####1.简述网络层功能
路由与转发:利用网络的拓扑结构等网络状态，选择分组传送路径；
**拥塞控制:**控制和预防网络中出现过多的分组；
**异构网络互联:**解决不同网络在寻址、分组大小、协议等方面的差异。
####2.简述数据报服务和虚电路服务的基本原理
**数据报服务：**无连接的数据报网络随时接受主机发送的分组(即数据报)，网络为每个分组独立地选择路由。网络尽最大努力地将分组交付给目的主机，但网络对源主机没有任何承诺。网络不保证所传送的分组不丢失也不保证按源主机发送分组的先后顺序以及在时限内必须将分组交付给目的主机。当网络发生拥塞时网络中的结点可根据情况将一些分组丢弃。数据报提供的服务是不可靠的，它不能保证服务质量。实际上“尽最大努力交付”的服务。提供数据报服务的特点就是没有质量保证的服务，可靠性由网络保证。
无连接的数据报网络随时接受主机发送的分组(即数据报)，网络为每个分组独立地选择路由。网络尽最大努力地将分组交付给目的主机，但网络对源主机没有任何承诺。网络不保证所传送的分组不丢失也不保证按源主机发送分组的先后顺序以及在时限内必须将分组交付给目的主机。当网络发生拥塞时网络中的结点可根据情况将一些分组丢弃。数据报提供的服务是不可靠的，它不能保证服务质量。实际上“尽最大努力交付”的服务。提供数据报服务的特点就是没有质量保证的服务，可靠性由网络保证。
**虚电路服务：**将数据报方式和电路交换方式结合起来，充分发挥两者的优点。主机 A先向主机B发出一个特定格式的控制信息分组，要求进行通信，同时寻找一条合适路由。若主机B同意通信就发回响应，然后双方就建立了虚电路。虚电路建立后，网络向用户提供的服务在就好像在两个主机之间建立了一对穿过网络的数字管道。所有发送的分组都按顺序进入管道，然后按照先进先出的原则沿着此管道传送到目的站主机。到达目的站的分组顺序就与发送时的顺序一致。传送结束后主机A通过发送“释放请求”分组来拆除虚电路，逐段断开连接。
####3.简述IP地址的分类
IP地址根据网络ID的不同分为5种类型，A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。
**1）A类IP地址：**一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”， 地址范围从1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1亿多个主机。
**2）B类IP地址：**一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机 。
**3） C类IP地址：**一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。
**4） D类地址用于多点广播：**D类IP地址第一个字节以“lll0”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。
**5） E类IP地址：**以“llll0”开始，为将来使用保留。 全零（“0.0.0.0”）地址对应于当前主机。全“1”的IP地址（“255.255.255.255”）是当前子网的广播地址。
####4.什么是直接交付，什么是间接交付：
**直接交付：**当分组的源主机和目的主机在同一个网络，或转发是在最后一个路由器与目的主机之间时将直接交付。
**间接交付：**目的主机与源主机不在同一个网络上，分组间接交付。或者路由器没有和目标主机连接在同一个网络上。
####5.简述ARP协议的作用：
地址解析协议（Address Resolution Protocol）为了减少网络上的通信量，主机A在发送其ARP请求分组时，就将A的IP地址到硬件地址的映射写入ARP请求分组。当主机B收到A的ARP请求分组时，将A的地址映射写入B的ARP高速缓存中。称ARP表，同时使用ARP来动态维护此ARP表。
####6.分配给某培训公司的网络地址为189.176.192.0/24。 现该公司需利用该地址进行网络规划，创建三个实验室。一个实验室(Lab1)最多容纳120人，剩下两个实验室(Lab2,Lab3)最多容纳60人，请为其进行网络划分 ，并为Lab1，Lab2，Lab3设置合适的网络号以及子网掩码。
