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计算机网络原理 谢希仁(第8版)第四章习题答案

开发技术 开发技术 2022-12-28 次浏览

4-01 网络层向上提供的服务有哪两种?试比较其优缺点。

面向连接的和无连接。
面向连接优点:

  • 通过虚电路发送分组,分组只用填写虚电路编号,分组开销较小;
  • 分组按序达到终点。

面向连接缺点:

  • 一个节点出故障,所有通过该节点的虚电路均不能工作;
  • 可靠通信交给网络,需要昂贵复杂的网络设备。

无连接优点:

  • 网络层不提供可靠传输,路由器简单,运行方式灵活,能适应多种应用;

无连接缺点:

  • 分组独立发送,可能出错、丢失重复或失序。

4-02 网络互连有何实际意义?进行网络互连时,有哪些共同的问题需要解决?

将各种异构网络连接起来,可扩大用户共享资源范围和通信区域。
需要解决以下下问题:
不同的寻址方案不同的最大分组长度
不同的网络接入机制
不同的超时控制
不同的差错恢复方法
不同的状态报告方法
不同的路由选择技术
不同的用户接入控制
不同的服务(面向连接服务和无连接服务)
不同的管理与控制方式

4-03 作为中间设备,转发器、网桥、路由器和网关有何区别?

物理层使用的中间设备叫转发器。
数据链路层使用的中间设备叫做网桥或桥接器,以及交换机。
网络层使用的中间设备叫做路由器。
网络层以上使用的中间设备叫网关。其连接两个不兼容的系统时需要在高层进行协议转换。

4-04 试简单说明下列协议的作用:IP、ARP、ICMP。

IP协议:使互联以后的计算机网络形成一个虚拟互联网络。使用IP的虚拟互联网络称为IP网,IP网上的主机进行通信时,看不见各网络的异构细节,像是在一个网络上传输。
ARP协议:解决局域网内主机或路由器的IP地址与MAC地址的映射问题。
ICMP协议:提供差错报告和异常情况的报告,提高IP数据报的转发成功率。

4-05 IP地址如何表示?

IP地址 :{<网络号>, <主机号>}
分类的共分 5 类:
A类:网络号字段 1 字节,最前面的 1 位是 0。
B类:网络号字段 2 字节,最前面的 2 位是 10。
C类:网络号字段 3 字节,最前面的 3 位是 110。
D类:用于多播,最前面的 4 位是 1110。
E类:保留,最前面 4 为是 1111。
无分类编址CIDR,由网络前缀和主机号组成:{<网络前缀>, <主机号>}
网络前缀不固定,长度范围为[0, 32]。

4-06 IP地址的主要特点是什么?

1.IP地址分等级,每个IP地址都由网络前缀和主机号组成。
2. IP地址是标志一个主机和一条链路的接口。即IP地址指明了一个主机和主机连接的网络。
3. 用转发器或交换机连接起来的若干个局域网仍为一个网络,因为这些局域网具有同样的网络前缀。
4.所有分配到网络前缀的网络都是平等的。

4-07 试说明IP地址与MAC地址的区别,为什么要使用这两种不同的地址?

MAC地址为数据链路层和物理层使用的地址,是硬件地址,固化到ROM中;IP地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址。
因为如果我们只用MAC地址的话,我们会发现路由器需要记住每个MAC地址所在的子网是哪一个(不然每一次收到数据包的时候路由器都要重新满世界地去找这个MAC地址的位置)。而世界上有248个MAC地址,这就意味着即使我们给每个MAC地址只留1字节的储存空间,每个路由器也需要256TB的内存!这显然是不可能实现的。这就是我们需要IP地址的原因了。和MAC不同的是,IP地址是和地域相关的。对于位于同一个子网上的设备,我们给他们分配的IP 地址前缀都是一样的,这个前缀就像邮政编码一样。这样,路由器过IP地址的前缀就能知道这个设备在哪个子网上了。现在,路由器只需要记住每个子网的位置即可,大大减少了路由器所需要的内存。

4-08 IP地址方案与我国的电话号码体制的主要不同点是什么?

