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第四章   网络层ztqvm479

1.网络层ztqvm479向上提供的服务有哪两种？是比较其优缺点。

 网络层ztqvm479向运输层提供 “面向连e1f8接”虚电路（virtual circuit）服务或“无连接522u”数据报5z1ihf47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ep8m服务质量的承诺。即所传送的分组不出6y14错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传i5vv送的时限，〖缺〗〖点〗〖是〗〖路〗〖由〗〖器〗〖6〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖a〗〖j〗〖f〗〖2〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖4〗〖6〗〖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1317互易

2.网络互u82e连有何实际意义？进行网络互u82e连时，有哪些共同的问题需要解决？

 网络互u82e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u82e连时，需要解决共同的问题有：

不同的9du1on9v寻址方案

不同的9du1on9v最大分组长度

不同的9du1on9v网络接入机制

不同的9du1on9v超时控153j制

不同的9du1on9v差错恢复方法

不同的9du1on9v状态报告方法605b

不同的9du1on9v路由选择技术

不同的9du1on9v用户接入控制

不同的9du1on9v服务（面向连e1f8接服务和无连接522u服务）

不同的9du1on9v管理与控制方xsyx式

3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器60ajf246和网关有何区别？

 中间设备又称为中间系统或h7f5中继(relay)系统。

物理层中继系统：转发器(repeater)。

数据链hb3nxigo路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。

网络层ztqvm479中继系统：路由器60ajf246(router)。

网桥和路由器60ajf246的混合物：桥路器(brouter)。

网络层ztqvm479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d4tc络互u82e连。使参与互连的性能各4dux异的网络ml6y从用户看起来好像是一个统一的网络ml6y。网际协60g0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vr32的还有四个协议。

arp协议：是解决同一个局域网u8j0上的主fia5机或路由器60ajf246的ip地址和6883硬件地址w7s8的映射问题。

rarp：是解决同一个局域网u8j0上的主fia5机或路由器60ajf246的硬件地址w7s8和6883ip地址的2hv4映射问题。

icmp：提供差错报告和询问报文，以提高29s8ip数据交付成功的机会ghd6

因特网组管理协议igmp：用于探寻、转发本419x局域网u8j0内的组成员关5e69系。

5.ip地址分为几类？各如何表示？ip地址的2hv4主要特748u点是什么？

分为abcde 5类;

每一类地址m00h都由两个固定长ff56度的字段组成，其中一个字段是网络e135号 net-id，它标志主机（或路由器60ajf246）所连接到的网络ml6y，而另一个字段则是主机号0n16mj52d6gg host-id，它标志该主机64y9ahu9（或路由器60ajf246）。

各类地址m00h的网络ml6y号字段net-id分别为1，2，3，0，0字节；主机号0n16mj52d6gg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b5c28805一种分等级的地址a7n1结构。分两个等级的好处是：

第一，ip 地址管理机构a744在分配 ip 地址时只分配网络号，而剩下e19i的主机号0n16mj52d6gg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2hv4管理。

第二，路由器60ajf246仅根据目的主机所连接的网络ml6y号来转发分组（而不考虑目的主机号0n16mj52d6gg），这样就可以使路由表中的项43hj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b5c28805标志一个主机（或路由器60ajf246）和一条5na6链路的接口。

当一个主机同时连接到两个网络8p78上时，该主机64y9ahu9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9du1on9v。这种主6ce3机称为多归属主机(multihomed host)。

由于一个路由9443器60ajf246至少应当连接到两个网络8p78（这样它才能将 ip 数据报5z1ihf47从一个网8so7络8p78转发到另一个网8so7络8p78），因此一个路由9443器60ajf246至少应当有两个不同的9du1on9v ip 地址。

(3) 用转发me42器或网桥连接起来的若干个局域网u8j0仍为一个icg4网8so7络8p78，因此这些局域78dq网u8j0都具有同样的网络ml6y号 net-id。

(4) 所有分s19g配到网络号 net-id 的网络ml6y，范围很小的局域网u8j0，还是可rnbp能覆盖很大地理范围的广域mpj0网，都是平等的。

6.试根据ip地址的2hv4规定，计算出表4-2中的各项数据。

解：1）a类网中drrs，网络号占七个bit, 则允许nlrh用的网络ml6y数为2的7次方，为128，但是要

除去0和127的情况，所以能7dlylo0s用的最654u大网络数是126，第一个4k00网8so7络8p78号是1，最后一个网8so7络8p78号是 126。主机号0n16mj52d6gg占24个bit, 则允许nlrh用的最654u大主机数为2的24次方，为16777216，但是也要除去joyz202l全0和全1的情况，所以能7dlylo0s用的最654u大主机数是16777214。 

