解答：不对。ARP 不是向网络层提供服务，它本身就是网络层的一部分，帮助向传输层提供服务。在数据 链路层不存在IP 地址的问题。数据链路层协议是像HDLC 和PPP 这样的协议，它们把比特串从线路的一 端传送到另一端。
5．大多数IP 数据报重组算法都有一个计数器来避免一个丢失的片段长期挂起一个重
组缓冲区。假定一个数据报被分割成4 个片段。开头3 个片段到达了，但最后一个被耽搁了， 最终计数器超时，在接收方存储器中的3 个片段被丢弃。过了一段时间，最后一个片段蹒跚 而至。那么应该如何处臵这个片段？
解答：对接收方而言，这是一个新的IP 数据报的一部分，该数据报的其它部分还不得而知。收到的这个片 段被放在队列中，等待其余片段的到来。显然，在其余片段不可能到达的情况下，这个片段最终也会因超 时而被丢弃。
习题十一
1. 一个单位有一个C 类网络200.1.1。考虑到共有四个部门，准备划分子网。这四个部门 内的主机数目分别是：A— 72 台， B— 35 台， C— 20 台， D— 18 台； 即共有145 台主机。
（a） 给出一种可能的子网掩码安排来完成划分任务
解答：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： 2 7
（=128），2 6
（=64），2 5
（=32）和2 5
（=32）
IP 地址的最高位是0 表示子网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
（b） 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？
解答： 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。
2. 让ARP 登录项在10-15 分钟后超时是进行合理的折中的一种尝试。试说明如果把超时值 定得太小或太大可能引发的问题。
解答： 如果超时值太小，我们将给网络加载不必要的重复请求，直到收到对请求的应答才 停止发送。
当一台主机的以太网地址改变时，例如由于网卡的更换，那么对于那些在其ARP 缓存
中仍维持该主机的旧的以太网地址的结点来说，该主机是不可达的。这显然是把超时值定得 太大可能引发的问题。
10-15 分钟似乎是关闭主机、交换以太网卡和重引导所需要的最少时间量。对于太长超 时值问题的一种可能的解决办法是自我ARP，启动时在网上对自己的IP 地址做ARP 查询广 播，同时让其他主机在看到来自在缓存中已有登录项的主机的ARP 请求时更新它们的缓存。 然而这类措施并未普遍实行，所以需要有一个合理的ARP 缓存超时的上限值作为备份途径。 3. 假定主机A 和B 在一个具有C 类IP 网络地址200.0.0 的以太局域网上。现在通过一条 对B 的直接连接把主机C 附接到该网络（参见附图）。说明对于这种配制如何划分子网， 并给出一种具体的样例子网地址分配。假定不可能提供额外的网络地址。这对以太局域 网的大小会有什么影响？
解答： 考虑到路由选择，C 必须有自己的子网。尽管这个子网很小，但它也减少了原先的 以太网可提供的主机数，现在主机号最多只能是7 位二进制。下面给出的是主机B 的一种 可能的路由选择表，其中子网号和掩码的最后一个字节都用二进制表示。注意，有些地址不 匹配这两个子网中的任何一个。
网络 子网 掩码 接口
200.0.0 0/0000000 1000 0000 以太网 200.0.0 100000/00 1111 1100 直接链路
4．在使用ARP 的同一个以太网上，假定主机A 和B 被分配同一个IP 地址，并且B 在
A 之后启动。那么，这对于A 的现有连接会有什么影响？试给出克服这一影响的一种措施。 解答：在B 广播任何ARP 询问之后，先前给A 的物理地址发送的所有站都转为给B 的物理 地址发送。A 将看到所有到达的交通突然停止。为预防此类事件，A 可以有意地监视跟自己 的IP 地址有关的ARP 广播，A 甚至可以紧随这样的广播做自己的ARP 广播，以使流往自 己的交通得以恢复。
如果B 在启动时使用自我ARP，它将收到一个应答，表明它的IP 地址已被使用，这就 意味着B 在地址冲突问题解决之前不应该继续在网络上驻留。
5．下列附表是使用无类别域间路由选择（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 的网络掩码，也就是FF.F0.0.0。 注意，最后三个登录项涵盖每一个地址，因此起到了缺省路由的作用。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？ （a） C4.5E.13.87
