1、第四章 作业参考答案4-05 IP 地址分为几类？各如何表示？ IP 地址的主要特点是什么？答：在 IPv4 的地址中，所有的地址都是 32 个二进制位，并且可记为IP 地址 := , IP 地址被分为 A、B、C 、D、E 五类，如下图所示。A 类地址：网络号字段为 1 字节，最前面的 1 位是 0。B 类地址：网络号字段为 2 字节，最前面的 2 位是 10。C 类地址：网络号字段为 3 字节，最前面的 3 位是 110。D 类地址：用于多播，最前面的 4 位是 1110。E 类地址：保留今后使用，最前面的 4 位是 1111。IP 地址特点如下：1.每一个 IP 地址都由网络号和主机号两
2、部分组成。从这个意义上说，IP 地址是一种分等级的地址机构；2.IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口；3.具有相同网络号的主机集合构成一个网络，因此，由转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络。具有不同网络号的局域网互连必须使用路由器；4.所有分配到网络号的网络都是平等的。4-07 试说明 IP 地址与硬件地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址？答：如下图所示，IP 地址在 IP 数据报的首部，而硬件地址则位于 MAC 帧的首部。在网络层以上使用的是 IP 地址，数据链路层及以下使用的是硬件地址。由于全世界存在着各式各样的网络，它们使用不同的硬件地址。要使这些异构网络能
3、够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作，因此由用户或用户主机来完成这项工作几乎是不可能的事。但统一的 IP 地址把这个复杂问题解决了。连接到因特网的主机只需拥有统一的 IP 地址，它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便，当需要把 IP 地址转换为物理地址时，调用 ARP 的复杂过程都是由计算机软件自动进行的，而用户是看不见这种调用过程的。因此，在虚拟的 IP 网络上用 IP 地址进行通信给广大计算机用户带来很大的方便。4-09 试回答下列问题：（1）子网掩码为 255.255.255.0 代表什么意思？（2）一网络的现在掩码为 255.255.255.248，问该网络能够连接
4、多少个主机？（3）一 A 类网络和一 B 类网络的子网号 subnet-id 分别为 16 个 1 和 8 个 1，问这两个网络的子网掩码有何不同？（4）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？（5）一 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？（6）某个 IP 地址的十六进制表示为 C2.2F.14.81，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？（7）C 类网络使用子网掩码有无实际意义？为什么？答：（1）可以代表 C 类地址对应的子网掩码默认值；也能表示 A 类和 B 类地址的
5、掩码，该子网掩码把 IP 地址前 24 位作为网络号，后 8 位是主机号。（2）255.255.255.248 转化成二进制是：11111111.11111111.11111111.11111000，根据掩码的定义，后三位是主机号，这样，网络可以有 8 个主机号，除掉全 0 和全 1 的两个，该网络能够接 6 个主机。（3）两个子网掩码都是 255.255.255.0；但是子网的数目不一样，前者为 65534，后者为 254。（4）255.255.240.0（11111111.11111111.11110000.00000000）表示的子网掩码，对应的主机号有 12位，所以每个子网的主机数最多
6、为：2 12-2=4094。（5）子网掩码由一串 1 和一串 0 组成，255.255.0.255 符合子网掩码的取值规则，是一个有效的子网掩码，但不推荐这样使用。实际中，极力推荐在子网掩码中选用连续的 1，以免出现可能发生的差错。（6）转为十进制，该 IP 地址是：194.47.20.129，为 C 类 IP 地址。（7）有实际意义。对于小网络这样做还可以进一步划分子网。4-17 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
7、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）？解：IP 数据报由首部和数据两部分组成，计算时要分开考虑。由于第二个局域网所能传送的最长数据帧的数据部分（即 IP 数据报）1200bit 中包含 160bit 的 IP 首部，故该 IP 数据报的数据部分的长度最多为 1200-160=1040bit。TCP 交给 IP 的数据共 3200bit=1040+1040+1040+80，因此 3200bit 的数据必须划分为 4 个数据报片，而每个数据报片的首部长度都是 160bit。所以得出第二个局域网向其上层要传送的 4 片数据总长度分别
8、为：数据报片 1 总长度为 160+1040=1200bit；数据报片 2 总长度为 160+1040=1200bit；数据报片 3 总长度为 160+1040=1200bit；数据报片 4 总长度为 160+80=240bit。因此第二个局域网向其上层要传送的数据共为 1200+1200+1200+240=3840bit。4-20 设某路由器建立了如下路由表：目的网络 子网掩码 下一跳128.96.39.0 255.255.255.128 接口 m0128.96.39.128 255.255.255.128 接口 m1128.96.40.0 255.255.255.128 R2192.4.1
