计算机网络原理课后练习(第4章)

计算机网络原理课后练习学号姓名第4章(教材P202成绩4-01试根据IP地址的规定，分别填写以下两表。表1：IP地址的指派范围网络类别最大可指派的网络数第一个可指派的网络号最后一个可指派的网络号每个网络中的最大主机数ABC表2：特殊IP地址网络号主机号源地址使用目的地址使用代表的意思要求：写出分析过程。【解】4-11设IP数据报使用固定首部，其各字段的具体数值如图4-76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(用二进制表示)。45028100417首部校验和(待计算后填入)10.12.14.512.6.7.9图4-76习题4要求：写出分析过程。【解】4-12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)。比较这两种方法。【解】4-15一个3200bit长的TCP报文传到IP层，加上160bit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2个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit。因此数据报在路由器必须进行分片。试问第2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)?【解】4-16请回答下列问题：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，这个时间太大或太小会出现什么问题？至少举两例说明不需要发送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MAC地址)。【解】4-18设某路由器建立了如下路由表：目的网络子网掩码下一跳128.96.39.0255.255.255.128接口m128.96.39.128255.255.255.128接口m128.96.40.0255.255.255.128R192.4.153.0255.255.255.192R*(默认)——R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.(5)192.4.153.90试分别计算其下一跳。【解】4-19某单位分配到一个IP地址块129.250/16，该单位有4000台机器，平均分布在16个不同的地点。试给每一个地点分配一个地址块，并算出每个地址块中IP地址的最小值和最大值。【解】4-20一个数据报长度为4000Byte(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1500Byte【解】4-21写出因特网的IP层查找路由的算法。【解】4-22有如下的4个/24地址块，试进行最大可能性的聚合。212.56.132.0/24212.56.133.0/24212.56.134.0/24212.56.135.0/24【解】4-23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。【解】4-24已知路由器R1的路由表如表4—10所示。表4-10习题4-24中路由器R1的前缀匹配下一跳地址路由器接口140.5.12.64/26180.15.2.5m130.5.8/24190.16.6.2m110.71/16……m180.15/16……m196.16/16……m默认110.71.4.5m

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。对不能确定的情况应该指明。【解】4-25一个自治系统分配到的IP地址块为30.138.118/23，并包含有5个局域网，其连接图如图4-77所示。每个局域网上的主机数分别标注在图中。试给出每一个局域网的地址块(包括前缀)。图4-77习题4-25图【解】4-26一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都连接到路由器R1上，R1再通过LAN5与路由器R5相连。R图4-78习题4-26图【解】4-27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。【解】4-28以下地址中的哪一个地址2.52.90.140匹配？请说明理由。(1)0/4；(2)32/4；(3)4/6；(4)80/4。【解】4-29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。【解】4-30与下列掩码相对应的网络前缀各有多少位？(1)192.0.0.0；(2)240.0.0.0；(3)255.254.0.0；(4)255.255.255.252。【解】4-31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？【解】4-32已知地址块中的一个地址是190.87.140.202/29。重新计算上题。【解】4-33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？【解】4-37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”)N17AN22CN68FN84EN94F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”)：N24N38N64N83N95试求出路由器B更新后的路由表(详细说明每一个步骤)。【解】4-38网络如图4-79假定AS1和AS4运行RIP，AS2和AS3运行OSPF，AS之间运行程序eBGP和iBGP。目前先假定AS1和AS4之间没有物理连接(图中的虚线表示这个假定)。若X在AS4中图4-79习题4-38图路由器R3c使用哪个协议知道前缀路由器R3a使用哪个协议知道前缀X路由器R1c使用哪个协议知道前缀路由器R1d使用哪个协议知道前缀X【解】网络如图4-79所示。