IP地址方案与网络的地理分布无关,我国的电话号码需要根据地理位置进行排序号码。

4-09 IP数据报中的首部检验和并不检验数据报中的数据。这样做的最大好处是什么?坏处是什么?

好处:加快检验速度。
坏处:数据部分的差错无法检验出来,只能在IP到达运输层后,经过TCP检验是否出错。

4-10 当某个路由器发现一个IP数据报的首部检验和有差错时,为什么采取丢弃的办法而不是要求源站重传此数据报?计算首部检验和为什么不采用CRC检验码?

无法保证源地址是正确的,要求错误的源地址重传就没意义了。
CRC检验码使用的是多项式除法,代价太高,没经过一个站点就要校验一次,计算量太大,增加传输时间。

4-11 设IP数据报使用固定首部,其各字段的具体数值如图所示(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)。

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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。

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结果一样

4-13 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?

数据链路层规定的帧中数据字段的最大长度。是IP首部总长度字段的上限值。

4-14 在互联网中将IP数据报分片传送的数据报在最后的目的主机进行组装。还可以有另一种做法,即数据报片通过一个网络就进行一次组装。试比较这两种方法的优劣。

1.分片后连续的数据报片可能不在一条路径上传输,组装的话会缺失部分数据报片。
2.组装后数据报片过大的话,在后面的网络还需要继续分片,增加工作量。
3.组装会增大路由器的工作量,延迟高。

4-15 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)?

IP数据报数据部分长度 = IP数据报的总长度 - IP数据报的首部 = 1200 - 160 = 1040 bit
数据报数 = 3200/1040 + 1 = 4,4个数据报的数据部分长度为:1040 1040 1040 80。
4个数据报的总长度:1200 1200 1200 240
总比特:3840

4-16 (1)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?
(2)至少举出两种不需要发送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)。

1.设置太大会使更换网卡的主机无法与其他主机通信;设置太小会使ARP分组发送频繁,占用信道资源。
2.发送广播分组;源主机ARP高速缓存中已经有了目的IP到下一条主机或路由器的MAC地址。

4-17 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?

共使用了 6 次,源主机到路由器一次,路由器之间四次,路由器到目的主机一次。

4-18 设某路由器建立了如下路由表: 
前缀匹配------------------------下一跳 
192.4.153.0/26-----------------R3
128.96.39.0/25----------------接口m0 
128.96.39.128/25-------------接口m1 
128.96.40.0/25-----------------R2 
192.4.153.0/26-----------------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)192.4.153.17 
(5)192.4.153.90 
试分别计算下一跳。

1.目的地址与第一行的子网掩码求与,所得结果与第一行网络前缀不匹配。
接着第二行,得128.96.39.0/25。匹配,下一跳为接口m0。
2.目的地址与第一、二、三行的子网掩码求与,所得结果与网络前缀不匹配。
与第四行掩码求与,得128.96.40.0/25。匹配,下一跳为R2。
3.目的地址与第一、二、三行的子网掩码求与,所得结果与网络前缀不匹配。
与第四行掩码求与,得128.96.40.128/25。不匹配,下一跳为默认的R4。
4.目的地址与第一行的子网掩码求与,得 128.4.153.0/26 ,匹配,下一跳为R3。
5.目的地址与第二、三、四行的子网掩码求与,所得结果与网络前缀不匹配。与第一、五行掩码求与,得192.4.153.64/26。不匹配,下一跳为默认的R4。

4-19 某单位分配到一个地址块为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。

每个地点有 4000/16 = 250 个机器。
主机号8位就够了,所以地址块可以分配24位。
16个地点需要16个地址块,可以按序分配:

地址块IP地址范围(即地址最小值与地址最大值)
第1个129.250.0/24129.250.0.0~129.250.0.255
第2个129.250.1/24129.250.1.0~129.250.1.255
第16个129.250.15/24129.250.15.0~129.250.15.255

4-20 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?

