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；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？4 4 （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？（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 C.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）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；但是子网的数目不一样，前者为 65534，后者为 254。（4）（）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为：212-2=4094。（5）子网掩码由一串 1 和一串 0 组成，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：，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 下一跳接口 m0接口 m1R2R3*（默认） - R4现共收到 5 个分组，其目的地址分别为：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 R 。2 4 3 4 2 2 2 2（1）分组的目的 IP 地址为：，与子网掩码进行与运算，得，经查路由表可知，该分组经接口 m0 转 发。（2）分组的目的 IP 地址为：，与子网掩码进行与运算，得，经查路由表可知，该分组经 R 转发。 （3）分组的目的 IP 地址为：，与子网掩码进行与运算，得，与子网掩码进行与运算，得，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经 R 转发。（4）分组的目的 IP 地址为：，与子网掩码进行与运算，得，与子网掩码进行与运算，得，经查路由 表知，该分组经 R 转发。（5）分组的目的 IP 地址为：，与子网掩码进行与运算，得，与子网掩码进行与运算，得，经查路由 表知，该分组转发选择默认路由，经 R 转发。4-21，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。如选为掩码，则每个网络所连主机数：28-2=254250，共有子网数：28-2=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12345678910111213141516000000010000001000000011000001000000010100000110000001110000100000001001000010100000101100001100000011010000111000001111000100004-26 有如下的 4 个/24 地址块，试进行最大可能的聚合。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) ，133=(10000101) ，134=(10000110) ，135=(10000111)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：。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。 /4=0000*，/6=000000*（1）0/4=0000*，（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：/20=B1.B2.01010100.B4/20最小地址是：B1.B2.01010000.00000000，即：140.120.80.0最大地址是：B1.B2.01011111.11111111，即：140.120.95.255地址，即：地址块中共有 IP 地址：2124096，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）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= 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，B1.B2.B3.01110000/28=（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.B3.0100，最大地址：B1.B2.B3.0100 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.B3.0101地址块 136.23.12.96/28 可分配给主机使用的最小地址：B1.B2.B3.01100001=136.23.12.97，最大地址： B1.B2.B3.0110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.B3.01114-38 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