學習筆記：計算機網絡基礎 - 網絡層（課後習題）

一、填空題

在廣域網中，網絡層提供了______和______兩種服務。在當今的因特網中，主要使用______服務功能，網絡層不提供可靠的傳輸服務，而是把通信的可靠性交給上層的端到端的用戶主機來處理。
以太網數據鏈路層上的數據幀又稱爲______，在裝配幀時除了在首部加上控制信息外，還有在原始數據的尾部加上______。IP數據報是工作在______層的最小傳輸單元，在構造IP數據報時，只是在原始數據的______加上控制信息。
路由器是工作在______層的網絡互聯設備，使用它互聯的兩個局域網，其下面的______層和______層的協議可以是不同的。
對於以太網來說，IP數據報交給數據鏈路層將被封裝爲______。在該數據單元看不到IP地址，IP地址作爲數據的一部分被隱藏起來。
從已知的IP地址找出對於物理地址的映射所採用的的協議是______。
每一個主機都設有一個ARP______，其中存放了一個從IP地址到硬件地址的映射表（支持動態更新），它可以減少網絡的通信量。
一個32比特的二進制地址，用軟件實現、並在全局唯一地定義接入網絡的一個主機或路由器。這個地址我們成爲______。
因特網中IP地址常用的三種類別分別是A類、B類和C類，32位地址碼前面若干比特用來標識網絡號，A類、B類和C類的類別位（即標識位）分別是______、______ 和 ______ 比特。對於B類地址，最大的主機數是______。
IP地址的主機部分如果全部爲1，則表示______地址，IP地址的主機部分若全部爲0，則表示______地址，因此這兩種地址都屬於保留地址。第一個字節爲127的IP地址（如127.0.0.1）被稱爲______地址，因此也屬於保留地址。
將IP地址11001010010111010111100000101101按照點分十進制表示應該爲______，這是一個______類地址，所屬的網絡號（即網絡地址）爲______，C類地址所對應的默認子網掩碼是______。
在IPv4版本中，IP地址是一個具有兩級或三級的層次結構。設某臺主機的IP地址爲117.23.43.12，則該主機所在的網絡地址是______，默認的子網掩碼是______。假定另一臺主機的IP地址是192.168.1.51，則該主機所在的網絡地址是______，其中第4個字節是主機號，如果把主機號的前幾位作爲子網號，這樣的地址就被劃分爲三級結構，即網絡號+子網號+主機號
假定某計算機IP地址是208.37.62.23，那麼該計算機在______類網絡上，如果該網絡的子網掩碼（又稱爲地址掩碼）爲255.255.255.240，問該網絡最多可以劃分______子網，每個子網最多可以有______臺主機。
採用子網劃分後，IP地址的組成結構爲______，子網劃分導致實際可分配的IP地址數目減少。
在Internet中，IP數據報的交付可分爲兩種方式，分別是______和______。
路由器一般具有多個輸入端口和多個輸出端口，它工作在______，主要用來存儲和轉發分組。
根據網絡的當前狀態信息來進行路由選擇，這種算法稱爲______，也稱爲自適應路由選擇算法。
路由信息協議（RIP）是內部網關協議中廣泛採用的一種基於______的協議，其最大的優點是______。RIP規定分組每經過一個路由器，跳數就增加1，在實際使用中，一條路徑上最多可包含的路由器是______個。
一種分佈式的、基於鏈路狀態的內部網關協議，克服了RIP協議的缺點，能很好的應用於大規模、拓撲變化快的互聯網絡環境。這種內部網關協議稱爲：______。

