计算机⽹络原理（谢希仁第⼋版）第四章课后习题答案
第四章
1.⽹络层向上提供的服务有哪两种？是⽐较其优缺点。
答：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？
答：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？
答：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、ICMP。
答：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。 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地址如何表⽰？
答：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。
6.IP地址的主要特点是什么？
答：(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。
7.试说明IP地址与MAC地址的区别，为什么要使⽤这两种不同的地址？
答：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？
答：IP地址⽅案与⽹络的地理分布⽆关，我国的电话号码需要根据地理位置进⾏排序号码。
9.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？坏处是什么？
答：在⾸部中的错误⽐在数据中的错误更严重，例如，⼀个坏的地址可能导致分组被投寄到错误的主机。许多主机并不检查投递给他们的分组是否确实是要投递给它们，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它们。数据不参与检验和的计算，因为这样做代
价⼤，上层协议通常也做这种检验⼯作，从前，从⽽引起重复和多余。因此，这样做可以加快分组的转发，但是数据部分出现差错时不能及早发现。
10.当某个路由器发现⼀IP数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CRC检验码？
答：纠错控制由上层（传输层）执⾏ IP⾸部中的源站地址也可能出错请错误的源地址重传数据报是没有意义的 不采⽤CRC简化解码计算量，提⾼路由器的吞吐量
11.设IP数据报使⽤固定⾸部，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（⽤⼆进制表⽰）。
把以上数据写成⼆进制数字，按每 16 位对齐，然后计算反码运算的和：
⼆进制计算规则：例如，最低位相加，⼀共有 4 个 1，相加后得⼆进制的 100，把最低位的 0 写下，作为和的最低位。进位中的 0不必管它，进位中的 1 要与右边第 3 位相加。 右边第 2 位相加时，只有⼀个 1，相加后得 1，没有进位。把 1写在右边第 2 位上。
右边第 3 位相加时，共有 4 个 1 和⼀个进位的 1，即总共 5 个 1，相加后得 101。把这个和最右边的 1 写在和的右边第 3
位上。进位的 1 应当与右边第 5 位的数字相加，等等。
12.重新计算上题，但使⽤⼗六进制运算⽅法（每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。
解：和11题的解题⽅式⼀样：
两者相互⽐较，⼀个是8B，⼀个是B1。
13.什么是最⼤传送单元MTU？它和IP数据报的⾸部中的哪个字段有关系？
答：IP层下⾯数据链⾥层所限定的帧格式中数据字段的最⼤长度，与IP数据报⾸部中的总长度字段有关系。
14.在互联⽹中将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，即数据报⽚通过⼀个⽹络就进⾏⼀次组装。试⽐较这两种⽅法的优劣。
答：在⽬的站⽽不是在中间的路由器进⾏组装是由于：
（1）路由器处理数据报更简单些；效率⾼，延迟⼩。
（2）数据报的各分⽚可能经过各⾃的路径。因此在每⼀个中间的路由器进⾏组装可能总会缺少⼏个数据报⽚；
（3）也许分组后⾯还要经过⼀个⽹络，它还要给这些数据报⽚划分成更⼩的⽚。如果在中间的路由器进⾏组装就可能会组装多次。 为适应路径上不同链路段所能许可的不同分⽚规模，可能要重新分⽚或组装。
15.⼀个3200位长的TCP报⽂传到IP层，加上160位的⾸部后成为数据报。下⾯的互联⽹由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1200位。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见的数据）?
