中山大学网络教育-2016计算机网络作业第二次

第2次作业学习中心： 学号： 姓名： 注意：作业完成后在规定时间内提交给老师，提交时在“文件名称”和“注释”处也要写清楚“学习中心，学号，姓名，入学时间”，以便登记你的作业成绩。注：标*的书后有答案.一、 单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）1. IP 地址实际上由网络地址和主机地址两部分组成，其中主机地址标识一个 （ D ）。 A）网络 B）IP 地址 C）服务器 D）主机2. 下面 IP 地址属于 A 类 IP 地址的是（ A ）。 A）35 B） C） D）204.256.383. 下面无效的 IP 地址是（ D ）。 A） B） C） D）168.201.256.8 4. 关于TCP协议的正确说法是（C）。A）TCP是TCP/IP协议族的成员之一，位于TCP/IP协议族的顶层B）TCP是TCP/IP协议族的成员之一，位于TCP/IP协议族的最底层C）TCP协议提供了可靠的面向连接的文件传输服务D）TCP协议提供了不可靠的面向非连接的文件传输服务5.关于SMTP的正确说法是（A）。A）电子邮件客户端应用程序向电子邮件服务器端发送电子邮件使用的协议B）电子邮件客户端应用程序向电子邮件服务器端接收电子邮件使用的协议C）SMTP的意思是邮局协议D）SMTP的意思是非面向连接的文件传输协议6. Telnet采用客户机/服务器的工作模式，客户机和服务器之间是采用的（ B ）连接。A）TelnetB）TCPC）HTTPD）IP7在下列几组协议中，（D）是网络层协议？ A）IP，TCP和UDP B）ARP，IP和UDP C）FTP，SMTP和TELNET D）ICMP，ARP和IP二、填空题（本大题共13小题，每空1分，共20分）1. IPv4地址由（32）位二进制数值组成。2. TCP/IP 协议中的地址解析协议 ARP 用于将 IP 地址解析成(物理地址)。3TCP协议是一种可靠的（面向连接 ）的协议，UDP协议是一种不可靠的的（无连接）协议。4.常用的内部网关协议是（RIP ）和（ OSPF ）。5试将IPv6地址2819:00AF:0000:0000:0000:0035:0CB2:B271用零压缩方法写成简洁形式（2819:00AF:35:CB2:B271）三、计算题（本大题共8小题，每小题5分，共40分）。6-04 试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP 答：IP：寻址方案：提供全球网的寻址格式；接口：不同网络的硬件和软件接口不同ARP：实现通过IP地址得知其物理(MAC)地址RARP：允许局域网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP 地址ICMP：用于传输出错报告控制信息*609 回答下列问题：（1） 子网掩码为代表什么意思？答：C类地址对应的子网掩码的默认值。也可以是A类或B类地址的掩码。其主机号由后面的8 bit决定，而网络地址由前面的24 bit决定。即路由器寻找网络地址时，用与IP地址与运算，即可得到该主机的网络地址。（2） 一网络的现在掩码为48，问该网络能够连接多少个主机？答：48对应的32bit二进制为： ，即只有后面的三个bit代表主机地址，但是全0和全1不能使用，故能使用的主机地址只有2326个，即该网络能够连接6台主机。（3） 一A类网络和一B类网络的子网号subnet-id分别为16bit和8bit的1，问这两个网络的子网掩码有何不同？答：它们的子网掩码是相同的，都是。但是子网数目不同。A类网络的子网数目为216个，而B类的子网数为28个。（4） 一个B类地址的子网掩码是。试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少？答：对应的32bit二进制为： 。故后面的12bit代表主机地址。故有212个地址，但是要除去全0和全1的地址。故每个子网上最多有2122409624094个主机。（5） 一A类网络的子网掩码为55，它是否为一个有效的子网掩码？答：是有效的子网掩码，因为划分子网的时候没有规定必须从主机地址的前面开始划分子网号。所以可以从主机地址的后面划分子网号。但是不推荐这样做。会造成一定的混乱，不利于路由器的设计。（6） 某个IP地址的十六进制表示是C22F1481，试将其转换为点分十进制的形式。这个地址是哪一类IP地址？答：C2 2F 14 81每两位合在一起确定一个十进制C2194 2F47 1420 81129即点分十进制为29对应二进制的首位为110，故可知该地址为C类地址。（7） C类网络使用子网掩码有无实际意义？为什么？答：有。对于比较小的网络，比如一个网络中的主机只有50台甚至更少，则可以用这种方法进一步缩小网络，从而简化路由表。*610 试辨认以下IP地址的网络类别：（1） B答：128的对应二进制为，即IP地址首两位为10，则可以判断该地址为B类地址。（2） 7 A答：21的对应二进制为，即IP地址首位为0，则可以判断该地址位A类地址。