一、单项选择题 在路由表中设置一条默认路由，目的网络IP地址应为______，子网掩码应为______。 在两个指定主机间通信，以下列出的IP地址中，不可能作为目的地址的是______，不能作为源地址的是______。 二、综合应用题一个数据报子网允许分组交换机在需要的时候丢弃分组，分组交换机丢弃一个分组的概率是p。考虑以下情况，源主机连接到源分组交换机，后者又连接到目的地分组交换机，然后再连接到目的地主机。如果任一分组交换机丢弃一个分组，源主机最终会发生超时事件，并重发分组。如果主机-分组交换机和分组交换机一分组交换机线路都算作跳段，并且不考虑除分组交换机以外其他丢弃分组的可能性，请问：1. 每次发送一个分组行走的平均跳段数是多少?
[答案要点]
由源主机发送的每个分组可能行走1个跳段、2个跳段或3个跳段。走1个跳段的概率是p，走2个跳段的概率是p(1-p)，走3个跳段的概率是(1-p)2，那么一个分组平均通路长度的期望值是这3个概率的加权和，即
L=1×p+2p(1-p)+3(1-p)2=p2-3p+3
即每次发送一个分组行走的平均跳段数是p2-3p+3。注意，当p=0时，平均长度是3，当p=1，平均长度是1。当0＜p＜1时，可能需要多次发送。
2. 一个分组平均进行多少次发送?
[答案要点]
一次发送成功(走完整个通路)的概率等于(1-p)
2，令a=(1-p)
2，两次发送成功的概率等于(1-a)a，3次发送成功的概率等于(1-a)
2a，…，因此一个分组平均发送次数为
T=a+2a(1-a)+3a(1-a)
2…
=[a/(1-a)][(1-a)+2(1-a)
2+3(1-a)
3+…]
因为
所以
T=[a/(1-a)]×{[(1-a)/[1-(1-a)]
2]}=1/a=1/(1-p)
2 即一个分组平均进行1/(1-p)
2次发送。
3. 每个接收到的分组平均走了多少个跳段?
[答案要点]
每个接收到的分组行走的平均跳段数为
H=L×T=(p2-3p+3)/(1-p)2
4. 设某路由器建立了如下路由表，这3列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器，若直接交付则最后一列表示应当从哪一个接口转发出去：
128.96.39.0 255.255.255.128 接口0
128.96.39.128 255.255.255.128 接口1
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，其目的站IP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。
[答案要点]
(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。与子网掩码255.255.255.128相“与”得128.96.40.0，不等于128.96.39.0。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. 给出一种可能的子网掩码安排来完成划分任务。
[答案要点]
每个部门分配一个子网，名义上部门A、B、C、D的子网大小分别是：
27(128)、26(64)、25(32)和25(32)
IP地址的最高位是0表示予网A，最高两位是10表示子网B，最高三位是110表示子网C，最高三位是111表示子网D。显然这里采用了可变长子网掩码，涉及3种子网掩码，分别是：
255.255.255.128
255.255.255.192
255.255.255.224
6. 如果部门D的主机数目增长到34台，那么该单位又该怎么做?
