计算机网络 网络层
【4-18】
请回答下列问题：
Q：
(1) 有人认为： "ARP 协议向网络层提供了转换地址的服务， 因此ARP 应当属于数据链路层。”这种说法为什么是错误的？
(2) 试解释为什么ARP 高速缓存每存入一个项目就要设置10 ~ 20 分钟的超时计时器。这个时间设置得太大或太小会出现什么问题？
(3) 至少举出两种不需要发送ARP 请求分组的情况（即不需要请求将某个目的IP 地址解析为相应的硬件地址） 。
A：
(1) 不能这么说" ARP 协议向网络层提供了转换地址的服务，因此ARP 应当属于数据链路层。”，因为ARP 本身是网络层的一部分（但IP 使用ARP) ，ARP 不属于数据链路层。数据链路层使用硬件地址而不使用IP 地址，因此ARP 不在数据链路层。"ARP 协议向网络层提供了转换地址的服务， 因此ARP 应当属于数据链路层。”这种说法是错误的。
(2) 解释为什么ARP 高速缓存每存入一个项目就要设置10 ~ 20 分钟的超时计时器，当网络中某个IP 地址和硬件地址的映射发生变化时， ARP 高速缓存中相应的项目就要改变。例如，更换以太网网卡就会发生这样的事件。因此ARP 高速缓存每存入一个项目就要设置10 ~ 20 分钟的超时计时器，每10 -20 分钟更换一块网卡是合理的。这个时间设置得太大或太小会出现什么问题？超时时间设置得太短会使ARP 请求和响应分组的通信量太频繁，而超时时间设置得太长会使更换网卡后的主机迟迟无法和网络上的其他主机通信。
(3) 两种不需要发送ARP 请求分组的情况：在源主机的ARP 高速缓存中已经有了该目的IP 地址的项目；源主机发送的是广播分组；源主机和目的主机使用点对点链路。
【4-22】
Q：一个数据报长度为4000 字节（固定首部长度）。现在经过一个网络传送，但此
网络能够传送的最大数据长度为1500 字节。试问应当划分为几个短些的数据
报片？各数据报片的数据字段长度、片偏移字段和MF 标志应为何数值？
A：数据报的总长度减去首部长度，得出IP 数据报的数据部分长度为：
4000 - 20 = 3980 B
划分出一个数据报片（要考虑首部有20 字节长）： 3980 - 1480 = 2500 B, 剩下的数据长
度，大于MTU 。
再划分出一个数据报片： 2500 —1480 = 1020 B, 剩下的数据长度，小千MTU 。
故划分为3 个数据报片，其数据字段长度分别为1480, 1480 和1020 字节。
片偏移字段的值分别为0.1480/8=185 和2x1480/8=370 。
MF 字段的值分别为1, 1 和0。
【4-37】
Q: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为4 个一样大的子网。试问：
(1) 每个子网的网络前缀有多长？
(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？
A：
(1) 原来网络前缀是2 位， 需要再增加2 位，才能划分4 个一样大的子网。32 - 4 =28 位， 因此每个子网
前缀是28 位。
(2) 每个子网的地址中有4 位留给主机用，因此共有16 个地址（可用的14 个）。
(3) 四个子网的地址块是：
136.23.12.64/28, 136.23.12.80/28, 136.23.12.96/28, 136.23.12.112/28,
0x64= 01000000, 0x80 = 01010000 , 0x96 =01100000, 0x112 =01110000
(4) 地址中的前三个字节分别记为B1，B2 和 B3 。
第一个地址块136.23.12.64/28 可分配给主机使用的：
最小地址是B1 B2 B3 0100 0001 = 136.23 .12.65/28;
最大地址是B1 B2 B3 01001110 = 136.23.12.78/28 。
第二个地址块 136.23.12.80/28 可分配给主机使用的：
最小地址是B1 B2 B3 01010001 = 136.23.12.81/28:
最大地址是B1 B2 B3 01011110 = 136.23.12.94/28 。
第三个地址块 136.23.12.96/28 可分配给主机使用的：
最小地址是B1 B2 B3 0110 0001 = 136.23.12.97/28;
最大地址是B1 B2 B3 0110 1110 = 136.23.12.110/28 。
第四个地址块136.23.12.112/28 可分配给主机使用的：
最小地址是B1 B2 B3 0111 0001 = 136.23.12.113/28;
最大地址是B1 B2 B3 0111 1110 = 136.23.12.126/28 。