（3） 53 B答：183的对应二进制为，即IP地址首两位为10，则可以判断该地址为B类地址。（4） 48 C答：192对应的二进制为，即IP地址首三位为110，则可以判断该地址为C类地址。（5） A答：89对应的二进制为，即IP地址的首位为0，则可以判断该地址为A类地址。（6） C答：200对应的二进制为，即IP地址的首位为110，则可以判断该地址为C类地址。*616 设某路由器建立了如下路由表（这三列分别是目的网络，子网掩码和下一跳路由器，若直接交付则最后一列表示应当从哪一个接口转发出去）：28接口02828接口128R292R3*(默认)R4现在收到5个分组，其目的站IP地址分别为：（1） 0 （2） 2（3） 51（4） 7（5） 0试分别计算其下一跳。答：将接收到的分组的IP地址与路由表中的子网掩码一一进行与运算。若得到的结果与目的网络相同，则就转到该网络的下一跳路由器。若未找到对应的目的网络，则转到默认的目的网络的下一跳处。故上述各个分组的下一跳情况如下：用下面的地址分别与28和92进行与运算（1） 0 与第一行的网络地址相同。故下一跳的为接口0（2） 2 与第三行的网络地址相同。故下一跳为R2（3） 51 28没有相同的，与第二个子网掩码进行与运算51 28没有找到相同的网络地址，故转到默认行，下一跳为R4（4） 7 没有对应相同的，与第二个子网掩码进行与运算7 与第四行的网络地址相同。故下一跳为R3（5） 0 没有找到相同的，与第二个子网掩码进行运算。0 4没有找到相同的网络地址，故转到默认行。下一跳为R4617 某单位分配到一个B类IP地址，其netid为。该单位有4000多台机器，分布在16个不同的地点。如选用子网掩码为，试给每一个地点分配一个子网号码，并计算出每个地点主机号码的最小值和最大值。答：分布在16个不同的地点，故，可分为16个子网。用4bit表示。则在主机地址中用前四个bit作为子网号码。4000个主机，分在16个子网中，故每个子网有256个主机号。主机号码可以从0255，由于划分子网该子网中的主机号全部分配给该子网, 每个点可有256个主机地址, 而每个地点只有250台机器,那么有6个主机地址没有用到(但还是分给了这些地点,包括全0和全1的主机地址), 因此子网号码，每个地点主机号码的最小值和最大值见下表：网络地址子网号主机号码最小值主机号码最大值55555555555555555555555555555555*620 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答：（1） 产生两个子网，需要2bit即可以表示（除全0和全1的子网号），即第二个8bit中前二位用来做子网号码。故，子网掩码为（2） 产生6个子网。需要3 bit 即可以表示，即第二个8bit中前三位用来做子网号码。故子网掩码为：（3） 产生30个子网，需要5bit表示。即第二个8bit中前5位用来作为子网号码。故子网掩码为：（4） 产生62个子网。需要6bit表示，即第二个8bit中前6为用来作为子网号码。故子网掩码为：（5） 产生122个子网。需要7bit表示。即第二个8bit中前7为用来作为子网号码。故子网掩码为：（6） 产生250个子网，需要8bit表示。即第二个8bit全部作为子网号码。故子网掩码为：*6-22有如下的4个/24地址块，试进行最大可能的聚合/24/24/24答： /24- 00 /24- 01 /24- 10 /24- 11 竖线前面的22位均相同，即共同前缀为 。故聚合的CIDR地址块为/22。*6-24 一个自治系统有5个局域网，其连接图如图6-61所示。LAN2至LAN5上的主机数分别伪：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）。答：30.138.118/23 /0 分配IP地址的网络前缀时应该从地址数较多的开始分配。除了LAN1外，最大的为LAN3，有150个主机，需要150个地址。2815027，150故150个主机需要8位二进制位。故前面24位可以作为路由器的地址块。即LAN3的局域网地址块为： *30.138.118/24接下来分配LAN2。LAN2有91个主机，279126，故可知需要7个二进制位，故其网络前缀为25位。为了与LAN3产生无前缀编码，其局域网地址块为 */25然后分配LAN5，LAN5中有15台主机，241523，故只需4位二进制位。故前面28位可以作为网络前缀。但考虑到网络的扩展性和网络地址的无前缀编码，采用26位做为网络地址块的大小。即局域网的地址块为 *28/26考虑LAN1，题中没有告诉LAN1 的主机数，但是LAN1至少需要3个地址数以分给3个路由器。则其前面29位均可以作为网络地址，当LAN1上没有主机时，可采用最大29位作为其网络地址为避免与以分配的地址具有相同前缀。故分配其网络地址为 110.*92/29最后分配LAN4，LAN4中有3台主机，3只需用两位二进制编码。故前面的29位均可作为网络地址。为不与前面的网络地址具有相同前缀，其网络地址块为： 11001*00/29【注】LAN4、LAN1和LAN5的网络地址可以有很多种组合。