[答案要点]
给部门A分配两个子网01和001，名义上分别是64个地址和32个地址，共96个地址；
部门B不变，仍然是10，名义上大小为64个地址。
部门C改为000，名义上大小是32个地址。
部门D改为11，名义上大小是64个地址。
注意：只要子网号不互相为前缀码就行。
7. 假设主机A被连接到一台路由器R1上，R1又连接到另一台路由器R2上，R2又被连接到主机B。假定一条TCP消息包含900B的数据和20B的TCP首部，现在该消息被传递给主机A的IP代码，请它递交给主机B。请写出在3条链路上传输的每个分组中IP首部的总长度、标识、DF、MF和片偏移。假定链路A→R1可以支持的最大帧长度为1024B，其中包括14B的帧头；链路R1→R2可以支持的最大帧长度为512B，其中包括8B的帧头；链路R2→B可以支持的最大帧长度为512B，其中包括12B的帧头。
[答案要点]
(1)先分析网络的体系结构
这是一个典型的应用层→TCP传输层→IP网络层→数据链路层→物理层的模型，其中在应用层和物理层不需要考虑首部的开销，其他层都需要。
通过数据链路层给出的条件，例如：
A→R1的链路：最大帧长度=1024B，去掉帧头14B，则可得出IP数据报最大长度=1024-14=1010B。同理，
R1→R2的链路：IP数据报最大长度=(512-8)B=504B。
R2→B的链路：IP数据报最大长度=(512-12)B=500B。
上面得到的各个链路的最大IP数据报长度是进行分片的重要依据。
另外，用户数据在传输层的数据报长度=数据部分+首部=(900+20)B=920B；交给IP网络层后，IP数据报长度=IP首部+TCP数据报长度=(20+920)B=940B。这就是将要分片的原始数据报。
(2)进行分片处理
在A→R1上：主机将长度为940B的IP数据报交给路由器，而路由器能接收的IP数据报最大长度=1010B，所以这个940B的IP数据报是不需要分片的。
总长度=940B，标识=X，DF=0，MF=0，片偏移=0。
在R1→R2上：只能支持504B的数据报，而用户数据报为940B，所以必须分片；在IP中规定，除了最后一个分片外，其他的分片的数据报长度必须是8的整数倍数，所以对于只能支持504B的IP数据报，数据部分为504-20=484B，取整为480(8的倍数)。1＜(940-20)/480＜2，所以需要分两片。第一片数据报的数据部分长度为480B，第二片数据报的数据部分长度为(940-20)B-480B=440B。
第一片数据报：总长度=500B，标识=X，DF=0，MF=1，片偏移=0。
第二片数据报：总长度=460B，标识=X，DF=0，MF=0，片偏移=60。
同理，在R2→B上：由于该段链路允许最大IP数据报长度为500B，所以无需再进行分片。
8. PC上网需配置的4个参数是什么?4个参数的作用分别是什么?
[答案要点]
PC上网需配置的4个参数：
①IP地址：在Internet上唯一定位PC。
②子网掩码：指出PC所在局域网的大小范围。
③网关IP地址：本地局域网的出口，一般是局域网与路由器的接口。
④DNS服务器IP地址：实现域名到IP地址的转换。
9. 如果PC的子网掩码改成了255.255.255.0，它能否直接访问Web服务器202.114.1.33，以及能否访问外网?试分析之。
[答案要点]
分析：202.114.1.X是C类地址，因此PC和Web服务器所在的网络都是该C类地址的子网，/27表明借用了3位主机号作为子网号部分，对应的子网掩码为255.255.255.224，二进制形式为11111111 11111111 11111111 11100000。子网掩码与IP地址进行与运算就可得到局域网的网络号，因此PC所在局域网的网络号为202.114.1.0/27，可分配地址范围为202.114.1.1～202.114.1.30；Web服务器所在局域网网络号为202.114.1.32/27，可分配地址范围为202.114.1.33～202.114.1.62。
PC的子网掩码没有更改以前，PC访问Web服务器之前会将自己的子网掩码与Web服务器的IP地址进行与运算，得出的网络号与自己所在局域网的网络号不一致，因此会知道Web服务器不在自己的本地局域网中，便会将发往Web服务器的数据交给自己的网关，经过路由后到达Web。
当PC的子网掩码修改为255.255.255.0以后，PC会将Web服务器误判为在本地局域网(因为修改后的子网掩码与Web服务器的IP地址与运算后得出的网络号与自己所在局域网的网络号一致)，而会直接通过ARP请求它的MAC地址，以实现直接访问。由于Web并不在此局域网中，所以PC不可能得到它的ARP回应，因此无法直接访问，而对其他的外网地址(非202.114.1.0/24)以及本局域网的其他地址的访问则是不受影响的。
10. 设有4台主机A、B、C和D都处在同一物理网络中，它们的IP地址分别为192.155.28.112、192.155.28.120、192.155.28.135和192.155.28.202，子网掩码都是255.255.255.224，请回答：
1)该网络的4台主机中哪些可以直接通信?哪些需要通过设置路由器才能通信?请画出网络连接示意图，并注明各个主机的子网地址和主机地址。
2)若要加入第5台主机E，使它能与主机D直接通信，则其IP地址的范围是多少?