数据报数据部分长度:4000-20=3980(字节)
需要划分为:ceil(3980/1480)= 3个短数据报。
片偏移字段意义:指出分组在原分组中的位置。
MF标志字段意义:标志字段的前两位,MF=1表示后面还有分片,MF=0表示是分片中的最后一个,后面没有分片了。
可得:

长度数据字段长度片偏移字段MF标志
1500148001
150014801851
104010203700

4-21 写出互联网的IP层查找路由的算法。

1.从收到的分组首部提取目的主机的IP地址D。
2.查找转发表,从第一行开始将D与转发表网络前缀做 AND 运算,所的结果与网络前缀匹配,则从对应端口转发;不匹配则继续与下一行网络前缀做 AND 运算,到转发表最后一行一定可以将此分组转发出去。

4-22 有如下的4个/24地址块,试进行最大可能的聚合。
212.56.132.0/24
212.56.133.0/24
212.56.134.0/24
212.56.135.0/24

各地址块第三个字节:
10000100
10000101
10000110
10000111
前六位相同可以聚合。4个地址块前缀相同的位数为22所以:聚合后地址块:212.56.132/22

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。

第一个地址块包含了第二个。
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。

4-24 已知路由器R1的转发表如下表所示。试画出各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当指明。
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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,其连接图如图所示,每个局域网上的主机数分别标注。试给出每一个局域网的地址块。

该IP地址块的后7位的二进制表示为0111011。
LAN3有150台主机,分配128个不够,只能分配256个地址,可以将30.138.119/24分配给它。剩余的从30.138.118/24划分。
LAN2有91台主机,需要分配128个,分配地址块30.138.118/25。剩余地址块30.138.118/25。
LAN4 有 3 台主机,可以分配4个ip地址,但是剩余的比较多,可以多32个,可以选择地址块30.138.118.128/27。
LAN5 有 15 台主机,分配32个,地址块为30.138.118.160/27。
LAN1 分配剩余的64个地址,地址块为30.138.118.192/26。

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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所示。总部共有5个局域网,其中的LAN1到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到LAN8通过广域网相连。每一个局域网旁边表明的字是局域网上的主机数。试给出每一个局域网分配一个合适的网络前缀。

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其中一种划分方法
LAN1需要6位主机号,可以分配192.77.33/26。
LAN3需要5位主机号,可以分配192.77.33.64/27。
LAN6需要5位主机号,可以分配192.77.33.96/27。
LAN7需要5位主机号,可以分配192.77.33.128/27。
LAN8需要5位主机号,可以分配192.77.33.160/27。
LAN2、4需要4位主机号,可以分别分配192.77.33.192/28、192.77.33.208/28。
剩余的分配给LAN5,即192.77.33.224/27。

4-27 以下地址块中的哪一个和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)86.68.206.153。

看IP的网络前缀是否等于86.32/12即可
匹配的有:1

4-28 以下的地址前缀中哪一个地址与2.52.90.140匹配?请说明理由。(1) 0/4;(2)32/4;(3)4/6;(4)80/4。

根据地址前缀与IP地址的网络前缀是否相等来判断
匹配的有:1。

4-29 以下的地址前缀的哪一个和地址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。

给出的 4 个地址前缀是 9~13 位。查看地址的第二个字节即可。
两个IP地址的第二个字节分别为:00000111、00011111
(1)前缀第二字节:00101000,前13位不匹配。
(2)前缀第二字节:00101000,第一个字节不匹配。
(3)前缀第二字节:01000000,前12位不匹配。
(4)前缀第二字节:00000000,前11位匹配。
第4个都匹配。

4-30 与下列掩码相对应的网络前缀各有多少位?

(1)2
(2)4
(3)11
(4)30

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?

地址掩码:255.255.240.0
最小地址:140.120.80.0/20
最大地址:140.120.95.255
212 = 4096个地址
16个C类地址

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。

地址掩码:255.255.255.248
最小地址:190.87.140.200/29
最大地址:190.87.140.207/29
2^3 = 8个地址
1/25个C类地址

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?

(1)28位
(2)24=16个地址
(3)
136.23.12.64/28
136.23.12.80/28
136.23.12.96/28
136.23.12.112/28
(4)
136.23.12.65/28 136.23.12.78/28
136.23.12.81/28 136.23.12.94/28
136.23.12.97/28 136.23.12.110/28
136.23.12.113/28 136.23.12.126/28

4-34 IGP和EGP这两类协议的主要区别是什么?

