計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)_第5章習(xí)題答案

1、第五章練習(xí)題答案5.1 網(wǎng)絡(luò)互連有何實(shí)際意義？進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)，有哪些共同的問題需要解決？答：網(wǎng)絡(luò)互連使得相互連接的網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)之間可以進(jìn)行通信，也就是說從功能上和邏輯上看，這些相互連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成了一個(gè)大型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)互連可以使處于不同地理位置的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，方便了信息交流，促成了當(dāng)今的信息世界。需要解決的問題有：不同的尋址方案；不同的最大分組長度；不同的網(wǎng)絡(luò)介入機(jī)制；不同的超時(shí)控制；不同的差錯(cuò)恢復(fù)方法；不同的狀態(tài)報(bào)告方法；不同的路由選擇技術(shù)；不同的用戶接入控制；不同的服務(wù)（面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)）；不同的管理與控制方式；等等。注：網(wǎng)絡(luò)互連使不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)、不同類型的機(jī)器之間互

2、相連通，實(shí)現(xiàn)更大范圍和更廣泛意義上的資源共享。5.2 轉(zhuǎn)發(fā)器、網(wǎng)橋和路由器都有何區(qū)別？答：1）轉(zhuǎn)發(fā)器、網(wǎng)橋、路由器、和網(wǎng)關(guān)所在的層次不同。轉(zhuǎn)發(fā)器是物理層的中繼系統(tǒng)。網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層的中繼系統(tǒng)。路由器是網(wǎng)絡(luò)層的中繼系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)為網(wǎng)關(guān)。2）當(dāng)中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋時(shí)，一般并不稱之為網(wǎng)絡(luò)互連，因?yàn)槿匀皇且粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)。路由器其實(shí)是一臺專用計(jì)算機(jī)，用來在互連網(wǎng)中進(jìn)行路由選擇。一般討論的互連網(wǎng)都是指用路由器進(jìn)行互連的互連網(wǎng)絡(luò)。5.3 試簡單說明IP、ARP、RARP和ICMP協(xié)議的作用。答：IP：網(wǎng)際協(xié)議，TCP/IP 體系中兩個(gè)最重要的協(xié)議之一，IP 使互連起來的許多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行通信。

3、無連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸. 數(shù)據(jù)報(bào)路由。ARP（地址解析協(xié)議）實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換，將IP地址映射成物理地址。RARP（逆向地址解析協(xié)議）將物理地址映射成IP 地址。ICMP：Internet 控制消息協(xié)議，進(jìn)行差錯(cuò)控制和傳輸控制，減少分組的丟失。注：ICMP 協(xié)議幫助主機(jī)完成某些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)測試，允許主機(jī)或路由器報(bào)告差錯(cuò)和提供有關(guān)異常情況報(bào)告，但它沒有辦法減少分組丟失，這是高層協(xié)議應(yīng)該完成的事情。IP 協(xié)議只是盡最大可能交付，至于交付是否成功，它自己無法控制。5.4 分類IP地址共分幾類？各如何表示？單播分類IP地址如何使用？答： IP 地址共分5 類，分類情況如下所示：A 類0 Netid Hostid（2

4、4比特） B 類10 Netid Hostid（16比特）C 類110 Netid Hostid（8比特）D 類1110 組播地址E 類11110 保留為今后使用IP 地址是32 位地址，其中分為netid（網(wǎng)絡(luò)號），和hostid（主機(jī)號）。根據(jù)IP 地址第一個(gè)字節(jié)的數(shù)值，能夠判斷IP 地址的類型。單播分類IP地址用于表示主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接。5.5 試說明IP地址與硬件地址的區(qū)別，為什么要使用這兩種不同的地址？答：網(wǎng)絡(luò)層及以上使用IP 地址；鏈路層及以下使用硬件地址。IP 地址在IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部，而硬件地址則放在MAC 幀的首部。在網(wǎng)絡(luò)層以上使用的是IP 地址，而鏈路層及以下使用的是硬件地址。

5、在IP 層抽象的互連網(wǎng)上，我們看到的只是IP 數(shù)據(jù)報(bào)，路由器根據(jù)目的站的IP地址進(jìn)行選路。在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路層，我們看到的只是MAC 幀，IP 數(shù)據(jù)報(bào)被封裝在MAC幀里面。MAC 幀在不同的網(wǎng)絡(luò)上傳送時(shí)，其MAC 幀的首部是不同的。這種變化，在上面的IP 層上是看不到的。每個(gè)路由器都有IP 地址和硬件地址。使用IP 地址與硬件地址，盡管連接在一起的網(wǎng)絡(luò)的硬件地址體系各不相同，但I(xiàn)P 層抽象的互連網(wǎng)卻屏蔽了下層這些很復(fù)雜的細(xì)節(jié)，并使我們能夠使用統(tǒng)一的、抽象的IP 地址進(jìn)行通信。5.6 簡述以太網(wǎng)上主機(jī)如何通過ARP查詢本地路由器的物理地址。答：本地主機(jī)與目的主機(jī)通信之前，先判斷目的主機(jī)是否在

6、本地網(wǎng)絡(luò)上，如果不是，則要將IP包先發(fā)給本地路由器，此時(shí)如果本地主機(jī)不知道本地路由器的物理地址，則廣播發(fā)送一個(gè)ARP請求報(bào)文詢問，路由器收到后發(fā)送ARP響應(yīng)報(bào)文告知自己的物理地址，本地主機(jī)收到ARP響應(yīng)后再真正發(fā)送目的地址為目的主機(jī)的IP包給路由器，由它進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。5.7 試辨認(rèn)以下IP地址的網(wǎng)絡(luò)類別：（1）3（2）9（3）2（4）2答：（2）是A 類，（1）和（4）是B 類，（3）是C 類。解題思路：A 類地址以1-126開始，B 類地址以128-191開始，C 類地址以192-223開始。5.8 IP數(shù)

7、據(jù)報(bào)中的首部檢驗(yàn)和并不檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)中的數(shù)據(jù)，這樣做的最大好處是什么？壞處是什么？答：在首部中的錯(cuò)誤比在數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤更嚴(yán)重。例如，一個(gè)壞的地址可能導(dǎo)致分組被投寄到錯(cuò)誤的主機(jī)。許多主機(jī)并不檢查投遞給它們的分組是否確實(shí)是要投遞給它們的。它們假定網(wǎng)絡(luò)從來不會把本來是要前往另一主機(jī)的分組投遞給它們。有的時(shí)候數(shù)據(jù)不參與檢驗(yàn)和的計(jì)算，因?yàn)檫@樣做代價(jià)大，上層協(xié)議通常也做這種檢驗(yàn)工作，從而引起重復(fù)和多余。因此，這樣做可以加快分組的轉(zhuǎn)發(fā)，但是缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)部分出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)不能及早發(fā)現(xiàn)。5.9 當(dāng)某個(gè)路由器發(fā)現(xiàn)一數(shù)據(jù)報(bào)的檢驗(yàn)和有差錯(cuò)時(shí)。為什么采取丟棄的辦法而不是要求源站重傳此數(shù)據(jù)報(bào)？計(jì)算首部檢驗(yàn)和為什么不采用CRC檢驗(yàn)碼？

8、答：之所以不要求源站重發(fā)，是因?yàn)榈刂纷侄我灿锌赡艹鲥e(cuò)，從而找不到正確的源站。CRC 檢驗(yàn)碼需要使用多項(xiàng)式除法，逐站使用代價(jià)太高。數(shù)據(jù)報(bào)每經(jīng)過一個(gè)結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)處理機(jī)就要計(jì)算一下校驗(yàn)和。不用CRC，就是為了簡化計(jì)算。5.10 在因特網(wǎng)中分片傳送的IP數(shù)據(jù)報(bào)在哪兒進(jìn)行組裝，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是什么？答：在目的站組裝，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是：（1）路由器處理數(shù)據(jù)報(bào)簡單些；（2）并非所有的數(shù)據(jù)報(bào)片都經(jīng)過同樣的路由器，因此在每一個(gè)中間的路由器進(jìn)行組裝可能總會缺少幾個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片（3）也許分組后面還要經(jīng)過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它還要給這些數(shù)據(jù)報(bào)片劃分成更小的片。如果在中間的路由器進(jìn)行組裝就可能會組裝多次。5.11 假設(shè)互聯(lián)網(wǎng)由兩個(gè)局域網(wǎng)通

9、過路由器連接起來。第一個(gè)局域網(wǎng)上某主機(jī)有一個(gè)400字節(jié)長的TCP報(bào)文傳到IP層，加上20字節(jié)的首部后成為IP數(shù)據(jù)報(bào)，要發(fā)向第二個(gè)局域網(wǎng)。但第二個(gè)局域網(wǎng)所能傳送的最長數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)部分只有150字節(jié)。因此數(shù)據(jù)報(bào)在路由器處必須進(jìn)行分片。試問第二個(gè)局域網(wǎng)向其上層要傳送多少字節(jié)的數(shù)據(jù)？答：進(jìn)入本機(jī)IP 層時(shí)TCP報(bào)文長度為400字節(jié), 進(jìn)入第1個(gè)局域網(wǎng)IP數(shù)據(jù)報(bào)長度為 400+20= 420B；在第二個(gè)局域網(wǎng)，報(bào)文要進(jìn)行分片，已知最長數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)部分只有150B，由于3*130400，所以共分成4片，故第二個(gè)局域網(wǎng)向上傳送400+4*20=480字節(jié)(TCP報(bào)文長度+4個(gè)IP首部長度)的數(shù)據(jù)。5.12

10、 一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)長度為4000字節(jié)（包含固定長度的首部）?，F(xiàn)在經(jīng)過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳送，但此網(wǎng)絡(luò)能夠傳送的最大數(shù)據(jù)長度為1500字節(jié)。試問應(yīng)當(dāng)劃分為幾個(gè)短些的數(shù)據(jù)報(bào)片？各數(shù)據(jù)報(bào)片的數(shù)據(jù)字段長度、片偏移字段和MF標(biāo)志應(yīng)為何數(shù)值？答：4000-20=3980字節(jié)。3 片；第一片：數(shù)據(jù)字段長度1480、片偏移是0，MF 是1；第二片：數(shù)據(jù)字段長度1480、片偏移是185，MF 是1；1480/8=185第三片：數(shù)據(jù)字段長度1020、片偏移是370 和MF 是0；1480*2/8=3705.13如何利用ICMP報(bào)文實(shí)現(xiàn)路徑跟蹤？答：（1）源站向目的站發(fā)送TTL=1的ICMP echo request報(bào)文，然后第1

11、個(gè)路由器將返回ICMP超時(shí)報(bào)文，從IP數(shù)據(jù)報(bào)首部即可以得到第1個(gè)路由器的IP地址；（2）將TTL增1，源站向目的站發(fā)送ICMP echo request報(bào)文，將依次收到ICMP超時(shí)報(bào)文，如果返回的是ICMP echo reply報(bào)文，則說明探包已經(jīng)到達(dá)了目的站。5.14 劃分子網(wǎng)有何意義？子網(wǎng)掩碼為代表什么意思？某網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)在掩碼為，問該網(wǎng)絡(luò)能夠連接多少臺主機(jī)？某一A類網(wǎng)絡(luò)和一B類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)號分別占16比特和8比特，問這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼有何不同？答：子網(wǎng)掩碼為表示IP地址的前24bit 表示網(wǎng)絡(luò)地址，包括網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號，后8位表示主機(jī)號。可以代表C類地址對應(yīng)的子網(wǎng)掩碼默認(rèn)值。子網(wǎng)掩碼為，根據(jù)掩

12、碼的定義，后三位是主機(jī)號，一共可以表示8 個(gè)主機(jī)號，除掉全0 和全1 的兩個(gè)，該網(wǎng)絡(luò)能夠連接6臺主機(jī)。5.15 設(shè)某路由器建立了如下表所示的路由表:目的網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼下一跳接口0接口1R2R3*（默認(rèn)）R4此路由器可以直接從接口0和接口1轉(zhuǎn)發(fā)分組，也可通過相鄰的路由器R2、R3和R4進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。現(xiàn)共收到5個(gè)分組，其目的站IP地址分別為：（1） （2）（3）（4）7（5）試分別計(jì)算其下一站。答：（1）接口0，（2）R2，（3）R4，（4）R3，（5）R4。5.16 某單位分配到一個(gè)B類IP地址，其網(wǎng)絡(luò)號為。該單位有4000臺機(jī)器，平均分布在16個(gè)不同的地點(diǎn)。如選用子網(wǎng)掩碼為，試

13、給每一個(gè)地點(diǎn)分配一個(gè)子網(wǎng)號碼，并算出每個(gè)地點(diǎn)主機(jī)號碼的最小值和最大值。答：一種答案：每一個(gè)地點(diǎn)分配其中一個(gè)子網(wǎng)號碼：，每個(gè)地點(diǎn)主機(jī)號碼的最小值為1，最大值為254。5.17 設(shè)某ISP（因特網(wǎng)服務(wù)提供者）擁有CIDR地址塊/16。先后有四所大學(xué)（A、B、C、D）向該ISP分別申請大小為4000、2000、4000、8000個(gè)IP地址的地址塊，試為ISP給這四所大學(xué)分配地址塊。答：A：/20（212=4096）;B：202.192.00010 0002/21（211=2048）；C：202.192.0010 0000/20（2

14、12=4096）; D：202.192.010 000002/19（213=8096）。5.18 簡述采用無分類編址時(shí)的IP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)算法。從數(shù)據(jù)報(bào)DG中取出目的IP地址ID;for 表T中的每一表項(xiàng)do將ID與表項(xiàng)中的子網(wǎng)掩碼按位相“與”，結(jié)果為N;if N等于該表項(xiàng)中的目的網(wǎng)絡(luò)地址, 則 【與直連網(wǎng)絡(luò)的匹配也可以放在for外】if 下一跳指明應(yīng)直接交付, 則 把DG直接交付給目的站(包括解析ID得到對應(yīng)的物理地址, 將DG封裝入幀并發(fā)送); else 把DG發(fā)往本表項(xiàng)指明的下一跳地址(包括完成下一跳地址到物理地址的映射, 將DG封裝入幀并發(fā)送); return.for_end5.19 試簡

15、述RIP、OSPF和BGP路由選擇協(xié)議的主要特點(diǎn)。答：如下表所示：主要特點(diǎn)RIPOSPFBGP網(wǎng)關(guān)協(xié)議內(nèi)部內(nèi)部外部路由表內(nèi)容目的網(wǎng)，下一站，距離目的網(wǎng)，下一站，距離目的網(wǎng)，完整路由最優(yōu)通路依據(jù)跳數(shù)代價(jià)多種策略算法距離向量鏈路狀態(tài)路徑向量傳送方式運(yùn)輸層UDPIP數(shù)據(jù)報(bào)建立TCP連接其他簡單、但效率低跳數(shù)16 為不可達(dá)好消息傳的快，壞消息傳的慢效率高路由器頻繁交換信息，難維持一致性規(guī)模大，統(tǒng)一度量，可達(dá)性45 00 02 79 1C A4 40 00 80 06 00 00 0A 0A 01 5F DA 1E 73 7B 07 38 00 50 19 71 85 77 7F 25 2B AA50

16、18 FF FF 5B 6E 00 00 47 45 54 20 2F 73 2F 62 6C 6F 67 5F 34 62 63 6664 64 63 645.20 有個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)從首部開始的部分內(nèi)容如右所示(16進(jìn)制表示)，請標(biāo)出IP首部和傳輸層首部，并回答：（1）數(shù)據(jù)報(bào)首部長度和總長度各為多少字節(jié)？（2）數(shù)據(jù)報(bào)的協(xié)議字段是多少，表示什么意思？（3）源站IP地址和目的站IP地址分別是什么？(用點(diǎn)分十進(jìn)制表示)（4）TTL、校驗(yàn)和字段是多少？（5）源端口和宿端口是什么？并請推測所用的應(yīng)用層協(xié)議是什么？答：（1）數(shù)據(jù)報(bào)首部長度54=20字節(jié), 總長度=027916=633字節(jié)（2）協(xié)議字段值為

