计算机网络第五版课后习题答案.pdf

第一章1-0 1,计算机网络向用户可以提供哪些服务？答：计算机网络向用户提供的最重要的服务有两个：(1)、连通服务：指计算机网络使上网用户之间可以交换信息，好像这些用户的计算机可以彼此直接连通一样。(2)、资源共享：用户可以共享计算机网络上的信息资源、软件资源和硬件资源。1-0 2、试简述分组交换的要点。答：(1)分组传送：分组交换网以“分组”作为数据传输单元。在发送报文前，先将较长的报文划分成一个个更小的等长数据段，在每一个数据段前面，加上必要的控制信息组成的首部，构成分组，传送到接收端。接收端收到分组后剥去首部还原成报文。(2)无连接：发送端在发送分组之前不必先建立连接，占用一条端到端的通信资源，而是在传输过程中一段段地断续占用通信资源，省去了建立连接和释放连接的开销，也使数据的传输效率更高。(3)存储转发：路由器收到一个分组时、先将分组放入缓存，再检查其首部，查找转发表,按照首部中的目的地址找到合适的接口转发出去，把分组交给下一个路由器。这样一步一步地以存储转发的方式，把分组交付到最终的目的主机分组交换具有高效、灵活、迅速、可靠等优点，但也存产生增加了时延和传送开销等问题。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。1-0 3、试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。答：(1)电路交换 电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。(2)报文交换 将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它 以“存储转发”方式在网内传输数据。报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。但它的缺点也是显而易见的。以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。(3)分组交换 分组交换实质上是在“存储转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。1-0 4 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：因为因特网正在改变着我们工作和生活的各个方面，它已经给很多国家(尤其是因特网的发源地美国)带来巨大的好处，并加速了全球信息革命的进程。1-0 5,因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段最主要的特点。答：因特网的发展大致经历了三个阶段。第一阶段是从单个网络A R P A N E T 向互联网发展的过程。第一个分组交换网A R P A N E T 最初是一个单个的分组交换网，1 9 8 3 年T C P/I P 协议成为了 A R P A N E T 上的标准协议，使得所有用T C P/I P协议的计算机都能利用互连网相互通信。因特网诞生了。第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。1 9 8 5 年开始，因特网过渡到以美国国家科学基金会网络N S F N E T 为主要组成部分。该网络分为主干网、地区网和校园网三级，覆盖全美主要大学和研究所。第三阶段的特点是逐渐形成了多层次的I S P 结构的因特网。1 9 9 3 年开始，N S F N E T 逐渐被若千个商用因特网主干网替代。用户可通过不同层次的I S P 接入因特网。1-0 6、简述因特网标准制定的几个阶段。答：因特网的正式标准要经过以下四个阶段(1)因特网草案。因特网草案的有效期是六个月，在这阶段还不是R FC 文档(2)建议标准。从这阶段开始就成为R FC 文档。(3)草案标准。(4)因特网标准。1-0 7、小写和大写开头的英文名字i n t e r n e t 和 In t e r n e t 在意思上有何重要的区别？答：以小写字母i开始的i n t e r n e t (互联网或互连网)是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。在这些网络之间的通信协议(即通信规则)可以是任意的。