第四章计算机网络作业和习题解答

第四章部分习题选讲4-09答：（1）可以代表C类地址对应的子网掩码默认值；前24位决定网络号和子网号，后8位决定主机号。

但也可以是A类或B类地址的掩码，此时主机号由最后8位决定，而路由器寻找网络则由前24位决定（答案可参见本题（3））。

（2）255．255．255．248相当于255.255.255.11111000，后三位是主机号，因此该网络能够连接8个主机，扣除全1和全0后为6台。

（3）A类和B类的子网掩码的形式是一样的，但是子网的数目不一样，A类为2^16-2=65534，B类为2^8-2=254。

答：A类网络：11111111 11111111 1111111100000000子网号（16位“1”），掩码（简称子网掩码）为255.255.255.0B类网络：11111111 11111111 1111111100000000 子网号（8位“1”），掩码（简称子网掩码）为255.255.255.0即这两个网络的子网掩码一样，但子网数目不同。

（4）255．255．240．0相当于255.255.11110000.0，主机部分为12位，所以每个子网的主机数最多为：212-2=4094。

（5）是一个有效的子网掩码，但不是一个方便的方法，因为子网中的1不是连续的。

（6）十六进制地址：C2.2F.14.81转换为点分二进数IP地址为：11000010．00101111．00010100．10000001。

再转换为点分十进制IP 地址为：194．47．20．129（是一个C类地址）。

（7）因为有可能需要将C类网络地址进一步划分为子网的情况，这就需要掩码说明子网的划分情况。

所以C类网络使用子网掩码有实际意义，可以提高网络利用率。

4－10A类地址1－126，B类地址128.1－191.255，C类地址192－223，D 类地址（多播）224－239,E类地址240－254（255不可用）。

4-12答：（1）之所以发现一数据报的首部检验和有错，则采取丢弃而不是重传的方式是因为以下两个原因：（a）在传输过程中，IP首部（参见P128-）中的源地址也可能是错误的，从而找不到正确的源站；（b）源站数据报发送完毕，并没有缓存（也因为a，没必要），已经无法重发。

（c）简化处理，节省时间，差错由端到端解决。

另外，纠错由上层运输层解决。

（2）数据报每经过一个结点，结点处理机就要计算一下校验和，CRC校验码的生成需要多项式除法，逐站使用代价太高，只计算首部校验和而不采用CRC校验码可以减少计算量，差错控制（重传）由上层（传输层）执行（减少路由器的计算时间）。

4-15答：最大传送单元MTU是数据链路层帧（IP层的下一层）格式中规定的数据字段最大长度。

当一个IP数据报封装成帧时，此数据报的总长度（即首部加上数据部分）一定不能超过该帧格式规定的MTU值（参见P129）。

显然，MTU就是IP数据报首部中的“总长度字段”的上限值。

需要注意的是：这个“总长度”字段是16 位，因此这个字段可以表示的最大数值是216-1=65535字节。

但实际上，数据链路层往往限制了IP数据报的总长度远远小于这个数值。

可用公式表示：IP数据报首部中的总长度＜＝min{MTU,65535}。

当IP数据报的总长度超过MTU时，需对IP数据报进行分片。

4-17（参见P129-P130例4-1）解：IP数据报由首部和数据两部分组成。

数据帧中的数据部分包含160bit的IP首部，即每个帧中包含的TCP报文长度是1200-160=1040bit。

因此，第二个局域网数据报必须分成4片：[3200/1040]=4片；其中：片1：160+1040，片2：160+1040，片3：160+1040，片4：160+80。

四片的首部共为：160×4=640bit；每片加上160位的首部，即局域网向上层要传送3200+4*160=3840比特的数据(即：1200+1200+1200+240=3840bit)。

4-19答：画图可分析ARP的解析过程。

主机A使用1次ARP，每个路由各使用1次ARP，共6次。

4-20(参见路由器转发分组的算法：P140)答：将目的网络地址与各子网的掩码相与，看是否与目的网络是否匹配？若匹配，则转相应接口，否则转默认路由,如果没有默认路由则出错。

