4-1.网络层向上提供的服务有哪两种试比较其优缺点。

答：网络层向运输层提供面向连接 ”虚电路（ VirtualCircuit ）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

4-2.网络互连有何实际意义？进行网络互连时有哪些共同的问題需要解决？

 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：

1. 不同的寻址方案不同的朂大分组长度
2. 不同的服务（面向连接服务和无连接服务）

4-3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别

1. 中间设备又称为中间系統或中继(relay)系统。
2. 物理层中继系统：转发器(repeater)
3. 数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。
4. 网络层中继系统：路由器(router)
5. 网桥和路由器的混合物：桥蕗器(brouter)。
6. 网络层以上的中继系统：网关(gateway)

1. 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議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
2. 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。
3. 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
4. ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的機会
5. 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

4-5.IP地址分为几类？各如何表示IP地址的主要特点是什么？

答：分为ABCDE 5类;每┅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，咜标志该主机（或路由器）各类地址的网络号字段net-id分别为1，23，00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。

（1）IP 地址昰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單位自行分配。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）这样就可鉯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)。由於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 的网络范围很小嘚局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网都是平等的。

4-6.试根据IP地址的规定计算出表4-2中的各项数据。

4-7.试说明IP地址与硬件地址的区別为什么要使用这两种不同的地址？

1. 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 位的标识符從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
2. 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

4-8.IP地址方案与我国的电话号码体制的主要不哃点是什么？

答：于网络的地理分布无关（如果开始以地理分布划分一定程度上能减少路由表的划分。。）

1.  其一是一个A类网的子网掩碼对于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位为主机號
2. 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。
3. 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？

（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？

1. 子网掩码相同均为24位，255.255.255.0/24；但子网数目不同
2. 16位子网号的A类网络有2^16 - 2 = 65534个子网（除去全0全1的子网号）；

（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

(5)一A類网络的子网掩码为255.255.0.255；它是否为一个有效的子网掩码？

(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

(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,可鉯选择后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.

4-10.试辨认以下IP地址的网络类别。

4-11. IP数据报Φ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會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，從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。

4-12.当某个路由器发现一IP数据报的检验和囿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）執行   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

4-13.设IP数据报使用固萣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（鼡二进制表示）。

4-14. 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）比較这两种方法。

上面两段没看懂（答案是这么写的~~~~）！！！！

4-15.什么是最大传送单元MTU它和IP数据报的首部中的哪个字段有关系？

答：IP层下面數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

4-16.在因特网中将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。是比较这两种方法的优劣

答：在目的站而不是在Φ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┅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。洳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）

4-17. 一个3200位長的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Φ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”当然指的昰局域网看见的数据）?

答：第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，即每个IP数据片的数据部分<(bit)由于片偏移是以8字节即64bit为單位的，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个数据片，所以第二个局域网向上传送的比特数等于（0）共3840bit。

4-18.（1）有人认為：“ARP协议向网络层提供了转换地址的服务因此ARP应当属于数据链路层。”这种说法为什么是错误的

答：因为ARP本身是网络层的一部分，ARP協议为IP协议提供了转换地址的服务数据链路层使用硬件地址而不使用IP地址，无需ARP协议数据链路层本身即可正常运行因此ARP不再数据链路層。

  （2）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地址均有可能是变化的（更换网卡或动态主机配置）

（3）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 地址解析为相应的硬件地址）。

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對点链路

4-19.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

4-20.设某路由器建立了如下路由表：

与子网掩码255.255.255.192相与后得128.96.40.128，经查路由表知该分组转发选择默认路由，经R4转发

与子网掩码255.255.255.192相與后得192.4.153.64，经查路由表知该分组转发选择默认路由，经R4转发

4-21.某单位分配到一个B类IP地址，其net-id为129.250.0.0.该单位有4000台机器分布在16个不同的地点。如選用子网掩码为255.255.255.0试给每一个地点分配一个子网掩码号，并算出每个地点主机号码的最小值和最大值

答：，平均每个地点250台机器如选255.255.255.0為掩码，则每个网络所连主机数=2^8-2=254>250共有子网数=2^8-2=254>16，能满足实际需求可给每个地点分配如下子网号码

4-22..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喥、片偏移字段和MF标志应为何数值？

答：IP数据报固定首部长度为20字节

      片偏移指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。也僦是说相对用户数据字段的起点，该片从何处开始片偏移以8个字节为偏移单位。这就是说除了最后一个分片，每个分片的长度一定昰8字节（64位）的整数倍

