第4章综合题

例1：网络拓扑综合题

某网络拓扑结构如图所示，其中R1、R2、R3为路由器，SW为交换机。主机H1、H2通过交换机SW与路由器R1相连，主机H3与路由器R2相连。主机、路由器接口均采用静态全球IP地址配置，如图所示。

网络拓扑说明：

Internet连接大学X
R3连接IP2: 216.10.68.0/22
LAN1: 192.168.1.0/24
R1连接LAN2: 216.10.64.0/22
H1: IP1, MAC1 | H2: IP3, MAC3
R1接口: E0(IP4, MAC4), S1(IP5, MAC5)
R2接口: S0(IP6, MAC6), E1(IP7, MAC7)
H3: IP8, MAC8

(1) 源地址和目的地址

主机H1某时刻要和主机H3通信，通信路径是：H1 → SW转发 → R1转发 → R2转发 → H3。网络中各接口的MAC地址和IP地址如图中标识。则在不同层次、不同区间的源地址和目的地址分别是什么？

答案：

路径	目的MAC地址	源MAC地址	目的IP地址	源IP地址
从H1到SW	MAC4	MAC1	IP3	IP1
从SW到R1	MAC4	MAC1	IP3	IP1
从R1到R2	MAC6	MAC5	IP3	IP1
从R2到H3	MAC3	MAC7	IP3	IP1

(2) 交换机配置

若交换机SW为华为二层交换机，为方便后期管理，现需要为其配置管理IP：192.168.1.2/24，补全下列配置命令：

<Huawei>system-view                          // 进入系统配置视图
[Huawei]interface vlan1                      // 进入VLAN1视图
[Huawei-Vlanif1]ip address 192.168.1.2 255.255.255.0  // 配置管理IP
[Huawei-Vlanif1]quit                         // 退出

(3) 广播帧与VLAN

主机H1发出广播帧，则网络中的哪些设备可以收到？在以太网交换机上建立什么，就可以把较大的局域网分割成一些较小的局域网，而每一个较小的局域网是一个较小的广播域？

答案：

H1发出广播帧，H2、SW、R1可以收到
在以太网交换机上建立VLAN，可以把较大的局域网分割成较小的广播域

(4) 默认网关与ARP

主机H1的默认网关应设置成什么？主机H1第一次向主机H2发送分组时，需要使用什么协议获得其MAC地址？封装该协议请求报文的以太网帧的目的MAC地址是什么？

答案：

主机H1的默认网关：IP4（R1的E0接口IP地址）
使用的协议：ARP（地址解析协议）
ARP请求报文的目的MAC地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF（广播地址）

(5) IP分组首部字段变化

LAN1帧封装的IP分组经过路由器R1转发时，IP分组首部中的哪些字段可能产生变化？

答案：

生存时间（TTL）
首部检验和
标志
总长度
片偏移
源IP地址（如果经过NAT转换）

(6) 子网划分

某大学X分配到的IP地址块是216.10.68.0/22。大学下有四个系，其中一系需要118个IP地址、二系需要508个IP地址、三系需要120个IP地址、四系需要251个IP地址，试给出每个系的IP地址块及地址掩码。

答案：

系别	IP地址块	地址掩码
一系	216.10.71.0/25	255.255.255.128
二系	216.10.68.0/23	255.255.254.0
三系	216.10.71.128/25	255.255.255.128
四系	216.10.70.0/24	255.255.255.0

(7) 路由聚合

路由器R2接口S0的IP地址是202.20.1.1/24，路由器R3接口S1的IP地址是202.20.2.1/24。假设路由表结构如下表所示。请利用路由聚合技术，给出路由器R1的路由表，要求包括到达图中所有子网的路由，且路由表中的路由项尽可能少。

R1路由表：

目的网络	下一跳	接口
192.168.1.0/24	-	E0
216.10.64.0/21	202.20.1.1	S1
0.0.0.0/0	202.20.2.1	S0

例2：Ping命令与IP数据报分析

在本地主机使用Ping命令测试与远端主机192.168.0.101的连通性，Ping测试仅进行了一次，由于测试数据较大，在IP层进行了数据分片。Ping命令执行时，使用Sniffer工具捕获本机以太网发送方向的所有通信流量，得到6个IP数据报，表1以十六进制格式逐字节给出了6个IP数据报的前40字节。

