络号是192.0.1(或192.0.1.0)）
三．问答和计算题： 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？ 答：
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，然后网关将信息发往目的网络或目的路由器。
2. 现有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。
答：
（1）可以采用三级IP地址将该C类网划分为若干子网。由于该公司包括4个部门，共需要划分为4个子网，可使用主机号的前3位作为子网号，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1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，依次为：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个字节的二进制数是00100000，对应的十进制是32，所以第1个部门的网络地址（含子网部分）是：192.168.161.32。同理，可以得到其他3个部门的网络地址（含子网部分）分别是：192.168.161.64 和 192.168.161.96和192.168.161.128。
IP地址范围的具体算法是：以第1个子网为例，因为第4个字节范围是001 00001 --- 001 11110 （不包括主机号全0和全1）。而001 00001对应33，001 11110对应62.同理可计算出其他部门的IP地址范围。
因此，可确定各部门的网络地址、子网掩码和IP地址范围如下表： 部门 网络地址 子网掩码 IP地址范围 工程技术部 192.168.161.32 255.255.255.224 192.168.161.33至 192.168.161.62 市场部 192.168.161.64 255.255.255.224 192.168.161.65至 192.168.161.94 财务部 办公室 192.168.161.96 255.255.255.224 192.168.161.97至 192.168.161.126 192.168.161.128 255.255.255.224 192.168.161.129至 192.168.161.158 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过程） 答：
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高速缓存表中
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
网络地址 目的网络子网掩码 路由信息 128.96.39.0 255.255.255.0 接口0 128.96.40.0 255.255.255.0 接口1 192.4.153.0 255.255.255.0 路由器1 默认路由 0.0.0.0 路由器2 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) 192.168.1.1 试指出路由器A根据其路由表，将会如何处理这些数据包。 答：
对于(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；对于(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；对于(3) 192.168.1.1没有一条是匹配的，因此将使用默认路由，即将把数据转发给路由器2。
5. 设互联网上某路由器R建立了如下路由表: （复杂一点，涉及子网问题）
目的网络 10.214.47.96 10.214.47.192 192.168.100.0 192.168.100.128 192.168.200.192 默认路由 子网掩码 255.255.255.240 255.255.255.240 255.255.255.192 255.255.255.192 255.255.255.224 0.0.0.0 下一跳路由器 R0 R1 R2 R3 R4 R5 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。 答：
（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，所以下一条是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。
综上所述，下一跳路由器依次是(1)R3 (2)R5 (3)R5 (4)R1 (5)R4
第5章 运输层（又称传输层）
一．填空题：
1. 从通信和信息处理的角度看，在TCP/IP模型中向其上面的应用层提供
通信服务的协议层称为 运输 层。
2. 传输层使用了 网络 层提供的服务，并通过执行 运输层协议 ，向 应
用层 提供了一个标准的完善的通信服务。
3. 传输层中的TCP协议可以为其用户提供 可靠 、面向连接的、全双工的
数据流传输服务。
4. 传输层中的UDP协议可以为其用户提供不可靠、 无连接 的数据传输服
务。
5. 人们把将待发送的完整的数据块称为报文，在运输层直接对应用层交下
来的报文进行封装的协议是 UDP协议 ，与TCP协议不同，既不拆分也不合并。
6. 由于UDP是面向报文的，即对应用层交下来的报文，在添加首部后就向
下交付给IP层，由于IP层对数据的长度有要求，如果数据太长，片分现象严重，影响传输速度，所以UDP支持的 应用层 报文大小要合适。 7. 在运输层，TCP协议传递给网络层IP协议的数据单元称为 报文段 。 8. TCP/IP的运输层有两个不同的协议，它们是TCP和UDP,其中文名分别
叫做传输控制协议和 用户数据报协议 。前者是面向连接的协议，而后者则属于无连接协议。使用UDP协议，系统资源开销小，UDP报文段的首