解答：网络号C4.5E.10.0/20（下一站地是B）的第3 字节可以用二进制表示成0001 0000。 目标地址C4.5E.13.87 的第3 字节可以用二进制表示成0001 0011，显然取20 位掩码与网络 号C4.5E.10.0/20 相匹配，所以具有该目标地址的IP 分组将被投递到下站地B。
（b） C4.5E.22.09
解答：网络号C4.50.0.0/12（下一站地是A）的第2 字节可以用二进制表示成0101 0000。 目标地址C4.5E.22.09 的第2 字节可以用二进制表示成0101 1110，显然取12 位掩码与网络
号C4.50.0.0/12 相匹配，所以具有该目标地址的IP 分组将被投递到下站地A。 （c） C3.41.80.02
解答：网络号80.0.0.0/1（下一站地是E）的第1 字节可以用二进制表示成1000 0000。
目标地址C3.41.80.02 的第1 字节可以用二进制表示成1100 0011，显然取1 位掩码与网络号 80.0.0.0/1 相匹配，所以具有该目标地址的IP 分组将被投递到下站地E。 （d） 5E.43.91.12
解答：网络号40.0.0.0/2（下一站地是F）的第1 字节可以用二进制表示成0100 0000。
目标地址5E.43.91.12 的第1 字节可以用二进制表示成0101 1110，显然取2 位掩码与网络号 40.0.0.0/2 相匹配，所以具有该目标地址的IP 分组将被投递到下站地F。 （e） C4.6D.31.2E
解答：网络号C4.60.0.0/12（下一站地是C）的第2 字节可以用二进制表示成0110 0000。 目标地址C4.6D.31.2E 的第2 字节可以用二进制表示成0110 1101，显然取12 位掩码与网络 号C4.60.0.0/12 相匹配，所以具有该目标地址的IP 分组将被投递到下站地C。 （f） C4.6B.31.2E
解答：网络号C4.68.0.0/14（下一站地是D）的第2 字节可以用二进制表示成0110 1000。 目标地址C4.6B.31.2E 的第2 字节可以用二进制表示成0110 1011，显然取14 位掩码与网络 号C4.68.0.0/14 相匹配，所以具有该目标地址的IP 分组将被投递到下站地D。 路由选择表
网络/掩码长度 下一站地 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 00.0.0.0/2 G
习题十二
1．IPV6 使用16 字节地址。如果每微微妙分配一个含有100 万个地址的地址块，那么 该16 字节地址可持续多长时间？
解答：使用16 个字节，总的地址数为2128 或3.4×1038。如果我们以没微微秒106，亦即每 秒1018 的速率分配它们，这些地址将持续3.4×1020 秒，即大约1013 年的时间。这个数字是 宇宙年龄的1000 倍。当然，地址空间不是扁平的，因此它们的分配非线性，但这个计算结
果表明，即使分配方案的效率为千分之一，这么多地址也永远都不会用完。
2. 在IPV4 的头中使用的协议段在IPV6 的固定头中不复存在。试说明这是为什么？
解答：设臵协议段的目的是要告诉目的地主机把IP 分组交给哪一个协议处理程序。中
途的路由器并不需要这一信息，因此不必把它放在主头中。实际上，这个信息存在于头中， 但被伪装了。最后一个（扩展）头的下一个头段就用于这一目的。
3. 当采用IPV6 协议的时候，ARP 协议是否需要改变？如果需要，是概念上的改变，
还是技术上的改变？
解答：从概念上讲，不需要改变。在技术上，由于被请求的IP 地址现在变大了，因此需要 比较大的域（也称段）。
4．通常，当一个移动主机不在居所的时候，送往它的居所LAN 的分组被它的家乡代
理（home agent）截获。对于一个在802.3 LAN 上的IP 网络，家乡代理如何完成这个截获 任务？
解答：可以想到的一种方法是让家乡代理不加选择地读在LAN 上传送的所有帧，通过
察看其中的IP 地址确定是否指向移动主机。该方法的缺点是效率非常低。通常采用的替代 方法是通过响应ARP 请求，家乡代理让路由器认为它（指居所代理）就是移动主机。当路 由器得到一个前往移动主机的IP 分组时，它广播一个ARP 查询请求，询问与目的地计算机 （即移动主机）的IP 地址相对应的802.3 MAC 级地址。当移动主机不在居所时，家乡代理 响应该ARP 请求，从而路由器把移动用户的IP 地址跟家乡代理的802.3 MAC 级地址相关 联。