二、選擇題

市話網在數據傳輸期間，在源結點和目的結點之間有一條利用中間結點（即電話交換機）構成的物理鏈路。這種市話網採用______技術。
A.報文交換
B.線路交換
C.虛電路分組交換
D.數據報分組交換
下列說法中，哪一項是正確的？______。
A.虛電路與線路交換沒有實質不同
B.在通信的兩個結點之間只能拿簡歷一條虛電路
C.虛電路有連接建立、數據傳輸、連接拆除3個階段
D.虛電路的各個結點需要爲每個分組作路由選擇判定
數據報分組交換方式的主要特點不包括______。
A.同一報文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網
B.在每次數據傳輸前必須在發送方與接收方之間建立一條邏輯連接
C.同一報文的不同分組到達目的結點時有可能出現亂序、丟失現象
D.每個分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址與源地址
關於IP協議提供的服務，下列哪種說法是正確的______。
A.IP提供不可靠的數據報傳送服務，因此它可以隨意丟棄數據報
B.IP提供可靠的數據報傳送服務，因此數據報傳送可以受到保障
C.IP提供可靠的數據傳送服務，因此它不能隨意丟棄報文
D.IP提供不可靠的數據報傳送服務，因此數據報傳送不能受到保障
______既標識了一個網絡，又標識了該網絡上的一個特定主機。
A.主機名
B.MAC地址
C.IP地址
D.物理地址
在下面的IP地址中屬於C類地址的是______。
A.141.0.110.11
B.10.110.1.2
C.197.234.11.123
D.225.33.45.10
ARP協議的主要功能是______。
A.將IP地址解析爲物理地址
B.將物理地址解析爲IP地址
C.將主機域名解析爲IP地址
D.將IP地址解析爲主機域名
現在要構建一個可連接14個主機的網絡（與其他網絡互聯），如果該網絡採用劃分子網的方法，則子網掩碼爲______。
A.255.255.255.0
B.255.255.255.248
C.255.255.255.240
D.255.255.255.224
IP數據報被封裝爲MAC幀時有可能被片分。在IP數據報片分以後，下列哪些設備（或哪個設備）負責IP數據報的重組？______。
A.源主機
B.目的主機
C.片分途徑的路由器
D.片分途徑的路由器或目的主機
關於路由表大小的說法______是正確的。
A.路由表的大小和它所連接的主機數量有關
B.路由表的大小取決於它所連接的網絡數量
C.路由表的大小同時取決於網絡的數量和網絡中主機的數量
D.路由表大小隻和下一個路由器所連接的網絡數量有關
在Internet中，一個路由器的路由表通常包括______。
A.目的網絡和到達目的網絡的完整路徑
B.所有目的主機和到達該目的主機的完整路徑
C.目的網絡和到達該目的網絡路徑上的下一個路由器的信息
D.互聯網絡中所有路由器的IP地址
IPv4和IPv6版本分別採用多少比特來表示一個IP地址？______。
A.32，64
B.32，128
C.16，64
D.48，128
以下選項中不屬於ICMP報文的是______。
A.掩碼地址請求/應答報文
B.源站抑制報文
C.流量調整報文
D.回送請求/應答報文
當一個IP分組進行直接交付時，要求發送站和目的站具有相同的______。
A.IP地址
B.主機號
C.網絡號
D.子網地址
下面______命令用於測試兩個主機之間的連通性。
A.telnet
B.nslookup
C.ping
D.ftp
在DOS提示符下查看本地計算機的IP地址命令是______。
A.ipconfig
B.nslookup
C.DNS
D.ftp
下面______命令可以查看網卡的MAC地址。
A.ipconfig/release
B.ipconfig/all
C.ipconfig/renew
D.ipconfig/registerens

三、問答與計算題

在地址解析中，網關（Gateway，這裏的網關是指工作在網絡層的路由器）的作用是什麼？
現在一個公司需要創建內部網絡，該公司包括工程技術部、市場部、財務部和辦公室4個部門，每個部門約有20-30臺計算機。試問：
（1）若該公司申請到的是一個C類地址即爲192.168.161.0，需要將幾個部門從網絡上進行分開，該如何劃分網絡？
（2）確定各部門的網絡地址（含子網部分）和子網掩碼，並寫出分配給每個部門的IP地址範圍。
假設在以太網上運行IP協議，源主機A要和IP地址爲192.168.1.250的主機B通信，請問A如何得到主機B的MAC地址？（說明採用的協議和查找的過程）
設路由器A建立了如下的路由表，路由表中的三列分別是目的網絡地址、目的網絡的子網掩碼和路由信息（下一跳路由器或路由器A的某一接口）

路由器A的路由表：

現路由器A收到3個數據包，其目的IP地址分別是：
（1）192.4.153.17
（2）128.96.40.151
（3）162.168.1.1
試指出路由器A根據其路由表，將會如何處理這些數據包。
設互聯網上某路由器R建立了如下路由表：

現共收到5個分組，從數據報首部提取的目的主機IP地址分別爲：
（1）192.168.100.150
（2）192.168.200.125
（3）10.214.47.115
（4）10.214.47.200
（5）192.168.200.220
試分別計算出它們的下一跳路由器分別是什麼。

參考答案

一、填空題

數據報虛電路數據報
MAC幀幀檢驗序列FCS 網絡首部
網絡數據鏈路物理
MAC幀
ARP（即地址解析協議）
高速緩存（cache）
動態更新：指網絡中主機的增減，或網卡的更換
減少網絡的通信量：指如果ARP高速緩存沒有IP地址與硬件地址對應項，則在通信時首先將以廣播方式發送一個ARP請求分組以獲得相應的硬件地址
IP地址
0 10 110 65532（2E16 - 2）
直接廣播網絡環回測試（Loopback Test）
202.93.120.45 C 202.93.120.0 255.255.255.0
117.23.0.0 255.255.0.0 192.168.1.0
C 240對應11110000，所以 2E4 - 2 = 14，即可劃分爲14個子網
主機數也是 2E4 - 2 = 14（如果考慮全面點，主機數 = 14 - 1，因爲還有一個主機號留給路由器）
網絡號 + 子網號 + 主機號
直接交付間接交付
網絡層
動態路由算法
距離矢量路由算法簡單 15（超過了15，就會標上最大值16，表示信息不可到達）
OSPF（開發最短路徑優先協議）