2） b类网中drrs，网络号占14个bit，则能用1agx的最大网络数为2的14次方，为16384，第一个4k00网8so7络8p78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〗〖v〗〖8〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖b〗〖9〗〖容〗〖纳〗〖6〗〖7〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖7〗〖6〗〖2〗〖的〗〖8〗〖次〗〖方〗〖为〗〖2〗〖5〗〖6〗，所以以128为开始的网络ml6y号为128.0~~128.255，共256个，以此类r3y6推，第16384个网络8p78号的计算方法55fb是：16384/256=64128 64=192，则可推算出为191.255。主机号0n16mj52d6gg占16个  bit, 则允许nlrh用的最654u大主机数为2的16次方，为65536，但是也要除去joyz202l全0和全 1的情况，所以能7dlylo0s用的最654u大主机数是65534。 

3）c类网中drrs，网络号占21个bit, 则能用1agx的网络ml6y数为2的21次方，为2097152，第一个4k00网8so7络8p78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ml6y号为 192.0.0~~192.255.255，〖共〗〖2〗〖5〗〖6〗〖*〗〖2〗〖5〗〖6〗〖=〗〖6〗〖5〗〖5〗〖3〗〖6〗，以此类r3y6推，第2097152个网络8p78号的计算方法55fb是： 2097152/65536=32192 32=224，则可推算出为223.255.255。主机号0n16mj52d6gg占8个bit, 则允许nlrh用的最654u大主机数为2的8次方，为256，但是也要除去joyz202l全0和全1的情况，所以能7dlylo0s用的最654u大主机数是254。 

7.试说明ip地址与91uf硬件地址w7s8的区别，为什么要使用这两种不同的9du1on9v地址？

ip 地址就是给每个连接在因特2t32网上的主fia5机（或路由器60ajf246）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pm21成为一个icg4单一的、抽象的fkaq网络ml6y

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w7s8。

mac地址在一定程度上与atkm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ddl7域的划分4kl3、不受硬件限制19v8。

8.ip地址方案与我国的电9fgb话号码体制的主要不同点是什么？

于网络的地理分布无2m2q关

9.（1）子网掩码8a6p3389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23g9掩码3389，对于a类网络的ip地址，前8位表示myd1网络号，后24位表示myd1主机号0n16mj52d6gg，使用子网掩码8a6p3389255.255.255.0表示前8位为网络号，〖中〗〖间〗〖1〗〖6〗〖位〗〖用〗〖于〗〖z〗〖3〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖9〗〖p〗〖子〗〖网〗〖段〗〖的〗〖划〗〖分〗〖4〗〖k〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖l〗〖3〗，最后8位为主机号0n16mj52d6gg。

第二种情况为一个icg4b类网，对于b类网络的ip地址，前16位表示myd1网络号，后16位表示myd1主机号0n16mj52d6gg，使用子网掩码8a6p3389255.255.255.0表示前16位为网络号，中间8位用于z39p子网段的划分4kl3，最后8位为主机号0n16mj52d6gg。

第三种情况为一个icg4c类网，这个子7we4网掩码8a6p3389为c类网的默认子网掩码8a6p3389。

（2）一网络的现在掩码为g457255.255.255.248，问该网1o6z络能够连a92i接多少个主机？

255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000.

     每一个子网o4j2上的主fia5机为(2^3)=6 台

     掩码位数29，该网络能够连a92i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23g9号subnet-id分别为16个1和8个1，问这两个子网o4j2掩码3389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8a6p3389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8a6p3389为255.255.255.0但子网数目不同

（4）一个b类地址m00h的子网23g9掩码3389是255.255.240.0。试问在其中每一个子网o4j2上的主fia5机数最多是ey60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23g9掩码3389为255.255.0.255；它是否为一个icg4有效的子网23g9掩码3389？

是  10111111   11111111 00000000 11111111

(6)某个ip地址的2hv4十六进制8y3i表u3nd示c2.2f.14.81，试将其转化为qk50点分十进制的形式。这个地址是b5c28805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m00h

(7)c类网络使用子网掩码8a6p3389有无实际意义？为什么？

有实际8870意义.c类子网ip地址的2hv432位中,前24位用于z39p确定网络号,后8位用于z39p确定主机号0n16mj52d6gg.如果划分子网,可以选择后8位中的高位,这样做mzc59v1x可以进一步划分网络,并且不增加路由表的5p03内容,但是代价是主机数相信减少.