3)若不改变主机A的物理位置，而将其IP改为192.155.28.168，则它的直接广播地址和本地广播地址各是多少?若使用本地广播地址发送信息，请问哪些主机能够收到?
4)若要使该网络中的4台主机都能够直接通信，可采取什么办法?
[答案要点]
思路分析：子网掩码为255.255.255.224，仅和第四字节有关，转换为二进制255.255.255.11100000。把主机的地址转换为二进制，并和子网掩码进行与运算，就可求出其网络地址。
主机地址 网络地址
A 192.155.28.112 192.155.28.0111 0000 192.155.28.96
B 192.155.28.120 192.155.28.0111 1000 192.155.28.96
C 192.155.28.135 192.155.28.1000 0111 192.155.28.128
D 192.155.28.202 192.155.28.1100 1010 192.155.28.192
只有处于同一个网络的主机之间才能直接通信。因此，只有主机A和主机B之间才可以直接通信。主机C和主机D以及它们同主机A和主机B的通信必须经过路由器。
若要加入第5台主机E，使它能与D直接通信，那么主机E必须位于和D相同的网络中，即192.155.28.192，这样地址范围是192.155.28.193～192.155.28.222，且除去主机D的IP地址192.155.28.202。
主机A地址改为192.155.28.168，那么它所处的网络为192.155.28.160。由定义，直接广播地址是主机号各位为全“1”，用于任何网络向该网络上所有的主机发送报文，每个子网的广播地址则是直接广播地址。本地广播地址，又称为有限广播地址，它的32位为全“1”，用于该网络不知道网络号时内部广播。因此，主机A的直接广播地址为192.155.28.191，本地广播地址是255.255.255.255，若使用本地广播地址发送信息，则所有主机都能够收到。若希望4台主机直接通信，则可以修改掩码为255.255.255.0，这样4台主机就处于同一个网络中。
1)只有主机A和主机B之间可以直接通信，主机C和主机D以及它们同A和B的通信都必须经过路由器。网络连接示意图如图所示。
各个主机的子网地址和主机地址见思路分析。
2)地址范围是192.155.28.193～192.155.28.222，且除去主机D的IP地址192.155.28.202。
3)主机A的直接广播地址是192.155.28.191，本地广播地址是255.255.255.255，若使用本地广播地址发送信息，则所有主机都能够收到。
4)若希望4台主机直接通信，则可以修改子网掩码为255.255.255v0，这样4台主机就处于一个网络中，可以直接通信。
11. 下图是3个计算机局域网A、B和C，分别包含10台、8台和5台计算机，通过路由器互连，并通过该路由器的接口d接入因特网。路由器各端口名分别为a、b、c和d(假设端口d接入IP地址为61.60.21.80的互联网地址)。局域网A和局域网B共用一个C类网络IP地址202.38.60.0，并将此IP地址中主机地址的高两位作为子网编号。局域网A的子网编号为01，局域网B的子网编号为10。IP地址的低6位作为子网中的主机号。局域网C的网络号是202.36.61.0。请回答下列问题：
1)为每个网络的计算机和路由器的端口分配IP地址。
2)写出3个网段的子网掩码。
3)列出路由器的路由表。
4)若局域网B中的一主机要向局域网B广播一个分组，写出该分组的目的IP地址。
