学习笔记:计算机网络基础 - 网络层(课后习题)

一、填空题

  1. 在广域网中,网络层提供了______和______两种服务。在当今的因特网中,主要使用______服务功能,网络层不提供可靠的传输服务,而是把通信的可靠性交给上层的端到端的用户主机来处理。
  2. 以太网数据链路层上的数据帧又称为______,在装配帧时除了在首部加上控制信息外,还有在原始数据的尾部加上______。IP数据报是工作在______层的最小传输单元,在构造IP数据报时,只是在原始数据的______加上控制信息。
  3. 路由器是工作在______层的网络互联设备,使用它互联的两个局域网,其下面的______层和______层的协议可以是不同的。
  4. 对于以太网来说,IP数据报交给数据链路层将被封装为______。在该数据单元看不到IP地址,IP地址作为数据的一部分被隐藏起来。
  5. 从已知的IP地址找出对于物理地址的映射所采用的的协议是______。
  6. 每一个主机都设有一个ARP______,其中存放了一个从IP地址到硬件地址的映射表(支持动态更新),它可以减少网络的通信量。
  7. 一个32比特的二进制地址,用软件实现、并在全局唯一地定义接入网络的一个主机或路由器。这个地址我们成为______。
  8. 因特网中IP地址常用的三种类别分别是A类、B类和C类,32位地址码前面若干比特用来标识网络号,A类、B类和C类的类别位(即标识位)分别是______、______ 和 ______ 比特。对于B类地址,最大的主机数是______。
  9. IP地址的主机部分如果全部为1,则表示______地址,IP地址的主机部分若全部为0,则表示______地址,因此这两种地址都属于保留地址。第一个字节为127的IP地址(如127.0.0.1)被称为______地址,因此也属于保留地址。
  10. 将IP地址11001010010111010111100000101101按照点分十进制表示应该为______,这是一个______类地址,所属的网络号(即网络地址)为______,C类地址所对应的默认子网掩码是______。
  11. 在IPv4版本中,IP地址是一个具有两级或三级的层次结构。设某台主机的IP地址为117.23.43.12,则该主机所在的网络地址是______,默认的子网掩码是______。假定另一台主机的IP地址是192.168.1.51,则该主机所在的网络地址是______,其中第4个字节是主机号,如果把主机号的前几位作为子网号,这样的地址就被划分为三级结构,即网络号+子网号+主机号
  12. 假定某计算机IP地址是208.37.62.23,那么该计算机在______类网络上,如果该网络的子网掩码(又称为地址掩码)为255.255.255.240,问该网络最多可以划分______子网,每个子网最多可以有______台主机。
  13. 采用子网划分后,IP地址的组成结构为______,子网划分导致实际可分配的IP地址数目减少。
  14. 在Internet中,IP数据报的交付可分为两种方式,分别是______和______。
  15. 路由器一般具有多个输入端口和多个输出端口,它工作在______,主要用来存储和转发分组。
  16. 根据网络的当前状态信息来进行路由选择,这种算法称为______,也称为自适应路由选择算法。
  17. 路由信息协议(RIP)是内部网关协议中广泛采用的一种基于______的协议,其最大的优点是______。RIP规定分组每经过一个路由器,跳数就增加1,在实际使用中,一条路径上最多可包含的路由器是______个。
  18. 一种分布式的、基于链路状态的内部网关协议,克服了RIP协议的缺点,能很好的应用于大规模、拓扑变化快的互联网络环境。这种内部网关协议称为:______。