IGP 内部网关协议,自治系统内使用的路由选择协议,与其他自治系统使用什么路由选择协议无关,力求最佳路由。
EGP 外部网关协议,用于自治系统间的路由选择,力求不兜圈子。

4-35 试简述RIP,OSPF和BGP路由选择协议得主要特点。

RIP:分布式的基于距离向量的路由选择协议。距离即跳数,每经过一个网络加一。
特点:

  • 仅和相邻路由器交换信息。
  • 交换的信息是该路由器的路由表。
  • 按固定时间间隔交换信息。

OSPF:开放最短路径优先。使用链路状态协议。
特点:

  • 通过所有端口向自治系统中所有路由器发送信息。
  • 发送与本路由器相邻的所有路由器的链路状态。
  • 链路状态变化或一段时间后向所有路由器发送链路状态信息。

BGP:不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议。
特点:

  • 在不同的自治系统间交换可达性信息。
  • 只能找到一条能够到达目的网络的较好路由,并不是最佳路由。

4-36 RIP使用UDP,OSPF使用IP,而BGP使用TCP。这样做有何优点?为什么RIP周期性地和临站交换路由器由信息而BGP却不这样做?

RIP只和邻站交换信息,使用UDP随不可靠,但开销小,可以满足RIP要求;
OSPF使用可靠的洪泛法,直接使用IP,开销小;
BGP需要交换整个路由表和更新信息,TCP提供可靠交付保证传输质量、减少重传次数、减少带宽消耗;
RIP不可靠,所以需要周期性地交换信息,BGP使用TCP进行可靠传输,所以不需要这样。

4-37 假定网络中得路由器B的路由表有如下项目。
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现在B收到从C发来的路由信息如下表。
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先把B收到的路由信息中距离都加1,并且在后面添加C得新表:
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更新后路由表:

目的网络距离下一条路由备注
N17A无新信息,不变
N25C以新信息为准
N39C原路由表没有目的网络N1,添加进去
N65C相比于F,选择C为下一跳更短
N84E下一跳选择E与C距离相同,不变
N94F选择C为下一跳距离更长,不变。

4-38 如图所示。假定AS1和AS4运行协议RIP,AS2和AS3运行协议OSPF。AS之间运行程序eBGP和iBGP。目前先假定在AS2和AS4之间没有物理连接(图中的虚线表示这个假定)。

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(1)路由器R3c使用哪一个协议知道前缀X(X在AS4中)?
(2)路由器R3a使用哪一个协议知道前缀X?
(3)路由器R1c使用哪一个协议知道前缀X?
(4)路由器R1d使用哪一个协议知道前缀X?

(1)eBGP,从AS4的R4c知道。
(2)iBGP,从R3c知道。
(3)eBGP,从AS3的R3a知道。
(4)iBGP,从R1c知道的。

4-39 网络同上题。路由器R1d知道前缀X,并将前缀X写入转发表。
(1)试问路由器R1d应当从接口1还是接口2转发分组?请简述理由。
(2)先假定AS2和AS4之间有物理连接。假定路由器R1d知道到达前缀X可以经过AS2,但也可以经过AS3。试问路由器R1d应当从接口1还是接口2转发分组呢?请简述理由。
(3)现假定有另一个AS5处在AS2和AS4之间。假定路由器R1d知道到达前缀X可以经过路由[AS2,AS5,AS4],但也可以经过路由[AS3,AS4]。试问路由器R1d应当从接口1还是接口2进行分组转发?请简述理由。

(1)接口1。因为AS1内部运行协议RIP,所以会选择到达网关R1c的最短路由,从接口1转发需要两跳,接口2需要3条,所以选择接口1。
(2)AS1到AS4经过AS2或AS3都是两跳,R1d到达网关R1b只需要1跳,会选择接口2。
(3)会选择接口1,从接口1转发分组经过的自治系统少。选择路由首先选择自治系统间的适合路由,再选择自治系统内的最佳路由。

4-40 IGMP协议的要点是什么?隧道技术在多播中是怎样使用的?