部只有 ８ 字节。而对于TCP来说，其报文段的首部至少有 20 字节，传输开销比较大，TCP开销大的另一个原因是占有CPU的处理时间。因此，在应用层开发中运输层使用哪个协议要视具体情况而定。诸如“万维网、电子邮件和文件传输”服务在运输层使用 TCP 协议封装，而“域名转换协议DNS和IP电话”服务在运输层使用 UDP 协议封装。
9. 熟知端口即系统端口号是IANA指派的。FTP服务使用的熟知端口号是
21 ，简单邮件传输协议SMTP使用的熟知端口号是 25 ，WWW服务（使用HTTP协议）使用的熟知端口号是 80 。
10. 在TCP/IP网络中，使用运输层的TCP协议进行通信，必须先建立TCP
连接，TCP连接的两个端点不只是端口号，也不是只是IP地址，而是叫做 socket ，它由4个数字确定的，包括双方的IP地址和双方的端口号，彼此之间用冒号隔开。例如，IP地址是192.3.4.5而端口号是80，可写为：192.3.4.5:80。
11. 主机A向主机B发送TCP报文段，首部中的源端口是m而目的端口是n
（源端口和目的端口分别占用2个字节）。当B向A发送回信（即确认信息）时，其TCP报文段的首部中的源端口和目的端口分别是 n和m 。 12. TCP报文段中SYS字段(称为同步为)只占1位，当SYS=1时，表示这个
报文段是一个连接请求报文，或者说是一个连接接收报文。TCP报文段中的ACK也只占1位，只要当ACK等于 1 时，报文段中的“确认号”字段才有效。
13. TCP协议传输的是报文段，报文段中的每一个字节都按顺序编号，其中
报文段的第一个字节的序号就记录在TCP报文段的首部 序号 字段中，根据报文段的数据长度也就可以知道报文段最后一个字节的序号。 14. TCP报文段中“确认号”字段的作用是“期望收到对方下一个报文段的
第一个数据字节的序号”。例如B正确收到了A发送过来的一个报文段，其序号字段值是501，而数据长度是200字节，这表明B正确的收到了A发送的序号从501到700为止的数据。因此，B期望收到A的下一个数据序号是701，于是B发送给A的确认报文段中把确认号置为 701 。 15. 为了防止过多的数据注入到网络中，以避免网络中的路由器或链路过
载，所采取的措施称为 拥塞控制 。
16. 利用TCP协议传输数据时必须建立通信双方的运输连接，运输连接有三
个阶段，这三个阶段分别是 连接建立 、 数据传送 、 连接释放 。 17. TCP是TCP/IP协议族中的(1) A.传输层 协议，使用(2) C.3 次握手协
议建立传输连接。当连接的主动方发出SYN连接（此时SYN=1）请求后，等待对方应答(3) A.SYN,ACK 。这种连接的方法可以防止(4) D.产生错误的连接 。TCP使用流量控制协议是(5) B.可变大小的滑动窗口协议 。 (1) A. 传输层 B. 网络层 C.会话层 D.应用层 (2) A. 1 B. 2 C.3 D.4 (3) A. SYN ，ACK B. FIN ，ACK C. PSH ，ACK D. RST ，ACK (4) A. 出现半连接 B. 无法连接
C. 假冒的连接 D. 产生错误的连接
(5) A. 固定大小的滑动窗口协议 B. 可变大小的滑动窗口协议
C. 后退N帧ARQ协议 D. 选择重发ARQ协议
二．问答和计算题：
1. 在TCP/IP模型中，运输层TCP和网络层IP协议的主要功能是什么？
答：
TCP协议：TCP是面向连接的，提供了一种可靠的数据交互服务，它把待发送的报文分割成数据段并编上序号发送出去。在传输中如果发生丢失、破坏、延迟和乱码等问题，TCP将负责重传这些有序分组，在接收端按正确的序号拼凑并递交给应用层还原为报文。它是一个端到端的协议，为上层的应用层提供服务，工作在传输层。
IP协议：为上层的运输层提供服务，规定了数据分组传送的格式，即在TCP数据段或UDP用户数据报的头部附加主机的源地址和目的地址从而构成IP数据报，它工作在网络层，在传输时IP协议为IP数据报解决传输路径问题。
总之，TCP为数据的传输提供了可靠性的保证，IP在网络中实现数据的传输，两者相辅相成，缺一不可。
2. 一个UDP用户数据报首部的十六进制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17。
试求源端口、目的端口、用户数据报总长度、数据部分长度分别为多少？ 答：
UDP用户数据报的首部字段包括：源端口，目的端口、总长度和检验和。各字段长度都为2个字节，首部字段总长度为8个字节。因此：
源端口：0x0632 (0x指数据是十六进制的) ，等价于十进制的1586 目的端口：0x0045，等价于十进制的69
用户数据报总长度：0x001C字节，等价于十进制的28字节 数据部分长度：28 – 8 = 20字节
3. 主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段,其序号分别是80和120.试
问:
(1)第一个报文段携带了多少字节的数据?
(2)如果B收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是180,试问A发送的第二个报文段中的数据有多少字节?
(3)如果A发送的第一个报文段丢失了,但第二个报文段到达了B，B在第二个报文段到达后向A发送确认，请问这个确认号应该是多少?
答：
(1)第一个报文段的序号是80，表示第一个报文段数据的第一字节编号是80，紧接着发送第二个报文段，根据其中的序号是120，可以知道第一个报文段的最后一个字节的编号是119。因此，第一个报文段所携带的数据有119-(80-1)=40个字节。
(2)如果第二个报文段发出后得到的确认号是180，说明序号120至179的字节全收到，所以第二个报文段的数据有179-(120-1)=60字节
(3)这个确认号还是80。因为这种情况属于B方未按序收到信息，其中120至179个字节将暂存到B方接收缓存中，B方发的确认号仍然是第一个报文段的80，A方将在发送超时后重发第1个报文段。