以大写字母I 开始的In t e r n e t (因特网)则是个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而的特定计算机网络，它采用TC P/IP 协议族作为通信的规则，且其前身是美国的A R P A N ETo1-0 8、计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：1、不同作用范围的网络：(1)广域网W A N：广域网的作用范围通常为几十到几千公里。(2)城域网M A N：城域网的作用范围一般是一个城市，可跨越几个街区甚至整个城布，其作用距离约为5 5 0 k m。(3)局域网L A N：局域网一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连，但地理上则局限在较小的范围(如1 k m 左右)。(4)个人区域网P A N：个人区域网就是在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来的网络，其范围大约在1 0 m 左右。2、不同使用者的网络：(1)公用网：这是指电信公司出资建造的大型网络。(2)专用网：这是某个部门为本单位的特殊业务工作的需要而建造的网络。3、用来把用户接入到因特网的网络接入网是用户与因特网连接的“桥梁二1-0 9计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么？答：主 网络一般是分布式的，具有分布式网络的特点：其中任何一个结点都至少和其它两个结点直接相连；而本地接入网一般是集中式的，具有集中式网络的特点：所有的信息流必须经过中央处理设备(交换结点)，链路从中央交换结点向外辐射。1-1 0,试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共X (b i t),从源站到目的站共经过k 段链路，每段链路的传播时延为d (s),数据率为b (b i t/s)。在电路交换时电路的建立时间为s (s)o在分组交换时分组长度为p (b i t),且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？答：对电路交换，当 t=s 忖，链路建立；当 t=s+x/b,发送完最后一 b i t；当 1=$+乂儿+1 ,所有的信息到达目的地。对分组交换，当 1=*公，发送完最后一 b i t；为到达目的地，最后一个分组需经过k-1 个分组交换机的转发，每次转发的时间为p/b,所以总的延迟=x/b+(k-l)p/b+k d所以当分组交换的时延小于电路交换x/b+(k-1)p/b+k d s+x/b+k d 时，(k-l)p/b BM A C 32M A C 31转发，写入转发表转发，写入转发表D-CM A C 42M A C 42写入转发表，丢弃不转发转发，写入转发表B-AM A C 21写入转发表，丢弃不转发接收不到这个帧3-3 3、网桥中的转发表是用自学习算法建立。如果有的站点总是不发送数据而仅仅接收数据,那么在转发表中是否就没有与这样的站点相对应的项目？如果要向这个站点发送数据帧,那么网桥能够把数据帧正确转发到目的地址吗？答：不发送数据，在转发表中就没有响应的项目。如果要向这个站点发送数据帧，那么网桥能够把数据帧正确转发到H的地址（靠广播发送）。第四章4-01、网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。答：网络层向上提供虚电路服务和数据报服务。虚电路服务和数据报服务的优缺点：从占用通信子网资源方面看：虚电路服务将占用结点交换机的存储空间，而数据报服务对每个其完整的目标地址独立选径，如果传送大量短的分组，数据头部分远大于数据部分，则会浪费带宽。从时间开销方面看：虚电路服务有创建连接的时间开销，对传送小量的短分组，显得很浪费;而数据报服务决定分组的去向过程很复杂，对每个分组都有分析时间的开销。从拥塞避免方面看：虚电路服务因连接起来的资源可以预留下来，一旦分组到达，所需的带宽和结点交换机的容量便已具有，因此有一些避免拥塞的优势。而数据报服务则很困难。从健壮性方面看：通信线路的故障对虚电路服务是致命的因素，但对数据报服务则容易通过调整路由得到补偿。因此虚电路服务更脆弱。4-02、网际互连有何实际意义？进行网际互连时，有哪些共同的问题需要解决？答：网络互连暗含了相互连接的计算机进行通信，也就是说从功能上和逻辑上看，这些相互连接的计算机网络组成了 个大型的计算机网络。网络互连可以使处于不同地理位置的计算机进行通信，方便了信息交流，促成了当今的信息世界。