习题--网络层(30题答案版)

1、作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？

中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。

物理层中继系统：转发器(repeater)。

数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。 网络层中继系统：路由器(router)。 网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。 网络层以上的中继系统：网关(gateway)。

2、试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。

IP协议：实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议。 ARP协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。 RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。 ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会 因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。

3、IP地址的主要特点是什么？

（1）IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：

第一，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。

第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。

（2）实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。

当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为多归属主机(multihomed host)。

由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。

(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。 (4) 所有分配到网络号 net-id 的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。

4、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？

IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。从而把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络

在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。

MAC地址在一定程度上与硬件一致，基于物理、能够标识具体的链路通信对象、IP地址给予逻辑域的划分、不受硬件。

5、

（1）子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？

有三种含义

其一是一个A类网的子网掩码，对于A类网络的IP地址，前8位表示网络号，后24位表示主机号，使用子网掩码255.255.255.0表示前8位为网络号，中间16位用于子网段的划分，最后8位为主机号。

第二种情况为一个B类网，对于B类网络的IP地址，前16位表示网络号，后16位表示主机号，使用子网掩码255.255.255.0表示前16位为网络号，中间8位用于子网段的划分，最后8位为主机号。 第三种情况为一个C类网，这个子网掩码为C类网的默认子网掩码。

（2）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？

255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000. 每一个子网上的主机为(2^3)=6 台

掩码位数29，该网络能够连接8个主机，扣除全1和全0后为6台。

（3）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？

A类网络：11111111 11111111 11111111 00000000 给定子网号（16位“1”）则子网掩码为255.255.255.0 B类网络 11111111 11111111 11111111 00000000

给定子网号（8位“1”）则子网掩码为255.255.255.0但子网数目不同

（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？

（240）10=（128++32+16）10=（11110000）2 Host-id的位数为4+8=12，因此，最大主机数为： 2^12-2=4096-2=4094

11111111.11111111.11110000.00000000 主机数2^12-2

(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？ 是 10111111 11111111 00000000 11111111

(6)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？

C2 2F 14 81--à(12*16+2).(2*16+15).(16+4).(8*16+1)---à194.47.20.129 C2 2F 14 81 ---à11000010.00101111.00010100.10000001 C类地址

(7)C类网络使用子网掩码有无实际意义？为什么？

有实际意义.C类子网IP地址的32位中,前24位用于确定网络号,后8位用于确定主机号.如果划分子网,可以选择后8位中的高位,这样做可以进一步划分网络,并且不增加路由表的内容,但是代价是主机数相信减少.

6、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）.3.0.1 （6）200.3.6.2

(2)和(5)是A类,(1)和(3)是B类,(4)和(6)是C类.

7、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？

答：IP层下面数据链里层所限定的帧格式中数据字段的最大长度，与IP数据报首部中的总长度字段有关系

8、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）?

答：第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit，即每个IP数据片的数据部分<1200-160(bit)，由于片偏移是以8字节即bit为单位的，所以IP数据片的数据部分最大不超过1024bit，这样3200bit的报文要分4个数据片，所以第二个局域网向上传送的比特数等于（3200+4×160），共3840bit。

9、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？

6次，主机用一次，每个路由器各使用一次。

10、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m0 128.96.39.128 255.255.255.128 接口m1 128.96.40.0 255.255.255.128 R2 192.4.153.0 255.255.255.192 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）192.153.17 （5）192.4.153.90 试分别计算下一跳

1）分组的目的站IP地址为：128.96.39.10。先与子网掩码255.255.255.128相与，得128.96.39.0，可见该分组经接口0转发。

（2）分组的目的IP地址为：128.96.40.12。

① 与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，不等于128.96.39.0。

② 与子网掩码255.255.255.128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，与子网掩码255.255.255.128相与后得128.96.40.128，与子网掩码255.255.255.192相与后得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相与后得192.4.153.0。与子网掩码255.255.255.192相与后得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相与后得192.4.153.0。与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4转发。

11、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，分布在16个不同的地点。如选用子网掩码为255.255.255.0，试给每一个地点分配一个子网掩码号，并算出每个地点主机号码的最小值和最大值。

4000/16=250，平均每个地点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=254>250，共有子网数=28-2=254>16，能满足实际需求。 可给每个地点分配如下子网号码

