计算机通信与网络_清华大学出版社-习题答案(6)

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。

5.11 假设互联网由两个局域网通过路由器连接起来。第一个局域网上某主机有一个400字节长的TCP报文传到IP层，加上20字节的首部后成为IP数据报，要发向第二个局域网。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150字节。因此数据报在路由器处必须进行分片。试问第二个局域网向其上层要传送多少字节的数据？

答：进入本机IP 层时TCP报文长度为400字节, 进入第1个局域网IP数据报长度为 400+20= 420B；在第二个局域网，报文要进行分片，已知最长数据帧的数据部分只有150B，由于3*130<400，所以共分成4片，故第二个局域网向上传送400+4*20=480字节(TCP报文长度+4个IP首部长度)的数据。

5.12 一个数据报长度为4000字节（包含固定长度的首部）。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？

答：4000-20=3980字节。3 片；

第一片：数据字段长度1480、片偏移是0，MF 是1；

第二片：数据字段长度1480、片偏移是185，MF 是1；1480/8=185 第三片：数据字段长度1020、片偏移是370 和MF 是0；1480*2/8=370

5.13如何利用ICMP报文实现路径跟踪？

答：（1）源站向目的站发送TTL=1的ICMP echo request报文，然后第1个路由器将返回ICMP超时报文，从IP数据报首部即可以得到第1个路由器的IP地址；

（2）将TTL增1，源站向目的站发送ICMP echo request报文，将依次收到ICMP超时报文，如果返回的是ICMP echo reply报文，则说明探包已经到达了目的站。

5.14 划分子网有何意义？子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？某网络的现在掩码为255.255.255.248，问该网络能够连接多少台主机？某一A类网络和一B类网络的子网号分别占16比特和8比特，问这两个网络的子网掩码有何不同？

答：子网掩码为255.255.255.0表示IP地址的前24bit 表示网络地址，包括网络号和子网号，后8位表示主机号。可以代表C类地址对应的子网掩码默认值。子网掩码为255.255.255.248，根据掩码的定义，后三位是主机号，一共可以表示8 个主机号，除掉全0 和全1 的两个，该网络能够连接6台主机。

5.15 设某路由器建立了如下表所示的路由表:

目的网络 128.96.39.0 子网掩码 下一跳 255.255.255.128 接口0 26

128.96.39.128 255.255.255.128 128.96.40.0 255.255.255.128 192.4.153.0 255.255.255.192 *（默认） － 接口1 R2 R3 R4 此路由器可以直接从接口0和接口1转发分组，也可通过相邻的路由器R2、R3和R4进行转发。现共收到5个分组，其目的站IP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 试分别计算其下一站。

答：（1）接口0，（2）R2，（3）R4，（4）R3，（5）R4。

5.16 某单位分配到一个B类IP地址，其网络号为129.250.0.0。该单位有4000台机器，平均分布在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号码，并算出每个地点主机号码的最小值和最大值。

答：一种答案：每一个地点分配其中一个子网号码：129.250.1~16.0，每个地点主机号码的最小值为1，最大值为254。

5.17 设某ISP（因特网服务提供者）拥有CIDR地址块202.192.0.0/16。先后有四所大学（A、B、C、D）向该ISP分别申请大小为4000、2000、4000、8000个IP地址的地址块，试为ISP给这四所大学分配地址块。

答：A：202.192.0.0/20（2^12=4096）; （2^11=2048）；

C：202.192.0010 0000/20（2^12=4096）; （2^13=8096）。

5.18 简述采用无分类编址时的IP数据报转发算法。

从数据报DG中取出目的IP地址ID; for 表T中的每一表项do

将ID与表项中的子网掩码按位相“与”，结果为N; if N等于该表项中的目的网络地址, 则 【与直连网络的匹配也可以放在for外】

if 下一跳指明应直接交付, 则 把DG直接交付给目的站

(包括解析ID得到对应的物理地址, 将DG封装入帧并发送);

else

把DG发往本表项指明的下一跳地址

(包括完成下一跳地址到物理地址的映射, 将DG封装入帧并发送);

return. for_end

5.19 试简述RIP、OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。 答：如下表所示： 主要特点 网关协议 RIP 内部 27

