2022年2022年计算机网络与通信习题 .pdf

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1、第 6 章：网络层1. 假设在以太网上运行IP 协议，源主机 A要和 IP 地址为 192.168.1.250的主机 B通信，请问 A如何得到主机 B的 MAC 地址？（说明采用的协议以及查找过程）解答：主机 A采用地址解析协议ARP获得主机 B的 MAC 地址，具体过程如下：(1) 主机 A首先很据主机 B的 IP 地址 192.168.1.250,在自己的 ARP 高速缓存表查找与之对应的MAC 地址。如果可以找到，不再进行地址解析；否则，则以广播方式发送一个ARP请求分组，该请求分组中包含主机A的 IP 地址、MAC 地址以及主机 B的主机地址。(2) 主机 B在接收到 ARP 请求分组

2、时，将完成地址解析，并发送ARP 应答分组，该分组包含了主机B的 MAC 地址。(3) 主机 A收到来自主机 B的 ARP 应答分组时，将提取主机 B的 IP 地址和 MAC地址加入到 ARP 高速缓存表中，然后将具有完整的源IP 地址、目的 IP 地址、目的 MAC 地址和数据作为一个发送分组，传送给数据链路层并封装成帧。2. 考虑如图所示的采用基于距离矢量的路由选择算法的子网。假设路由器 C刚启动，并测得到达它的邻接路由器B、D、E的时延分别等于 6、3、5。此后，路由器 C依次收到下列矢量：来自D的（16，12，6，0，9，10） 、来自 E的（7，6，3，9，0，4）以及来自 B的（5

3、，0，8，12，6，2） 。上面的矢量表示的是发送该矢量的结点分别与结点A、B、C 、D 、E、F的延时。则路由器C在收到 3 个矢量之后的新路由表是什么？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 解答：已知路由器 C测得到达自己的邻接路由器B、D和 E的时延分别等于 6、3 和5。在收到来自 D的矢量（ 16、12、6、0、9、10）后，路由器 C的路由表如表 1 所示。表 1 站点下一跳度量站点下一跳度量A D 19

4、 D D 3 B B 6 E E 5 C - - F D 13 自 E的矢量（ 7，6，3，9，0，4）后，路由器 C的路由表如表 2 所示。表 2 站点下一跳度量站点下一跳度量A E 12 D D 3 B B 6 E E 5 C - - F E 9 在收到来自 B的矢量（ 5，0，8，12，6，2）后，路由器 C的路由表如表 3 所示。表 3 站点下一跳度量站点下一跳度量A B 11 D D 3 B B 6 E E 5 C - - F B 8 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

5、 - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 3. 一个有 50个路由器的网络，采用基于矢量距离算法的路由选择算法，路由表的每个表项长度为6 字节，每个路由器都有3 个邻接路由器，每秒与每个邻接路由器交换 1 次路由表。 则每条链路上由于路由器更新路由信息而耗费的带宽是多少？解答：在 该 网 络 上 共 有 50 个路 由器 ，因 此每 个路 由器 的 路 由 表 的 大 小 为6*8*50=2400b。在基于距离矢量的路由选择算法中，每个路由器都定期地与所有相邻的路由器交换整个路由表，并以此更新自己的路由表项。由于每个路由器每秒与自己的每个邻接路由器交换1次路由表， 一

6、条链路连接两个路由器，因此，每秒在一条链路上交换的数据为2*2400=4800b，即由于更新路由信息而耗费的带宽为4800b/s 。4. 假设有一个 IP 数据报，头部长度为20B，数据部分长度为2000B 。现该分组从源主机到目的主机需要经过两个网络，这两个网络所允许的最大传输单元MTU 为 1500B和 576B 。请问该数据报如何进行分片？解答：头部长为 20B， 数据部分长为 2000B的 IP 数据报在经过 MTU 为 1500B的第一个网络时进行分片，分为2 个分片，分片 1 携带 1480B的数据，而分片 2 携带 520B的数据。在经过 MTU 为 576B的第二个网络时，分片

7、1 仍然需要进一步分片，分为 3 个分片，分片 3 和分片 4 都携带 556B的数据，分片 5 携带368B的数据。因此，目的主机将收到4 个分片，即分片 2、分片 3、分片 4、分片 5。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 5. 假设主机A 要向主机B 传输一个长度为512KB 的报文，数据传输速率为50Mb/s，途中需要经过 8 个路由器。每条链路长度为1000km ，信号在链路中的传播速度为 200000k