存在问题有：不同的寻址方案；不同的最大分组长度；不同的网络介入机制；不同的超时控制；不同的差错恢复方法；不同的状态报告方法；不同的路山选择技术；不同的用户接入控制；不同的服务（面向连接服务和无连接服务）；不同的管理与控制方式；等等。注：网络互连使不同结构的网络、不同类型的机器之间互相连通，实现更大范围和更广泛意义上的资源共享。4-03、作为中间系统，转发器、网桥、路由器和网关都有何区别？答：1）转发器、网桥、路由器、和网关所在的层次不同。转发器是物理层的中继系统。网桥是数据链路层的中继系统。路由器是网络层的中继系统。在网络层以上的中继系统为网关。2）当中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，因为仍然是一个网络。路由器其实是一台专用计算机，用来在互连网中进行路山选择。一般讨论的互连网都是指用路由器进行互连的互连网络。交换机和路由器：相同之处：都是存储转发设备，都能转发分组，扩大网络的范围不同之处：(1)路由器连接两个不同的网络，隔离了广播域，是网络层设备。交换机连接的两个网段在一个网络中，它只隔离网段的碰撞域，是数据链路层设备。(2)交换机还有直通(c u t-t h r o u g h)转发方式(3)路由器中维护路由表，转发表，完成分组的转发。路由表是多个路由器相互交换路由信息，并根据路由选择算法，得出整个网络的拓扑变化情况，并由此构造出路由表，路由表包含从目的网络到下一跳的映射。路由器中的转发表是由路由表而来，包含从要到达的目的网络到输出端口和某些M A C 地址信息(如下一跳的以太网地址)的映射。交换机中只维护转发表,转发表是根据自学习而来的，里面包含目的主机的M A C 地址,和端口的映射信息。对于源和目的是不同端口的帧才转发，可过滤通信量。(4)交换机是即插即用的设备，而路由器不是。(5)经过交换机转发的帧不变，而经过路由器转发的帧，源 M A C 地址和目的M A C 地址都有变化。4-0 4 试简单说明下面协议的作用:I P,AR P,R AR P 和 I C M P。答：I P：网际协议，它 是 T C P/I P 体系中两个最重要的协议之一，I P 协议构造了一个虚拟的互连网络，使各种异构的物理网络在网络层看来像是一个统一的网络，并使互连起来的许多计算机网络能够进行通信。AR P:地址解析协议,解决了同一局域网上的主机或路由器的I P 地址和硬件地址的映射问题。由 I P 地址解析成硬件地址。R AR P:逆地址解析协议，将物理地址解析成1 P 地址。I C M P:网际控制报文协议，在 I P 数据报传送过程中，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4-0 5、1 P 地址分为几类？各如何表示？I P 地址的主要的特点是什么？答：I P 地址共分5 类，分类情况如下所示：A 类0 N e t-i dH os t-i d1 0N e t-i dH os t-i dB类1 1 0N e t-i dH os t-i dC类1 1 1 0组播地址D 类1 1 1 1 0保留为今后使用32 BitsClassRange of hostaddressesA0NetworkHost1.0.0.0 to127.255.255.255B10NetworkHost128.0.0.0 to191.255.255.255C110NetworkHost192.0.0.0 to223.255.255.255D1110Multicast address224.0.0.0 to239.255.255.255E1111Reserved for future use240.0.0.0 to255.255.255.255I P 地址是3 2 位地址，其中分为n e t-i d(网络号)，和 h os t-i d(主机号)。特点如下:1 .I P 地址不能反映任何有关主机位置的物理信息；2 .一个主机同时连接在多个网络上时，该主机就必须有多个I P 地址；3 .由转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络；4 .所有分配到网络号(n e t-i d)的网络都是平等的；5 .I P 地址可用来指明一个网络的地址。4-0 6.