IP数据报格式：

 0                   16                  31
+-------------------+-------------------+
|  版本 | 头长 | 服务类型 |   总长度      |
+-------------------+-------------------+
|    标识           | 标志 |  片偏移     |
+-------------------+-------------------+
| 生存时间 | 协议   |   首部检验和      |
+-------------------+-------------------+
|              源地址                    |
+-------------------+-------------------+
|             目的地址                   |
+-------------------+-------------------+
|         可选字段（长度可变）           |
+-------------------+-------------------+

表1 Sniffer捕获到的IP数据报（前40字节）：

编号	IP数据报前40字节
1	45 00 05 DC 8F 04 20 00 39 01 4B 52 C0 A8 00 15 C0 A8 00 65 08 00 32 7E 04 00 CF 04 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6A 6B 6C
2	45 00 02 80 8E F9 00 00 71 10 37 1D C0 A8 00 15 C0 A8 00 01 08 00 AF 7D 00 CE 04 CE 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6A
3	45 00 00 58 BE FA 40 00 80 06 E9 DA C0 A8 00 15 A8 00 02 04 2E 00 16 98 DE BE 80 AC 74 A0 86 50 18 3B 08 BC F5 00 F5
4	45 00 05 DC 8F 04 20 89 39 10 4A 66 C0 A8 00 15 C0 A8 00 65 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6A 6B 6C 6D 6E 6F 70 71 72 73 74
5	45 00 05 9B 8F 04 01 72 60 01 6A 21 C0 A8 00 15 C0 A8 00 65 69 6A 6B 6C 6D 6E 6F 71 72 73 74 75 76 77 61 62 63 64 65
6	45 00 00 58 8F 05 40 00 80 06 E9 CF C0 A8 00 15 C0 A8 00 79 04 2E 00 16 98 DE BF 43 AC 74 E1 A6 50 18 3F D0 17 1A 00 00

(1) 哪几个数据报是该次Ping测试产生的？

分析：

目的IP：192.168.0.101 → C0 A8 00 65
协议字段：ICMP（01）
标识字段：8F 04

答案：1、4、5号数据报

(2) 本机IP地址和TTL值

答案：

本机IP：C0 A8 00 15 → 192.168.0.21
TTL：39H → 57

(3) IP数据报分片前总长度

分析：

1号：05 DC → 1500字节
4号：05 DC → 1500字节
5号：05 9B → 1435字节

答案： 分片前的总长度 = (1500 + 1500 + 1435) - 20×3 + 20 = 4395字节

例3：2019年47题

某网络拓扑如图所示，其中R为路由器，主机H1～H4的IP地址配置以及R的各接口IP地址配置如图中所示。现有若干台以太网交换机（无VLAN功能）和路由器两类网络互连设备可供选择。

网络配置：

Internet连接R的IF1接口: 101.1.2.10
R的IF2接口: 192.168.1.253/30
H1: IP 192.168.1.2/26，默认网关 192.168.1.1
H2: IP 192.168.1.3/26，默认网关 192.168.1.1
H3: IP 192.168.1.66/26，默认网关 192.168.1.65
H4: IP 192.168.1.67/26，默认网关 192.168.1.65

(1) 设备类型判断

答案：

设备1：路由器
设备2：以太网交换机
设备3：以太网交换机

(2) 接口IP地址配置

设备1、设备2和设备3中，哪几个设备的接口需要配置IP地址？并为对应的接口配置正确的IP地址。

答案： 设备1的接口需要配置IP地址：

IF1：192.168.1.254
IF2：192.168.1.1
IF3：192.168.1.65

(3) NAT服务

为确保主机H1～H4能够访问Internet，R需要提供什么服务？

答案： R需要提供NAT（网络地址转换）服务

(4) 广播数据报接收

若主机H3发送一个目的地址为192.168.1.127的IP数据报，网络中哪几个主机会接收该数据报？

答案： 主机H4会接收该数据报

例4：2018年47题

某公司网络如图所示。IP地址空间192.168.1.0/24被均分给销售部和技术部两个子网，并已分别为部分主机和路由器接口分配了IP地址，销售部子网的MTU=1500B，技术部子网的MTU=800B。

网络配置：

销售部：192.168.1.1~~192.168.1.126，已分配1~~20
技术部：192.168.1.129~~192.168.1.254，已分配129~~208
路由器F0接口：192.168.1.126
路由器F1接口：192.168.1.254