**答：**首先分配lab1，120人需要7bit ，因为掩码24位，可用的是最后八位，所以用一位表示网络号，即分为
189.176.192.00000000/25和
189.176.192.10000000/25
lab1子网号使用0开头的189.176.192.0/25
主机范围是：
189.176.192.00000000～189.176.192.01111111
掩码255.255.255.128
接下来分配lab2和lab3，每个需要60，每个只需6bit，用1开头的189.176.192.10000000/25进行划分，余下七位中用六位即可，借一位作为子网号，0给lab2，1给lab3，那么lab2的子网号为189.176.192.128/26，lab3的子网号为189.176.192.192/26。
####7、某路由器的路由表条目中，目的地址范围从 60.100.80.0/24至60.100.127.0/24时，选择的路径相同，请采用超网汇聚技术简化路由表条目。
**答：**目的地址范围从60.100.01010000到60.100.01111111
取最大前缀为60.100.01000000.0/18构成超网
即聚合成一条60.100.64.0/18的路由。
####8.已知某网络结构如下图所示，路由器R1左边和网络 Na、Nb、Nc直接相连，路由器R1和R2同时接入到地址 为192.168.1.0/24的网络中，R2向右连接到多个网络 ，用Nd代替，这些网络的地址范围为 59.37.80.0/24~59.37.127.0/24。其中，Na、Nb、Nc 是从一个网络地址189.176.192.0/22进行子网划分得 到，Na,Nc中至少包含于100台主机，Nb中至少包含于 200台主机。(1)为Na、Nb、Nc给出一个可能的子网划分过程，并为Na、Nb、Nc指定子网划分结果。(2)基于(1)的划分结果，为图中5个括号处设置IP地址。(3)简述什么是路由选择。(4)编写R1和R2的路由表，使Na,Nb,Nc,Nd网络内的计算机可以进行数据通信。考虑采用CIDR 技术，减少相关路由表条目的数量。
答：
（1）
按大小分，先考虑Na的200台，需要8bit，22位可用后10位，前两位取0，后八位用来表示主机号，则有Na为:189.176.192.0/24
对于Nb和Nc 相对Na的前两位取01，因为100台只需7bit，所以再借一位，0给Nb，1给Nc，有：
Nb:189.176.193.0/25
Nc:189.176.193.128/25
（2）
1）189.176.192.1/24
2）189.176.193.1/25
3）189.176.193.129/25
4）192.168.1.1/24
5）192.168.1.2/24
（3）
路由选择是指选择通过互连网络从源节点向目的节点传输信息的通道，而且信息至少通过一个中间节点。路由选择工作在 OSI 参考模型的网络层。
（4）
首先用CIDR进行超网聚合，将Nd表示为59.37.64.0/18
R1路由表

R2路由表

####9.在IP中只对数据报头而不对数据计算校验和的好处是什么？缺点是什么？
**答：**好处是节省了数据传输的时间，坏处是可靠性低。
####10.网络层中为什么要对数据报进行分片？以下为某个原始IP数据报，头部20B，假设MTU=820,请给出分片结果。
答：
1）IP分组的尺寸可以在很大范围内变化；
2）IP协议采用分片（fragmentation）技术屏蔽物理网络帧MTU的
不同。
分片结果：数据部分总长度=2220-20=2200B，MTU=820B,每片数据长度最多为800B，
分片1:20B头部，800B数据区（0~799），偏移=0/8=0；
分片2:20B头部，800B数据区（800~1599），偏移=800/8=100；
分片3:20B头部，600B数据区（1600~2199），偏移=1600/8=200；
####11.简述网路层中目标主机对分片数据报的重组过程。
目的主机使用源地址和分组标识来确定属于同一个数据报的片段，使用片偏移字段判断片段在原始数据报中的位置，并根据MF标志判断是否所有片段都已到达。当MF=0的片段到达时，根据该片段的片偏移字段和总长度字段可以计算出原始数据报的总长度，根据已到达的所有片段的总长度字段可以判断是否所有片段已到达。目的主机在收到第一个片段时启动一个重组计时器，如果所有片段均在计时器超时前到达，目的主机取消定时器并重组数据报，否则抛弃已到达的所有片段。