试根据i p地址的规定，计算出表4-2 中的各项数据网络类别最大网络数第一个可用的网络 号最后一个可用的网络号每个网络中的最大主机数A1 2 611 2 61 6 7 7 7 2 1 4B1 6 3 8 41 2 8.01 9 1.2 5 56 5 5 3 4C2 0 9 7 1 5 21 9 2.0.02 2 3.2 5 5.2 5 52 5 4解：1)A 类网中，网络号占七个b i t,则允许用的网络数为2的 7 次方，为 1 2 8,但是要除去 0和 1 2 7 的情况，所以能用的最大网络数是1 2 6,第一个网络号是1,最后一个网络号是1 2 6。主机号占2 4 个 b i t,则允许用的最大主机数为2 的2 4 次方，为 1 6 7 7 7 2 1 6,但是也要除去全0和 全 1 的情况，所以能用的最大主机数是1 6 7 7 7 2 1 4。2)B 类网中，网络号占1 4 个 b i t,则能用的最大网络数为2的 1 4 次方，为 1 6 3 8 4,第一个网络号是1 2 8.0,因为1 2 7 要用作本地软件回送测试，所以从1 2 8 开始，其点后的还可以容纳2的 8次方为2 5 6,所以以1 2 8 为开始的网络号为1 2 8.0 1 2 8.2 5 5,共 2 5 6 个，以此类推，第 1 6 3 8 4 个网络号的计算方法是：1 6 3 8 4/2 5 6=6 4 1 2 8+6 4=1 9 2,则可推算出为1 9 1.2 5 5。主机号占1 6个 b i t,则允许用的最大主机数为2的 1 6 次方，为 6 5 5 3 6,但是也要除去全0和 全 1 的情况，所以能用的最大主机数是6 5 5 3 4。3)C类网中，网络号占2 1 个 b i t,则能用的网络数为2的 2 1 次方，为 2 0 9 7 1 5 2,第一个 网 络 号 是 1 9 2.0.0,各 个 点 后 的 数 占 一 个 字 节，所 以 以 1 9 2 为开始的网络号为1 9 2.0.0 1 9 2.2 5 5.2 5 5,共 2 5 6*2 5 6=6 5 5 3 6,以此类推,第2 0 9 7 1 5 2 个网络号的计算方法是：2 0 9 7 1 5 2/6 5 5 3 6=3 2 1 9 2+3 2=2 2 4,则可推算出为 2 2 3.2 5 5.2 5 5。主机号占 8 个 b i t,则允许用的最大主机数为2的 8次方，为 2 5 6,但是也要除去全。和 全 1 的情况，所以能用的最大主机数是2 5 4。4-0 7、试说明I P 地址与物理地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址？答TCP数据报首部应用层数据1 P 数据报首部网络层及以上使v-MAC 桢-首部尾部链路层及以下使用硬件地址如上图所示，I P 地址在I P 数据报的首部，而硬件地址则放在M AC 帧的首部。在网络层以上使用的是I P 地址，而链路层及以下使用的是硬件地址。在 I P 层抽象的互连网上，我们看到的只是I P 数据报，路由器根据目的站的 I P 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M A C 帧，I P 数据报被封装在M A C帧里面。M A C 帧在不同的网络上 传送时，其 M A C 帧的首部是不同的。这种变化，在上面的I P层上是看不到的。每个路由器都有I P 地址和硬件地址。使 用 I P 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 I P 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I P 地址进行通信。4-0 8.I P 地址方案与我国的电话号码体制的主要不同点是什么？答：I P 地址分为网络号和主机号，它不反映有关主机地理位置的信息。而电话号码反映有关电话的地理位置的信息，同一地域的电话号码相似，比如说，我们学校都是8 2 3 0 开头的。注：我国电话号码体制是按照行政区域划分的层次结构，同地域的电话号码有相同的若干位前缀。号码相近的若干话机，其地理位置应该相距较近。I P 地址没有此属性，其网络号和主机地理位置没有关系。4-0 9 (1)子网掩码为2 5 5.2 5 5.2 5 5.0 代表什么意思？(2)一网络的现在掩码为2 5 5.2 5 5.2 5 5.2 4 8,问该网络能够连接多少个主机？(3)一 A类网络和一 B类网络的子网号s u bn e t-i d 分别为1 6 个 1 和 8个 1,问这两个网络的子网掩码有何不同？(4)一个B 类地址的子网掩码是2 5 5.2 5 5.2 4 0.0。