二、选择题

  1. 市话网在数据传输期间,在源结点和目的结点之间有一条利用中间结点(即电话交换机)构成的物理链路。这种市话网采用______技术。
    A.报文交换
    B.线路交换
    C.虚电路分组交换
    D.数据报分组交换
  2. 下列说法中,哪一项是正确的?______。
    A.虚电路与线路交换没有实质不同
    B.在通信的两个结点之间只能拿简历一条虚电路
    C.虚电路有连接建立、数据传输、连接拆除3个阶段
    D.虚电路的各个结点需要为每个分组作路由选择判定
  3. 数据报分组交换方式的主要特点不包括______。
    A.同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网
    B.在每次数据传输前必须在发送方与接收方之间建立一条逻辑连接
    C.同一报文的不同分组到达目的结点时有可能出现乱序、丢失现象
    D.每个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址
  4. 关于IP协议提供的服务,下列哪种说法是正确的______。
    A.IP提供不可靠的数据报传送服务,因此它可以随意丢弃数据报
    B.IP提供可靠的数据报传送服务,因此数据报传送可以受到保障
    C.IP提供可靠的数据传送服务,因此它不能随意丢弃报文
    D.IP提供不可靠的数据报传送服务,因此数据报传送不能受到保障
  5. ______既标识了一个网络,又标识了该网络上的一个特定主机。
    A.主机名
    B.MAC地址
    C.IP地址
    D.物理地址
  6. 在下面的IP地址中属于C类地址的是______。
    A.141.0.110.11
    B.10.110.1.2
    C.197.234.11.123
    D.225.33.45.10
  7. ARP协议的主要功能是______。
    A.将IP地址解析为物理地址
    B.将物理地址解析为IP地址
    C.将主机域名解析为IP地址
    D.将IP地址解析为主机域名
  8. 现在要构建一个可连接14个主机的网络(与其他网络互联),如果该网络采用划分子网的方法,则子网掩码为______。
    A.255.255.255.0
    B.255.255.255.248
    C.255.255.255.240
    D.255.255.255.224
  9. IP数据报被封装为MAC帧时有可能被片分。在IP数据报片分以后,下列哪些设备(或哪个设备)负责IP数据报的重组?______。
    A.源主机
    B.目的主机
    C.片分途径的路由器
    D.片分途径的路由器或目的主机
  10. 关于路由表大小的说法______是正确的。
    A.路由表的大小和它所连接的主机数量有关
    B.路由表的大小取决于它所连接的网络数量
    C.路由表的大小同时取决于网络的数量和网络中主机的数量
    D.路由表大小只和下一个路由器所连接的网络数量有关
  11. 在Internet中,一个路由器的路由表通常包括______。
    A.目的网络和到达目的网络的完整路径
    B.所有目的主机和到达该目的主机的完整路径
    C.目的网络和到达该目的网络路径上的下一个路由器的信息
    D.互联网络中所有路由器的IP地址
  12. IPv4和IPv6版本分别采用多少比特来表示一个IP地址?______。
    A.32,64
    B.32,128
    C.16,64
    D.48,128
  13. 以下选项中不属于ICMP报文的是______。
    A.掩码地址请求/应答报文
    B.源站抑制报文
    C.流量调整报文
    D.回送请求/应答报文
  14. 当一个IP分组进行直接交付时,要求发送站和目的站具有相同的______。
    A.IP地址
    B.主机号
    C.网络号
    D.子网地址
  15. 下面______命令用于测试两个主机之间的连通性。
    A.telnet
    B.nslookup
    C.ping
    D.ftp
  16. 在DOS提示符下查看本地计算机的IP地址命令是______。
    A.ipconfig
    B.nslookup
    C.DNS
    D.ftp
  17. 下面______命令可以查看网卡的MAC地址。
    A.ipconfig/release
    B.ipconfig/all
    C.ipconfig/renew
    D.ipconfig/registerens

三、问答与计算题

  1. 在地址解析中,网关(Gateway,这里的网关是指工作在网络层的路由器)的作用是什么?

  2. 现在一个公司需要创建内部网络,该公司包括工程技术部、市场部、财务部和办公室4个部门,每个部门约有20-30台计算机。试问:
    (1)若该公司申请到的是一个C类地址即为192.168.161.0,需要将几个部门从网络上进行分开,该如何划分网络?
    (2)确定各部门的网络地址(含子网部分)和子网掩码,并写出分配给每个部门的IP地址范围。

  3. 假设在以太网上运行IP协议,源主机A要和IP地址为192.168.1.250的主机B通信,请问A如何得到主机B的MAC地址?(说明采用的协议和查找的过程)

  4. 设路由器A建立了如下的路由表,路由表中的三列分别是目的网络地址、目的网络的子网掩码和路由信息(下一跳路由器或路由器A的某一接口)

    路由器A的路由表:
    在这里插入图片描述
    现路由器A收到3个数据包,其目的IP地址分别是:
    (1)192.4.153.17
    (2)128.96.40.151
    (3)162.168.1.1
    试指出路由器A根据其路由表,将会如何处理这些数据包。

  5. 设互联网上某路由器R建立了如下路由表:
    在这里插入图片描述
    现共收到5个分组,从数据报首部提取的目的主机IP地址分别为:
    (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
    试分别计算出它们的下一跳路由器分别是什么。

参考答案

一、填空题

  1. 数据报 虚电路 数据报
  2. MAC帧 帧检验序列FCS 网络 首部
  3. 网络 数据链路 物理
  4. MAC帧
  5. ARP(即地址解析协议)
  6. 高速缓存(cache)
    动态更新:指网络中主机的增减,或网卡的更换
    减少网络的通信量:指如果ARP高速缓存没有IP地址与硬件地址对应项,则在通信时首先将以广播方式发送一个ARP请求分组以获得相应的硬件地址
  7. IP地址
  8. 0 10 110 65532(2E16 - 2)
  9. 直接广播 网络 环回测试(Loopback Test)
  10. 202.93.120.45 C 202.93.120.0 255.255.255.0
  11. 117.23.0.0 255.255.0.0 192.168.1.0
  12. C 240对应11110000,所以 2E4 - 2 = 14,即可划分为14个子网
    主机数也是 2E4 - 2 = 14(如果考虑全面点,主机数 = 14 - 1,因为还有一个主机号留给路由器)
  13. 网络号 + 子网号 + 主机号
  14. 直接交付 间接交付
  15. 网络层
  16. 动态路由算法
  17. 距离矢量路由算法 简单 15(超过了15,就会标上最大值16,表示信息不可到达)
  18. OSPF(开发最短路径优先协议)