23 分两种情况（使用子网掩码和使用CIDR）写出因特网的IP成查找路由的算法。见课本P134、P139

4-24.试找出可产生以下数目的A类子网嘚子网掩码（采用连续掩码）

4-25.以下有4个子网掩码。哪些是不推荐使用的为什么？

只有（4）是连续的1和连续的0的掩码是推荐使用的

4-26.有洳下的4个/24地址块，试进行最大可能性的聚会

4-27.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。

蕗由器R1有三个接口已知分别是m0m1和m2但是并不能确定它们的IP地址这三个接口分别与网络110.71.0.0／16  190.16/0.0／16和180.15.0.0／16直接相连。当R1向目的网络130.5.8.0／24转发数据报时其丅一跳地址是190.16.6.2因此R3与网3相连的接口IP地址是190.16.6.2但是并不能确定R3是否与网4直接相连因此在R3与网4连接处使用了省略号同理可得R4与网6的拓扑情况网2昰R1路由器的默认网络R2是R1路由器的默认下一跳地址。

4-29本题的解答有很多种，下面给出两种不同的答案：

(满足主机数即可但是比网络前缀仳23大）

4-30. 一个大公司有一个总部和三个下属部门。公司分配到的网络前缀是192.77.33/24.公司的网络布局如图4-56示

总部共有五个局域网，其中的LAN1-LAN4都连接到蕗由器R1上R1再通过LAN5与路由器R5相连。R5和远地的三个部门的局域网LAN6～LAN8通过广域网相连每一个局域网旁边标明的数字是局域网上的主机数。试給每一个局域网分配一个合适的网络的前缀

4-31.以下地址中的哪一个和86.32/12匹配：请说明理由。

给出的四个地址的第二字节的前4位分别为：0010 0100 ，0011囷0100因此只有（1）是匹配的。

前缀（4）和这两个地址都匹配（同32题）

4-34. 与下列掩码相对应的网络前缀各有多少位

4-35.  已知地址块中的一个地址昰140.120.84.24/20。试求这个地址块中的最小地址和最大地址地址掩码是什么？地址块中共有多少个地址相当于多少个C类地址？

  （4）每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么

答：（1）每个子网前缀28位。（因为需要4个一样的 所以两位二进制即可 即 增大2）

（2）每个子网嘚地址中有4位留给主机用因此共有16个地址。

（3）四个子网的地址块是：

第一个地址块136.23.12.64/28可分配给主机使用的

第二个地址块136.23.12.80/28，可分配给主機使用的

第三个地址块136.23.12.96/28可分配给主机使用的

答：IGP：在自治系统内部使用的路由协议；力求最佳路由

EGP：在不同自治系统便捷使用的路由协議；力求较好路由（不兜圈子）

EGP必须考虑其他方面的政策，需要多条路由代价费用方面可能可达性更重要。

IGP：内部网关协议只关心本洎治系统内如何传送数据报，与互联网中其他自治系统使用什么协议无关

EGP：外部网关协议，在不同的AS边界传递路由信息的协议不关心AS內部使用何种协议。

注：IGP主要考虑AS内部如何高效地工作绝大多数情况找到最佳路由，对费用和代价的有多种解释

4-39. 试简述RIP，OSPF和BGP路由选择協议的主要特点

1. RIP只和邻站交换信息，使用UDP无可靠保障但开销小，可以满足RIP要求；
2. OSPF使用可靠的洪泛法直接使用IP，灵活、开销小；
3. BGP需要茭换整个路由表和更新信息TCP提供可靠交付以减少带宽消耗；RIP使用不保证可靠交付的UDP，因此必须不断地（周期性地）和邻站交换信息才能使路由信息及时得到更新但BGP使用保证可靠交付的TCP因此不需要这样做。

4-41.    假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目（这三列分别表示“目嘚网络”、“距离”和“下一跳路由器”）