试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少？(5)A 类网络的子网掩码为2 5 5.2 5 5.0.2 5 5,它是否为一个有效的子网掩码？(6)某 个 I P 地址的十六进制表示是C 2.2 F.1 4.8 1,试将其转换为点分十进制的形式。这个地址是哪一类的I P 地址？(7)C类网络使用子网掩码有无实际意义？为什么？答：(1)可以代表C类地址对应的子网掩码默认值；也能表示A类和B类地址的掩码,前2 4位决定网络号和子网号，后 8位决定主机号.(用2 4 bi t 表示网络部分地址，包括网络号和子网号)(2)2 5 5.2 5 5.2 5 5.2 4 8 化成二进制序列为:1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0,根据掩码的定义，后三位是主机号，一共可以表示8个主机号，除掉全0和 全 1 的两个，该网络能够接6个主机.(3)子网掩码的形式是一样的，都是2 5 5.2 5 5.2 5 5.0；但是子网的数目不一样，前者为6 5 5 3 4,后者为2 5 4.(4)最多可有2 1 4-2=4 0 9 4 个(不考虑全0和 全 1 的主机号)。子 网 掩 码 由 一 连 串 的 1和 一 连 串 的 0组成，1代表网络号和子网号，0对应主机号.2 5 5.2 5 5.0.2 5 5 变成二进制形式是：1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1.可见,是一个有效的子网掩码，但是不是一个方便使用的解决办法.(6)用二进制表示成:1 1 0 0 0 0 1 0.0 0 1 0 1 1 1 1.0 0 0 1 0 1 0 0.1 0 0 0 0 0 0 1,1 9 4.4 7.2 0.1 2 9 从二进制头 3 位 1 1 0 得知是C 类地址。(7)有意义，可以提高网络利用率。4-1 0.辨认以下I P 地址的网络类别。1 2 8.3 6.1 9 9.3B类网2 1.1 2.2 4 0.1 7A类网1 8 3.1 9 4.7 6.2 5 3 B类网(4)1 9 2.1 2.6 9.2 4 8C类网8 9.3.0.1A类网(6)2 0 0.3.6.2C类网4-1 1 I P 数据报中的首部校验和并不检验数据报中的数据，这样做的最大好处是什么？坏处是什么？答：好处是数据报每经过一个结点，结点只检查首部的数据和，使结点工作量降低，网络速度加快。坏处是只检验首部，不包括数据部分，即使数据出错也没法得知，只有到目的主机才能发现。4-1 2 当某个路由器发现嗷据报的检验和有差错时，为什么采取丢弃的办法而不是要求源站重传此数据报？计算首部检验和为什么不采用C R C 检验码？答：之所以不要求源站重发，是因为地址子段也有可能出错，从而找不到正确的源站.数据报每经过一个结点，结点处理机就要计算一下校验和.不用C R C,就是为了简化计算.4 7 3、设 I P 数据报使用固定首部,其各字段的具体数值如图4-5 4 所 示(除 I P 地址外，均为卜 进制表示)。试用二进制运算方法计算应当写入到首部检验和字段中的数值(用进制表示)。4502 810041 7首部检验和(待计算后写入)1 0.1 2.1 4.51 2.6.7.9图 4-5 4 习题4T3的图答：把 1 P 数据报首部划分为1 6 位字的序列，并把检验和字段置0,B|J：0100010100000000000000000001110000000000000000010000000000000000000001000001000100000000000000000000101000001100000011100000010100001100000001100000011100001001用反码算术运算相加,得0111010001001110,取反码得10001011 101100014-1 4,重新计算上题，但使用十六进制运算方法（第 16位二进制数字转换为4 个十六进制数字，再按十六进制加法规则计算）。比较这两种方法。答：十六进制序列为：45 0000 1C00 0100 0004 1100 000A 0C0E 050C 0607 09用反码算术运算相加，得 74 4 E,取反码得8B B1用十六进制计算比较容易。4T 5、什么是最大传送单元MTU?它 和 IP 数据报首部中的哪个字段有关系？