习题--网络层(30题答案版)
幻城月神-
网络层
1
、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)
。
2
、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。
< br>
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。
3
、
IP
地址的主要特点是什么？
（
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。
4
、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
< br>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、
I
P
地址给予逻辑域的划分、不
受硬件限制。
5
、
（
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
< br>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？
< br>
255.255.255.248
即
< br>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<
/p>
个主机，扣除全
1
和全
< br>0
后为
6
台。
< br>
（
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+6
4+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*1
6+2).(2*16+15).(16+4).(8*16+1)---à
194.4
7.20.129
C2 2F 14 81
---à
11000010.00101111.00010100.10000001
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<
/p>
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
< br>,
但是代价是主机数相信减少
.
6
、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
）<
/p>
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
.
7<
/p>
、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
8
、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）
?
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
<120
0-160(bit)
，
由于片偏移是以
8
字节即
64bit
为单位的，所以
IP
数据片的数据部分最大不超过
10
24bit
，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（
3200+4×
160
）
，共
3840bit
。
9
、
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
？
6
次，主机用一次，每个路由器各使用一次。
10
、设某路由器建立了如下路由表：
目的网络
子网掩码
下一跳
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，其目的地址分别为：
（
1<
/p>
）
128.96.39.10
（
2
）
128.96.40.12
（
3
）
128.96.4
0.151
（
4
）
< br>192.153.17
（
5
）
192.4.153.90
试分别计算下一跳
1
）分组的目的站
IP
地址为：
128.96.39.10
。先与子网掩码
255.255.2
55.128
相与，得
128.96.39.0
，可见该分组经
接口
0
转发。
（
2
）分组
的目的
IP
地址为：
128.96.4
0.12
。
①
与子网掩码
255.255.255.128
相与得
128.96.4
0.0
，不等于
128.96.39.0
。
②
与子网掩码
255.255.255.128
相与得
128.96.40.0
，经查路由表可知，该项分组经
< br>R2
转发。
（
3
）分组的目的
IP
地址为：
128.96.40.151
，与子网掩码
255.255.255.128
相与后得
128.96.
40.128
，与子网掩码
255.255.255.192<
/p>
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。
（
4
）分组的目的
IP
地址为：
192.4.153.1
7
。与子网掩码
255.255.255.128
相与后得
192.4.153.0
。与子网掩码
255.255.255.192
相与后得
192.4.153.0
，经查路由表知，该分组经
R3
转发。
（
5
）分组的目的
IP
地址为：
< br>192.4.153.90
，与子网掩码
255.255
.255.128
相与后得
192.4.153.0
。与子网掩码
255.255.255.192
相
与后得
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。
11
、某
单位分配到一个
B
类
IP
地址，其
net-id
为
1
29.250.0.0.
该单位有
4000
台机器，分布
在
16
个不同的地点
。如选用子网掩码为
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。
4000/16=250
，平均每个地点
250
台机器。如选
255.255.255.0
为掩码，则每个网络所连主机数
=28-2=254>250<
/p>
，共
有子网数
=28-2=254>16
，能满足实际需求。
可给每个地点分配如下子网号码
地点：
子网号（
subnet-
id
）子网网络号
主机
IP
的最小值和最大值
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
12
、试
找出可产生以下数目的
A
类子网的子网掩码（采用连续掩码）<
/p>
。
（
1
）
2
，
（
2
）
6
，
（
3
）
< br>30
，
（
4
）
62
，
（
5
）
122
，
（
6
）
250.
< br>（
1
）
255.192.0.0
，
（
2
）
255.224.0.0
，
（
3
）
255.248.0.0
，
（
4
）
2
55.252.0.0
，
（
5
）
255.254.0.0
，
< br>（
6
）
255.255.0.0
13
、有
如下的
4
个
/24
地址块，试进行最大可能性的聚会。
212.56.132.0/24
212.56.133.0/24
212.56.134.0/24
212.56.135.0/24
212=
< br>（
11010100
）
2
，
56=
（
0011
1000
）
2
132=
（
10000100
）
2<
/p>
，
133=
（
10000101
）
2
134=
（
1000011
0
）
2
，
<
/p>
135=
（
10000111
）
2
所以共同的前缀有
22
位，即
11010100
00111000 100001
，聚合的
CIDR
地址块是：
212.56.132.0/22
14
、
有两
个
CIDR
地址块
208.128/1
1
和
208.130.28/22
。<
/p>
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。
208.128/11
的前缀
为：
11010000 100
208.130.28/22
的前缀为：
11010000 10000010 00010
1
，
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。
15
、已知路由器
R1
的路由表如表
4
—
12
所示。
表
4-12
习题
4-28
中路由器
R1
的路由表<
/p>
地址掩码
目的网络地址
下一跳地址
路由器接口
/26
140.5.12.64
180.15.2.5
m2
/24
130.5.8.0
190.16.6.2
m1
/16
110.71.0.0
……
m0
/16
180.15.0.0
……
m2
/16
196.16.0.0
……
m1
110.71.4.5
m0
默认
默认
试画出个网络和必要的路由器的连接拓扑，标注出必要的
IP<
/p>
地址和接口。对不能确定的情
应该指明。
答案见
p380
< br>16
、
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.
< br>公司的
网络布局如图
4-56
示
。
总部共有五个局域网，
其中的
LAN
1-LAN4
都连接到路由器
R1
上，
R1
再通过
LAN5
< br>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。
< br>每一个局域网旁边标明的数字是局域网上的主机数。
试给每一个局域网分配一个合
适的
网络的前缀。
答案见
p380
17
、以下地址中的哪一个和
86.32/12
匹配：请说明理由。
（
1
）
86.33.224
．
123
：
（
2
）
86.79.65.216
；
（
3
）
86.58.119.74;
(4)86.68.206.154
。
86.32/12 è
86.00100000
下划线上为
12
位前缀说明第二字节的前<
/p>
4
位在前缀中。
给出的四个地址的第二字节的前
4
位分别为：
0010
，
0100
，<
/p>
0011
和
0100
。因此只有（
1
）是匹配的。
<
/p>
18
、以下地址中的哪一个地址
2.52
.90
。
140
匹配？请说明理由。<
/p>
（
1<
/p>
）
0/4
；
（<
/p>
2
）
32/4
；
（
3
）
4/6
（
4
）
152
.0/11
前缀（
1
）和地址
2.52.90.140
匹配
2.52.90.140 è
0000
0010.52.90.140