解：第⼆个局域⽹所能传送的最⼤数据帧中的数据只有 1200 bit，可见每⼀个IP数据报的最⼤长度是1200bit，故其数据部分最多为：
IP数据报的总长度 - IP数据报的⾸部 = 1200 - 160 = 1040 bit
⽽ TCP 交给 IP 的数据共 3200 bit = 1040 + 1040 +1040 + 80，因此 3200 bit 的数据必须划分为 4 个数据报⽚
四个数据报⽚的⾸部均为 160 bit（但⾥⾯内容并不相同），这四个数据报⽚的总长度（⾸部加上数据部分）分别为 1200 bit，1200 bit，1200 bit 和 240 bit。
上⾯这些就是第⼆个局域⽹向其上层传送的数据。
因此，第⼆个局域⽹向上传送 1200 + 1200 + 1200 + 240 = 3840 bit。
16.（1）试解释为什么ARP⾼速缓存每存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会出现什么问题？ 答：考虑到IP地址和MAC地址的映射可能发⽣变化（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。超时时间太短会使ARP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。
（2）⾄少举出两种不需要发送ARP请求分组的情况（即不需要请求将某个⽬的IP地址解析为相应的MAC地址）。
答：在源主机的ARP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。
17.主机A发送IP数据报给主机B，途中经过了5个路由器。试问在IP数据报的发送过程中总共使⽤了⼏次ARP？
答：6次，主机⽤⼀次，每个路由器各使⽤⼀次。
18.设某路由器建⽴了如下路由表：
⽬的⽹络-------------------下⼀跳
192.4.153.0/26--------------R3
128.96.39.0/25-------------接⼝m0
128.96.39.128/25---------接⼝m1
128.96.40.0/25-------------R2
192.4.153.0/26-------------R3
（默认）--------------------R4
现共收到5个分组，其⽬的地址分别为：
现共收到5个分组，其⽬的地址分别为：
（1）128.96.39.10
（2）128.96.40.12
（3）128.96.40.151
（4）192.4.153.17
（5）192.4.153.90
试分别计算下⼀跳。
解：
IP电话号码这⾥⼀共给出了两种⽬的⽹络，即⼦⽹掩码是255.255.255.128。还有⼦⽹掩码是255.255.255.192的。这⾥⾸先将⽬的地址与⼦⽹掩码255.255.255.128进⾏相与得出的结果则是⽬的⽹络的IP码，如果没⽤得到相对应得下⼀跳，再与⼦⽹掩码
255.255.255.19进⾏相与得出⽬的⽹络的码，进⾏路由表对照即可。相与(将⽬的地址与⼦⽹掩码都化为⼆进制表⽰，然后进⾏相与即and，两数都为1时输出1，否则输出0)。这⾥感谢粉丝天师物联⽹的帮助！
(1)分组的⽬的地址为：128.96.39.10先与⼦⽹掩码255.255.255.128相与得128.96.39.0，由路由表对照，则下⼀跳接⼝为m0。
(2)分组的⽬的地址为：128.96.40.12先与⼦⽹掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，由路由表对照，则下⼀跳接⼝为R2。
(3)分组的⽬的地址为：128.96.40.151先与⼦⽹掩码255.255.255.128相与得
128.96.40.128，由路由表对照，则下⼀跳接⼝R4。
(4)分组的⽬的地址为：192.4.153.17先与⼦⽹掩码255.255.255.192相与得192.4.153.0，由路由表对照，则下⼀跳接⼝R3。
(5)分组的⽬的地址为：192.4.153.90与⼦⽹掩码255.255.255.192相与得192.4.153.64，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，则下⼀跳接⼝为R4。
19.某单位分配到⼀个地址块为129.250/16。该单位有4000台机器，分布在16个不同的地点。试给每⼀个地点分配⼀个地址块，并算出每个地址块中IP地址的最⼩值和最⼤值。
解：4000台机器，16个地点，即每个地点有250个主机，根据地址块129.250/16，我们可以得知⽤16位表⽰主机号，其中后⼋位就有256-2=254个主机号，所以250个完全够⽤。即从答案如下：
地点： ⼦⽹号-----------⼦⽹⽹络号---------IP最⼩值---------IP最⼤值
1： 00000001---------129.250.1.0-------129.250.1.1-------129.250.1.254
2： 00000010---------129.250.2.0-------129.250.2.1-------129.250.2.254
3： 00000011---------129.250.3.0-------129.250.3.1-------129.250.3.254
4： 00000100---------129.250.4.0-------129.250.4.1-------129.250.4.254
