十四.网络层设备
1.路由器
路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。
2.三层设备的区别
3.路由表与路由转发
习题:
1.【2010统考真题】下列网络设备中，能够抑制广播风暴的是（D).Ⅰ.中继器 Ⅱ集线器 Ⅲ网桥 Ⅳ.路由器A.仅Ⅰ和ⅡB.仅ⅢC.仅Ⅲ和ⅣD.仅Ⅳ
中继器和集线器工作在物理层，既不隔离冲突域也不隔离广播域。为了解决冲突域的问题，人们利用网桥和交换机来分隔互联网的各个网段中的通信量，建立多个分离的冲突域，但当网桥和交换机接收到一个未知转发信息的数据帧时，为了保证该帧能被目的结点正确接收，将该帧从所有的端口广播出去，可以看出网桥和交换机的冲突域等于端口个数，广播域为1。路由器工作在网络层，既隔离冲突域，又隔离广播域。
2.要控制网络上的广播风暴，可以采用的方法是（B)。A.用网桥将网络分段B.用路由器将网络分段C.将网络转接成10Base-TD.用网络分析仪跟踪正在发送广播信息的计算机
网桥和交换机是第二层设备，能够分割冲突域，但不能分割广播域（或冲突域)。路由器是第三层设备，不转发全网广播（目的地255.255.255.255)，因此可以分割广播域。
3.一个局域网与在远处的另一个局域网互联，则需要用到（C)。A.物理通信介质和集线器B.网间连接器和集线器C.路由器和广城网技术D.广域网技术
局域网的互联需要路由器作为连接设备，同时是远程的局域网，因此要用到广域网技术。
4.路由器主要实现（C)的功能。A.数据链路层、网络层与应用层B.网络层与传输层C.物理层、数据链路层与网络层D.物理层与网络层
路由器是网络层设备，所以它也必须要处理网络层以下的功能，即物理层和数据链路层。而传输层和应用层是网络层之上的，它们使用网络层的接口，路由器不实现它们的功能。
5.关于路由器的下列说法中，正确的是（C)。A,路由器处理的信息量比交换机少，因而转发速度比交换机快B.对于同一目标，路由器只提供延迟最小的最佳路由号号研发条C.通常的路由器可以支持多种网络层协议，并提供不同协议之间的分组转发D.路由器不但能够根据P地址进行转发，而且可以根据物理地址进行转发
路由器是第三层设备，要处理的内容比第二层设备交换机更多，因而转发速度比交换机慢，选项A错误。虽然一些路由协议可以将延迟等作为参数进行路由选择，但路由协议使用得最多的参数是传输距离，选项B错误。路由器只能根据IP地址进行转发，选项D错误。
6.一个路由器的路由表通常包含（C)。A.需要包含到达所有主机的完整路径信息B.需要包含所有到达目的网络的完整路径信息C.需要包含到达目的网络的下一跳路径信息D.需要包含到达所有主机的下一跳路径信息
路由表中包含到目的网络的下一跳路径信息。由路由表表项的组成也不难得出正确答案为选项C。路由表也不可能包含到达所有主机的下一条信息，否则路由转发将是不可想象的。
7.决定路由器转发表中的值的算法是(C).A.指数回退算法B.分组调度算法C.路由算法D.拥塞控制算法
由于转发表是根据路由表生成的，而路由表又是由路由算法得到的，因此路由算法决定了转发表中的值。
8.路由器中计算路由信息的是(D)。A.输入队列B.输出队列C.交换结构D.路由选择处理机
路由选择处理机的任务是根据所选定的路由选择协议构造路由表，同时经常或定期地与相邻路由器交换路由信息而不断地更新和维护路由表。
9.路由表的分组转发部分由(D)组成.A.交换结构B.输入端口C.输出端口D.以上都是