9、53.0 255.255.255.192 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试分别计算其下一跳。解：用目的 IP 地址和路由表中的子网掩码相与，若结果出现在路由表中的目的网络中，则转发相应的下一跳，若没有出现在路由表的目的网络中，则转发到默认站 R4。（1）分组的目的 IP 地址为：128.96.39.10，与子网掩码 255.255.255.128 进行与运算，得128.96.39.0，经查路由表可知，该分组经接
10、口 m0 转发。（2）分组的目的 IP 地址为：128.96.40.12，与子网掩码 255.255.255.128 进行与运算，得128.96.40.0，经查路由表可知，该分组经 R2 转发。（3）分组的目的 IP 地址为：128.96.40.151，与子网掩码 255.255.255.128 进行与运算，得128.96.40.128，与子网掩码 255.255.255.192 进行与运算，得 128.96.40.128，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经 R4 转发。（4）分组的目的 IP 地址为：192.4.153.17，与子网掩码 255.255.255.128 进行与运算，得1
11、92.4.153.0，与子网掩码 255.255.255.192 进行与运算，得 192.4.153.0，经查路由表知，该分组经 R3 转发。（5）分组的目的 IP 地址为：192.4.153.90，与子网掩码 255.255.255.128 进行与运算，得192.4.153.0，与子网掩码 255.255.255.192 进行与运算，得 192.4.153.64，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经 R4 转发。4-21 某单位分配到一个 B 类 IP 地址，其 net-id 为 129.250.0.0。该单位有 4000 台机器，平均分布在 16个不同的地点。如选用子网掩码为 255.
12、255.255.0，试给每一地点分配一个子网号码，并算出每个地点主机号码的最小值和最大值。答：4000/16=250 ，平均每个地点有 250 台机器。如选 255.255.255.0 为掩码，则每个网络所连主机数：28-2=254250，共有子网数：2 8-2=25416，能满足实际需求。可给每个地点分配如下子网号码，并计算出每个地点主机 IP 的最小值和最大值如下表。地点 子网号 子网网络号 主机 IP 最小值 主机 IP 最大值1 00000001 129.250.1.0 129.250.1.1 129.250.1.2542 00000010 129.250.2.0 129.250.2.
13、1 129.250.2.2543 00000011 129.250.3.0 129.250.3.1 129.250.3.2544 00000100 129.250.4.0 129.250.4.1 129.250.4.2545 00000101 129.250.5.0 129.250.5.1 129.250.5.2546 00000110 129.250.6.0 129.250.6.1 129.250.6.2547 00000111 129.250.7.0 129.250.7.1 129.250.7.2548 00001000 129.250.8.0 129.250.8.1 129.250.8.
14、2549 00001001 129.250.9.0 129.250.9.1 129.250.9.25410 00001010 129.250.10.0 129.250.10.1 129.250.10.25411 00001011 129.250.11.0 129.250.11.1 129.250.11.25412 00001100 129.250.12.0 129.250.12.1 129.250.12.25413 00001101 129.250.13.0 129.250.13.1 129.250.13.25414 00001110 129.250.14.0 129.250.14.1 129
15、.250.14.25415 00001111 129.250.15.0 129.250.15.1 129.250.15.25416 00010000 129.250.16.0 129.250.16.1 129.250.16.2544-26 有如下的 4 个/24 地址块，试进行最大可能的聚合。212.56.132.0/24212.56.133.0/24212.56.134.0/24212.56.135.0/24解：这四个地址块中前两个字节相同，因此，只需要比较第三个字节。132=(10000100)2，133=(10000101) 2，134=(10000110) 2，135=(1000011
16、1) 2可以看出，第三个字节仅最后 2 位不一样，而前面 6 位都相同，所以这四个地址块共同的前缀有 22位，即 11010100 00111000 100001。所以最大可能的聚合的 CIDR 地址块为：212.56.132.0/22。4-32 以下的地址前缀中哪一个地址和 2.52.90.140 匹配？请说明理由。（1）0/4；（2）32/4；（3）4/6；（4）80/4。解：给出的四个地址块的前缀有 4 位和 6 位两种，因此我们只观察地址 2.52.90.140 的第一字节。2.52.90.140/4=0000*，2.52.90.140/6=000000*（1）0/4=0000* ，