5： 00000101---------129.250.5.0-------129.250.5.1-------129.250.5.254
6： 00000110---------129.250.6.0-------129.250.6.1-------129.250.6.254
7： 00000111---------129.250.7.0--------129.250.7.1-------129.250.7.254
8： 00001000---------129.250.8.0--------129.250.8.1-------129.250.8.254
9： 00001001---------129.250.9.0--------129.250.9.1-------129.250.9.254
10： 00001010---------129.250.10.0--------129.250.10.1------129.250.10.254
11： 00001011---------129.250.11.0--------129.250.11.1-------129.250.11.254
12： 00001100---------129.250.12.0--------129.250.12.1-------129.250.12.254
13： 00001101---------129.250.13.0--------129.250.13.1-------129.250.13.254
14： 00001110---------129.250.14.0--------129.250.14.1-------129.250.14.254
15： 00001111---------129.250.15.0--------129.250.15.1-------129.250.15.254
16： 00010000---------129.250.16.0--------129.250.16.1------129.250.16.254
20.⼀个数据报长度为4000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1500字节。试问应当划分为⼏个短些的数据报⽚？各数据报⽚的数据字段长度、⽚偏移字段和MF标志应为何数值？
解：这⾥需要注意到⼀个问题就是 IP数据报固定⾸部长度为20字节。解释MF标志字段中的最低位为MF（More Fragment）。MF=1即表⽰后⾯还有分⽚的数据报。MF=0表⽰这已是若⼲数据报⽚中最后⼀个。⽚偏移量为8个字节为⼀个单位
⾸先是4000个字节，⽽⽹络能够传送的最⼤数据长度为1500字节，所以最少需要分成3段。
总长度----------数据字段长度----------MF----------⽚偏移字段
1500----------------1480-------------------1-------------0/8=0
1500----------------1480-------------------1-------------1480/8=185
1040----------------1020-------------------0-------------(1480+1480)/8=370
21.写出因特⽹的IP成查路由的算法。
答：Dijkstra算法
1.每个节点⽤从源节点沿已知最佳路径到该节点的距离来标注，标注分为临时性标注和永久性标注 2.初始时，所有节点都为临时性标注，标注为⽆穷⼤
3.将源节点标注为0，且为永久性标注，并令其为⼯作节点
4.检查与⼯作节点相邻的临时性节点，若该节点到⼯作节点的距离与⼯作节点的标注之和⼩于该节点的标注，则⽤新计算得到的和重新标注该节点
5.在整个图中查具有最⼩值的临时性标注节点，将其变为永久性节点，并成为下⼀轮检查的⼯作节点
6.重复第四、五步，直到⽬的节点成为⼯作节点
22.有如下的4个/24地址块，试进⾏最⼤可能的聚合。
212.56.132.0/24
212.56.133.0/24
212.56.134.0/24
212.56.135.0/24
解：通俗的解释⼀下聚合，就是取两个地址块前缀相同的部分。把数全部化为2进制然后进⾏⽐较。
212=11010100
56=00111000
132=10000100
133=10000101
134=10000110
135=10000111
则4个地址块有22个相同的前缀，则聚合之后的CIDR地址为：212.56.132.0/22
23.有两个CIDR地址块208.128/11和208.130.28/22。是否有那⼀个地址块包含了另⼀个地址？如果有，请指出，并说明理由。
答： 208.128/11的前缀为：11010000 100
208.130.28/22的前缀为：11010000 10000010 000101，它的前11位与208.128/11的前缀是⼀致的，所以208.128/11地址块包含了208.130.28/22这⼀地址块。
24.已知路由器R1的转发表如下表所⽰。试画出各⽹络和必要的路由器的连接拓扑，标注出必要的IP地址和接⼝，对不能确定的情况应当指明。
前缀匹配下⼀跳地址路由器接⼝
140.5.12.64/26180.15.2.5m2
130.5.8/24190.16.6.2m1
110.71/16…m0
180.15/16…m2
190.16/16…m1
默认110.71.4.5m0
答：
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议