5)若局域网B中的一主机要向局域网C广播一个分组，写出该分组的目的IP地址。
[答案要点]
思路分析：本题考查路由器地址分配的一般原则、路由表的结构、子网划分和子网掩码。首先应根据题意给出局域网A和局域网B的子网，这里局域网A的编号为01，也就是202.38.60.01000000，即202.38.60.64，一般选择该网络最小的地址分配给路由器的接口a，即201.38.60.01000001，即202.38.60.65，子网掩码为255.255.255.192。同理，局域网B的子网编号为10，也就是202.38.60.10000000，即202.38.60.128。接口b的地址为202.38.60.10000001，即202.38.60.129，子网掩码是255.255.255.192。对于局域网C，接口c的地址为202.38.61.1，子网掩码为255.255.255.0。对于接口d，由于接入的IP地址为61.60.21.80，显然是一个A类地址，所以子网掩码为255.0.0.0。对于局域网B，其广播地址为202.38.60.10111111，即202.38.60.191；对于局域网C，就是标准的202.38.61.255。
1)路由器a分配的IP地址为202.38.60.65。
路由器b分配的IP地址为202.38.60.129。
路由器c分配的IP地址为202.38.61.1。
路由器d分配的IP地址为61.60.21.80。
2)子网掩码分别如下：
局域网A的子网掩码为255.255.255.192；局域网B的子网掩码为255.255.255.192；局域网C的子网掩码为255.255.255.0。
3)路由器的路由表见表。
| 路由器的路由表
|
| 目的网络地址
|
子网掩码
|
下一跳地址
|
接口
|
| 202.38.60.64
|
255.255.255.192
|
直接
|
a
|
| 202.38.60.128
|
255.255.255.192
|
直接
|
b
|
| 202.38.61.0
|
255.255.255.0
|
直接
|
c
|
| 61.0.0.0
|
255.0.0.0
|
直接
|
d
|
4)由前面的分析易知，局域网B上的一台主机要向B网段广播的分组的目的地址应该为202.38.60.191。
5)由前面的分析易知，局域网B上的一台主机要向C网段广播的分组的目的地址应该为202.38.61.255。
12. 区域A、B的IP地址范围、子网掩码和默认网关各是多少?
[答案要点]
从地址块192.168.0.1/24中可以得到，区域A的IP地址范围为192.168.0.1～192.168.0.254，子网掩码为255.255.255.0，默认网关一般为主机位最小的那个，即192.168.0.1。同理，可得到区域B的IP地址范围为202.117.12.33～202.117.12.38，子网掩码为255.255.255.248，默认网关一般为主机位最小的那个，即202.117.12.33。
13. IP地址为192.168.0.36和202.117.12.36的计算机发送报文到Internet上，分别给出IP数据报的源IP地址。
[答案要点]
IP地址为192.168.0.36的计算机发送到Internet上的IP数据报的源IP地址必须转换为全球唯一地址，即代理服务器的IP地址为202.117.12.34；因为IP地址202.117.12.36已经是全球IP地址了，所以无需转换，源IP地址就是202.117.12.36。
14. 题图中的代理服务器还可以使用什么网络连接设备来代替?