OSPF 内部 BGP 外部 D

：

202.192.010

000002/19

B

：

202.192.00010

0002/21

路由表内容 最优通路依据 算法 传送方式 目的网，下一站，距离 跳数 距离向量 运输层UDP 简单、但效率低 目的网，下一站，距离 代价 链路状态 IP数据报 效率高 路由器频繁交换信息，难维持一致性 路由 目的网，完整多种策略 路径向量 建立TCP连接 其他 跳数16 为不可达 好消息传的快，坏消息传的慢 规模大，统一度量，可达性

5.20 有个IP数据报从首部开始的部分内容如右所示(16进制表示)，请标出IP首部和传输层首部，并回答：

（1）数据报首部长度和总长度各为多少字节？ （2）数据报的协议字段是多少，表示什么意思？

（3）源站IP地址和目的站IP地址分别是什么？(用点分十进制表示) （4）TTL、校验和字段是多少？

（5）源端口和宿端口是什么？并请推测所用的应用层协议是什么？

答：（1）数据报首部长度5×4=20字节, 总长度=027916=633字节 （2）协议字段值为6, 表示TCP

（3）源IP地址：10.10.1.95，目的IP地址：218.30.115.123 （4）TTL=128, 校验和=00 00

（5）源端口：073816=1848,宿端口：5016=80, 推测应用层协议为HTTP。

5.21 以下地址前缀中的哪一个与2.52.90.140匹配？ （1）0/4

5.22 IGMP 协议的要点是什么？隧道技术是怎样使用的？

答：要点有：1、IGMP（Internet组管理协议）用于帮助多播路由器识别加入到一个多播组的成员主机。采用多播协议可以明显地减轻网络中各种资源的消耗，IP 多播是硬件多播的一种抽象；2、IGMP 只有两种分组，即询问分组和响应分组。IGMP 使用IP 数据报传递其报文，但它也向IP 提供服务；3、IGMP 属于整个网际协议IP 的一个组成部分，IGMP也是TCP/IP的一个标准。

隧道技术使用：当组播数据报要穿越不支持组播的互联网时，可使用IP隧道（IP-in-IP）技术传输，把组播数据报封装在常规的单播数据报中，单播数据报的源宿IP地址分别为隧道两头的组播路由器的IP地址。

（2）32/4 （3）4/6 （4）80/4

答：（1）。

5F 50 AA 00 45 00 02 79 1C A4 40 80 06 00 00 0A 0A 01 DA 1E 73 7B 07 38 00 19 71 85 77 7F 25 2B 50 18 FF FF 5B 6E 00 28

5.23 为什么说移动IP可以使移动主机可以以一个永久IP地址连接到任何链路（网络）上？

答：移动IP技术支持主机的移动，而且既不要求主机更改其IP地址，也不要求路由器获悉特定主机路由信息。移动IP实现主机移动性的关键是允许移动主机拥有两个IP地址。一个是应用程序使用的长期固定的永久IP地址，称为主地址或归属地址，该地址是在归属网络上分配得到的地址。另一个是主机移动到外地网络时临时获得的地址，称为次地址或转交地址。转交地址仅由下层的网络软件使用，以便经过外地网转发和交付。主机移动后获取转交地址，然后向其归属代理注册，即把移动主机的转交地址通知给归属代理，以后归属代理可以根据转交地址把目的地址为移动主机主地址的数据报通过隧道送给移动主机。