答：最大传送单元是帧格式中的数据字段的最大长度。它 和 IP 数据报首部中的总长度字段有关系。4-1 6 在因特网中将IP 数据报分片传送的数据报在最后的目的主机进行组装。还可以有另一种做法，即通过了一个网络就进行一次组装。试比较这两种方法的优劣。答：前一种方法对于所传数据报来讲仅需要进行一次分片一次组装，用于分片和组装的开销相对较小。但主机若在最终组装时发现分组丢失，则整个数据报要重新传输，时间开销很大。后一种方法分片和组装的次数要由各个网络所允许的最大数据报长度来决用于分片和组装的开销相对较大。但若通过一个网络后组装时发现分段丢失，可以及时地重传数据报，时间开销较前者小，同时可靠性提高。另外，在目的机重组的分片处理叫不透明分片。在网关重组的分片处理叫透明分片。两者特点的比较如下：不透明分片：透明分片：主机负担增加 网关分片重组，开销增大分片后经过更大M T U 网络，带宽浪费 合理利用带宽分片后，附加信息开销增大 一个分组的所有分片，走相同的路径，丧失性能网上分组增多易丢失4-1 7.一个3 2 0 0 b it 长的T C P 报文传到I P 层，加 上 1 6 0 b it 的首部后成为数据报。下面的互联网有两个局域网通过路由器连接起来。但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1 2 0 0 b it。因此数据报在路由器必须进行分片。试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据(这里的数据当然指的是局域网看得见的数据)？答：第二个局域网分片应分为：3 2 0 0/(1 2 0 0-1 6 0)=44片的首部共为：1 6 0*4=6 4 0 b it则总共要传送的数据共3 2 0 0+6 4 0=3 8 4 0 b it.4-1 8 (1)、有人认为：“A RP 协议向网络层提供了转换地址的服务，因此A RP 应当属于数据链路层。”这种说法为什么是错误的？(2)、试解释为什么A RP 高速缓冲每存入一个项目就要设置1 0 2 0 分钟的超时计时器。这个时间设置得太大或太小会出现什么问题？(3)、至少举出两种不需要发送A RP 请求分组的情况(即不需要请求将某个目的I P 地址解析为相应的硬件地址)。答：(1)、A R P 不是向网络层提供服务，它本身就是网络层的一部分，帮助向传输层提供服务。在数据链路层不存在I P 地址的问题。数据链路层协议是像H DL C 和 P P P 这样的协议，它们把比特串从线路的一端传送到另一端。(2)、当网络中某个I P 地址和硬件地址的映射发生变化时，A R P 高速缓存中的相应的项目就要改变。例如，更换以太网网卡就会发生这样的事件。1 0-2 0 分钟更换一块网卡是合理的。超时时间太短会使A R P 请求和响应分组的通信量太频繁，而超时时间太长会使更换网卡后的主机迟迟无法和网络上的其他主机通信。(3)、在源主机的A R P 高速缓存中已经有了该目的IP 地址的项目；源主机发送的是广播分组；源主机和目的主机使用点对点链路。4-1 9、主机A发 送 IP 数据报给主机B,途中经过了 5个路山器。试问在IP 数据报的发送过程中总共使用了几次A R P?答：6次，主机A用一次，每一个路由器各使用一次。4-2 0、设某路山器建立了如下路由表:目的网络子网掩码下一路1 2 8.9 6.3 9.02 5 5.2 5 5.2 5 5.1 2 8接口 m 01 2 8.9 6.3 9.1 2 82 5 5.2 5 5.2 5 5.1 2 8接口 m l1 2 8.9 6.4 0.02 5 5.2 5 5.2 5 5.1 2 8R 21 9 2.4.1 5 3.02 5 5.2 5 5.2 5 5.1 9 2R 3*(默认)-R 4现共收到5个分组，其目的地址分别为：(1)1 2 8.9 6.3 9.1 0(2)1 2 8.9 6.4 0.1 2(3)1 2 8.9 6.4 0.1 5 1(4)1 9 2.4.1 5 3.1 7(5)1 9 2.4.1 5 3.9 0试分别计算其一跳。答：路由表的查找原则是将目的I P地址与路由表中第一表项的子网掩码相与，如果结果与该表项的目的网络相等，则按该表项中的卜一跳所指转发。否则与第二表项的子网掩码相与，如此下去，如果所有表项均不匹配，则按默认路由转发。