答：该自治系统共有512个IP地址，可以1/2分给LAN3（256个IP地址），把1/4分给LAN2（128个地址），把1/8分给LAN1（64个地址），把1/16分别分给LAN4和LAN5（各32个地址）。如下：LAN1 28/26LAN2 /25LAN3 /24LAN4 92/27LAN5 24/27*6-25 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6-62所示。总部共有五个局域网，其中的LAN1LAN4都连接到路由器R1上，R1再通过LAN5与路由器R5相连。每一个局域网旁边表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前缀。答：注意：下面的划分没有考虑聚合LAN1LAN4的路由。另外的划分方法要考虑是为聚合路由，应把LAN1LAN4在一棵子树上划分地址。从主机数最大的开始分配，先分配LAN1的网络地址。50个主机，故取前26个位作为网络前缀。即其前缀为192.77.33/24 *LAN1 : 00 * /26再分配LAN3（30个） LAN8（25个） LAN6（20个） LAN7（20个）它们均在1632之间，故取前27位作为网络前缀LAN3 ： 010* 4/27LAN8 ： 011* 6/27LAN6 ： 100* 28/27LAN7 ： 101* 60然后分配LAN2（10）和LAN4（10）它们均在816之间，故采用28位作为网络前缀。LAN2： 1100*92/28LAN4： 1101*08/28最后分配LAN5（4）它在48之间，由于主机数可能会增加，故采用前29位作为网络前缀。LAN5： 11100*24/29对于WAN1，WAN2，WAN3由于每个都要连接一个路由器，故至少要有一个网络地址，为适应扩展性，则用30位作网络前缀。WAN1： *WAN2： *WAN3： * 0 1/25128个IP地址0 1 0 1/26Lan1 64个IP地址 0 1 0 1 0 1/27 Lan3Lan8 Lan6 Lan7 32个IP地址 0 1 0 1/28Lan2 Lan4 16个IP地址0 1 0/29Lan5 8个IP地址0 1 0/30WAN1WAN2 WAN3 4个IP地址答：方案如下：LAN1 /26LAN2 6/28 LAN3 4/27 LAN4 12/28 LAN5 28/27 LAN6 60/27 LAN7 92/27 LAN8 24/27*6-26 以下地址中的哪一个和86.32/12匹配？请说明理由。（1）23；（2）16；（3）4；（4）54答：86.32/12 0010* 23 0010 0001 16 0100 1111 4 0011 1010 54 0100 0100 观察上面的数字便可知，在竖线前与86.32/12对应二进制每位均相同的那个地址就是与86.32/12匹配的地址，只有23*6-27 以下的地址前缀中的哪一个地址40匹配？请说明理由。（1）0/4；（2）32/4；（3）4/6；（4）80/4。答：400000 00 10 0/4 0000 *32/40010 *4/6 0000 01 * 80/40101 * 以两条竖线为界的两段二进制位数相同的，即是与40匹配的地址前缀。故可知只有（1）0/4与其匹配。*6-28 下面的那样前缀中的那一个和地址59及52都匹配？请说明理由。（1）152.40/13；（2）153.40/9；（3）152.64/12；（4）152.0/11答：59 000 00111 52- 000 11111 152.40/13 0010 1* 153.40/9 0* 152.64/12 0100 * 152.0/11 000 *可知只有（4）152.0/11的对应的二进制与59和52都相同。*6-29 与下列掩码相对应的网络前缀各有多少比特？（1）；（2）；（3）；（4）52答： 共有两个1，故对应的网络前缀有2 bit 共有4个1，故对应的网络前缀有4bit 共有11个1，故对应的网络前缀有11bit 52 共有30个1，故52对应的网络前缀有30bit*6-30 一个网络有几个子网，其中的一个已经分配了子网掩码6/29。试问下列网络前缀中的哪些不能再分配给其他的子网？（1）20/29；（2）4/29；（3）0/28；（4）04/29。答：6/29 01100 / 000 20/29 01111 / 000 4/29 01000 / 000 0/28 0101 / 0000 04/29 01101 / 000（3）中的网络前缀为28位，而分配了子网掩码的网络前缀为29位，故该网络地址不能再分配给其他子网。*633 RIP使用UDP，OSPF使用IP，而BGP使用TCP。这样做有何优点？为什么RIP周期性地和邻站交换路由信息而BGP却不这样做？答：RIP只和邻站交换信息，UDP虽不保证可靠交付，但UDP开销小，可以满足RIP的要求。OSPF使用可靠的洪泛法，并直接使用IP，好处是灵活性好和开销更小。