地点： 子网号（subnet-id）子网网络号 主机IP的最小值和最大值 1： 00000001 129.250.1.0 129.250.1.1---129.250.1.254 2： 00000010 129.250.2.0 129.250.2.1---129.250.2.254 3： 00000011 129.250.3.0 129.250.3.1---129.250.3.254 4： 00000100 129.250.4.0 129.250.4.1---129.250.4.254 5： 00000101 129.250.5.0 129.250.5.1---129.250.5.254 6： 00000110 129.250.6.0 129.250.6.1---129.250.6.254 7： 00000111 129.250.7.0 129.250.7.1---129.250.7.254 8： 00001000 129.250.8.0 129.250.8.1---129.250.8.254 9： 00001001 129.250.9.0 129.250.9.1---129.250.9.254 10： 00001010 129.250.10.0 129.250.10.1---129.250.10.254 11： 00001011 129.250.11.0 129.250.11.1---129.250.11.254 12： 00001100 129.250.12.0 129.250.12.1---129.250.12.254 13： 00001101 129.250.13.0 129.250.13.1---129.250.13.254 14： 00001110 129.250.14.0 129.250.14.1---129.250.14.254 15： 00001111 129.250.15.0 129.250.15.1---129.250.15.254 16： 00010000 129.250.16.0 129.250.16.1---129.250.16.254

12、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）。 （1）2，（2）6，（3）30，（4）62，（5）122，（6）250.

（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，（6）255.255.0.0

13、有如下的4个/24地址块，试进行最大可能性的聚会。 212.56.132.0/24 212.56.133.0/24 212.56.134.0/24 212.56.135.0/24

212=（11010100）2，56=（00111000）2 132=（10000100）2， 133=（10000101）2 134=（10000110）2， 135=（10000111）2

所以共同的前缀有22位，即11010100 00111000 100001，聚合的CIDR地址块是：212.56.132.0/22

14、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。

208.128/11的前缀为：11010000 100

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。

15、已知路由器R1的路由表如表4—12所示。 表4-12 习题4-28中路由器R1的路由表 地址掩码 目的网络地址 下一跳地址 路由器接口 /26 140.5.12. 180.15.2.5 m2 /24 130.5.8.0 190.16.6.2 m1 /16 110.71.0.0 …… m0 /16 180.15.0.0 …… m2 /16 196.16.0.0 …… m1

110.71.4.5 m0 默认 默认

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。对不能确定的情应该指明。 答案见p380

16、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。R5和远地的三个部门的局域网LAN6～LAN8通过广域网相连。每一个局域网旁边标明的数字是局域网上的主机数。试给每一个局域网分配一个合适的网络的前缀。 答案见p380

17、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。

86.32/12 è 86.00100000 下划线上为12位前缀说明第二字节的前4位在前缀中。

给出的四个地址的第二字节的前4位分别为：0010 ，0100 ，0011和0100。因此只有（1）是匹配的。

18、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）152.0/11

前缀（1）和地址2.52.90.140匹配 2.52.90.140 è 0000 0010.52.90.140 0/4 è 0000 0000 32/4 è 0010 0000 4/6 è 0000 0100 80/4 è 0101 0000

19、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./12；（4）152.0/11。 前缀（4）和这两个地址都匹配

20、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。 （1）/2 ; (2) /4 ; (3) /11 ; (4) /30 。

21、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？地址块有多少个地址？相当于多少个C类地址？

140.120.84.24 è 140.120.(0101 0100).24 最小地址是 140.120.(0101 0000).0/20 (80) 最大地址是 140.120.(0101 1111).255/20 (95) 地址数是4096.相当于16个C类地址。

22、已知地址块中的一个地址是190.87.140.202/29。重新计算上题。

190.87.140.202/29 è 190.87.140.(1100 1010)/29 最小地址是 190.87.140.(1100 1000)/29 200 最大地址是 190.87.140.(1100 1111)/29 207 地址数是8.相当于1/32个C类地址。

23、某单位分配到一个地址块136.23.12./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）每个子网前缀28位。

（2）每个子网的地址中有4位留给主机用，因此共有16个地址。 （3）四个子网的地址块是：

第一个地址块136.23.12./28，可分配给主机使用的

最小地址：136.23.12.01000001＝136.23.12.65/28 最大地址：136.23.12.01001110＝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：136.23.12.01010001＝136.23.12.81/28 最大地址：136.23.12.01011110＝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：136.23.12.01100001＝136.23.12.97/28 最大地址：136.23.12.01101110＝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：136.23.12.01110001＝136.23.12.113/28 最大地址：136.23.12.01111110＝136.23.12.126/28

24、试简述RIP，OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。

IGP：在自治系统内部使用的路由协议；力求最佳路由

EGP：在不同自治系统便捷使用的路由协议；力求较好路由（不兜圈子）

EGP必须考虑其他方面的，需要多条路由。代价费用方面可能可达性更重要。

IGP：内部网关协议，只关心本自治系统内如何传送数据报，与互联网中其他自治系统使用什么协议无关。 EGP：外部网关协议，在不同的AS边界传递路由信息的协议，不关心AS内部使用何种协议。

