计算机网络期末复习题集

第一章
1-02 简述分组交换的要点。
（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并
1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？
按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
（2）城域网MAN：城市范围，链接多个局域网。
（3）局域网LAN：校园、企业、机关、社区。
（4）个域网PAN：个人电子设备
按用户：（1）公用网：面向公共营运。（2）专用网：面向特定机构
1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。）
答：电路交换时延：kd+ +s
分组交换时延：kd+( )( )+ (k-1)( )
其中(k-1)( )表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，
当s>(k-1)( )时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。
（kd：所有链路的传播时延 ：总共分为多少组 ：单个的发送时延 *( ：所有组的发送时延）
1-14 计算机网络有哪些常用的性能指标？
答：速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率
1-15 假定网络利用率达到了90%。试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？
答：令D0表示网络空间时的时延，D表示网络当前的时延，U为网络利用率。
由D = 可得 = 1-U
U=90%, = 10%，得10D0=D
现在的网络时延是它的最小值的10倍。
1-17 收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：
（1） 数据长度为107 bit,数据发送速率为100kb/s。
（2） 数据长度为103 bit,数据发送速率为1Gb/s。
从上面的计算中可以得到什么样的结论？
（1） 发送时延 = 107/105=100s
传播时延 = 106/(2×108)=0.005s
（2） 发送时延 = 103/109=1µs
传播时延 = 106/(2×108)=0.005s
结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。
1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2。3×108m/s.媒体长度L分别为：
（1）10cm（网络接口卡）（2）100m（局域网）
（3）100km（城域网）（4）5000km（广域网）
试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
答： （1）传播时延=0.1m/(2.3×108m/s)=4.35×10-10s
1Mb/s：比特数=4.35×10-10×1×106=4.35×10-4 bit
10Gb/s：比特数=4.35×10-10×1×1010=4.35bit
（2）传播时延=100m/(2.3×108m/s)=4.35×10-7s.
1Mb/s：比特数=4.35×10-7×1×106=0.435bit
10Gb/s: 比特数=4.35×10-7×1×1010=4.35×103bit
（3） 传播时延=105m/(2.3×108m/s)=4.35×10-4s
1Mb/s：比特数=4.35×10-4×1×106=4.35×102 bit
10Gb/s: 比特数=4.35×10-4×1×1010=4.35×106bit
（4）传播时延=5×106m/(2.3×108m/s)=2.17×10-2s
1Mb/s：比特数=2.17×10-2×1×106=2.17×104 bit
10Gb/s: 比特数=2.17×10-2×1×1010=2.17×108 bit

1-19 长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部工18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？
解：（1）当数据长度为100字节时，
总数据：100+20+20+18=158
数据的传输效率= = =63.3%
（2）当数据长度为1000字节时，
数据传输效率：1000/（1000+20+20+18）=94.5%
1-21 协议与服务有何区别？有何关系？
答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：
（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。
协议和服务的概念的区分：
1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。
2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。
1-22 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？
答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：
（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。
1-24 论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。
答：综合OSI 和TCP/IP 的优点，采用一种原理体系结构。
各层的主要功能：
（1）物理层：物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
（2）数据链路层：数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
（3）网络层：网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。
（4）运输层：运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。
（5）应用层：应用层直接为用户的应用进程提供服务。

1-29 有一个点对点链路，长度为50KM。若数据在此链路上的传播速度2*108m/s，试问链路的带宽应为多少才能使传播时延和发送100字节的分组的发送时延一样大？如果发送的是512字节长的分组，结果又应如何？
答：传播时延=5×104m/（2×108m/s）=2.5×10-4
发送时延= (x为发送速率)
=2.5×10-4
x=3.2×106bit/s=3.2Mbit/s
因此链路的宽带为3.2Mbit/s时和发送100字节的分组的发送时延一样大
如果发送512字节的分组，则同理可得：
=2.5×10-4
x=16.38Mbit/s
所以链路的带宽为16.38Mbit/s时和发送512字节的分组的发送时延一样大。

第二章
2-05 物理层的接口有哪几个方面的特性？各包含些什么内容？
（1）机械特性：明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
（2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
（3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。
（4）规程特性：说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