BGP需要交换整个的路由表（在开始时）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。*6-34 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”）N17 AN22 CN68 FN84 EN94 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”和“距离”）：N24N38N64N83N95试求出路由器B更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。答： N17 AN25 C相同的下一跳，更新N39 C新项目，添加进路由表N65 C不同下一跳，距离小，更新N84 E 不同下一跳，距离小，更新N94 F 不同下一跳，距离大，不更新*641 试将以下的IPv6地址用零压缩方法写成简洁形式： (1)0000:0000:0F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332 (2)0000:0000:0000:0000:0000:0000:004D:ABCD (3)0000:0000:0000:AF36:7328:0000:87AA:0398 (4)2819:00AF:0000:0000:0000:0035:0CB2:B271解：零压缩即一连串连续的零可以为一对冒号所取代 (1):F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332 (2):4D:ABCD (3):AF36:7328:0:87AA:398 (4)2819:AF:35:CB2:B271*710 设TCP使用的最大窗口为64KB，即641024字节，而传输信道的带宽可以认为是不受限制的。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：若要使吞吐量最大，则要使链路上始终充满数据，既然传输信道的带宽可以不受限制，那么就要使得报文收到第一个应答之前，发送端始终在发送报文，但是发送端有窗口限制，故可知只要在20ms内，也就是第一个报文的应答回来之前，把窗口内所有报文发出去，则可达到最大吞吐量，故最大吞吐量为：*723一个UDP用户数据报的数据字段为8192字节。要使用以太网来传送。试问应当划分为几个数据报片？说明每一个数据报片的数据字段长度和片偏移字段的值。答：通常情况下，以太网使用的数据报长度为1500字节，除去20字节的固定首部之外，每个数据报文可以有1480字节大小。8192的数据要加UDP的首部8字节。因此（8192+8）/1480=6个，即分为六个数据报片报片一：长度1480字节，片偏移字段：0报片二：长度1480字节，片偏移字段：1480/8=185报片三：长度1480字节，片偏移字段：2960/8=370报片四：长度1480字节，片偏移字段：4440/8=555报片五：长度1480字节，片偏移字段：5920/8=740报片六：长度800字节，片偏移字段：7400/8=9257-24 在TCP的拥塞控制中，什么是慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复算法？这里每一种算法各起什么作用？“乘法减小”和“加法增大”各用在什么情况下？答：慢开始：在主机刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口 cwnd 设置为一个最大报文段 MSS 的数值。在每收到一个对新的报文段的确认后，将拥塞窗口增加至多一个 MSS 的数值。用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口 cwnd，可以使分组注入到网络的速率更加合理。 拥塞避免：当拥塞窗口值大于慢开始门限时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。拥塞避免算法使发送端的拥塞窗口每经过一个往返时延RTT就增加一个MSS的大小。快重传算法规定，发送端只要一连收到三个重复的 ACK 即可断定有分组丢失了，就应立即重传丢失的报文段而不必继续等待为该报文段设置的重传计时器的超时。快恢复算法：(1) 当发送端收到连续三个重复的 ACK 时，就重新设置慢开始门限 ssthresh。(2) 与慢开始不同之处是拥塞窗口 cwnd 不是设置为 1，而是设置为 ssthresh + 3 *MSS。 (3) 若收到的重复的 ACK 为 n 个（n 3），则将 cwnd 设置为 ssthresh + n * MSS。(4) 若发送窗口值还容许发送报文段，就按拥塞避免算法继续发送报文段。(5) 若收到了确认新的报文段的 ACK，就将 cwnd 缩小到 ssthresh。“乘法减小“是指不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段，只要出现一次超时（即出现一次网络拥塞），就把慢开始门限值 ssthresh 设置为当前的拥塞