15. 一个公司有一个总部和3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所示。总部共有5个局域网，其中LAN1～LAN4都连接到路由器R1上，R1再通过LAN5与路由器R2相连。R5和远地的3个部门的局域网LAN6～LAN8通过广域网相连。每个局域网旁边标明的数字是局域网上主机数。试给每个局域网分配一个合适的网络前缀。
[答案要点]
分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀，本题的答案很多种，下面是其中的一种答案。
由图可知，LAN1需要分配50个IP地址，25-2＜50＜26-2，所以应该分配6位主机号；LAN2需要分配10个IP地址，23-2＜10＜24-2，所以应该分配4位主机号；LAN3需要分配29个IP地址，24-2＜29＜25-2，所以应该分配5位主机号；LAN4需要分配10个IP地址，23-2＜10＜24-2，所以应该分配4位主机号；LAN5需要分配4个IP地址，22-2＜4＜23-2，所以应该分配3位主机号；LAN6需要分配20个IP地址，24-2＜20＜25-2，所以应该分配5位主机号；LAN7需要分配20个IP地址，24-2＜20＜25-2，所以应该分配5位主机号；LAN8需要分配25个IP地址，24-2＜25＜25-2，所以应该分配5位主机号。WAN1、WAN2、WAN3各需要两个IP地址(分别给路由器相连的两个接口)，所以需要2位主机位。其分配顺序如下：LAN1、LAN3、LAN2、LAN4、LAN8、LAN7、LAN6、LAN5、WAN1、WAN2、WAN3。
LAN1的地址为192.77.33.00XXXXXX，即192.77.33.0/26。
LAN3的地址为192.77.33.010XXXXX，即192.77.33.64/27。
LAN2的地址为192.77.33.0110XXXX，即192.77.33.96/28。
LAN4的地址为192.77.33.0111XXXX，即192.77.33.112/28。
LAN8的地址为192.77.33.100XXXXX，即192.77.33.128/27。
LAN7的地址为192.77.33.101XXXXX，即192.77.33.160/27。
LAN6的地址为192.77.33.110XXXXX，即192.77.33.192/27。
LAN5的地址为192.77.33.11100XXX，即192.77.33.224/29。
WAN1的地址为192.77.33.111010XX，即192.77.33.232/30。
WAN2的地址为192.77.33.111011XX，即192.77.33.236/30。
WAN3的地址为192.77.33.111100XX，即192.77.33.240/30
16. 下表是使用无类别域间路由(CIDR)的路由选择表，地址字节是用十六进制表示的。在C4.50.0.0/12中的“/12”表示开头有12个“1”的子网掩码，也就是FF.F0.0.0。注意，最后3个登录项涵盖每一个地址，因此起到了默认路由的作用。试指出具有下列目标地址的IP分组将被投递到哪一个下站地?
| 路由选择表 |
| 网络/子网掩码长度 | 下一站 |
| C4.50.0.0/12 | A |
| C4.5E.10.0/20 | B |
| C4.60.0.0/12 | C |
| C4.68.0.0/14 | D |
| 80.0.0.0/1 | E |
| 40.0.0.0/2 | F |
| 0.0.0.0/2 | G |
1)C4.5E.13.87
2)C4.5E.22.09
3)C3.41.80.02
4)5E.43.91.12
5)C4.6D.31.2E
6)C4.6B.31.2E
[答案要点]
解题思路：将右边的IP地址与左边的网络号进行一一比较，如果可以满足前缀相同的长度大于或等于子网掩码的长度，则表示可以走此条路由，称为匹配。但是，如果有更长子网掩码的网络与之匹配，则应该优先选择具有更长子网掩码的网络，即满足最长匹配原则。
解题技巧：既然需要满足最长匹配原则，那么应该从子网掩码长度最长的开始比较。
1)网络号C4.5E.10.0/20的第三字节可以用二进制表示成00010000。目标地址C4.5E.13.87的第三字节可以用二进制表示成00010011，前20位相同，恰好匹配了。所以具有该目标地址的IP分组将被投递到B站。
2)目标地址C4.5E.22.09与网络号C4.5E.10.0/20的前20位不一样，所以不能进行匹配。其次优先考虑的应该是网络号C4.50.0.0/12。恰好匹配，所以具有该目标地址的IP分组将被投递到A站。
3)经过比较，目标地址C3.41.80.02只能与80.0.0.0/1匹配。因为目标地址C3.41.80.02的第一字节为1100 0011，而网络80.0.0.0的第一字节为1000 0000，第一位都为1，故匹配。所以具有该目标地址的IP分组将被投递到E站。
4)同上分析，目标地址5E.43.91.12与网络40.0.0.0/2匹配，所以具有该目标地址的IP分组将被投递到F站。
5)同上分析，目标地址C4.6D.31.2E与网络C4.60.0.0/12匹配(目标地址C4.6D.31.2E与网络C4.68.0.0/14只有前13位相同，所以不能匹配)，所以具有该目标地址的IP分组将被投递到C站。
6)同上分析，目标地址C4.6B.31.2E与网络C4.68.0.0/14匹配，所以具有该目标地址的IP分组将被投递到D站。
补充：为什么要满足最长匹配原则?