要点:
IGMP是IP的一个组成部分,IGMP让多播路由器知道本局域网中的主机退出与加入多播组的情况。
IGMP的工作分为两个阶段:

  • 当某个主机加入新的多播组,该主机向多播地址发送一个IGMP报文,声明自己为该组成员。本网络的多播路由器收到IGMP报文后,还要利用多播路由选择协议把这种组成员关系转发给互联网上的其他多播路由器。
  • 组成员关系是动态的。本地多播路由器周期性地探寻本地局域网上的主机,只要有一台主机对某个组响应,多播路由器认为这个组就是活跃的。但一个组在多次询问后没有一台主机响应,多播路由器认为局域网上的主机都离开了这个组。

隧道技术:
当遇到不能传播多播数据报的网络时,路由器将多播数据报封装到单播数据报中以让其通过“隧道”,穿过隧道后,路由器再将多播数据报剥离出来,继续多播。

4-41 什么是VPN?VPN有哪些特点和优缺点?VPN有几种类别?

VPN是虚拟专用网,采用TCP/IP协议,利用共用互联网作为载体,使一个机构中分布在不同地理位置的主机可以像使用一个本机构的专用网一样通信。
优点:比建造专用网便宜。
缺点:要使用更复杂的技术,要进行保密通信时需要进行加密。
有三种类别:

  • 远程接入VPN:外地员工可以通过软件接入公司的内部专用网。
  • 内联网:本机构内部网络构成的VPN。
  • 外联网:外部机构与内部机构共同构成的VPN。

4-42 什么是NAT?什么是NAPT?NAPT有哪些特点?NAT的优点和缺点有哪些?

NAT是网络地址转换。NAPT是网络地址与端口号转换。
NAT的优点:可以使专用网的主机与互联网上的主机进行通信。
NAT的缺点:专用网内的主机轮流使用NAT路由器的全球IP,所以通过NAT路由器的通信必须由专用网内的主机发起,互联网上的主机不能向专用网内的主机发起通信,所以专用网内的主机不能当做服务器用。
NAPT利用运输层的端口号,专用网内的主机使用不同的端口号,所以NAT路由器上的一个全球地址就能供多个主机使用。

4-43 试把下列IPv4地址从二进制记法转换为点分十进制记法。
(1)10000001 00001011 00001011 11101111
(2)11000001 10000011 00011011 11111111
(3)11100111 11011011 10001011 01101111
(4)11111001 10011011 11111011 00001111

(1)129.11.11.239
(2)193.131.27.255
(3)231.219.139.111
(4)249.155.251.15

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。

转换为二进制后可以看出,主机号有10位,所以共有1024个地址号。

4-45 已知一/27网络中有一个地址是167.199.170.82,问这个网络的网络掩码,网络前缀长度和网络后缀长度是多少?

掩码:255.255.255.224.0
网络前缀的长度为:27位,后缀长度为5位。

4-46 已知条件同上题,试求这个地址块的地址数,首地址以及末地址各是多少?

地址数:25=32个
首地址:167.199.170.64
末地址:167.199.170.95

4-47 某单位分配到一个地址块14.24.74.0/24。该单位需要用到三个子网,对这三个子地址块的具体要求是:子网N1需要120个地址,子网N2需要60个地址,子网N3需要10个地址。请给出地址块的分配方案。

结果不是唯一的,只要地址块的地址数大于子网所需的地址数。
子网N1的地址块:14.24.74.0/25
N2:14.24.74.128/26
N3:14.24.74.192/28

4-48 如图所示,网络145.13.0.0/16划分为四个子网N1,N2,N3,N4。四个子网与路由器R连接的接口分别是m0,m1,m2,m3。路由器R的第五个接口m4连接到互联网。
计算机网络原理 谢希仁(第8版)第四章习题答案
(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。

(1)计算机网络原理 谢希仁(第8版)第四章习题答案
(2)首先与转发表第一行网络前缀的子网掩码进行按位AND运算,得到145.13.128.0/18。与网络前缀不匹配。由于前4行网络的子网掩码相同,所以不需要再进行按位AND运算,直接与后面的网络前缀进行对比即可。
与第三行的匹配,所以会通过m3端口转发出去。

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:

路由一到达网络 11.0.0.0/8
路由二达到网络 11.1.0.0/16
路由三到达网络 11.1.2.0/24

试问在转发这个分组时应当选择哪一个路由?

