | 8，xz | 7，xvt | ||||
| 5 | xvywut | 8，xz | |||||
| 6 | xvywutz |
P27.
略
P28.
| 从…到…的费用 | u | v | x | y | z |
|---|---|---|---|---|---|
| v | ∞ | ∞ | ∞ | ∞ | ∞ |
| x | ∞ | ∞ | ∞ | ∞ | ∞ |
| z | ∞ | 6 | 2 | ∞ | ∞ |
第一次迭代：
| 从…到…的费用 | u | v | x | y | z |
|---|---|---|---|---|---|
| v | 1 | 0 | 3 | ∞ | 6 |
| x | ∞ | 3 | 0 | 3 | 2 |
| z | 7 | 5 | 2 | 5 | 0 |
第二次迭代：
| 从…到…的费用 | u | v | x | y | z |
|---|---|---|---|---|---|
| v | 1 | 0 | 3 | 3 | 5 |
| x | 4 | 3 | 0 | 3 | 2 |
| z | 6 | 5 | 2 | 5 | 0 |
第三次迭代：
| 从…到…的费用 | u | v | x | y | z |
|---|---|---|---|---|---|
| v | 1 | 0 | 3 | 3 | 5 |
| x | 4 | 3 | 0 | 3 | 2 |
| z | 6 | 5 | 2 | 5 | 0 |
P29.
算法收敛于 最长的无环路的距离减一 次迭代
P30.
略
P31.
略
P32.
减少费用不会出现无穷计数，因为不会造成路由选择环路。
连接两个结点相当于将无穷的费用减少为链路的费用。
P33.
每一次结点距离向量的更新都是基于 Bellman-Ford 公式，只会不断减少它们的距离向量。如果距离向量不再减少，即不再更新，在有限步内它们就会稳定下来。
P34.
a题翻译有误，应为 w、y、z 向彼此告知它们到 x 的距离。
a.
| z | 到 x 的距离 |
|---|---|
| 告诉 w | ∞ |
| 告诉 y | 6 |
| y | 到 x 的距离 |
|---|---|
| 告诉 w | 4 |
| 告诉 z | 4 |
| w | 到 x 的距离 |
|---|---|
| 告诉 y | ∞ |
| 告诉 z | 5 |
b.
存在无穷计数问题。
y 计算它到 x 的距离 Dy(x) = min{ c(y,x)+Dx(x), c(y,z)+Dz(x)} = min{60, 6+3} = 9
然而这个值是错误的，将导致一个路由选择环路。
c.
将 y 和 z 切断
P35.
通过 AS-PATH
P36.
课本上有介绍，首先选择的是本地偏好值中的路由，然后才是最短 AS 路径
P37.
a. eBGP
b. iBGP
c. eBGP
d. iBGP
P38.
a. I1，因为 I1 离 1c 近
b. I2，虽然跨越的 AS 的数量相同，但是 I2 离 NEXT-HOP 路由器更近
c. I1，因为经 I1 的话 AS-PATH 更小
P39.
略
P40.
x 的视图：
y 的视图：
P41.
比如 BitTorrent 或其他 P2P 应用
P42.
A 向 B 通告两个路由：AS-PATH 为 A-W 和 A-V
A 向 C 通告一个路由： A-V
C 收到的 AS-PATH 为：B-A-W，B-A-V，A-V
P43.
Z 想传送来自 Y 的流量，因此 Z 向 Y 发送路由通告，但是 Z 无法阻止 Y 向 X 通告此路径，最终 X 也将向 Z 传送流量
P44.
可以用 Kruskal 或 Prim 算法 计算最小生成树
P45.
如果路由器二叉树是一个满二叉树：
向一个接收方发送一个分组的费用是 5，因此单播模拟的总费用是 5*32=160
网络层广播将报文复制并发送其副本，因此费用为 2+4+8+16+32 = 62
当拓扑的形状是一条直线时，所有接收方都连在距离发送方最远的结点上，费用相差最大
P46.
可能有多种画法。
设加粗的路径是 A 的最小生成树。 这时 B 将收到来自 A、C、D 的广播报文。
P47.
略
P48.
略
P49.
P50.
略
P51.
例如：
对于 Dijkstra（源为A）:
对于最小生成树：
P52.
3*2^(t-1)
P53.
协议必须建立在应用层才行，举例来说，应用程序可以在应用层报文中周期性地向其他组成员多播它的身份。
P54.
一个最简单的应用层协议设计，就是所有成员都向所有其他成员多播自己得身份，在带内发送报文即可。
P55.
D类地址得第一个字节以“1110”开始，因此可用位为32-4=28，空间为 N=2^28
两个不同组选择相同地址的概率=1/N=2^-28
1000个组不冲突的概率=N(N-1)(N-2)…(N-999)/N^1000
冲突概率=1-N(N-1)(N-2)…(N-999)/N^1000