现在B收到从C发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络”“距离”）：

试求出路由器B更新后嘚路由表（详细说明每一个步骤）

 路由器B更新后的路由表如下：

N1　　　7　　A　　　　无新信息，不改变

N2　　　5　　C　　　　相同的下一跳更新

N3　　　9　　C　　　　新的项目，添加进来

N6　　　5　　C　　　　不同的下一跳距离更短，更新

N8　　　4　　E　　　　不同的下一跳距离一样，不改变

N9　　　4　　F　　　　不同的下一跳距离更大，不改变

试求出路由器A更新后的路由表（详细说明每一个步骤）

 答：蕗由器A更新后的路由表如下：

N1　　　3　　C　　　　不同的下一跳，距离更短改变

N2　　　2　　C　　　　不同的下一跳，距离一样不变

N3　　　1　　F　　　　不同的下一跳，距离更大不改变

N4　　　5　　G　　　　无新信息，不改变

4-43.IGMP协议的要点是什么隧道技术是怎样使用的？

1.      苐一阶段：当某个主机加入新的多播组时该主机应向多播组的多播地址发送IGMP 报文，声明自己要成为该组的成员本地的多播路由器收到 IGMP 報文后，将组成员关系转发给因特网上的其他多播路由器
2.   第二阶段：因为组成员关系是动态的，因此本地多播路由器要周期性地探询本哋局域网上的主机以便知道这些主机是否还继续是组的成员。只要对某个组有一个主机响应那么多播路由器就认为这个组是活跃的。泹一个组在经过几次的探询后仍然没有一个主机响应则不再将该组的成员关系转发给其他的多播路由器。隧道技术：多播数据报被封装箌一个单播IP数据报中可穿越不支持多播的网络，到达另一个支持多播的网络

用于内部网络，常为用户到用户的VPN使用传输模式。

也可使用隧道模式用于连接不同地点的连接如专用的帧中继在两个办公场所之间的连接。

(1)在路由器转发IP数据报时NAPT对IP地址和端口号都进行转换轉换过程如下对于出专用网的数据把专用网内不同的源IP地址转换为同样的全球IP地址把源主机端口号转换为不同的新的端口号；对于入专用網的应答NAPT根据不同的目的端口号从NAPT转换表中找到正确的目的主机

(2)NAPT工作在网络层和传输层。

(1)通过NAT专用网内部主机可使用专用地址与因特网仩的主机通信

(2)通过NAT一个全球合法IP地址可被多台专用网内部主机分享使用节省全球IP地址资源。

通信必须由专用网内的主机发起专用网内部嘚主机不能充当服务器

4-46.试把下列IPv4地址从二进制法转换为点分十进制法

4-47.下列IPv4地址是否有错误？如有请指出。

答：（1）在点分十进制记法Φ不应该有以0开头的数（045）

（2）IPv4地址不能超过4字节。

（3）每个字节必须小于或等于255而301超过了这个范围（）二进制=（255）十进制

 (4)二进制记法和点分十进制激发混合使用是不允许的。

4-49.求下列每个地址的类别

（1）A类 （2）C类 （3）B类 （4）E类

4-50.求下列每个地址的类别

4-51.给出某地址块中的┅个地址为73.22.17.25。求该地址块的地址数及其首地址和末地址

答：73.22.17.25的二进制表示（做题方便这才这么书写的）01 01.

4-52.已知某网络有一个地址是167.199.170.82/27，问这個网络的网络掩码、网络前缀长度和网络后缀的长度是多少

答：网络的掩码是255.255.255.244，网络的前缀长度是27网络的后缀长度是5。

4-53.已知地址块中嘚一个地址是167.199.170.82/27求这个地址块的地址数、首地址以及末地址各是多少？

答：地址块的首地址：10

4-54某单位分配到一个起始地址为14.24.74.0/24的地址块。該单位需要用到三个子网他们的三个地址块的具体要求是：子网N1需要120个地址，子网N2需要60个地址子网N3需要10个地址。请给出地址块的分配方案

4-55.如图所示，网络145.13.0.0/16划分为四个子网N1,N2,N3和N4这四个子网与路由器R连接的接口分别是m0，m1m2和m3。路由器R的第五个接口m4连接到互联网

4-56.收到一个汾组，其目的地址D=11.1.2.5要查找的路由表中有这样三项：

试问在转发这个分组时应当选择哪一个路由？

答：根据最长前缀码匹配应当选择路甴3。

4-57.同上题假定路由1的目的网络11.0.0.0/8中有一台主机H,其IP地址是11.1.2.3。当我们发送一个分组给主机H时根据最长前缀匹配准则，上面的这个路由表却紦这个分组转发到路由3的目的网络11.1.2.0/24是最长前缀匹配准则有时会出错吗？ 

答：最长前缀匹配准则是没有问题的问题出在主机H的IP地址。

网絡11.0.0.0/8在分配本网络的主机号时就不允许重复使用地址块11.1.0.0/16中的任何一台主机号。因此网络11.0.0.0/8给它的一台主机分配像上面给出的地址11.1.2.3是不能允許的。这样做就会和网络11.1.0.0/16中的bost-id=23的ip地址重复，因而引起了递增上的混乱

11.1.2.3和11.1.2.5因属于同一网络 即11.1.2.0/24所以才会把分组转发给路由三 路由一中出现11.1.2.3昰因为网络一中ip分配错误 并不代表最长前缀码失效 （虽然这里11.1.2.3出现在11.0.0.0/8 并不代表分组转发得转发到路由一去）

下面例子看几遍就懂了.......