2-06 数据在信道中的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中的意义是什么？“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别？
答：（1）数据在信道中传输受到信道的带宽和信道信噪比的限制，信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。
（2）信噪比不能任意的提高，因为噪声存在于所有电子设备和通信信道中由于噪声是随机产生的，它的瞬间值有时会很大。如果信号相对较弱，那么噪声的影响就相对较小。
（3）香农公式在数据通信中的意义在于揭示了信道对数据传输率的限制，推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率C=Wlog2（1+S/N），其中W为信道的带宽，S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率。
（4）比特是信息量的单位，码元是在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同的离散波形。则比特/秒是数据传输率的单位，代表每秒数据的传输量；一个码元可以携带多个比特，一比特也有可能要靠几个码元来传输。
2-07 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（bit/s）?
答：每一个码元所携带的信息量是1bit
每个码元需4位二进制表示log2（16）=4bit
可获得的数据率为C =R ×log2（16）=20000bit/s×4=80000bit/s

2-08 假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kbit/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示？这个结果说明什么问题？）
答：极限信息传输速率C=Wlog2（1+S/N）(b/s)
带宽：W=3khz 电话信道传送速率：C=64kbit/s
64kbit/s=3khz×log2（1+S/N）
S/N=64.2dB
所以此电话信道是个信噪比要求很高的信源

2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/s，那么若想使最大信道传输速率增加60%，问信噪比S/N应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加20%？
答：C = W log2(1+ )b/s => = 2 -1
=2 -1=2 -1
=2 -1=2 -1
/ =109.5
所以信噪比应增大到约100倍。
C3 = Wlog2（1+ ）=Wlog2（1+ ）
=19.17%
所以如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍，最大信息通率只能再增加18.5%左右
2-13 为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？
答：为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。频分、时分、码分、波分。

第三章
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点。
答：（1）链路管理帧定界流量控制。
差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址
（2）可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?
答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）
3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？
答：帧定界是分组交换的必然要求透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源
3-07 要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1。试求应添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？
答：①作二进制除法，11010110110000，10011 得余数1110添加的检验序列是1110
②作二进制除法，两种错误均可发展仅仅采用了CRC检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。
3-09 一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？
答：7D 5E→7E , 7D 5D →7D
所以真正的数据：7E FE 27 7D 7D 65 7E
3-10 PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？
答：011011111 11111 00 011011111011111000
0001110111110111110110 000111011111 11111 110
3-16 数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒？
答：码元传输速率即为波特率，以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。标准以太网的数据速率是10MB/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特
3-20 假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。设信号在网络上的传播速率为200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。
答：对于1km电缆，单程传播时间为 =5 us
来回路程传播时间为10 us
为了能够按照CSMA/CD工作，最小帧的发射时间不能小于10us，以1Gb/s速率工作，10us可以发送的比特数：10×10-6/1×10-9=10000
因此，最短帧是10000位或1250字节长。
3-27 有10个站连接到以太网上。试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽。
（1）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网集线器；
（2）10个站都连接到一个100Mbit/s以太网集线器；
（3）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网交换机。
答: （1）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网集线器,每个站点共享使用信道，但同一时间只有一个站可以用，其余9个站在等待中拿到使用权以10Mbit/s发送，因此每个站都能得到10Mbit/s带宽。
（2）10个站都连接到一个100Mbit/s以太网集线器,每个站点共享使用信道，但同一时间只有一个站可以用，其余9个站在等待拿到使用权以100Mbit/s发送，因此每个站都能得到100Mbit/s带宽。
（3）10个站都连接到一个10Mbit/s以太网交换机，每个站都独享10Mbit/s，10个站可以同时使用，因此每个站都能得到10Mbit/s带宽。

3-29 以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？
答：以太网交换机则为链路层设备，可实现透明交换虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。这些网段具有某些共同的需求。虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个 4 字节的标识符，称为 VLAN 标记 (tag)，用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。

3-30在图3-30中，某学院的以太网交换机有三个接口分别和学院三个系的以太网相连。另外三个接口分别和电子邮件服务器、万维网服务器，以及一个连接互联网的路由器相连。图中的A,B和C… 求解答最好有过程。某学院的以太网交换机有三个接口分别和学院三个系的以太网相连。另外三个接口分别和电子邮件服务器、万维网服务器，以及一个连接互联网的路由器相连。图中的A,B和C都是100Mbit/s以太网交换机。假定所有的链路的速率都是100Mbit/s,并且图中的9台主机中的任何一个都可以和任何一个服务器或主机通信。试计算这9台主机和两个服务器产生的总的吞吐量的最大值，为什么？