5．大多数IP 路由选择协议都使用跳段数作为在做路由计算时设法使其取值最小的一
种度量。而对于ATM 网络而言，跳段数不是很重要。为什么？ATM 网络也使用存储-转发 机制吗？
解答：IP 使用存储-转发的分组交换机制。分组在被完全存储后，才能进行转发。存储一个 分组以及然后再发送的时间通常都超过在线路上的传输时间。因此，存储-转发网络试图通 过减少跳段数来避免这一操作。ATM 交换机使用虫孔路由选择，即在得到5 个字节的头之后， 它们就开始发送。因此，在每个交换机中仅有很少的延迟。在这种情况下，减少所跨越的交 换机的数目就显得不是那么关键。
习题十三
1．假定TCP 使用两次握手替代三次握手来建立连接。也就是说，不需要第三个报文。那么 现在是否可能产生死锁？请给出例子来说明你的答案。
解答：我们知道，3 次握手完成两个重要功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都 知道彼此已准备好），也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发 送与确认。
现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子，考虑计算机A
和B 之间的通信。假定B 给A 发送一个连接请求分组，A 收到了这个分组，并发送了确认 应答分组。按照两次握手的协定，A 认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。 可是，B 在A 的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道A 是否已准备好，不知道A
建议什么样的序列号用于A 到B 的交通，也不知道A 是否同意B 所建议的用于B 到A 交 通的初始序列号，B 甚至怀疑A 是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，B 认为连 接还未建立成功，将忽略A 发来的任何数据分组，只等待接收连接确认应答分组。而A 在 发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。
2. 一台TCP 机器在1Gbps 的通道上使用65535 字节的发送窗口，单程延迟时间等于10 毫
秒。问可以取得的最大吞吐率是多少？ 线路效率是多少？ 解答：10 毫秒×2=20 毫秒
每20 毫秒可以发送一个窗口大小的交通量，每秒50 个窗口（1000 毫秒÷20 毫秒=50） 65535×8×50 = 26.214Mbps 26.214Mbps÷1000Mbbps ≈ 2.6%
所以，最大吞吐率是26.214Mbps，线路效率约为2.6%。
3. 一个TCP 报文段的最大载荷是65515 字节，为什么要选择这样一个奇怪的数字呢？
解答：整个TCP 报文段必须适配IP 分组65535 字节的载荷段。因为TCP 头最少20 个字节， 所以仅剩下65515 字节用于TCP 数据。
4．数据报的分片和重组由IP 控制，并且对于TCP 不可见。这是不是意味着TCP 不必担心
到达数据的失序问题？
解答：尽管到达的每个数据报都是完整的，但可能到达的数据报顺序是错误的，因此，TCP 必须准备适当地重组报文的各个部分。
5．当老的分组仍然存在时，为了避免出现顺序号循环重复问题，可以使用64 位顺序号。
光纤在理论上可以用75Tbps 的速率工作。试问，需要什么样的最长的分组生命周期才能确 保未来的75Tbps 网络在使用64 位顺序号时不出现顺序号循环重复的问题？假定像TCP 那 样，每个字节都有自己的序号。 解答：顺序号空间的大小是2 64
个字节，约为2×10 19
字节， 75÷8≈9.375，即75Tbps 的 发送器每秒消耗9.375×10 12
个序列号。2×10
19
÷（9.375×10
12
）≈2×10
6
∴顺序号循环一周需用2×106 秒。60×60×24=86400，一天有86400 秒，以75Tbps 速率发 送，顺序号循环一周所花的时间约等于2×10 6
÷86400≈23（天），因此，最长的分组生命
周期小于3 个星期可以避免顺序号循环重复问题。