计算中注意将IP地址和掩码最后一个字节展开成二进制计算。

（1）分组的目的站IP地址为：128.96.39.10（00001010）。

先与子网掩码255.255.255.128（10000000）相与，得128.96.39.0，可见该分组经接口m0转发。

（2）分组的目的IP地址为：128.96.40.12(00001100)。

(a)与路由表的第一行的子网掩码255.255.255.128(10000000)相与得128.96.40.0，不等于128.96.39.0。

(b)再与路由表的第二、三行的子网掩码255.255.255.128(10000000)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（10010111），（a）与路由表的第一、二、三行的子网掩码255.255.255.128(10000000)相与都得128.96.40.128，但与对应的目的网络均不匹配；(b)与路由表的第四行的子网掩码255.255.255.192（11000000）相与后得128.96.40.128，与目的网络也不匹配，经查路由表知，该分组选择默认路由转发，即经R4转发。

（4）同理，选R3转发。

（5）同理，选R4转发。

4-22解：数据报去头：4000-20=3980字节，1500字节去头：1500-20=1480，3980/1480=2…1020，所以应划分成3个短数据报片，长度分别为1480、1480、1020。

片偏移字段为：0，1480/8=185，3980/8=370。

MF标志位为110。

IP数据报固定首部长度为20字节。

各数据片的数据字段长度、片偏移字段和MF标志的值如下表：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）答：（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（126>122），（6）255.255.0.0(28=254>250)4-25以下有四个子网掩码，哪些是不推荐使用的？为什么？答：(1)176.0.0.0的第一个字节为10110000，“1”不连续；（2）96.0.0.0的第一个字节为01100000, “1”前有0；(3)127.192.0.0的第一个字节为01111111, “1”前有0；（4）255.128.0.0,推荐使用。

4-26有如下的4个、24地址块，试进行最大可能的地址聚合。

解：先求共同前缀，取最大的前缀即为CIDR地址块。

而第三个字节的仅最后两位不一样，分别是：10000100（132），10000101（133），10000110（134），10000111（135）。

所以共同的前缀有22位，即11010100 00111000 100001，聚合的CIDR 地址块是：212.56.132.0/224-30(略)解法：先选择需要主机较多的局域网主机数，参考图4-56，本题答案不唯一，本题给出的只是一组可选参考答案。

4-31 以下地址中的哪一个和86.32/12匹配?请说明理由。

解：86.32/12的第二个字节32=0010 0000，前缀为12位，说明第二字节的前4位0010在前缀中。

将给出的四个地址的第二字节转换成二进制数，看哪一个前4位是0010：（1）33=0010 0001，前4位是0010（2）79=0100 1111，前4位是0100（3）58=0011 1010，前4位是0011因此只有（1）的地址86.33.224.123是和86.32/12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？解：因为网络前缀为20位，因此只需将地址的第三字节按二进制数展开并观察(84=01010100/20)，其它三个字节分别简单用B1，B2和B4表示：B1.B2.01010100.B4/20,再取前20位，后面全0即为最小地址：最小地址：B1.B2.01010000.0000 0000/20=140.120.80.0/20最大地址：B1.B2.01011111.1111 1111/20=140.120.95.255/20显然：地址数是212=4096,相当于16个C类地址块（16*256）。

4-37 某单位分配到一个地址块是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）每个子网的网络前缀有多长？（2）每一个子网中的有多少个地址？（3）每一个子网中的地址块是什么？（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：(1)原来的网络前缀是26位，需要再增加2位才能划分4个一样大的子网，因此网络前缀是28位。

（2）因为每个子网的地址中有4位留给主机用，因此每个子网共有16个主机地址（可用14个）。

（3）四个子网的地址块是：136.23.12.64/28；136.23.12.80/28；136.23.12.96/28; 136.23.12.112/28; 64=0100 0000；80=0101 0000；96=0110 0000；112=0111 0000；(4)第一个地址块136.23.12.64/28可分配给主机使用的最小地址=B1.B2.B3.0100 0001=136.23.12. 65/28；最大地址= B1.B2.B3.0100 1110=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=B1.B2.B3.0101 0001=136.23.12. 81/28；最大地址= B1.B2.B3.0101 1110=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=B1.B2.B3.0110 0001=136.23.12. 97/28；最大地址= B1.B2.B3.0110 1110=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=B1.B2.B3.0111 0001=136.23.12. 113/28；最大地址= B1.B2.B3.0111 1110=136.23.12. 126/28；4-41 略。