10.试辨认以下ip地址的2hv4网络ml6y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5z1ihf47中的首部检验和并不检验数据报5z1ihf47中的数据。这样做mzc59v1x的最大好处是什么？坏处是s5p6什么？

在首部中2jw18yb3的错误比在数据中的错误更严重，例如，一个坏的地址a7n1可能导致分组被投寄到错误hekj的主机。许多主机并不检查投递给ds4x他们的分组是否96t7确实是要投递给ds4x它们1a88，它们假定网络从来不会把本来是要前往另一主机的分组投递给ds4x它们1a88。

数据不参与检验和的计算，因为这样做mzc59v1x代价大，上层协959m议通常也做这种检验工作，从前，从而引起重复和多余。

因此，这样做mzc59v1x可以加4yog快分组的转发，但是数据部分出现差z31z错时不能及早发现。

12.当某个路由9443器60ajf246发现一ip数据报5z1ihf47的检验和有差错时，为什么采取丢1c9e弃的办法而不是要求源站重传此数据报5z1ihf47？计算首5n8x部检验和为什么不采用crc检验码？

答：纠错控制由上层（传输层）执行

   ip首部中2jw18yb3的源站地址也可能出错请错误的源ozj3地址重传数据报5z1ihf47是没有意义的

   不采用crc简化解q8uj码计算量，提高路由器60ajf246的吞吐量

13.设ip数据报5z1ihf47使用固定首部，其各字段的具体数值如图所示（除ip地址外，均为十进制表u3nd示）。试用二进r289制运算方法55fb计算应当写入到首部检验和字段中的数值（用二进r289制表u3nd示）。

1000101  00000000  00000000-00011100

   00000000   00000001  00000000-00000000

   00000100  00010001   xxxxxxxx  xxxxxxxx

   00001010  00001100   00001110  00000101

   00001100  00000110   00000111  00001001  作二进制检验和（xor）

   01110100   01001110取反码

   10001011  10110001

14. 重新计edl1算上题，但使用十六进制8y3i运算方法55fb（没16位二进z5mu制数字转换为4个十六进制8y3i数字，再按十六进制8y3i加法规则计算）。比较这两种方法。

01000101  00000000 00000000-00011100   4  5  0  0   0  0  1  c

   00000000  00000001 00000000-00000000   0  0  0  1   0   0  0  0

   00000100  000010001  xxxxxxxx  xxxxxxxx  0  4  1  1  0  0  0  0

   00001010  00001100 00001110  00000101   0  a  0  c  0  e  0  5

   00001100  00000110  00000111  00001001  0  c  0  6  0  7  0   9

   01011111  00100100  00010101  00101010  5   f  2  4  1  5  2  a

5       f  2  4

   7  4   4  e-à8  b  b  1

15.什么是最大传7u01送单元mtu？它和ip数据报5z1ihf47的首部中2jw18yb3的哪个字段有关系y2si？

答：ip层下面数据链hb3nxigo里层所限定的c96x帧格式中数据字段的最大长度，与ip数据报5z1ihf47首部中2jw18yb3的总长度字段有关系y2si

16.在因特2t32网中将ip数据报5z1ihf47分片传送的数1458据报hf47在最后的目的主机进行组f033装。还可以v8b9有另一种做法，即数据报5z1ihf47片通过一个网8so7络8p78就进行一次组装d1sz。是比较这两种方法的优劣。

在目的站而不是在中间的路由器60ajf246进行组f033装是由于：

  （1）路由器60ajf246处理数据报5z1ihf47更简单些；效率高，延迟小。

  （2）数据报5z1ihf47的各分14o6片可能经过各自的路7afb径。因此在每一个中间的路由器60ajf246进行组f033装可能总会缺少几个数据ky2l报5z1ihf47片；

  （3）也许分组后面还要经过一个网8so7络8p78，它还要给这些1g5c数据报5z1ihf47片划分成更小的片。如果在185v中间的路由器60ajf246进行组f033装就可能会组装多次。

  （为适应路径上55y7不同链路段所能许可的不同分片规模，可能要7dt5重新分片或组装）

17. 一个3200位长的tcp报文传到ip层，加上160位的首部后成9m1r为数据报5z1ihf47。下面的互联网由两个局域网u8j0通过路由器60ajf246连接起来。但第二5qgy个局域网u8j0所能传送的最长数2p33据帧中的数据部分只有83731200位。因此数据报5z1ihf47在路由器60ajf246必须进165o行分片。试问第二个局ntx3域网u8j0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u8j0看见的数据）?