路由器R1d知道前缀X，并将试问路由器R1d应当从s0还是s现假定AS1和AS4之间有物理连接，即图中虚线变成了实线。假定路由器R1d知道到达前缀X可经过AS2，也可经过AS3。试问路由器R1d应当从现假定另有一个AS5处在AS2和AS4之间(图中虚线之间未画出AS5)。假定路由器R1d知道到达前缀X可经过路由[AS2,AS5,AS4]，但也可经过[AS【解】4-46试把下列IPv4地址从二进制记法转换为点分十进制记法。10000001000010110000101111101111110000011000001100011011111111111110011111011011100010110110111111111001100110111111101100001111【解】4-44假设一段地址的首地址为146.102.29.0，末地址为146.102.32.255，求这个地址段的地址数。【解】4-45已知一个/27网络中有一个地址是167.199.170.82，试问这个网络的网络掩码、网络前缀长度和网络后缀长度分别是多少？【解】4-46已知条件同上题，试问这个地址块的地址数、首地址和末地址分别是多少？【解】4-47某单位分配到一个地址块14.24.74.0/24。该单位需要用到3个子网，对这3个子网的具体要求是：子网N1需要120个地址，子网N2需要60个地址，子网N3【解】4-48如图4-80所示，网络145.13.0.0/16划分为四个子网N1,N2,N3,N图4-80习题4-48图(1)试给出路由器R的路由表。(2)路由器R收到一个分组，其目的地址是145.13.160.78。试给出这个分组是怎样被转发的。【解】4-49收到一个分组，其目的地址D=11.1.2.5。要查找的路由表中有这样三项：路由1到达网络11.0.0.0/8路由2到达网络11.1.0.0/16路由3到达网络11.1.2.0/24试问在转发这个分组时应该选择哪个路由？【解】4-50同上题。假定路由1的目的网络11.0.0.0/8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把这个分组转发到路由3的目的网络11.1.2.0/24。是最长匹配准则有时会出错吗？【解】4-51已知一个CIDR地址块为200.56.168.0/21。(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。【解】4-56设每隔1微微秒就分配出100万个IPv6地址。试计算大约需要多少年才能将IPv6地址空间全部用光。可以和宇宙的年龄(大约有100亿年)进行比较。【解】4-57试把以下的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)(4)2819:00AF:0000:0000:0000:0035:0CB2:B271【解】4-58试把以下的零压缩的IPv6地址写成原来的形式：(1)0∷0(2)0:AA∷0(3)0:1234∷3(4)123∷1:2【解】4-60多协议标签交换MPLS的工作原理是什么？其主要功能是什么？【解】4-61SDN的广义转发与传统的基于终点的转发有何区别？【解】4-62试举出IP数据报首部中能在OpenFlow1.0中匹配的三个字段。试举出在OpenFlow1.0中不能匹配的三个IP数据报首部字段。【解】4-63网络如图4-81所示。图4-81习题4-63假定路由器R1把所有发往网络前缀123.1.2.16/29的分组都从接口4转发出去。假定路由器R1要把H1发往网络前缀123.1.2.16/29的分组从接口4转发出去，而把H2发往网络前缀123.1.2.16/29的分组从接口3试问在上述两种情况下，你都能给出路由器R1的转发表吗？转发表只需给出发往123.1.2.16/29【解】4-64已知一个具有4个接口的路由器R1的转发表如表4-11所示，转发表的每一行给出了目的地址的范围，以及对应的转发接口。表4-71习题4-64中路由器目的地址范围转发接口最小地址最大地址11100000000000010000000000000000111000000000000111111111111111110最小地址最大地址11100000000000000000000000000000111000000000000011111111111111111最大地址最大地址11100000000000100000000000000000111000011111111111111111111111112其他3试把以上转发表改为另一种形式，其中目的地址地址的范围改为前缀匹配，而转发表由4行增为5行。若路由器收到一个分组，其目的地址是：(a)11100000100000010101000101010101(b)11100000100000001101011101111100(c)11100001100100000001000101110111试给出每一种情况下分组应该通过的转发接口。【解】4-65一台路由器连接到3个子网，这3个子网的共同前缀是225.2.17/24。假定子网N1有62台主机，子网N2有105台主机，子网N3有12台主机，试分配这3【解】4-66图4-82是一个SDNOpenFlow图4-82习题4-66任何来自H5或H6并到达接口1的且发往H1或H任何来自H1或H2并到达接口2的且发往H5或H6的分组，应该通过接口任何从接口1或接口2的且发往H3或H4的分组，应该主机H3或H4彼此可以互相发送分组。试给出交换机S2的流表项(即每一行的“匹配”+“动作”)【解】4-66图4-82是一个SDNOpenFlow网络。从主机H3或H4发出并到达交换机任何来自H3并到达输入接口2的且发往H1,任何来自H4并到达输入接口2的且发往H1,H2,H试给出交换机S2的流表项(即每一行的“匹配”+“动作”)。【解】4-67图4-82是一个SDNOpenFlow网络。在交换机S1和S3有以下规定：从源地址H3或H4来的分组将按首部中的目的地址进行转发。试给出交换机S1和S3的流表项(即每一行的“匹配”【解】4-68图4-82是一个SDNOpenFlow网络。假定我们将交换机S对于目的地址为H3或H4的分组，仅可转发从H1和H6转发的分组，也就是说，从H1仅对于目的地址为H3的分组才交付，也就是说，所有发往H试分别对上述每一种情况给出交换机S3的流表项(即每一行的“匹配”+“动作”)。