答：因为通过交换机连接的局域网内主机可以并行发送数据，所以9台主机的吞吐量为900M，两个服务器吞吐量为200M，所以总吞吐量为1100M。
三个系各有一台主机分别访问连个服务器和通过路由器上网。其他主机在系内通信。

3-31假定在图3-30中的所有链路的速率仍然为100Mbit/s，但三个系的以太网交换机都换成为100Mbit/s的集线器。试计算这9台主机和两个服务器产生的总的吞吐量的最大值。为什么？
答：最大吞吐量为500Mbit/s 每个系是一个碰撞域

3-32假定在图3-30中的所有链路的速率仍然为100Mbit/s，但所有的以太网交换机都换成为100Mbit/s的集线器。试计算这9台主机和两个服务器产生的总的吞吐量的最大值。为什么？
答：最大吞吐量为100Mbit/s 整个系统是一个碰撞域

3-33 在图3-31中，以太网交换机有6个接口，分别接到5台主机和一个路由器。

在下面表中的“动作”一栏中，表示先后发送了4个帧。假定在开始时，以太网交换机的交换表是空的。试把该表中其他的栏目都填写完。
动作 交换表的状态 向哪些接口转发帧 说明
A发送帧给D 写入（A,1） 所有接口 开始时，交换变为空，交换机不知应向何接口转发帧
D发送帧给A 写入（D,4） A 交换机已知A连接在接口1
E发送帧给A 写入（E,5） A 交换机已知A连接在接口1
A发送帧给E 不变 E 交换机已知E连接在接口5

CSMA/CD协议要点归纳
（1）准备发送：适配器从网络层获得一个分组，加上以太网的首部和尾部，组成以太网帧，放入适配器的缓存中。但在发送之前，必须先检测信道。
（2）检测信道：若检测到信道忙，则应不停的检测，一直等待信道转为空闲。若检测到信道空闲，并在96比特时间内信道保持空闲（保证了帧间最小间隔），就发送这个帧。
（3）在发送过程中仍不停的检测信道，即网络适配器要边发送边监听。这里只有两种可能性：
<1>发送成功：在争用期内一直未检测到碰撞。这个帧肯定能够发送成功。发送完毕后其他什么也不做。然后回到（1）。
<2>发送失败：在争用期间内检测到碰撞。这时立即停止发送数据，并按照规定发送认为干扰信号。适配器接着就执行指数退避算法，等待r倍512比特时间后，返回到步骤（2），继续检测信道。但若重传达16次仍不能成功，则停止重传而向上报错。
以太网没发送完一帧，一定要把已发送的帧暂时保留一下。如果在争用期内检测出发生了碰撞，那么还要在推迟一段时间后再把这个暂时保留的帧重传一次。

第四章
4-03 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)。
4-04 试简单说明下列协议的作用：IP、ARP和ICMP。
答：（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。
（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）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。
4-05 IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？
1、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。
2、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。
4-09 （1）子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？
有三种含义
（1） 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。
（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）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）一个网络的现在掩码为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(23)=8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）一个A类网络和一个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： 212-2=4096-2=4094
11111111.11111111.11110000.00000000 主机数212-2
(5)一个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。
这个地址是哪类IP地址？
C2 2F 14 81–à(1216+2).(216+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对减少.
4-10 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.
4-17 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数据片的数据部分小于1200-160(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（3200+4×160），共3840bit

4-20 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）128.96.39.10
（2）128.96.40.12
（3）128.96.40.151
（4）192.153.17
（5）192.4.153.90
试分别计算下一跳。
（1）分组的目的IP地址为：128.96.39.10。
与子网掩码255.255.255.128
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：128.96.40.12。
① 与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，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：192.4.153.17
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：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。