注：IGP主要考虑AS内部如何高效地工作，绝大多数情况找到最佳路由，对费用和代价的有多种解释。

25、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无可靠保障，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，灵活、开销小；

BGP需要交换整个路由表和更新信息，TCP提供可靠交付以减少带宽消耗；

RIP使用不保证可靠交付的UDP，因此必须不断地（周期性地）和邻站交换信息才能使路由信息及时得到更新。但BGP使用保证可靠交付的TCP因此不需要这样做。

26、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 A N2 2 B N6 8 F N8 4 E N9 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”“距离”）： N2 4 N3 8 N6 4 N8 3 N9 5

试求出路由器B更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。

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

27、假定网络中的路由器A的路由表有如下的项目（格式同上题）： N1 4 B N2 2 C N3 1 F N4 5 G

现将A收到从C发来的路由信息（格式同上题）： N1 2 N2 1 N3 3 N4 7

试求出路由器A更新后的路由表（详细说明每一个步骤）。

路由器A更新后的路由表如下：

N1 3 C 不同的下一跳，距离更短，改变 N2 2 C 不同的下一跳，距离一样，不变 N3 1 F 不同的下一跳，距离更大，不改变 N4 5 G 无新信息，不改变

28、隧道技术是怎样使用的？

隧道技术：多播数据报被封装到一个单播IP数据报中，可穿越不支持多播的网络，到达另一个支持多播的网络。

29、什么是VPN？VPN有什么特点和优缺点？VPN有几种类别？

1、什么是VPN？

答：VPN的英文全称是“Virtual Private Network”，翻译过来就是“虚拟专用网络”。顾名思义，虚拟专用网络可以

把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。

2、VPN有什么特点和缺点

答：优点：与传统的广域网相比，虚拟专用网能够减少运营成本以及降低远程用户的连接成本。此外，虚拟专用网固定的通讯成本有助于企业更好地了解自己的运营开支。虚拟专用网还能够提供低成本的全球网络机会。

缺点：基于互联网的虚拟专用网的可靠性和性能不再企业的直接控制之下。机构必须依靠提供虚拟专用网的互联网服务提供商保持服务的启动和运行。这个因素对于与互联网服务提供商协商一个服务级协议，从而创建一个保证各种性能指标的协议，是非常重要的。

优点：虚拟专用网提供一个高水平的安全，使用高级的加密和身份识别协议防止数据被窥探，防止数据窃贼和其它非授权的用户窥探数据。

缺点：企业创建和部署一个虚拟专用网并不是非常容易。这个技术需要对网路和安全问题有高水平的理解以及认真地规划和配置。因此，选择一个互联网服务提供商处理更多的具体的运营问题是一个好主意。

优点：设计良好的宽带虚拟专用网是模块化的和伸缩性的。虚拟专用网技术能够让应用者使用容易设置的互联网基础设施，允许迅速地和方便地向这个网络增加新用户。这个能力意味着企业不必增加额外的基础设施就能够提供大量的网络容量和应用。

缺点：不同厂商的虚拟专用网产品和解决方案并不是总是相互兼容的，因为许多厂商不愿意或者没有能力遵守虚拟专用网技术标准。因此，设备的混合搭配可能引起技术难题。另一方面，使用一家供应商的设备也许会增加成本。

优点：虚拟专用网能够让移动员工、远程办公人员、业务合作伙伴和其他人利用本地可用的、高速宽带接入技术访问公司的网络，如DSL、线缆和wifi等技术。此外，高速宽带连接为连接远程办公室提供一个节省成本的方法。

缺点：虚拟专用网在与无线设备一起使用时会产生安全风险。接入点之间的漫游特别容易出现问题。当用户在接入点之间漫游的时候，任何依靠高水平加密的解决方案都会被攻破。幸运的是有一些第三方解决方案能够解决这个缺陷。

3、VPN有几种类别?

答：按实用技术不同又分为以下类别

pptp ,l2tp ,ipsec , ssl ,mpls 等等

30、什么是NAT?NAPT有哪些特点？NAT的优点和缺点有哪些？NAT的优点和缺点有哪些？

NAT就是在内部专用网络中使用内部地址(不可路由)，而当内部节点要与外界网络发生联系时，就在边缘路由器或者防火墙处，将内部地址替换成全局地址，即可路由的合法注册地址，从而在外部公共网上正常使用，其具体的做法是把IP包内的地址域用合法的IP地址来替换。

NAPT特点：将内部连接映射到外部网络中的一个单独的IP地址上，同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的TCP端口号。 NAT的优点

§节省公有合法IP地址

§处理地址交叉 §增强灵活性 §安全性 NAT的缺点 §延迟增大

§配置和维护的复杂性 §不支持某些应用