【补充题】4-1已知某网络中主机H1,H2,H3的IP地址分别是：128.30.33.13/25，128.30.33.138/25和128.30.36.12/25，路由器R1的部分路由表（未给出默认路由器）如下，且请画出网络拓扑图，并讨论路由器R目的网络地址子网掩码下一跳128128128255255255RRR【解】4-2已知某园区网拓扑结构如图，请给出路由器2的路由表。4-3某ISP拥有206.0.64.0/18地址块，有一公司需要租赁约900个IP地址，并将其中的约500,200,100和100个IP地址分配给旗下所属的4个部门。问：该ISP能否为该公司提供地址租赁服务？该ISP拥有的地址块相当于多少个C类地址？公司至少需要租赁该ISP地址块的百分之多少才能满足要求？该ISP如何给该公司分配IP地址块？有多少种不同租赁方案？若该公司租赁的地址块是202.1.68.0/22，请问应如何按需分配租赁的IP地址块？写出各部门的掩码与地址段？请填下表。单位地址块掩码地址块二进制形式最小地址最大地址主机位地址数ISP公司部门1部门2部门3部门4本案IP地址块有多少种不同的租赁分配方法？请画出拓扑示意图。若公司下属的各部门希望ISP把转发给其数据报直接转发到相关部门，而不经过公司中路由器，且不改变各自使用的IP地址块，请给出ISP路由表。若ISP收到目的地址D=202.1.71.130的数据报，请指出与D匹配的目的网络，ISP将如何转发该数据报？【解】4-4某园区网络结构如图，请回答下列问题：使用192.168.10.192/26划分三个子网，其中两个子网分别能容纳12台主机和10台主机，另外一个子网能容纳24台主机，请写出各子网掩码、各子网网络地址及可用的IP地址段(按子网顺序分配网络地址)。如果该园区网络使用上述地址，那么路由器R应该具有什么功能？为了保证外网能够访问园区网络内的服务器，那么就在路由器R对网络中服务器的地址进行什么样的处理？采用什么设备能够对园区网络提供如下保护措施：数据包进入园区网络时将被进行过滤检测，并确定此包是否包含威胁园区网络安全的特征；如果检测到一个恶意的数据包时，系统不但发出警报，还将采取相应措施(如丢弃含有攻击性的数据包或阻断连接、阻断攻击)？上述设备应该部署在位置1、位置2还是位置3上？【解】4-5在如图所示的连接路由器的接口中，路由器RG通过两条专线S0、S1分别与路由器RE、RF连接，路由器RE通过两个Ethernet接口分别与路由器RA、RB连接，路由器RF通过两个Ethernet接口分别与路由器表1经路由汇聚后的RG路由表目的网络下一跳输出接口156.26.63.240/30-S156.26.63.244/30-S①156.26.63.241/30S②156.26.63.246/30S156.26.0.0/22③④⑤156.26.63.246/30⑥请指出CIDR的路由RG汇聚过程，并填写表1中路由器RG的路由表项①~⑥，写出具体步骤。【解】4-6如图，若将172.16.1.0/24划分为三个子网，其中第一个子网容纳100台主机，另外两个了网分别容纳60请写出掩码及可用地址块的范围；如果网络使用上述地址，那么边界路由器RG应该具备什么功能？若为了保证外网能访问内网的服务器，则在边界路由器RG若RE的S0的接口标识是：RE:S0:172.16.63.253如果要监听路由器RG和RE之间的所有流量，可在链路中串入一种什么设备？若需要第三方软件采用无连接方式监控边界路由器RG的运行状态，请指出路由器RG必须支持的协议；若服务器群的地址是172.16.58.100~172.16.58.126和172.16.59.100~172.16.59.126，并需要使用何种设备对服务器提供以下保护：发送到服务器群的数据包将被进行过滤检测，若检测到恶意数据包，则系统发出报警并阻断攻击，请指出设备名称，且应该部署在哪台设备的哪个接口？若服务器地组的地址是172.16.0.100~172.16.0.12，需要使用ACL过滤所有访问服务器群的特定接口数据包，则ACL应该总署在哪台设备的哪个接口？若要探测Windows主机172.16.1.10到172.16.2.20数据包的传输路径，请写出应使用的命令，并指出数据包经过的路由器名称；如果该网络采用Windows域用户管理功能实现网络资源的访问控制，那么域用户信息存在域控制器的哪个部分？若使用172.16.0.0~172.16.3.0代替汇聚前边界路由器RG的路由表1中相关条目，请问边界路由器R【解】4-07请回答以下问题：子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？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？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？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？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？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？C类网络使用子网掩码有无实际意义？为什么？【解】4-8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【解】请回答下列问题：有人认为：“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？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？至少举出两种不需要