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，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
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度、片偏移字段和MF标志应为何数值？ IP数据报固定首部长度为20字节
总长度(字节) 数据长度(字节) MF 片偏移
原始数据报 4000 3980 0 0
数据报片1 1500 1480 1 0
数据报片2 1500 1480 1 185
数据报片3 1040 1020 0 370
4-24 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）。
（1）2，（2）6，（3）30，（4）62，（5）122，（6）250.
（1）255.192.0.0 （2）255.224.0.0，
（3）255.248.0.0 （4）255.252.0.0，
（5）255.254.0.0 （6）255.255.0.0
4-25 以下有4个子网掩码。哪些是不推荐使用的？为什么？
（1）176.0.0.0，（2）96.0.0.0，（3）127.192.0.0，（4）255.128.0.0。
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
答：212=（11010100）2，56=（00111000）2
132=（10000100）2，
133=（10000101）2
134=（10000110）2，
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
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。
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。
4-28 已知路由器R1的路由表如表4—13所示。表4-13习题4-28中路由器R1的路由表
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
默认 默认 110.71.4.5 m0
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地址和接口。对不能确定的情应该指明。图形见课后答案P430

4-29 一个自治系统有5个局域网，其连接图如图4-55示。LAN2至LAN5上的主机数分别为： 91，150，3和15.该自治系统分配到的IP地址块为30.138.118/23。试给出每一个局域网的地址块（包括前缀）。

30.138.118/23–30.138.0111 011
分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀题目没有说LAN1上有几个主机，但至少需要3个地址给三个路由器用。
本题的解答有很多种，下面给出两种不同的答案：
第一组答案 第二组答案
LAN1 30.138.119.192/29 30.138.118.192/27
LAN2 30.138.119.0/25 30.138.118.0/25
LAN3 30.138.118.0/24 30.138.119.0/24
LAN4 30.138.119.200/29 30.138.118.224/27
LAN5 30.138.119.128/26 30.138.118.128/27

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4-67示。总部共有五个局域网，其中的LAN1-LAN4都连接到路由器R1上，R1再通过LAN5与路由器R2相连。R2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。试给每一个局域网分配一个合适的网络的前缀。

LAN1:192.77.33.0/26
LAN3:192.77.33.64/27；LAN6:192.77.33.96/27；LAN7:192.77.33.128/27;
LAN8:192.77.33.160/27。
LAN2:192.77.33.192/28;LAN4:192.77.33.208/28
LAN5:192.77.33.224/29（考虑到以太网上可能还要再接几台主机，故留有余地）
WAN1:192.77.33.232/20； WAN2:192.77.33.236/30; WAN3:192.77.33.240/30
4-31 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  86.00100000 下划线上为12位前缀说明第二字节的前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 ，0011和0100。因此只有（1）是匹配的。
4-32 以下地址中的哪一个地址与2.52.90.140匹配？请说明理由。
（1）0/4；（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  0000 0010.52.90.140
0/4  0000 0000
32/4  0010 0000
4/6  0000 0100
80/4  0101 0000
4-33 下面的前缀中的哪一个和地址152.7.77.159及152.31.47.252都匹配？请说明理由。
（1）152.40/13；（2）153.40/9；（3）152.64/12；（4）152.0/11。
前缀（4）和这两个地址都匹配
4-35 已知地址块中的一个地址是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？
140.120.84.24  140.120.(0101 0100).24
最小地址是 140.120.(0101 0000).0/20 (80)
最大地址是 140.120.(0101 1111).255/20 (95)
地址数是4096.相当于16个C类地址。
4-36 已知地址块中的一个地址是190.87.140.202/29。重新计算上题。
190.87.140.202/29  190.87.140.(1100 1010)/29
最小地址是 190.87.140.(1100 1000)/29 200
最大地址是 190.87.140.(1100 1111)/29 207
地址数是8.相当于1/32个C类地址。
4-37 某单位分配到一个地址块136.23.12.64/26。现在需要进一步划分为4个一样大的子网。试问:
（1）每一个子网的网络前缀有多长？
（2）每一个子网中有多少个地址？
（3）每一个子网的地址是什么？
（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？
（1）每个子网前缀28位。
（2）每个子网的地址中有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
最小地址：136.23.12.01000001＝136.23.12.65/28
最大地址：136.23.12.01001110＝136.23.12.78/28
第二个地址块136.23.12.80/28，可分配给主机使用的
最小地址：136.23.12.01010001＝136.23.12.81/28
最大地址：136.23.12.01011110＝136.23.12.94/28
第三个地址块136.23.12.96/28，可分配给主机使用的
最小地址：136.23.12.01100001＝136.23.12.97/28
最大地址：136.23.12.01101110＝136.23.12.110/28
第四个地址块136.23.12.112/28，可分配给主机使用的
最小地址：136.23.12.01110001＝136.23.12.113/28
最大地址：136.23.12.01111110＝136.23.12.126/28
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“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”）
N1 7 A
N2 2 C
N6 8 F
N8 4 E
N9 4 F
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”）：
N2 4
N3 8
N6 4
N8 3
N9 5
试求出路由器B更新后的路由表（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
4-42 假定网络中的路由器A的路由表有如下的项目（格式同上题）：
N1 4 B
N2 2 C
N3 1 F
N4 5 G
现将A收到从C发来的路由信息（格式同上题）：
N1 2
N2 1
N3 3
N4 7
试求出路由器A更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。
路由器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