目的地址与三个网络前缀的子网掩码进行按位AND运算后所得结果与三个网络前缀均匹配,但按照最长前缀匹配原则,应该选择路由三。

4-50 同上题。假定路由1的目的网络11.0.0.0/8中有一台主机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,上面的这个转发表却把这个分组转发到路由3的目的网络11.1.2.0/24。是最长前缀匹配准则有时会出错么?

不是,最长前缀匹配没错。这是因为网络11.1.2.0/24是网络11.0.0.0/8的一个子网,主机H的IP地址11.1.2.3属于11.1.2.0/24的一个IP地址。网络11.0.0.0/8在分配网络时,不允许重复使用子网11.1.2.0/24中的网络地址。
所以是网络分配出错了,并不是最长前缀匹配出错。

4-51 已知一CIDR地址块为200.56.168.0/21。
(1)试用二进制形式表示这个地址块。
(2)这个CIDR地址块包括有多少个C类地址块?

(1)11001000.00111000.11001000.00000000
(2)第三个字节有3位是主机号,那么就有23=8个C类地址。

4-52 建议的IPv6协议没有首部检验和。这样做的优缺点是什么?

优点:加快了路由器处理数据报的速度,数据链路层检测到错误帧会丢弃,运输层使用UDP时,检测到错误数据报也会丢弃,使用TCP时,检测到有差错的就重传。所以网络层的检测可以省了。
缺点:也可能遇到数据链路层无法检测到的帧。

4-53 在IPv4首部中有一个“协议”字段,但在IPv6的固定首部却没有。这是为什么?

路由器在IP数据报时不需要协议的信息,只有目的主机需要,所以IPv6将IPv4的协议的功能用“下一个首部”完成。

4-54 当使用IPv6时,ARP协议是否需要改变?如果需要改变,那么应当进行概念性的改变还是技术性的改变?

需要改变。技术性的改变,因为ARP协议被合并到ICMPv6中,其功能未改变,还是获取相邻主机或路由器的MAC地址。但相对于新的IPv6报文,需要利用新的技术来将这种功能应用到IPv6中。

4-55 IPv6只允许在源点进行分片。这样做有什么好处?

减少了路由器分片和重组的时间,加快了IP数据报的转发速度。

4-56 设每隔1微微秒就分配出100万个IPv6地址。试计算大约要用多少年才能将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。

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)0000:0000:0000:AF36:7328:0000:87AA:0398
(4)2819:00AF:0000:0000:0000:0035:0CB2:B271

(1)::F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332
(2)::4D:ABCD
(3)::AF36:7328:0:87AA:398
(4)2819:AF::35:0CB2:B271

4-58 试把以下零压缩的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

(1)0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000
(2)0000:00AA:0000:0000:0000:0000:0000:0000
(3)0000: 1234:0000:0000:0000:0000:0000:0003
(4)0123:0000:0000:0000:0000:0000:0001:0002

4-59 从IPv4过渡到IPv6的方法有哪些?

主要是三种方法:
(1)双栈技术:主机或路由器同时装有IPV4和IPV6两个协议栈,因此主机既能和IPV4通 信, 也能和IPV6通信。
(2)隧道技术:在IPV6分组进入IPV4网络时,将IPV6分组封装成IPV4分组; 当 封装成IPV4分组 离开IPV4网络时,再装数据部分(IPV6部分)转发给目的节点。
(3)协议翻译技术:对IPV6和IPV4报头时行相互翻译,实现IPV4/IPV6协议和地址的转换。

4-60 多协议标签交换MPLS的工作原理是怎样的?它有哪些主要的功能?