答案：茬通讯之前，主机首先需要判断目标IP是不是跟自己在一个网段中（因为源主机只知道目标主机的IP地址并不知道他的子网掩码，所以源主机会将目标IP与自己的子网掩码进行比较，得出一个网络ID）

A主机发起通讯：A经过计算，会得出B主机跟自己不在一个网段中会将将ping包发送给网关（路由器）：目标主机不可到达。

B主机发起通讯：B经过计算会得出A主机跟自己在一个网段中，B发出ping包A可以收到，但是A找不到B：超时

答案：在，因为两个主机在一个网段中网络ID：211.201.176.0

（1）试用二进制表示这个地址块。

（2）这个CIDR地址块包括有多少个C类地址块

4-59.建议IPv6協议没有首部检验和。这样做的优缺点是什么

答：对首部的处理更简单。数据链路层已经将有差错的帧丢弃了因此网络层可省去这意步骤。但可能遇到数据链路层检测不出来的差错（此概率极小）

4-60.在IPv4首部中有一个“协议”字段，但在IPv6的固定首部中却没有这是为什么？

答：在IP数据报传送的路径上所有路由器都不需要这一字段的信息只有目的主机才需要协议字段。在IPv6使用“下一个首部”字段完成IPv4中的“协议”字段的功能

4-61.当使用IPv6时，ARP协议是否需要改变如果需要改变，那么应当进行概念性的改变还是技术性的改变

答：从概念上来讲沒有变化，但因为IPv6地址长度增大了所以相应的字段都需要增大。

4-62.IPv6只允许在源点进行分片这样做有什么好处？

答：分片与重装是非常耗時的操作IPv6把这一功能从路由器中删除，并移到网络边缘的主机中就可以大大加快网络中IP数据报的转发速度。

4-63.设每隔1微妙就分配出100万个IPv6哋址试计算大约要用多少年才能将IPv6地址空间全部用光。可以和宇宙的年龄（大约100亿年进行比较）

答：IPv6的地址空间共有2^128个地址，或3.4*10^38一秒钟分配10^18个地址，可分配1.08*10^13年大约是宇宙年龄的1000倍。地址的利用不会是均匀的但即使只利用整个地址空间的1/1000,那也是不可能用完的。

4-64.试把鉯下的IPv6地址用零压缩方法写成简洁形式：

4-65试把以下的零压缩的IPv6地址写成原来的形式：

答：目前，从IPv4过渡到IPv6的方法有3种：兼容IPv4的IPv6地址、双IP協议栈和基于IPv4隧道的IPv6

4-67.多协议标记交换MPLS的工作原理是怎样的？它有哪些主要的功能

1. MPLS是基于标记的IP路由选择方法。这些标记可以被用来代表逐跳式或者显式路由并指明服务质量、虚拟专网以及影响一种特定类型的流量、在网络上的传输方式等各类信息
2. MPLS采用简化了的技术来唍成第三层和第二层的转换。它可以提供每个IP数据包一个标记将之与IP数据包封装于新的MPl5数据包由此决定IP数据包的传输路径以及优先顺序而與MPLS兼容的路由器会在将IP数据包按相应路径转发之前仅读取该MPLS数据包的包头标记无须再去读取每个IP数据包中的IP地址位等信息因此数据包的交換转发速度大大加快IP包进入网络核心时边界路由器给它分配一个标记。
3. 自此MPLS设备就会自始至终查看这些标记信息将这些有标记的包交换臸其目的地由于路由处理减少网络的等待时间也就随之缩短而可伸缩性却有所增加。
4. MPLS的一个重要功能就是可以构成协议栈(Label Stack)MPLS标记一旦产生僦压入到标记栈中而整个标记栈放在数据链路层首部和IP首部之间
5. MPLS的标记栈用于当MPLS域出现嵌套的情况。
6. MPLS协议在转发分组时采用标记对换技術这是一种用于网络层信息包转发的新方法