二、選擇題

B 線路交換
C 虛電路有連接建立、數據傳輸、連接拆除3個階段
B 在每次數據傳輸前必須在發送方與接收方之間建立一條邏輯連接
D IP提供不可靠的數據報傳送服務，因此數據報傳送不能受到保障
C IP地址
C 197.234.11.123
A 將IP地址解析爲物理地址
D 255.255.255.224 分析：IP地址數必須爲 14+1+1+1=17，其中第一個1是指子網與外部連接時所需的網關（gateway）地址（即分配給路由器），後兩個分別是指子網的網絡地址和廣播地址（即在主機號中去掉全0和全1）。因此16<17<32，所以只能取32。2的5次方等於32，所以主機號的前3（8-5=3）位才能作爲子網號，該字節是11100000，對應的十進制爲224，因此蓋子網的子網掩碼爲255.255.255.224
B 目的主機（受MTU的限制，而且不同物理網的數據鏈路層的最大傳輸單元MTU大小也不一致，所以IP數據報被片分是可能的）
B 路由表的大小取決於它所連接的網絡數量（理解：路由表中有“目的網絡”信息，因此網絡數量越大相應的條目越多）
C 目的網絡和到達該目的網絡路徑上的下一個路由器的信息
B 32，128
C 流量調整報文
D 子網地址
C ping
A ipconfig
B ipconfig/all

三、問答與計算題

一個子網中的與其他網絡通過接口連接的邊界設備稱爲網關。每當子網中的一個設備（或一個結點）需要發送消息到所在子網外的另一個設備（或一個結點）時，將消息發送給網關，然後網關將消息發往目的網絡或目的路由器。
（1）可以採用三級IP地址將C類網劃分爲若干子網。由於該公司包括4個部門，這樣可分配子網數是6（6>4，夠用）。另一方面，主機號的比特數爲5，可用的主機數是32-2-30（夠用）
（2）首先確定第一個部分的子網地址。如果主機號的前3位作爲子網號，那麼一共有6個子網，依次地位：001、010、011、100、101、110，在這裏可以取前面4個子網號。每個子網的子網掩碼是一樣的，即爲255.255.255.224。
確定第1個子網號：第4個字節的二進制數爲00100000，對應的十進制是32，所以第1個部門的子網地址是：192.168.161.32.同理，可以得到其他三個子網的網絡號分別是：192.168.161.64和192.168.161.96和192.168.161.128。
每個部門的IP地址範圍如下：
部門1：192.168.161.33 至 192.168.161.62。具體算法是，因爲第4個字節範圍是00100001 — 00111110（不包括主機號全0和全1）。而00100001對應33，00111110對應62。同理可計算出其他部門的IP地址範圍。
部門2：192.168.161.65 至 192.168.161.95。
部門3：192.168.161.97 至 192.168.161.126。
部門4：192.168.161.129 至 192.168.161.158。
主機A採用地址解析協議ARP獲得主機B的MAC地址。具體過程如下：
（1）主機A首先根據主機B的IP地址192.168.1.250，在自己的ARP高速緩存表查找與之對應的MAC地址。如果可以找到就不用發送ARP請求分組；否則，則以廣播的方式發送一個ARP請求分組，該請求分組中包含主機A的IP地址、MAC地址以及主機B的IP地址。
（2）主機B在接收到ARP請求分組後將完成地址解析，併發送ARP應答分組，該分組和數據包含了主機B的MAC地址。
（3）主機A收到來自主機B的ARP應答分組後，即可得到主機B的MAC地址，並將主機B的IP地址和MAC地址都加入到ARP高速緩存表裏面。
（1）192.4.153.17匹配第三條靜態路由，所以A路由器會把數據轉發給路由器1
（2）128.96.40.151匹配第二條靜態路由，所以信息被轉發到接口1
（3）192.168.1.1沒有一條是匹配的，因此將使用默認路由器，即將把數據轉發給路由器2
（1）比較後知道，地址爲192.168.100.150的分組可能在192.168.100.0和192.168.100.128子網中，由於子網掩碼最後一位192的二進制表示是11000000，因此子網號爲前2個比特，而目的地址150的二進制是10010110，前2位10與子網192.168.100.128（10000000）吻合，即目的網在子網192.168.100.128中，所以下一跳是R3。
（2）同理，可以知道目的地址192.168.200.125不在192.168.200.192中（因爲3個比特作爲子網號，125不在192的子網中），所以選擇默認路由器即下一跳爲R5。
（3）目的地址10.214.47.115既不在10.214.47.96子網中也不在10.214.47.192子網中，所以選擇默認路由器即下一跳爲R5。
（4）目的地址10.214.47.200在10.214.47.192子網中，所以下一跳爲R1。
（5）目的地址192.168.200.220在192.168.200.192子網中，所以下一跳爲R4。
最終答案：
（1）.R3
（2）.R5
（3）.R5
（4）.R1
（5）.R4