解析：其实这个用专业术语解释比较绕口。用生活的场景想必会更通俗易懂点。比如我要邮寄一个包裹给我的同学。然后我把3个地址写给快递人员，分别如下：
1)浙江省杭州市。
2)浙江省杭州市西湖区。
3)浙江省杭州市西湖区浙江大学玉泉校区。
其实以上3个地址都是正确的，即匹配。但是作为快递人员(路由器)会去选择哪一个呢?当然是会选择第三个，因为子网掩码长度越长，地址就会越具体，就能越快地找到目的地。
| 路由器R的不完整的路由表 |
| 序号 | 目的网络 | 子网掩码 | 下一跳 | 转发端口 |
| 1 | 166.111.64.0 | 255.255.240.0 | R1端口1 | 端口2 |
| 2 | 166.111.16.0 | 255.255.240.0 | 直接交付 | 端口1 |
| 3 | 166.111.32.0 | 255.255.240.0 | 直接交付 | 端口2 |
| 4 | 166.111.48.0 | 255.255.240.0 | 直接交付 | 端口3 |
| 5 | 0.0.0.0 | 0.0.0.0 | R2端口2 | 端口1 |
路由器R收到下述分别发往6个目的主机的数据报。
H1：20.134.245.78
H2：166.111.64.129
H3：166.111.35.72
H4：166.111.31.168
H5：166.111.60.239
H6：192.36.8.73
试回答以下问题：17. 题表中序号1～4的目的网络属于哪类网络?它们是由什么网络划分来的?
[答案要点]
表中序号1～4的目的网络属于B类网络。因为B类网络的默认子网掩码为255.255.0.0，所以序号1～4的目的网络是由网络166.111.0.0划分的子网。
18. 假如路由器R1端口1和路由器R2端口2的IP地址的主机号均为5(十进制)，请给出它们的IP地址。
[答案要点]
从表中第二行和第四行可以看出，分组都是从端口2转发出去，并且第四行是直接交付到网络166.111.32.0，所以R1端口1连接在网络166.111.32.0上。又由于主机号为5，所以R1端口1的IP地址为166.111.32.5。同理可得，R2端口2连接在网络166.111.16.0上，所以R2端口2的IP地址为166.111.16.5。
19. 基于上一小题，试问到目的主机H1～H6的下一跳IP地址是什么(如果是直接交付，则请写出转发端口)?
[答案要点]
首先，应该清楚一个默认知识点，即目的网络为0.0.0.0和子网掩码为0.0.0.0表示一条默认路由。
H1：数据报要发往目的地址为20.134.245.78的主机H1。很明显，表中并不存在该目的网络，所以应该选择默认路由，下一跳为R2端口2，所以下一跳的IP地址为166.111.16.5。
H2：166.111.64.129属于网络166.111.64.0，下一跳为R1端口1，所以下一跳的IP地址为166.111.32.5。
H3：166.111.35.72的第三字节为35，35转换成二进制为00100011。从表可知，子网掩码为255.255.240.0，所以第三字节的前4位属于子网号。所以主机H3属于子网166.111.32.0，下一跳通过R端口2直接交付。
H4.166.111.31.168的第三字节为31，31转换成二进制为00011111，所以主机H4属于子网166.111.16.0，下一跳通过R端口1直接交付。
H5：166.111.60.239的第三字节为60，60转换成二进制为00111100，所以主机H5属于予网166.111.48.0，下一跳通过R端口3直接交付。
H6：192.36.8.73仍然应该选择默认路由，下一跳为R2端口2，所以下一跳的IP地址为166.111.16.5。
深色：已答题 浅色：未答题