在MPLS域的入口处给IP数据报打上标签,对打上标签了的IP数据报使用硬件转发,转发省去了到达路由器第三层使用软件转发的过程,直接在数据链路层利用硬件进行转发。
功能:
(1)能够转发等价类FEC,给属于同一个FEC的IP数据报都指定同样的标签,按同一条路径转发。
(2)MPLS可以将FEC用于负载均衡,网络管理员采用自定义的FEC可以更好的管理网络资源。
(3)使用标签分配协议LDP交换报文,转发过程在链路层使用硬件转发,转发速度快。

4-61 SDN的广义转发与传统的基于终点的转发有何区别?

4-62 试举出IP数据报首部中能够在OpenFlow1.0中匹配的三个字段。试举出在OpenFlow中不能匹配的三个IP数据报首部。

4-63 如图所示
计算机网络原理 谢希仁(第8版)第四章习题答案
(1)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。
(2)假定路由器R1要把H1发往123.1.2.16/29的分组从接口4转发出去。而把H2发往123.1.2.16/29的分组从接口3转发出去。
试问,在上述两种情况下,你都能够给出路由器R1的转发表么?转发表只需要给出发往123.1.2.16/29的分组应当从哪一个接口转发出去。

(1)可以给出:
计算机网络原理 谢希仁(第8版)第四章习题答案
(2)不能给出,因为不确定发送到路由器R1的分组将会从哪个接口转发出去。

4-64 已知一具有4个接口的路由器R1的转发表如表所示,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。
计算机网络原理 谢希仁(第8版)第四章习题答案
(1)试把以上转发表改换成另一形式,其中的目的地址范围改成前缀匹配,而转发表由4行增加为5行。
(2)若路由器收到一个分组,其目的地址是:
(a)11100000 10000001 01010001 01010101
(b)11100000 00000000 11010111 01111100
( c)11100001 10010000 00010001 01110111
试给出每一种情况分组转发的应当通过的接口。

(1)

网络前缀转发接口
224.1.0.0/160
224.0.0.0/161
224.0.0.0/72
224.0.0.0/63
0.0.0.0/03

(2)(a)接口二,(b)接口一,(c)接口二。

4-65 一路由器连接到三个子网,这三个子网的共同前缀是225.2.17/24。假定子网N1要有62台主机,子网N2要有105台主机,而子网N3要有12台主机。试分配这三个子网的前缀。

N2:225.2.17.0/25
N1:225.2.17.128/26
N3:225.2.17.192/28
剩余了48个地址。

4-66 如图是一个SDN OpenFlow网络。假定:

(1)任何来自H5或者H6并到达输入端口1的且发往H1或者H2的分组,应通过端口2转发出去。
(2)任何来自H1或者H2并到达输入端口2的且发往H5或者H6的分组,应通过端口1转发出去。
(3)任何从端口1或者2进入的且发往H3或者H4的分组,应交付指明的主机。
(4)H3或者H4彼此可以互相发送分组。
试给出交换机S2的流表项(每一行的“匹配+动作“)。
计算机网络原理 谢希仁(第8版)第四章习题答案

4-67 SDN OpenFlow 网络同上题。从主机H3或H4发出并到达S2交换机的分组,应遵循以下规则:
(1)任何来自H3并到达输入端口2的且发往H1,H2,H5,H6的分组,应顺时针转发出去。
(2)任何来自H4并到达输入端口2的且发往H1,H2,H5,H6的分组,应逆时针转发出去。
试给出交换机S2的流表项(匹配+动作)

4-68 SDN OpenFlow 网络同上题。在交换机S1和S3有这样的规定:从源地址H3或H4到来的分组,将按照分组首部中的目的地址进行转发。试给出交换机S1和S3的流表。

4-69 SDN OpenFlow 网络同上题。假定我们把交换机S2作为防火墙。防火墙的行为有一下两种:
(1)对于目的地址为H3和H4的分组,仅可转发从H1和H6发出的分组,也就是说,从H2和H5发出的分组应当被阻挡。
(2)仅对于目的地址为H3的分组才交付,也就是说,所有发往H4的分组均被阻挡。试分别对上述每一种情况给出交换机S2的流表。对于发往其他路由器的分组可不管。

程序员灯塔
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