计算机⽹络（第七版）谢希仁编著第四章课后答案详解
计算机⽹络（第七版）谢希仁编著第四章课后答案详解
第四章：
1、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位，并且可记为：
IP地址=｛<⽹络号>，<；主机号>｝
IP地址共分为ABCDE 5类。
每⼀类地址都由两个固定长度的字段组成，其中⼀个字段是⽹络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的⽹络，⽽另⼀个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。
各类地址的⽹络号字段net-id分别为1，2，3，0，0字节；主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。
A类地址最前⾯的1位是0；B类地址最前⾯的2位是10；C类地址最前⾯的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。
特点：
（1）每⼀个IP地址都由⽹络号和主机号两部分组成。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。换⾔之，IP地址并不仅仅指明⼀个主机，同时还指明了主机所连接到的⽹络。
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（不管是范围很⼩的局域⽹，还是可能覆盖很⼤地理范围的⼴域⽹）都是平等的。
2、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：从层次的⾓度来看，物理地址是数据链路层和物理层使⽤的地址，⽽IP地址是⽹络层和以上各层使⽤的地址，是⼀种逻辑地址。
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。要使这些异构的⽹络能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地址把这个复杂的问题解决了，连接到互联⽹的主机只需要拥有统⼀的IP地址，它们之间的通信就像连接在同⼀个⽹络上那样⽅便。
并且IP地址只指明了⽬的⽹络主机地址，⽽数据在传输过程中要经过路由器的分组转发，那么就必须知道路由器的地址，这个地址由物理地址指明，这样数据才能从源主机到达⽬的主机。每个ip地址由什么组成
3、（1）⼦⽹掩码为255.255.255.0代表什么意思？
答：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？
答：255.255.255.248即11111111.11111111.11111111.11111000。
掩码位数29，每⼀个⼦⽹上的主机为(2^3)=8台
理论上该⽹络能够连接8个主机，但是扣除全1和全0的情况后，该⽹络实际上能够连接6个主机。
（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？
答：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
可见这两个⽹络的⼦⽹掩码⼀样，但它们的⼦⽹数⽬不同。
（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？
答：IP地址的第3个字节是（240）10=（128+64+32+16）10=（11110000）2
B类地址的⼦⽹掩码是：11111111.11111111.11110000.00000000
主机号的位数为4+8=12，因此，最⼤主机数为：2^12-2=4096-2=4094个。
（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？
答：A类⽹络的⼦⽹掩码为10111111  11111111 00000000 11111111
他是⼀个有效的⼦⽹掩码，但不推荐这样使⽤，因为⼦⽹中的1不是连续的。
（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？
答： C2  2F 14  81=(12*16+2).(2*16+15).(16+4).(8*16+1)=194.47.20.129
C2 2F  14  81=11000010.00101111.00010100.10000001
前3位是110，所以这个地址是C类地址。
（7）C类⽹络使⽤⼦⽹掩码有⽆实际意义？为什么？
答：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，但是代价是主机数量减少。
4、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）192.4.153.17
（5）192.4.153.90
试分别计算其下⼀跳。
答：（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m0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192.4.153.64，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经R4转发。
5、分两种情况（使⽤⼦⽹掩码和使⽤CIDR）写出互联⽹的IP层查路由的算法。
答：第⼀种情况：使⽤⼦⽹掩码。
（1）从收到的数据报的⾸部提取⽬的IP地址D。
（2）先判断是否直接交付。对路由器直接相连的⽹络逐个进⾏检查：⽤各⽹络的⼦⽹掩码和D逐位相与，看结果是否和相应的⽹络地址匹配。若匹配，则把分组进⾏直接交付，转发任务结束。否则就是间接交付，执⾏（3）。
（3）若路由表中有⽬的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下⼀跳路由器；否则，执⾏（4）。
（4）对路由表中的每⼀⾏（⽬的⽹络地址，⼦⽹掩码，下⼀条地址），⽤其中的⼦⽹掩码和D逐位相与，其结果为N。若N与改⾏的⽬的⽹络地址匹配，则把数据报传送给改⾏指明的下⼀跳路由器；否则，执⾏（5）。
（5）若路由表中有⼀个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执⾏（6）。
（6）报告转发分组出错。
第⼆种情况：使⽤CIDR。