因而检测表中第i项的计算过程可表示为：i f(M as k i&D)=D e s t i n at i o n i )fo r w ar d i n g t o N e x t H o p i ;(1)：1 2 8.9 6.3 9.1 0&2 5 5.2 5 5.2 5 5.1 2 8=1 2 8.9 6.3 9.0,与第一条表项匹配，按下一跳所指接口 0转发。(2)：1 2 8.9 6.4 0.1 2 4 2 5 5.2 5 5.2 5 5.1 2 8=1 2 8.9 6.4 0.0,与前两条表项不匹配，与第三条表项匹配，按下一跳R 2转发。(3)：1 2 8.9 6.4 0.1 5 1&2 5 5.2 5 5.2 5 5.1 2 8=1 2 8.9 6.4 0.1 2 8,与前三条表项不匹配;1 2 8.9 6.4 0.1 5 1&2 5 5,2 5 5.2 5 5.1 9 2=1 2 8.9 6.4 0.1 2 8,与第四条表项也不匹配;最终按默认路由表项转发到下跳R 4。(4)：1 9 2.4.1 5 3.1 7&2 5 5.2 5 5.2 5 5.1 2 8=1 9 2.4.1 5 3.0,与前三条表项不匹配;1 9 2.4.1 5 3.1 7&2 5 5.2 5 5.2 5 5.1 9 2=1 9 2.4.1 5 3.0,与第四条匹配,按下一跳 R 3 转发。(5)：1 9 2.4.1 5 3.9 0&2 5 5.2 5 5.2 5 5.1 2 8=1 9 2.4.1 5 3.0,与前三条不匹配;1 9 2.4.1 5 3.9 0&2 5 5.2 5 5.2 5 5.1 9 2=1 9 2.4.1 5 3,64,与第四条表项也不匹配;最终按默认路由表项转发到下一跳R 4 4-21.某单位分配到一个B类地址，其n e t-i d为1 2 9.2 5 0.0.0。该单位有4 0 0 0多台机器。分 布 在1 6个不同的地方。如选用子网掩码为2 5 5.2 5 5.2 5 5.0,试给每一个地点分配个子网掩码，并算出每个地点主机号码的最大值和最小值。答：该单位机器分布在1 6个不同的地方，其子网号为4位即可，但题中选用子网掩码为255.255.255.0,故子网号为8位，则各个子网内主机号由8位表示。其最大值为2 5 5,最小值为0 o根据题中所给信息，可知对于这样一个B类地址，可以有2 8个子网号，每个子网中可以包含2 (2 5 6)个主机。题目中要求4 0 0 0多台机器分布在1 6个不同的地点，故，可以从2 5 6个子网号中任意选1 6个作为这1 6个地方的子网号。分配如下：子网号子网网络号主机号码最小值主机号码最大值1(0 0 0 0 0 0 0 1)1 9 2.2 5 0.1.01 9 2.2 5 0.1.11 9 2.2 5 0.1.2 5 42(0 0 0 0 0 0 1 0)1 9 2.2 5 0.2.01 9 2.2 5 0.2.11 9 2.2 5 0.2.2 5 43(0 0 0 0 0 0 1 1)1 9 2.2 5 0.3.01 9 2.2 5 0.3.11 9 2.2 5 0.3.2 5 44(0 0 0 0 0 1 0 0)1 9 2.2 5 0.4.01 9 2.2 5 0.4.11 9 2.2 5 0.4.2 5 45(0 0 0 0 0 1 0 1)1 9 2.2 5 0.5.01 9 2.2 5 0.5.11 9 2.2 5 0.5.2 5 46(0 0 0 0 0 1 1 0)1 9 2.2 5 0.6.01 9 2.2 5 0.6.11 9 2.2 5 0.6.2 5 47(0 0 0 0 0 1 1 1)1 9 2.2 5 0.7.01 9 2.2 5 0.7.11 9 2.2 5 0.7.2 5 48(0 0 0 0 1 0 0 0)1 9 2.2 5 0.8.01 9 2.2 5 0.8.11 9 2.2 5 0.8.2 5 49(0 0 0 0 1 0 0 1)1 9 2.2 5 0.9.01 9 2.2 5 0.9.11 9 2.2 5 0.9.2 5 41 0(0 0 0 0 1 0 1 0)1 9 2.2 5 0.1 0.01 9 2.2 5 0.1 0.11 9 2.2 5 0.1 0.2 5 41 1(0 0 0 0 1 0 1 1)1 9 2.2 5 0.1 1.01 9 2.2 5 0.1 1.11 9 2.2 5 0.1 1.2 5 41 2(0 0 0 0 1 1 0 0)1 9 2.2 5 0.1 2.01 9 2.2 5 0.1 2.11 9 2.2 5 0.1 2.2 5 41 3(0 0 0 0 1 1 0 1)1 9 2.2 5 0.1 3.01 9 2.2 