8、m/s,并且链路是可靠的。假定对于报文与分组，每个路由器的排队延迟时间为1ms ，数据传输速率也为50Mb/s。那么，在下列情况下，该报文需要多长时间才能到达主机B？(1) 采用报文交换方式，报文头部长为32B；(2) 采用分组交换方式，每个分组携带的数据为2KB ，头部长为 32KB 。解答：(1) 如果采用报文交换方式，由于报文头部长为32B，报文携带的数据为512KB ，整个报文长为（ 32+512*1024）*8=4194560（b） 。已知数据传输速率为 50Mb/s，则发送该报文所需的传输延时为4194560/50（us）84(ms)。另外，报文经过每个路由器的排队时延为1ms ，

9、在每条链路上的传播时延为1000/200000=0.005(s)=5(ms) 因此，该报文从主机A 到主机 B 所需的总时间 =9*传输时延 +9*传播时延 +8*(2) 如果采用分组交换方式， 由于分组头部长为32B ，每个分组携带的数据为2KB ，每个分组的总长度为（32+2*1024）*8=16640（b） ，分组的个数N 为512/2=256。已知数据传输速率为50Mb/s，则发送该一个分组所需的传输时延为 16640/50(us) 0.33(ms) 。另外，每个分组经过每个路由器的排队时延为1ms ，在每条链路上的传播时延为 1000/200000=0.005(s)=5(ms) 。因

10、此，从主机 A到主机 B发送所有分组所需的总时间为主机A发送（ N-1）个分组的传输时延加上最后一个分组从主机A到主机 B的总时间，即等于（N-1） *传输时延 +9*传播时延 +8*排队时延 = （256-1） *0.33+9*0.33+9*5+8*1140(ms)。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 6. 已知 5 台主机 A、B、C 、D 、E经过路由器 R1 、R2 、R3 、R4连接的网络结构如图所示。试

11、回答以下问题： (1)主机 A到主机 B的 IP 数据报经过的路径和主机B到主机 A经过的路径是否一定相同？ (2)请写出路由器 R1的静态路由表。解答: (1) 由于主机 A和主机 B之间只存在一条路径AR1R4B,因此主机A到主机 B的 IP 数据报与主机 B到主机 A的 IP 数据报所经过的传输路径是相同的（但方向是相反的）(2) 路由器 R1的静态路由表如表所示。目的站点下一跳目的站点下一跳A 直接D R3 B R4 E 直接C 直接名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

12、 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 7. 某个单位的网点由4 个子网组成，结构如图所示，其中主机H1 、H2、H3 、H4的 IP 地址和子网掩码如表所示。(1) 请写出路由器 R1到 4 个子网的路由表。(2) 试描述主机 H1发送一个 IP 数据报到主机 H2的过程（包括物理地址解析过程。 ）主机IP 地址子网掩码H1 202.99.98.18 255.255.255.240 H2 202.99.98.35 255.255.255.240 H3 202.99.98.51 255.255.255.240 H4 202.99.98.66 255.255.255.24

13、0 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 解答: (1) 将 H1、H2 、H3 、H4的 IP 地址分别与它们的掩码进行与操作，可以得到4个 子 网 的 网 络 地 址 ， 分 别 为 ： 202.99.98.16、 202.99.98.32、202.99.98.48 、202.99.98.64 。因此，路由器 R1到 4 个子网的路由表如表所示。目的网络子网掩码下一跳目的网络子网掩码下一跳202.99.98.16

14、 255.255.255.240 直接202.99.98.48 255.255.255.240 202.99.98.33 202.99.98.32 255.255.255.240 直接202.99.98.64 255.255.255.240 202.99.98.33 (2) 主机 H1向主机 H2发送一个 IP 数据报的过程如下：a主机H1 首先构造一个源IP 地址为202.99.98.18 、目的IP 地址为202.99.98.35的 IP 数据报，然后将该数据报传送给数据链路层；b然后，主机H1通过 ARP协议获得路由器R1 （202.99.98.17 ）所对应的MAC 地址，并将其作为目

15、的MAC 地址填入封装有IP 数据报的帧，然后将该帧发送出去；c路由器 R1收到该帧后，去除帧头和帧尾，得到IP 数据报，然后根据 IP数据报中的目的IP 地址（ 202.99.98.35 ）去查找路由表，得到下一跳地址为直接广播；d然后路由器 R1通过 ARP协议得到主机 H2的 MAC 地址，并将其作为目的MAC 地址填入封装有 IP 数据报的帧，然后将该帧发送到子网net2 上；e主机 H2将收到该帧，去除帧头帧尾，并最终得到从主机H1发来的 IP 数据报。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -

16、- - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 8. 假设主机 A与路由器 R1相连，R1与路由器 R2相连，而 R2又与主机 B相连。现在主机 A上有一个包含 900 字节数据、20 字节头部的 TCP报文段要传送给主机 B。请写出在 3 段链路（ A-R1,R1-R2,R2-B）中传输的 IP 数据报头部中的总长度字段、标识字段、DF 、MF和片偏移字段。假设链路A-R1能支持的最大帧长度为 1024字节（包括 14字节帧头），链路 R1-R2能支持的最大帧长度为 512字节（包括 12字节帧头），链路 R2-B能支持的最大帧长度为512字节（包括 1

17、2字节帧头）。解答：数据长度为 900B ，TCP报文段头部长度为20B，IP 数据报头部长度为20B，则主机 A 发出的 IP 数据报 D总长度为 940B ，这小于链路A-R1 的 MTU （即1024-14=1010B） ，因此该数据报在链路A-R1传输之前不需要分片。此时，数据报 D头部中的各字段值如下：总长度 =940；标识 =x；DF=0 ；MF=0 ；片偏移 =0。当数据报 D到达路由器 R1时，由于链路 R1-R2的 MTU 为 512-12=500（B） ，因此需要进行分片， 分为两个 IP 数据报 D1 、D2 。其中 D1头部中的各字段值如下：总长度 =500；标识 =x

18、；DF=0 ；MF=1 ；片偏移 =0。D2头部中的各字段值如下：总长度 =460；标识 =x；DF=0 ；MF=0 ；片偏移 =60。当数据报 D1、D2到达路由器 R2时，由于链路 R2-B的 MTU 也为 512-12=500 （B） ，因此不需要继续分片，头部中的各字段值没有发生变化。9. 网络地址转换（ NAT ）的主要目的是解决IP 地址短缺问题以及实现TCP负载均衡等。在图中的设计方案中，与Internet连接的路由器采用网络地址转换。请根据路由器的 NAT表和图中给出的网络结构、 IP 地址，简要叙述主机B向内部网络发出请求进行通信时，边界路由器实现TCP负载均衡的过程。名师资

19、料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 路由器的NAT表协议内部局部地址及端口号内部全局 IP 地址及端口号外部全局 IP 地址及端口号TCP 10.1.1.1 ：80 10.1.1.127 ：80 127.20.7.3 ：3058 TCP 10.1.1.2 ：80 10.1.1.127 ：80 127.20.7.3 ：4371 TCP 10.1.1.3 ：80 10.1.1.127 ：80 127.20.7.3 ：3062

20、 解答：主要步骤如下：(1) 外部主机 B （172.20.7.3 ） 发出请求，建立主机 B到虚拟主机（10.1.1.127 ）的连接；(2) 边界路由器接到这个连接请求后，查询NAT表，建立一个新的地址转换映射。如：为 10.1.1.127分配真实主机地址10.1.1.1 ；(3) 边界路由器用所选真实地址替换目的地址，转发该数据包。包括主机10.1.1.1接收到该数据包，并作应答；(4) 边界路由器接到应答包后， 根据内部地址及端口号和外部地址及端口号，从 NAT映射表中查找对应的内部虚拟主机地址及端口号；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -

21、- - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - (5) 将源地址转换成虚拟主机地址，并转发应答包；B 接收到源地址为10.1.1.127的应答包；(6) 下一个请求时， 边界路由器为其分配下一个内部局部地址，如 10.1.1.2 。10. 某网络结构如图所示， 如果路由器 3 和网络 4 之间的线路突然中断， 按照 RIP路由协议的实现方法，路由表的更新时间间隔为30s。请写出中断 30s 后路由器 2 的路由信息表和中断500秒后路由器 2 的路由信息表。注：(1) 若达到目的网络不需要转发或目的网络不可

22、达，用“”来表示“下一站地址” ；(2) 当目的网络不可达时，“跳数”为 16。解答：中断 30s 后路由器 2 的路由信息表（一）如表1 所示：表 1 目的网络下一跳地址距离目的网络下一跳地址距离10.0.0.0 20.0.0.1 1 30.0.0.0 - 0 20.0.0.0 - 0 40.0.0.0 20.0.0.1 3 中断 500s后路由器 2 的路由信息表（二）如表2 所示：表 2 目的网络下一跳地址距离目的网络下一跳地址距离10.0.0.0 20.0.0.1 1 30.0.0.0 - 0 20.0.0.0 - 0 40.0.0.0 - 16 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -