第四章网络层参考答案(《计算机网络》第五版谢希任

1.网络层向上提供的服务有哪两种?是比较其优缺点。

网络层向运输层提供“面向连接”虚电路(Virtual Circuit)服务或“无连接”数据报服务 前者预约了双方通信所需的一切网络资源。优点是能提供服务质量的承诺。即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序(不按序列到达终点),也保证分组传送的时限,缺点是路由器复杂,网络成本高;

后者无网络资源障碍,尽力而为,优缺点与前者互易

2.网络互连有何实际意义?进行网络互连时,有哪些共同的问题需要解决? 网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域 进行网络互连时,需要解决共同的问题有: 不同的寻址方案 不同的最大分组长度 不同的网络接入机制 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 不同的路由选择技术 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

3.作为中间设备,转发器、网桥、路由器和网关有何区别? 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。 物理层中继系统:转发器(repeater)。

数据链路层中继系统:网桥或桥接器(bridge)。 网络层中继系统:路由器(router)。

网桥和路由器的混合物:桥路器(brouter)。 网络层以上的中继系统:网关(gateway)。

4.试简单说明下列协议的作用:IP、ARP、RARP和ICMP。 IP协议:实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一,与IP协议配套使用的还有四个协议。 ARP协议:是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。 RARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。 ICMP:提供差错报告和询问报文,以提高IP数据交付成功的机会

因特网组管理协议IGMP:用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。

5.IP地址分为几类?各如何表示?IP地址的主要特点是什么? 分为ABCDE 5类;

每一类地址都由两个固定长度的字段组成,其中一个字段是网络号 net-id,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,而另一个字段则是主机号 host-id,它标志该主机(或路由器)。 各类地址的网络号字段net-id分别为1,2,3,0,0字节;主机号字段host-id分别为3字

节、2字节、1字节、4字节、4字节。 特点:

(1)IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是: 第一,IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号,而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。

第二,路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组(而不考虑目的主机号),这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少,从而减小了路由表所占的存储空间。 (2)实际上 IP 地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口。

当一个主机同时连接到两个网络上时,该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址,其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为多归属主机(multihomed host)。 由于一个路由器至少应当连接到两个网络(这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络),因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。

(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络,因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。

(4) 所有分配到网络号 net-id 的网络,范围很小的局域网,还是可能覆盖很大地理范围的广域网,都是平等的。

6.试根据IP地址的规定,计算出表4-2中的各项数据。

解:1)A类网中,网络号占七个bit, 则允许用的网络数为2的7次方,为128,但是要 除去0和127的情况,所以能用的最大网络数是126,第一个网络号是1,最后一个网络号是 126。主机号占24个bit, 则允许用的最大主机数为2的24次方,为16777216,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16777214。

2) B类网中,网络号占14个bit,则能用的最大网络数为2的14次方,为16384,第一个网络号是128.0,因为127要用作本地软件回送测试,所以从128开始,其点后的还可以容纳2的8次方为256,所以以128为开始的网络号为128.0~~128.255,共256个,以此类推,第16384个网络号的计算方法是:16384/256=64128+64=192,则可推算出为191.255。主机号占16个 bit, 则允许用的最大主机数为2的16次方,为65536,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65534。

3)C类网中,网络号占21个bit, 则能用的网络数为2的21次方,为2097152,第一个网络号是 192.0.0,各个点后的数占一个字节,所以以 192 为开始的网络号为 192.0.0~~192.255.255,共256*256=65536,以此类推,第2097152个网络号的计算方法是: 2097152/65536=32192+32=224,则可推算出为223.255.255。主机号占8个bit, 则允许用的最大主机数为2的8次方,为256,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254。

7.试说明IP地址与硬件地址的区别,为什么要使用这两种不同的地址?

IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机(或路由器)分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。从而把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络 在实际网络的链路上传送数据帧时,最终还是必须使用硬件地址。

MAC地址在一定程度上与硬件一致,基于物理、能够标识具体的链路通信对象、IP地址给予逻辑域的划分、不受硬件限制。

8.IP地址方案与我国的电话号码体制的主要不同点是什么? 于网络的地理分布无关

9.(1)子网掩码为255.255.255.0代表什么意思? 有三种含义

其一是一个A类网的子网掩码,对于A类网络的IP地址,前8位表示网络号,后24位表示主机号,使用子网掩码255.255.255.0表示前8位为网络号,中间16位用于子网段的划分,最后8位为主机号。

第二种情况为一个B类网,对于B类网络的IP地址,前16位表示网络号,后16位表示主机号,使用子网掩码255.255.255.0表示前16位为网络号,中间8位用于子网段的划分,最后8位为主机号。

第三种情况为一个C类网,这个子网掩码为C类网的默认子网掩码。

(2)一网络的现在掩码为255.255.255.248,问该网络能够连接多少个主机? 255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000. 每一个子网上的主机为(2^3)=6 台

掩码位数29,该网络能够连接8个主机,扣除全1和全0后为6台。

(3)一A类网络和一B网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1,问这两个子网掩码有何不同?

A类网络:11111111 11111111 11111111 00000000 给定子网号(16位“1”)则子网掩码为255.255.255.0 B类网络 11111111 11111111 11111111 00000000 给定子网号(8位“1”)则子网掩码为255.255.255.0但子网数目不同

(4)一个B类地址的子网掩码是255.255.240.0。试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少?

(240)10=(128+64+32+16)10=(11110000)2 Host-id的位数为4+8=12,因此,最大主机数为: 2^12-2=4096-2=4094

11111111.11111111.11110000.00000000 主机数2^12-2

(5)一A类网络的子网掩码为255.255.0.255;它是否为一个有效的子网掩码? 是 10111111 11111111 00000000 11111111

(6)某个IP地址的十六进制表示C2.2F.14.81,试将其转化为点分十进制的形式。这个地址是哪一类IP地址?

C2 2F 14 81--à(12*16+2).(2*16+15).(16+4).(8*16+1)---à194.47.20.129 C2 2F 14 81 ---à11000010.00101111.00010100.10000001

C类地址

(7)C类网络使用子网掩码有无实际意义?为什么?

有实际意义.C类子网IP地址的32位中,前24位用于确定网络号,后8位用于确定主机号.如果划分子网,可以选择后8位中的高位,这样做可以进一步划分网络,并且不增加路由表的内容,但是代价是主机数相信减少.

10.试辨认以下IP地址的网络类别。

(1)128.36.199.3 (2)21.12.240.17 (3)183.194.76.253 (4)192.12.69.248 (5)89.3.0.1 (6)200.3.6.2

(2)和(5)是A类,(1)和(3)是B类,(4)和(6)是C类.

11. IP数据报中的首部检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

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