分组转发部分包括3部分：①交换结构，根据转发表对分组进行处理，将某个输入端口进入的分组从一个合适的输出端口转发出去。②输入端口，包括物理层、数据链路层和网络层的处理模块。③输出端口，负贵从交换结构接收分组，再将其发送到路由器外面的线路上。
10.路由器的路由选择部分包括(D).A,路由选择处理机B.路由选择协议C.路由表D.以上都是
路由器的路由选择部分包括3部分：①路由选择处理机，它根据所选定的路由选择协议构造路由表，同时和相邻路由器交换路由信息。②路由选择协议，用来更新路由表的算法。③路由表，它是根据路由算法得出的，一般包括从目的网络到下一跳的映射。
11.在下列网络设备中，传输延迟时间最大的是(C)。A.局域网交换机B.网桥C.路由器D.集线器
由于路由器是网络层设备，在路由器上实现了物理层、数据链路层和网络层的功能，因此路由器的传输延迟时间最长。
12.在路由表中设置一条默认路由，则其目的地址和子网掩码应分别置为(C)。A.192.168.1.1、255.255.255.0B.127.0.0.0、255.0.0.0C.0.0.0.0、0.0.0.0D.0.0.0.0、255.255.255.255
路由表中默认路由的目的地址和子网掩码都是0.0.0.0。
13.【2012统考真题】下列关于P路由器功能的描述中，正确的是(C)。Ⅰ.运行路由协议，设备路由表Ⅱ.监测到拥塞时，合理丢弃IP分组Ⅲ.对收到的IP分组头进行差错校验，确保传输的IP分组不丢失Ⅳ.根据收到的IP分组的目的IP地址，将其转发到合适的输出线路A.仅Ⅰ、ⅣB.仅Ⅰ、Ⅱ、ⅢC.仅Ⅰ、Ⅱ、ⅣD.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
Ⅰ和Ⅳ显然是IP路由器的功能。对于Ⅱ，当路由器监测到拥塞时，可合理丢弃IP分组，并向发出该IP分组的源主机发送一个源点抑制的ICMP报文。对于Ⅲ，路由器对收到的IP分组首部进行差错检验，丢弃有差错首部的报文，但不保证IP分组不丢失。
简答
1.试简述路由器的路由功能和转发功能。
转发即当一个分组到达时所采取的动作。在路由器中，每个分组到达时对它进行处理，它在路由表中查找分组所对应的输出线路。通过查得的结果，将分组发送到正确的线路上。
路由算法是网络层软件的一部分，它负贵确定一个进来的分组应该被传送到哪条输出线路上。路由算法负责填充和更新路由表，转发功能则根据路由表的内容来确定当每个分组到来时应该采取什么动作（如从哪个端口转发出去)。
Ch4.疑难总结
1.“尽最大努力交付”有哪些含义？
1)不保证源主机发送的IP数据报一定无差错地交付到目的主机。
2)不保证源主机发送的IP数据报都在某一规定的时间内交付到目的主机。
3)不保证源主机发送的IP数据报一定按发送时的顺序交付到目的主机。
4)不保证源主机发送的IP数据报不会重复交付给目的主机。
5)不故意丢弃IP数据报。丢弃IP数据报的情况是：路由器检测出首部校验和有错误；或由于网络中通信量过大，路由器或目的主机中的缓存已无空闲空间。
但要注意，IP数据报的首部中有一个“首部校验和”。当它检验出IP数据报的首部出现了差错时，就丢弃该数据报。因此，凡交付给目的主机的IP数据报都是IP首部没有差错的或没有检测出差错的。也就是说，在传输过程中，出现差错的IP数据报都被丢弃了。
现在因特网上绝大多数的通信量都属于“尽最大努力交付”。如果数据必须可靠地交付给目的地，那么使用IP的高层软件必须负责解决这一问题。
2.“IP网关”和“IP路由器”是否为同义语？“互连网”和“互联网”有没有区别？
当初发明TCP/IP的研究人员使用IP Gateway作为网际互联的设备，可以认为“IP网关”和“IP路由器”是同义词。