二、选择题

  1. B 线路交换
  2. C 虚电路有连接建立、数据传输、连接拆除3个阶段
  3. B 在每次数据传输前必须在发送方与接收方之间建立一条逻辑连接
  4. D IP提供不可靠的数据报传送服务,因此数据报传送不能受到保障
  5. C IP地址
  6. C 197.234.11.123
  7. A 将IP地址解析为物理地址
  8. D 255.255.255.224 分析:IP地址数必须为 14+1+1+1=17,其中第一个1是指子网与外部连接时所需的网关(gateway)地址(即分配给路由器),后两个分别是指子网的网络地址和广播地址(即在主机号中去掉全0和全1)。因此16<17<32,所以只能取32。2的5次方等于32,所以主机号的前3(8-5=3)位才能作为子网号,该字节是11100000,对应的十进制为224,因此盖子网的子网掩码为255.255.255.224
  9. B 目的主机 (受MTU的限制,而且不同物理网的数据链路层的最大传输单元MTU大小也不一致,所以IP数据报被片分是可能的)
  10. B 路由表的大小取决于它所连接的网络数量(理解:路由表中有“目的网络”信息,因此网络数量越大相应的条目越多)
  11. C 目的网络和到达该目的网络路径上的下一个路由器的信息
  12. B 32,128
  13. C 流量调整报文
  14. D 子网地址
  15. C ping
  16. A ipconfig
  17. B ipconfig/all

三、问答与计算题

  1. 一个子网中的与其他网络通过接口连接的边界设备称为网关。每当子网中的一个设备(或一个结点)需要发送消息到所在子网外的另一个设备(或一个结点)时,将消息发送给网关,然后网关将消息发往目的网络或目的路由器。
  2. (1)可以采用三级IP地址将C类网划分为若干子网。由于该公司包括4个部门,这样可分配子网数是6(6>4,够用)。另一方面,主机号的比特数为5,可用的主机数是32-2-30(够用)
    (2)首先确定第一个部分的子网地址。如果主机号的前3位作为子网号,那么一共有6个子网,依次地位:001、010、011、100、101、110,在这里可以取前面4个子网号。每个子网的子网掩码是一样的,即为255.255.255.224。
    确定第1个子网号:第4个字节的二进制数为00100000,对应的十进制是32,所以第1个部门的子网地址是:192.168.161.32.同理,可以得到其他三个子网的网络号分别是:192.168.161.64和192.168.161.96和192.168.161.128。
    每个部门的IP地址范围如下:
    部门1:192.168.161.33 至 192.168.161.62。具体算法是,因为第4个字节范围是00100001 — 00111110(不包括主机号全0和全1)。而00100001对应33,00111110对应62。同理可计算出其他部门的IP地址范围。
    部门2:192.168.161.65 至 192.168.161.95。
    部门3:192.168.161.97 至 192.168.161.126。
    部门4:192.168.161.129 至 192.168.161.158。
  3. 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首先根据主机B的IP地址192.168.1.250,在自己的ARP高速缓存表查找与之对应的MAC地址。如果可以找到就不用发送ARP请求分组;否则,则以广播的方式发送一个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IP地址。
    (2)主机B在接收到ARP请求分组后将完成地址解析,并发送ARP应答分组,该分组和数据包含了主机B的MAC地址。
    (3)主机A收到来自主机B的ARP应答分组后,即可得到主机B的MAC地址,并将主机B的IP地址和MAC地址都加入到ARP高速缓存表里面。
  4. (1)192.4.153.17匹配第三条静态路由,所以A路由器会把数据转发给路由器1
    (2)128.96.40.151匹配第二条静态路由,所以信息被转发到接口1
    (3)192.168.1.1没有一条是匹配的,因此将使用默认路由器,即将把数据转发给路由器2
  5. (1)比较后知道,地址为192.168.100.150的分组可能在192.168.100.0和192.168.100.128子网中,由于子网掩码最后一位192的二进制表示是11000000,因此子网号为前2个比特,而目的地址150的二进制是10010110,前2位10与子网192.168.100.128(10000000)吻合,即目的网在子网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(因为3个比特作为子网号,125不在192的子网中),所以选择默认路由器即下一跳为R5。
    (3)目的地址10.214.47.115既不在10.214.47.96子网中也不在10.214.47.192子网中,所以选择默认路由器即下一跳为R5。
    (4)目的地址10.214.47.200在10.214.47.192子网中,所以下一跳为R1。
    (5)目的地址192.168.200.220在192.168.200.192子网中,所以下一跳为R4。
    最终答案:
    (1).R3
    (2).R5
    (3).R5
    (4).R1
    (5).R4
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