答：第二个局ntx3域网u8j0所能传送的最长数2p33据帧中的数据部分只有83731200bit，即每个ip数据片的数据部分<1200-160(bit)，由于片偏移是以8字节即64bit为单位h1oa的，所以ip数据片的数据部分最大不超过1024bit，这样3200bit的报文要分4个数据ky2l片，所以第二个局ntx3域网u8j0向上传送的比特数等于（3200 4×160），共3840bit。

18.（1）有人认为：“arp协议向0q4i网络层ztqvm479提供了转换地690a址的2hv4服务，因此arp应当属于数据7499链xigo路层。”这种说法为什么是错误的？

因为arp本身是网络e135层ztqvm479的一部2825分，arp协议为ip协议提供了转换地690a址的2hv4服务，数据链hb3nxigo路层使用硬件地址w7s8而不使用ip地址，无需arp协议数据链hb3nxigo路层本身即可正常运行。因此arp不再数据链hb3nxigo路层。

  （2）试解释d2m3为什么arp高速缓存每存f5i4入一个项目就要设置10~20分钟的超时计时器。这个时间设置的太大或太小2kt1会出现什么问题？

答：考虑到ip地址和6883mac地址均2o0s有可能是变化的（更换网卡，或动态主机配置）

      10－20分钟更换一块网卡是合理的。超时时rh5r间太短会使arp请求和响应分组的通信量太频繁，而超时时rh5r间太长会使51l5更换网卡后的主机迟迟无法ywc2和网络上的其他主机通信。

  （3）至少举出两种k368不需要发送arp请求分组的情况（即不需要请求将某个2s21目的ip地址解析为相应的硬件地址w7s8）。

在源主机oazk的arp高速缓存中已686r经有了该目的ip地址的2hv4项目；源主机oazk发送的是广播分组；源主机oazk和目的主机使8w86用点对点链路。

19.主机a发送ip数据报5z1ihf47给主机b，途中经过了5个路由9443器60ajf246。试问在ip数据报5z1ihf47的发送过程中总共使用了几次arp？

   6次，主机用一次，每个路由9443器60ajf246各使用一3874次。

20.设某路由器60ajf246建立了如下路由表：

目的网络ml6y          子网掩码8a6p3389            下一跳85ch

128.96.39.0      255.255.255.128      接口m0

128.96.39.128    255.255.255.128     接口m1

128.96.40.0      255.255.255.128      r2

192.4.153.0      255.255.255.192      r3

*（默认）         ——             r4

 现共收到5个分组，其目的地址a7n1分别为：

（1）128.96.39.10

（2）128.96.40.12

（3）128.96.40.151

（4）192.153.17

（5）192.4.153.90

（1）分组的目的站ip地址为：128.96.39.10。先与子网2nnbt0jh825l掩码8a6p3389255.255.255.128相与，得128.96.39.0，可见该157j分组经接口0转发。

（2）分组的目的ip地址为：128.96.40.12。

①  与子网2nnbt0jh825l掩码8a6p3389255.255.255.128相与得865a128.96.40.0，不等于128.96.39.0。

②  与子网2nnbt0jh825l掩码8a6p3389255.255.255.128相与得865a128.96.40.0，经查路由表可知，该项分组经r2转发。

（3）分组的目的ip地址为：128.96.40.151，与子网2nnbt0jh825l掩码8a6p3389255.255.255.128相与后得128.96.40.128，与子网2nnbt0jh825l掩码8a6p3389255.255.255.192相与后得128.96.40.128，经查路由表知5m26，该分组转发选择默认路由，经r4转发。

（4）分组的目的ip地址为：192.4.153.17。与子网2nnbt0jh825l掩码8a6p3389255.255.255.128相与后得192.4.153.0。与子网2nnbt0jh825l掩码8a6p3389255.255.255.192相与后得192.4.153.0，经查路由表知5m26，该分组经r3转发。

（5）分组的目的ip地址为：192.4.153.90，与子网2nnbt0jh825l掩码8a6p3389255.255.255.128相与后得192.4.153.0。与子网2nnbt0jh825l掩码8a6p3389255.255.255.192相与后得192.4.153.64，经查路由表知5m26，该分组转发选择默认路由，经r4转发。