主题 运输层协议与网络综合规划
第一部分 NAT地址转换协议
第一题
下图给出了一个小型的局域网接入到Internet的示意图，已知接入路由器在局域网内的接口为172.16.1.1/24, 在路由器中使用NAT技术来接入到外网，写出局域网中A计算机的配置，使A能够接入到Internet中；并说说NAT技术的工作原理。
IP地址___172.16.1.x (2-254)__ _ 掩码 __255.255.255.0__ 网关____172.16.1.1__
NAT工作原理：NAT的工作原理：NAT称为网络地址转换，就是实现一个IP地址区域到另一个IP地址区域的映射。在IP的配置中，局域网内部的计算机使用的是私有IP地址，而路由器具有一个公网的IP地址，因此，当局域网的计算机要和外面的计算机进行通信，数据包经过路由器时，路由器就将自身具有的公网的IP地址替换了原数据包中的私有的IP地址，这样，外网的计算机就认为是和路由器进行通信。当外网的数据发往内网时，目的地址是路由器的公有地址，路由器接收到数据包时，在根据存在的映射关系，将数据包转发到相对应的计算机上。
第二题 阅读下列问题，回答 问题1－问题15
某公司网络结构如图1-1所示。其中网管中心位于A楼，B楼与A楼距离约300米，B楼的某一层路由器采用NAT技术进行网络地址变换，其它层仅标出了楼层交换机。
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A楼61.103.110.151服务器群B楼工作站（7）DNS服务器（2）网络管理（6）（1）（3）61.103.110.101192.168.0.254/24工作站路由器A 楼层交换机（4）（5）楼层交换机工作站工作站A 图1-1
【问题1】（4分）
从表1-1中为图1-1中（1）～（4）处选择合适设备名称（每个设备限选一次）。
表1-1
设备类型 路由器 三层交换机 二层交换机 设备名称 Router1 Switch1 Switch2 数量 1 1 2 （1）Router1 （2）Switch2 （3）Switch1 （4）Switch2 【问题2】（3分）
为图1-1中（5）～（7）处选择介质，填写在答题纸的相应位置。 备选介质（每种介质限选一次）：百兆双绞线 千兆双绞线 千兆光纤 （5）千兆光纤 （6）百兆双绞线 （7）千兆双绞线 【问题3】（4分）
表1-2是路由器A上的地址变换表，将图1-2中（8）～（11）处空缺的信息填写在答题纸的相应位置。
表1-2
NAT变换表 内部IP / 端口号 192.168.0.1 : 1358 192.168.0.3 : 1252
变换后的端口号 34576 65534 源地址:192.168.0.3：1252目标地址:202.205.3.130：80NAT_路由器NAT变换表 源地址:（8）目标地址:（10） ：（9）：（11） 图1-2
（8）61.103.110.101 （9）65534 （10）202.205.3.130 （11）80 【问题4】（4分）
参照图1-1的网络结构，为工作站A配置Internet协议属性参数。
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IP地址： 子网掩码： 默认网关：
在192.168.0.1~192.168.0.253范围内均正确 ； 255.255.255.0 ； 192.168.0.254 ；
首选DNS服务器： 61.103.110.51 。
第二部分 运输层协议
第三题
（1） 假定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。（请画图说明）
有可能产生死锁。假定B向A发送一个连接请求，A收到这个分组，并发
送了确认应答分组，如果该应答分组丢失，则A会认为B收到，等待B发送数据，而B没有收到应答，认为连接还没有建立，将忽略A发送过来的任何数据
一、连接时的三次握手
客户主动打开TCP传输，服务器被动打开 第一次握手：客户发送 SYN = 1， seq = x 给服务器 说明：客户的TCP向服务器发出连接请求报文段，其首部中的同步位SYN = 1，并选择序号 seq = x，表明传送数据时的第一个数据字节的序号是 x。
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第二次握手：服务器发送SYN= 1，ACK= 1，seq = y，ack= x+1给客户 说明：服务器的TCP收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。服务器在确认报文段中应使SYN = 1，使 ACK = 1，其确认号ack = x +1，自己选择的序号 seq = y。
第三次握手：客户发送 ACK=1，seq=x+1，ack= y+1给服务器 说明：客户收到此报文段后向服务器给出确认，其 ACK = 1，确认号 ack = y +1。客户的 TCP 通知上层应用进程，连接已经建立。服务器的 TCP 收到主机客户的确认后，也通知其上层应用进程：TCP 连接已经建立。 （2）为什么释放连接时需要四步释放？
数据传输结束后，通信的双方都可释放连接
客户应用进程先向其TCP发出连接释放报文段，并停止再发送数据，主动关闭TCP连接。
第一次握手：客户发送 FIN=1，seq=u 给服务器 说明：客户把连接释放报文段首部的 FIN = 1，其序号seq = u，等待服务器的确认。
第二次握手：服务器发送 ACK=1，seq=v，ack=u+1给客户 4
说明：服务器发出确认，确认号ack = u +1，而这个报文段自己的序号seq = v。TCP 服务器进程通知高层应用进程。从客户到服务器这个方向的连接就释放了，TCP 连接处于半关闭状态。服务器若发送数据，客户仍要接收。
第三次握手：服务器发送 FIN=1，ACK=1，seq=w，ack= u+1 给客户。 说明：若服务器已经没有要向客户发送的数据，其应用进程就通知 TCP 释放连接。
第四次握手：客户发送 ACK=1，seq=u+1，ack=w+1给服务器 说明：客户收到连接释放报文段后，必须发出确认。在确认报文段中 ACK = 1，确认号 ack =w +1。自己的序号 seq = u + 1。 随之服务器TCP关闭，而客户必须等待2MSL的时间，然后关闭。
第四题 用TCP传送512字节的数据，设窗口为100字节，而TCP报文段每次也是传送100字节的数据。再设发送端和接收端的起始序号分别选为100和200。（1）试画出类似于书中图5-31的工作示意图，从连接建立阶段到连接释放都要画上。
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第五题 如图表示了各应用层协议对应的运输层协议，
（1）既然IP协议能够把源主机发送的数据传送目的主机，为什么还需要设置一个传输层呢？
数据链路层只是在单条链路上进行差错控制，在进程到进程上、确保整个报文无差错地到达接收端方面，当然还需要传输层的另一个差错控制机制
（2）到为什么有的应用层协议要使用TCP而有的却要使用UDP？QQ是基于TCP还是UDP协议的？