17、6, 表示TCP（3）源IP地址：（4）TTL=128, 校驗(yàn)和=00 00 （5）源端口：073816=1848,宿端口：5016=80, 推測應(yīng)用層協(xié)議為HTTP。5.21 以下地址前綴中的哪一個(gè)與40匹配？（1）0/4（2）32/4（3）4/6（4）80/4答：（1）。 注意被選答案都是CIDR地址塊，由于網(wǎng)絡(luò)前綴長度都不到8位，所以IP地址只寫出了第1字節(jié)的十進(jìn)制值。5.22 IGMP 協(xié)議的要點(diǎn)是什么？隧道技術(shù)是怎樣使用的？答：要點(diǎn)有：1、IGMP（Internet組管理協(xié)議）用于幫助多播路由器識別加入到一個(gè)多播組的成員主機(jī)。采用多播協(xié)議可以明顯地減輕網(wǎng)絡(luò)中各種資源

18、的消耗，IP 多播是硬件多播的一種抽象；2、IGMP 只有兩種分組，即詢問分組和響應(yīng)分組。IGMP 使用IP 數(shù)據(jù)報(bào)傳遞其報(bào)文，但它也向IP 提供服務(wù)；3、IGMP 屬于整個(gè)網(wǎng)際協(xié)議IP 的一個(gè)組成部分，IGMP也是TCP/IP的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。隧道技術(shù)使用：當(dāng)組播數(shù)據(jù)報(bào)要穿越不支持組播的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，可使用IP隧道（IP-in-IP）技術(shù)傳輸，把組播數(shù)據(jù)報(bào)封裝在常規(guī)的單播數(shù)據(jù)報(bào)中，單播數(shù)據(jù)報(bào)的源宿IP地址分別為隧道兩頭的組播路由器的IP地址。5.23 為什么說移動IP可以使移動主機(jī)可以以一個(gè)永久IP地址連接到任何鏈路（網(wǎng)絡(luò)）上？答：移動IP技術(shù)支持主機(jī)的移動，而且既不要求主機(jī)更改其IP地址，也不要求路

19、由器獲悉特定主機(jī)路由信息。移動IP實(shí)現(xiàn)主機(jī)移動性的關(guān)鍵是允許移動主機(jī)擁有兩個(gè)IP地址。一個(gè)是應(yīng)用程序使用的長期固定的永久IP地址，稱為主地址或歸屬地址，該地址是在歸屬網(wǎng)絡(luò)上分配得到的地址。另一個(gè)是主機(jī)移動到外地網(wǎng)絡(luò)時(shí)臨時(shí)獲得的地址，稱為次地址或轉(zhuǎn)交地址。轉(zhuǎn)交地址僅由下層的網(wǎng)絡(luò)軟件使用，以便經(jīng)過外地網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)和交付。主機(jī)移動后獲取轉(zhuǎn)交地址，然后向其歸屬代理注冊，即把移動主機(jī)的轉(zhuǎn)交地址通知給歸屬代理，以后歸屬代理可以根據(jù)轉(zhuǎn)交地址把目的地址為移動主機(jī)主地址的數(shù)據(jù)報(bào)通過隧道送給移動主機(jī)。5.24 分析劃分子網(wǎng)、無分類編址以及NAT是如何推遲IPv4地址空間的耗盡的？答：劃分子網(wǎng)允許多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)共用一個(gè)分類IP網(wǎng)絡(luò)號；無分類編址允許按需（前綴長度不受分類地址的限制）劃分地址塊，能更有效地利用地址空間；NAT允許網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)主機(jī)使用專用地址（私有IP地址），通過NAT盒和因特網(wǎng)上本專用互聯(lián)網(wǎng)外的主機(jī)通信。5.25 簡述NAPT的優(yōu)缺點(diǎn)。答：NAPT的優(yōu)點(diǎn)是能