第五章
5-13 一个UDP用户数据的数据字段为8192季节。在数据链路层要使用以太网来传送。试问应当划分为几个IP数据报片？说明每一个IP数据报字段长度和片偏移字段的值。
答：8192-（1472+1480×2）=800字节
应当划分为6个IP数据报片：前5个是1480字节，最后一个是800字节。
片偏移字段的值分别是：0，1480，2960，4440，5920和7400.
5-14 一个UDP用户数据报的首部十六进制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17.试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。这个用户数据报是从客户发送给服务器发送给客户？使用UDP的这个服务器程序是什么？
解：（06 32）16 = 0×163+6×162+3×161+2×160 = 1586
所以源端口为1586字节
（00 45）16=4×161+5×160 = 69
所以目的端口为69字节
(00 1C)16 =1×161+12×160=28
所以用户数据报的总长度为28字节
数据部分总长度 = 数据报总长度 – 首部长度 = 28 - 8 =20字节
因为目的端口=69＜1023，所以数据报市从客户发送给服务器的，使用UDP的这个服务器程序是TFTP。

5-23 主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段，其序号分别为70和100。试问：
（1）第一个报文段携带了多少个字节的数据？
（2）主机B收到第一个报文段后发回的确认中的确认号应当是多少？
（3）如果主机B收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是180，试问A发送的第二个报文段中的数据有多少字节？
（4）如果A发送的第一个报文段丢失了，但第二个报文段到达了B。B在第二个报文段到达后向A发送确认。试问这个确认号应为多少？
解：（1）第一个报文段的数据序号是70到99，共30字节的数据。
（2）确认号应为100.
（3）80字节。
（4）70
5-24 一个TCP连接下面使用256kb/s的链路，其端到端时延为128ms。经测试，发现吞吐量只有120kb/s。试问发送窗口W是多少？（提示：可以有两种答案，取决于接收等发出确认的时机）。

5-30 设TCP使用的最大窗口为65535字节，而传输信道不产生差错，带宽也不受限制。若报文段的平均往返时延为20ms，问所能得到的最大吞吐量是多少?
答：在发送时延可忽略的情况下，
最大数据率= =26.2Mb/s。
5-31 通信信道带宽为1Gb／s，端到端时延为10ms。TCP的发送窗口为65535字节。试问:可能达到的最大吞吐量是多少?信道的利用率是多少?
答： L=65536×8+40×8=524600
C=109b/s
L/C=0.0005246s
Td=10×10-3s
0.02104864
Throughput=L/(L/C+2×Td)=524600/0.0205246=25.5Mb/s
Efficiency=(L/C)//(L/C+2×D)=0.0255
最大吞吐量为25.5Mb/s。信道利用率为25.5/1000=2.55%
5-38 设TCP的ssthresh的初始值为8(单位为报文段)。当拥塞窗口上升到12时网络发生了超时，TCP使用慢开始和拥塞避免。试分别求出第1次到第15次传输的各拥塞窗口大小。你能说明拥塞控制窗口每一次变化的原因吗？
答:拥塞窗口大小分别为：1，2，4，8，9，10，11，12，1，2，4，6，7，8，9.