tcp 和udp协议属于传输层协议。其中tcp提供ip环境下的数据可靠传输，它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复用。通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。通俗说，它是事先为所发送的数据开辟出连接好的通道，然后再进行数据发送；而udp则不为ip提供可靠性、流控或差错恢复功能。一般来说，tcp对应的是可靠性要求高的应用，而udp对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。因此有的使用TCP有的使用UDP
（3）请举例说明应用层的协议在现实生活中的具体应用，每个协议至少举1-2个例子。 FTP TFTP DNS SMTP SNMP DHCP HTTP TELNET TCP UDP FTP: 文件传送TELNET: 远程终端接入
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HTTP: 万维网
SMTP: 电子邮件DNS: 名字转换TFTP: 文件传送DHCP: IP地址配置
SNMP: 网络管理
第三部分 网络规划
第五题 已知地址块中的一个地址是140.120.84.24/20 试求这个地址块中的最小地址和最大地址。地址掩码是什么？地址块中共有多少个地址。 140.120.84.24 è 140.120.(0101 0100).24
最小地址是 140.120.(0101 0000).0/20 (80) 最大地址是 140.120.(0101 1111).255/20 (95) 地址数是4096.相当于16个C类地址。
第六题 阅读下列问题，回答 问题1－问题10
某办公室只有一台主机 host1 接入 Internet，其 TCP/IP 协议属性如图 1-1 所示。 在没有增加公网 IP 地址的情况下，增加几台主机共享网络连接接入 Internet，拓扑结构如图 1-2 所示，host1的eth0 网卡的 Internet 协议属性如图 1-3 所示。
如图 1-1 图 1-2
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图 1-3 图 1-4
【问题 1】
为了保证其他主机能接入 Internet，在如图 1-4 所示的 host1的eth1 网卡“Internet 连接共享”应选择 允许其他网络用户通过此计算机的Internet连接来连接 。 【问题 2】
请为图1-2中eth1网卡配置Internet协议属性参数。 IP地址： 61.168.112.198 子网掩码： 255.255.255.0 默认网关： 61.168.112.254
首选 DNS 服务器： 210.113.112.31
【问题 3】
请为图1-2中host2配置Internet协议属性参数。
IP地址： 若地址在192.168.0.2~192.168.0.254范围内均可 （范围） 子网掩码： 255.255.255.0 默认网关： 192.168.0.1
首选DNS服务器： 210.113.112.31
【问题 4】（2 分）
若 host2 的 IP 地址设为 192.168.0.188，其发送到 Internet 上的 IP 数据包的源 IP 地址为 61.168.112.198 。
第七题 设某路由器建立了如下路由表（这三列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器，最后一列表示应当从哪一个接口转发出去）：
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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。 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。
① 与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0，不等于128.96.39.0。
② 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 第八题
IP地址分配设计：下图是某教育培训公司内部的一个高速交换式局域网拓扑结构图。
数字图书馆
已知：两幢业务楼中分布了6个部门：数字图书馆（48台PC）、学生阅览室（20台PC）、网管中心（2台PC和2台服务器）、业务部（12台PC）、培训部（30台PC）和教师办公室（10台PC），各部门分属不同的IP子网；整个网络使用私有地址空间210.38.235.0/24；数字图书馆、学生阅览室、业务部、培训部和教师办公室网络中的交换机连接了部门内部的PC，以及相应路由器的1个以太网接口；网络中心的交换机连接了中心内部的PC、服务器，以及路由器R1的E2接口和路由器R2的E2接口。
（1）请根据每个网络实际所需的IP地址数量划分适当的IP子网空间：
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网络 数字图书馆 学生阅览室 网络中心 业务部 培训部 教师办公室 掩码（点分十进制） 255.255.255.192 255.255.255.224 255.255.255.248 255.255.255.240 255.255.255.192 255.255.255.240 子网地址 210.38.235.0 210.38.235.64 210.38.235.96 210.38.235.192 210.38.235.128 210.38.235.208 子网广播地址 210.38.235.63 210.38.235.95 210.38.235.103 210.38.235.207 210.38.235.191 210.38.235.223
（2）填写下表中每个路由器以太网接口的IP地址：
路由器 以太网接口 IP地址 E0 R1 E1 E2
路由器 以太网接口 IP地址 E0 R2 E1 E2 E3
（3）填写下表中主机A、B和C的IP地址和默认网关：
主机 A B IP地址 210.38.235.2 210.38.235.194 默认网关 210.38.235.1 210.38.235.193 210.38.235.129 210.38.235.193 210.38.235.209 210.38.235.98 210.38.235.65 210.38.235.1 210.38.235.97 10
C 210.38.235.130 210.38.235.129 （4）如果学生阅览室中的主机使用动态IP地址分配，那么DHCP服务器可以放在哪个IP网络中？为什么？
DHCP服务器应放在学生阅览室的IP网络中。因为路由器不转发广播分组，所以如果DHCP服务器不放在学生阅览室的IP网络中，那么该网络中的主机将不能广播找到远程DHCP服务器。
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