计算机网络与通信第6章习题

第6章：网络层

1. 假设在以太网上运行IP协议，源主机A要和IP地址为的主机B通信，请问A如何得到主机B的MAC地址（说明采用的协议以及查找过程）

解答：

主机A采用地址解析协议ARP获得主机B的MAC地址，具体过程如下：

(1)主机A首先很据主机B的IP地址,在自己的ARP高速缓存表查找与之对应的MAC地址。如果可以找到，不再进行地址解析；否则，则以广播方式发送一个ARP请求分组，该请求分组中包含主机A的IP地址、MAC地址以及主机B的主机地址。

(2)主机B在接收到ARP请求分组时，将完成地址解析，并发送ARP应答分

组，该分组包含了主机B的MAC地址。

(3)主机A收到来自主机B的ARP应答分组时，将提取主机B的IP地址和MAC

地址加入到ARP高速缓存表中，然后将具有完整的源IP地址、目的IP地址、目的MAC地址和数据作为一个发送分组，传送给数据链路层并封装成帧。

2. 考虑如图所示的采用基于距离矢量的路由选择算法的子网。假设路由器C刚

启动，并测得到达它的邻接路由器B、D、E的时延分别等于6、3、5。此后，路由器C依次收到下列矢量：来自D的（16，12，6，0，9，10）、来自E的（7，6，3，9，0，4）以及来自B的（5，0，8，12，6，2）。上面的矢量表示的是发送该矢量的结点分别与结点A、B、C、D、E、F的延时。则路由器C 在收到3个矢量之后的新路由表是什么

解答：

已知路由器C测得到达自己的邻接路由器B、D和E的时延分别等于6、3和5。在收到来自D的矢量（16、12、6、0、9、10）后，路由器C的路由表如表1所示。

表1

自E的矢量（7，6，3，9，0，4）后，路由器C的路由表如表2所示。

表2

在收到来自B的矢量（5，0，8，12，6，2）后，路由器C的路由表如表3 所示。

表3

3. 一个有50个路由器的网络，采用基于矢量距离算法的路由选择算法，路由

表的每个表项长度为6字节，每个路由器都有3个邻接路由器，每秒与每个邻接路由器交换1次路由表。则每条链路上由于路由器更新路由信息而耗费的带宽是多少

解答：

在该网络上共有50个路由器，因此每个路由器的路由表的大小为6*8*50=2400b。在基于距离矢量的路由选择算法中，每个路由器都定期地与所有相邻的路由器交换整个路由表，并以此更新自己的路由表项。由于每个路由器每秒与自己的每个邻接路由器交换1次路由表，一条链路连接两个路由器，因此，每秒在一条链路上交换的数据为2*2400=4800b，即由于更新路由信息而耗费的带宽为4800b/s。

4. 假设有一个IP数据报，头部长度为20B，数据部分长度为2000B。现该分组

从源主机到目的主机需要经过两个网络，这两个网络所允许的最大传输单元MTU为1500B和576B。请问该数据报如何进行分片

解答：

头部长为20B，数据部分长为2000B的IP数据报在经过MTU为1500B的第一个网络时进行分片，分为2个分片，分片1携带1480B的数据，而分片2携带520B的数据。在经过MTU为576B的第二个网络时，分片1仍然需要进一步分片，分为3个分片，分片3和分片4都携带556B的数据，分片5携带368B的数据。因此，目的主机将收到4个分片，即分片2、分片3、分片4、分片5。

5. 假设主机A要向主机B传输一个长度为512KB的报文，数据传输速率为

50Mb/s，途中需要经过8个路由器。每条链路长度为1000km，信号在链路中的传播速度为200000km/s,并且链路是可靠的。假定对于报文与分组，每个路由器的排队延迟时间为1ms，数据传输速率也为50Mb/s。那么，在下列情况下，该报文需要多长时间才能到达主机B

(1)采用报文交换方式，报文头部长为32B；

(2)采用分组交换方式，每个分组携带的数据为2KB，头部长为32KB。

解答：

(1)如果采用报文交换方式，由于报文头部长为32B，报文携带的数据为

512KB，整个报文长为（32+512*1024）*8=4194560（b）。已知数据传输速率为50Mb/s，则发送该报文所需的传输延时为4194560/50（us）≈84(ms)。

另外，报文经过每个路由器的排队时延为1ms，在每条链路上的传播时延为1000/200000=(s)=5(ms)>

因此，该报文从主机A到主机B所需的总时间=9*传输时延+9*传播时延+8*

(2)如果采用分组交换方式，由于分组头部长为32B，每个分组携带的数据为

2KB，每个分组的总长度为（32+2*1024）*8=16640（b），分组的个数N为512/2=256。已知数据传输速率为50Mb/s，则发送该一个分组所需的传输时延为16640/50(us) ≈(ms)。

另外，每个分组经过每个路由器的排队时延为1ms，在每条链路上的传播时延为1000/200000=(s)=5(ms)。

因此，从主机A到主机B发送所有分组所需的总时间为主机A发送（N-1）个分组的传输时延加上最后一个分组从主机A到主机B的总时间，即等于（N-1）*传输时延+9*传播时延+8*排队时延=（256-1）*+9*+9*5+8*1 ≈140(ms)。

6. 已知5台主机A、B、C、D、E经过路由器R1、R2、R3、R4连接的网络结构

如图所示。试回答以下问题：

(1)主机A到主机B的IP数据报经过的路径和主机B到主机A经过的路径是

否一定相同

(2)请写出路由器R1的静态路由表。

解答:

(1)由于主机A和主机B之间只存在一条路径A←→R1←→R4←→B,因此主机

A到主机B的IP数据报与主机B到主机A的IP数据报所经过的传输路径是相同的（但方向是相反的）

(2)路由器R1的静态路由表如表所示。

目的站点下一跳目的站点下一跳

A直接D R3

B R4E直接

C直接

7. 某个单位的网点由4个子网组成，结构如图所示，其中主机H1、H2、H3、H4