17、（2）32/4=0010*， （3）4/6=000001*， （4）80/4=0101*由此可见，只有前缀（1）0/4 和地址 2.52.90.140 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：给定地址的前缀是 20 位，因此只要观察地址的第三字节即可。只要把第三个字节写成二进制，其他三个字节用 B1，B2 和 B4 表示：140.120.84.24/20= B1.B2.01010100.B4/20最小地址是：B1.B2.01010000.0000000
18、0，即：140.120.80.0最大地址是：B1.B2.01011111.11111111，即：140.120.95.255地址掩码是：11111111.11111111.11110000.00000000，即：255.255.240.0地址块中共有 IP 地址：2 124096，相当于 2416，即 16 个 C 类地址。4-37 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 4 个一样大的子网。试问：（1）每个子网的前缀有多长？（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）
19、原来网络前缀是 26 位，需要再增加 2 位，才能划分 4 个一样大的子网。因此每个子网的网络前缀是 28 位。（2）每个子网的地址中有 32-28=4 位留给主机用，因此共有 24=16 个地址（可用的有 14 个）。（3）地址中的前三个字节分别记为 B1，B2 和 B3，则 136.23.12.64/26= B1.B2.B3.01000000/26，四个子网的地址块是：B1.B2.B3.01000000/28=136.23.12.64/28，B1.B2.B3.01010000/28=136.23.12.80/28 ，B1.B2.B3.01100000/28=136.23.12.96/28，
20、B1.B2.B3.01110000/28=136.23.12.112/28（4）地址中的前三个字节分别记为 B1，B2 和 B3，则地址块 136.23.12.64/28 可分配给主机使用的最小地址： B1.B2.B3.01000001=136.23.12.65，最大地址：B1.B2.B3.01001110=136.23.12.78地址块 136.23.12.80/28 可分配给主机使用的最小地址： B1.B2.B3.01010001=136.23.12.81，最大地址：B1.B2.B3.01011110=136.23.12.94地址块 136.23.12.96/28 可分配给主机使用的最小地
21、址： B1.B2.B3.01100001=136.23.12.97，最大地址：B1.B2.B3.01101110=136.23.12.110地址块 136.23.12.112/28 可分配给主机使用的最小地址：B1.B2.B3.01110001=136.23.12.113，最大地址：B1.B2.B3.01111110=136.23.12.1264-38 IGP 和 EGP 这两类协议的主要区别是什么？答：IGP 是内部网关协议，即在一个自治系统内部使用的路由选择协议。目前这类路由选择协议使用得最多，如 RIP 和 OSPF 协议。EGP 是外部网关协议，用于在不同的自治系统边界传递路由信息，与
22、 AS 内部使用何种路由协议无关。目前使用最多的是 BGP-4。4-39 试简述 RIP、OSPF 和 BGP 路由选择协议的主要特点。答：RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，其主要特点：（1）仅和相邻路由器交换信息。（2）路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。（3）按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔 30 秒。OSPF 最主要的特征就是使用分布式的链路状态协议，其主要特点：（1）使用洪泛法向本自治系统中所有路由器发送信息。（2）发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态。（3）只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息
23、。BGP 是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议，它采用路径向量路由选择协议，其主要特点：（1）BGP 在自治系统 AS 之间交换 “可达性”信息（即“可到达”或“不可到达”）。（2）自治系统 AS 之间的路由选择必须考虑有关策略。（3）BGP 只能力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由，而并非要寻找一条最佳路由。4-41 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”）N1 7 AN2 2 CN6 8 FN8 4 EN9 4 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” ）：N2 4N3 8N6 4N8 3N9 5试求出路由器 B 更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。 解：先把收到的路由信息中的“距离”加 1：N2 5N3 9N6 5N8 4N9 6路由器 B 更新后的路由表如下：N1 7 A 无新信息，不改变。N2 5 C 相同的下一跳，更新。N3 9 C 新的项目，添加进来。N6 5 C 不同的下一跳，距离更短，更新。N8 4 E 不同的下一跳，距离一样，不改变。N9 4 F 不同的下一跳，距离更大，不改变。