5 0.1 3.11 9 2.2 5 0.1 3.2 5 41 4(0 0 0 0 1 1 1 0)1 9 2.2 5 0.1 4.01 9 2.2 5 0.1 4.11 9 2.2 5 0.1 4.2 5 41 5(0 0 0 0 1 1 1 1)1 9 2.2 5 0.1 5.01 9 2.2 5 0.1 5.11 9 2.2 5 0.1 5.2 5 41 6(0 0 0 1 0 0 0 0)1 9 2.2 5 0.1 6.01 9 2.2 5 0.1 6.11 9 2.2 5 0.1 6.2 5 44-2 2、一个数据报长度为4 0 0 0字 节（固定首部长度）。现在经过一个网络传送，但此网络能够传送的最大数据长度为1 5 00字节。试问应当划分为几个短些的数据报片？各数据报片的数据长度、片偏移字段和M F标志应为何值？答：I P数据报固定首部长度为2 0字节总长度（字节）数据长度（字节）M F片偏移原始数据报4 0003 9 8000数据报片11 5 001 4 8010数据报片21 5 001 4 8011 85数据报片31 04 01 02 003 704-2 3、分两种情况（使用子网掩码和使用CI DR）写出因特网的I P层查找路山的算法。答：使用子网掩码因特网的I P层查找路由的算法如下：（1）从收到的数据报的首部提取目的I P地址D。（2）先判断是否为直接交付。对路由器直接相连的网络逐个进行检查：用各网络的子网掩码和D逐位相“与（A N D操作），看结果是否和相应的网络地址匹配。若匹配，则把分组进行直接交付（当然还需要把D转换成物理地址，把数据报封装成帧发送出去），转发任务结束。否则就是间接交付，执 行（3）o（3）若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执 行（4）。（4）对路由表中的每一行（目的网络地址，子网掩码，下一跳地址），用其中的子网掩码和D逐位相“与（A N D操作），其结果为N。若N与该行的目的网络地址匹配，则把数据报传送给该行指明的下一跳路由器；否则，执 行（5）o（5）若路由表中有一 个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路器；否则，执 行（6）。（6）报告转发分组出错。使用CI DR因特网的I P层查找路由的算法如下：C1 DR 般是把路由表存放在棵二叉线索树。它 根 据 每 个1 P地址的唯一前缀构造这棵二叉线索树，唯一前缀从左到右的比特值决定了从根节点逐层向下层延的路径，左子树为0,右子树为1,最后在叶子节点包含所对应的网络前缀、子网掩码和下跳。当要查找某个I P地址时，从I P地址最左边查起，当搜索到一个叶节点时.，就将该I P地址和叶节点的子网掩码进行逐位“与”运算，如果结果与对应的网络前缀相匹配，就按下一跳的接口转发该分组。否则，就丢弃该分组。4-2 4、试找出可产生以下数目的A类子网的子网掩码(采用连续掩码)(1)2,(2)6,(3)2 0,(4)6 2,(5)1 2 2,(6)2 5 0答：(3)2 0+2=2 22乂 加2即将不能作为子网号的全1和全0的两种，所以子网号占用5 b i t,所以网络号加子网号共1 3 b i t,子网掩码为前1 3个1后1 9个0,即2 5 5.2 4 8.0.0。依此方法：(1)2 5 5.1 9 2.0.0,(2)2 5 5.2 2 4.0.0,(4)2 5 5.2 5 2.0.0,(5)2 5 5.2 5 4.0.0,(6)2 5 5.2 5 5.0.04-2 5、以下有四个子网掩码，哪些是不推荐使用的？(1)1 7 6.0.0.0,(2)9 6.0.0.0,(3)1 2 7.1 9 2.0.0,(4)2 5 5.1 2 8.0.0答：只 有(4)是连续的1和连续的0的掩码，是推荐使用的。4-2 6、有如下的四个/2 4地址块，试进行最大可能的聚合。2 1 2.5 6.1 3 2.0/2 4,2 1 2.5 6.1 3 3.0/2 4。2 1 2.5 6.1 3 4.0/2 4,2 1 2.5 6.1 3 5.0/2 4答：2 1 2=(1 1 0 1 0 1 0 0)2,5 6=(0 0 1 1 1 0 0 0)21 3 2=(1 0 0 0 0 1 0 0)2,1 3 3=(1 0 0 0 0 1 0 1)21 3 4=(1 0 0 0 0 1 1 0)2,1 3 5=(1 0 0 0 0 1 1 1)2所 以 共 同 的 前 缀 有22位，即1 1