使⽤CIDR时，互联⽹的IP层查路由算法和上⾯的算法并⽆什么不同。但应注意的是，在使⽤CIDR时，我们使⽤地址掩码。它的前⼀部分是⼀连串的1，对应于CIDR中的⽹络前缀。⽽掩码中的后⼀部分是⼀连串的0，对应于CIDR中的⽹络后缀（即对应于主机号部分）。路由表中由“⽹络前缀”和“下⼀条地址”组成。但是在查路由表时可能会得到不⽌⼀个匹配结果，这是应当从匹配结果中选择具有最长⽹络前缀的路由。如果在路由表中的各项⽬是按⽹络前缀的长度排序的，把最长的⽹络前缀放在最前⾯，那
么当查路由表到匹配时，就是到了正确的路由，因⽽结束了查。但如果在路由表中的各项⽬不是按⽹络前缀的长度排序，那么就应当从匹配结果中选择具有最长⽹络前缀的路由。
6、有如下的4个/24地址块，试进⾏最⼤可能性的聚合。
212.56.132.0/24
212.56.133.0/24
212.56.134.0/24
212.56.135.0/24
答：这⼏个地址的前⾯2个字节都⼀样，因此只需要⽐较第3个字节。
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 00111000100001，聚合的CIDR地址块是：212.56.132.0/22
32.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）80/4
答：给出的四个地址的前缀有4位和6位两种，因此我们就观察地址2.52.90.140的第⼀字节。
2.52.90.140/4 是  0000 0010，2.52.90.140/6 是  0000 0010。
0/4  是  0000 0000；
32/4  是  0010 0000；
4/6  是  0000 0100；
80/4  是  0101 0000。
因此只有前缀（1）和地址2.52.90.140匹配。
33.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）152.64/12；（4）152.0/11。
答：给出的四个地址的前缀是9位到12位，因此我们就观察这两个地址的第⼆字节。
这两个地址的前两个字节的⼆进制是：
10011000 0000 0111和10011000  00011111。
152.40/13的前缀是13位：10011000 00101000，与这两个地址不匹配；
153.40/9 的前缀是9位：10011001 00101000，与这两个地址不匹配；
152.64/12的前缀是12位：10011000 01000000，与这两个地址不匹配；
152.0/11的前缀是11位：10011000 00000000，与这两个地址都匹配。
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？
答：给定地址的前缀是20位，因此我们只要观察地址的第三字节，只把第三字节写成⼆进制。
140.120.84.24 是  140.120.(0101 0100).24，取前20位，后⾯全是0，即得出最⼩地址。取前20位，后⾯全是1，即得出最⼤地址。
最⼩地址是：      140.120.(0101 0000).0/20= 140.120.80.0/20；
最⼤地址是：      140.120.(0101 1111).255/20=140.120.95.255/20。
地址数是212=4096，相当于16个C类地址。
36.已知地址块中的⼀个地址是190.87.140.202/29。重新计算上题。
答：给定地址的前缀是29位，因此我们只要观察地址的第四字节，只把第四字节写成⼆进制。
190.87.140.202/29 是  190.87.140.(1100 1010)/29，取前29位，后⾯全是0，即得出最⼩地址。取前29位，后⾯全是1，即得出最⼤地址。
最⼩地址是          190.87.140.(11001000)/29 = 190.87.140.200/29；
最⼤地址是          190.87.140.(1100 1111)/29 = 190.87.140.207/29。
地址数是23=8，相当于1/32个C类地址。
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？
答：
（1）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，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。（可⽤的有14个地址）
（3）四个⼦⽹的地址块是：
第⼀个地址块136.23.12.64/28，可分配给主机使⽤的：
最⼩地址：136.23.12.0100  0001＝136.23.12.65/28
最⼤地址：136.23.12.0100  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：136.23.12.0101  0001＝136.23.12.81/28
最⼤地址：136.23.12.0101  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：136.23.12.0110  0001＝136.23.12.97/28
最⼤地址：136.23.12.0110  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：136.23.12.0111  0001＝136.23.12.113/28
最⼤地址：136.23.12.0111  1110＝136.23.12.126/28
39. 试简述RIP，OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。
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        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）。
答：先把收到的路由信息中的“距离”加1：
N2      5
N3        9
N6        5
N8        4
N9        6
路由器B更新后的路由表如下：

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