5.24 分析划分子网、无分类编址以及NAT是如何推迟IPv4地址空间的耗尽的？ 答：划分子网允许多个物理网络共用一个分类IP网络号；无分类编址允许按需（前缀长度不受分类地址的限制）划分地址块，能更有效地利用地址空间；NAT允许网点内主机使用专用地址（私有IP地址），通过NAT盒和因特网上本专用互联网外的主机通信。

5.25 简述NAPT的优缺点。

答：NAPT的优点是能够仅用一个全球有效地址获得通用性、透明性和并发性。主要缺点是通信仅限于TCP和UDP。对于ICMP，NAT需要另做处理以维持透明性。NAPT通过转换TCP或UDP协议端口号以及地址允许并发访问（网点内多台主机同时并发访问给定的某个外部地址）。

5.26 简述VPN主要作用及其技术要点。

答：虚拟专用网（VPN）技术提供了一种低成本的替代方法，允许机构使用因特网互连多个网点，并用加密来保证网点之间的通信量的私密性。实现VPN有两种基本技术：隧道传输技术和加密技术。

5.27 IPv6没有首部检验和。这样做的优缺点是什么？

答： 16 位的首部检验和字段用于保证IP 分组首部值的完整性，但当IP 分组通过路由器时,首部要发生变化，检验和必须重算。IPv6没有首部检验和，这样做的优点是可以使路由器更快地处理分组，从而改善吞吐率。这样做的缺点是在可靠度低的网络里，不能够及时发现出错。

5.28 IPv6地址有几种基本类型？ 答：IPv6地址有三种类型：

（1）单播（Unicast） 单个接口的标识符。发向一个单播地址的分组被交付给由该地址标识的接口。

（2）任播（Anycast） 一组接口（一般属于不同的节点）的标识符。发向一个任播地址的分组被交付给该地址标识的其中一个接口（最近的那个接口，根据路由选择协议的距离度量）。

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（3）组播（Multicast）一组接口（一般属于不同的节点）的标识符。发向一个组播地址的分组被交付给由该地址标识的所有接口。IPv6中没有广播地址，广播被看作是组播的一个特例。

第六章习题答案

6.1 既然网络层协议或网际互联协议能够将源主机发出的分组按照协议首部中的目的

地址交到目的主机，为什么还需要再设置一个传输层呢？ 答：

（1）两个主机进行通信实际上是两个主机中的应用进程互相通信。 （2）传输层对整个报文段进行差错校验和检测。

（3）根据应用的不同，传输层需要执行不同的传输协议来提供不同的传输服务。 （4）传输层的存在使得传输服务比网络服务更加合理有效。 （5）传输层采用一个标准的原语集提供传输服务。

从以上分析可以看出要实现上述的功能，仅有网络层是不够的，在主机中就必须装有传输层协议。

6.2 试述UDP和TCP协议的主要特点及它们的适用场合。

答：

UDP协议具有如下特点：UDP是无连接的，提供不可靠的服务，同时支持点到点和多点之间的通信，面向报文的。

TCP协议具有如下特点：TCP是面向连接的，提供可靠的服务，只能进行点到点的通信，面向字节流的。

TCP/IP协议的传输层既包括TCP，也包括UDP，它们提供不同的服务。应用层协议如果强调数据传输的可靠性，那么选择TCP较好，分组的丢失、残缺甚至网络重置都可以被传输层检测到，并采取相应的补救措施。如果应用层协议强调实时应用要求，那么选择UDP为宜。

6.3 若一个应用进程使用运输层的用户数据报UDP。但继续向下交给IP层后，又封装

成IP数据报。既然都是数据报，是否可以跳过UDP而直接交给IP层？UDP能否提供IP没有提供的功能？ 答：

仅仅使用IP数据报还不够。IP数据报包含IP地址，该地址指定一个目的地机器。一旦这样的分组到达了目的地机器，网络控制程序如何知道该把它交给哪个进程呢？UDP用户数据报包含一个目的地端口，这一信息是必需的，因为有了它，分组才能被投递给正确的进程。

6.4 TCP报文段首部的16进制为

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