“互连网”和“互联网”都是推荐名，都可以使用，不过建议优先使用“互联网”。
3.在一个互联网中，能否用一个很大的交换机（switch)来代替互联网中很多的路由器？
不行。交换机和路由器的功能是不相同的。
交换机可在单个网络中与若干计算机相连，并且可以将一台计算机发送过来的帧转发给另一台计算机。从这一点上看，交换机具有集线器的转发帧的功能，但交换机比集线器的功能强很多。
在同一时间，集线器只允许一台计算机发送数据。路由器连接两个或多个同构的或异构的网络，在网络之间转发分组（即P数据报）。
因此，如果许多相同类型的网络互联时，那么用一个很大的交换机（如果能够找其他计算机进行通信，交换机允许找得到)代替原来的一些路由器是可行的。但若这些互联的网络是异构的网络，那么就必须使用路由器来进行互联。
4.网络前缎是指网络号字段（net-id)中前面的几个类别位还是指整个的网络号字段？
是指整个的网络号字段，包括最前面的几个类别位在内。网络前缀常常简称为前级。例如一个B类地址1010000 00000000 00000000 00010000，其类别位就是最前面的两位：10，而网络前缀就是前16位：10100000 00000000。
5.IP有分片的功能，但广域网中的分组则不必分片，这是为什么？
IP数据报可能要经过许多个网络，而源结点事先并不道数据报后面要经过的这些网络所能通过的分组的最大长度是多少。等到P数据报转发到某个网络时，中间结点可能才发现数据报太长了，因此在这时就必须进行分片。
但广域网能够通过的分组的最大长度是该广域网中所有结点都事先知道的，源结点不可能发送网络不支持的过长分组。因此广域网没有必要将已经发送出的分组再进行分片。
6.数据链路层广播和IP广播有何区别？
数据链路层广播是用数据链路层协议（第二层）在一个以太网上实现的对该局域网上的所有主机进行广播MAC帧，而IP广播则是用IP通过因特网实现的对一个网络（即目的网络）上的所有主机进行广播IP数据报。
7.主机在接收一个广播帧或组播颅时，其CPU所要做的事情有何区别？
在接收广播帧时，主机通过其适配器[即网络接口卡(NIC)]接收每个广播帧，然后将其传递给操作系统。CPU执行协议软件，并界定是否接收和处理该帧。在接收组播帧时，CPU要对适配器进行配置，而适配器根据特定的组播地址表来接收帧。凡与此组播地址表不匹配的帧都将被NIC丢弃。因此在组播的情况下，是适配器NIC而不是CPU决定是否接收一个帧。
8.假定在一个局域网中计算机A发送ARP请求分组，希望找出计算机B的硬件地址。这时局域网上的所有计算机都能收到这个广播发送的ARP请求分组。试问这时由哪个计算机使用ARP响应分组将计算机B的硬件地址告诉计算机A？
这要区分两种情况。第一，如果计算机B和计算机A都连接在同一个局域网上，那么就是计算机B发送ARP响应分组。第二，如果计算机B和计算机A不连接在同一个局域网上，那么就必须由一个连接计算机A所在局域网的路由器来转发ARP请求分组。这时，该路由器向计算机A发送ARP回答分组，给出自己的硬件地址。
9.路由器实现了物理层、数据链路层、网络层，这句话的含义是什么？
第1章中提到了网络中的两个通信结点利用协议栈进行通信的过程。发送方一层一层地把数据“包装”，接收方一层一层地把“包装”拆开，最后上交给用户。路由器实现了物理层，数据链路层和网络层的含义是指路由器有能力对这三层协议的控制信息进行识别、分析以及转换，直观的理解是路由器有能力对数据“包装”这三层协议或者“拆开”这三层协议。自然，路由器就
有能力互联这三层协议不同的两个网络。