(1) 子网地址与主机数

销售部子网的广播地址是什么？技术部子网的子网地址是什么？若每个主机仅分配一个IP地址，则技术部子网还可以连接多少台主机？

答案：

销售部子网广播地址：192.168.1.127
技术部子网地址：192.168.1.128
技术部还可连接主机数：2^7 - 2 = 126，已分配80个，路由器端口1个，剩余 45台

(2) IP分片

假设主机192.168.1.1向主机192.168.1.208发送一个总长度为1500B的IP分组，IP分组的头部长度为20B，路由器在通过接口F1转发该IP分组时进行了分片。若分片时尽可能分为最大片，则一个最大IP分片封装数据的字节数是多少？至少需要分为几个分片？每个分片的片偏移量是？

答案：

最大IP分片封装数据长度：((800-20)/8)取整 × 8 = 776字节
至少分为：((1500-20)/776)取整 = 2片
第1个分片片偏移：0
第2个分片片偏移：776/8 = 97

例5：2013年47题

假设Internet的两个自治系统构成的网络如图所示，自治系统AS1由路由器R1连接两个子网构成；自治系统AS2由路由器R2、R3互联并连接3个子网构成。

网络配置：

AS1：R1连接153.14.5.0/25和153.14.5.128/25
AS2：R2、R3连接194.17.20.0/25、194.17.21.0/24、194.17.20.128/25
R1与R2之间：153.14.3.0/24
R2与R3之间：194.17.24.0/24

(1) R2路由表

假设路由表结构如下表所示。请利用路由聚合技术，给出R2的路由表，要求包括到达图中所有子网的路由，且路由表中的路由项尽可能少。

R2路由表：

目的网络	下一跳	接口
153.14.5.0/24	153.14.3.2	S0
194.17.20.0/23	-	E0
194.17.20.128/25	194.17.24.2	S1

(2) 最长匹配原则

若R2收到一个目的IP地址为194.17.20.200的IP分组，R2会通过哪个接口转发该IP分组？

答案： 该IP分组的目的IP地址194.17.20.200与路由表中194.17.20.0/23和194.17.20.128/25两个路由表项均匹配，根据最长匹配原则，R2将通过E0接口转发该IP分组。

(3) 路由协议

R1与R2之间利用哪个路由协议交换路由信息？该路由协议的报文被封装到哪个协议的分组中进行传输？

答案：

R1与R2之间利用BGP4（或BGP）交换路由信息
BGP4的报文被封装到TCP协议段中进行传输

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第4章综合题

第4章综合题

例1：网络拓扑综合题

(1) 源地址和目的地址

(2) 交换机配置

(3) 广播帧与VLAN

(4) 默认网关与ARP

(5) IP分组首部字段变化

(6) 子网划分

(7) 路由聚合

例2：Ping命令与IP数据报分析

(1) 哪几个数据报是该次Ping测试产生的？

(2) 本机IP地址和TTL值

(3) IP数据报分片前总长度

例3：2019年47题

(1) 设备类型判断

(2) 接口IP地址配置

(3) NAT服务

(4) 广播数据报接收

例4：2018年47题

(1) 子网地址与主机数

(2) IP分片

例5：2013年47题

(1) R2路由表

(2) 最长匹配原则

(3) 路由协议

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第4章 综合题

第4章 综合题#

例1：网络拓扑综合题#

(1) 源地址和目的地址#

(2) 交换机配置#

(3) 广播帧与VLAN#

(4) 默认网关与ARP#

(5) IP分组首部字段变化#

(6) 子网划分#

(7) 路由聚合#

例2：Ping命令与IP数据报分析#

(1) 哪几个数据报是该次Ping测试产生的？#

(2) 本机IP地址和TTL值#

(3) IP数据报分片前总长度#

例3：2019年47题#

(1) 设备类型判断#

(2) 接口IP地址配置#

(3) NAT服务#

(4) 广播数据报接收#

例4：2018年47题#

(1) 子网地址与主机数#

(2) IP分片#

例5：2013年47题#

(1) R2路由表#

(2) 最长匹配原则#

(3) 路由协议#

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例1：网络拓扑综合题

(1) 源地址和目的地址

(2) 交换机配置

(3) 广播帧与VLAN

(4) 默认网关与ARP

(5) IP分组首部字段变化

(6) 子网划分

(7) 路由聚合

例2：Ping命令与IP数据报分析

(1) 哪几个数据报是该次Ping测试产生的？

(2) 本机IP地址和TTL值

(3) IP数据报分片前总长度

例3：2019年47题

(1) 设备类型判断

(2) 接口IP地址配置

(3) NAT服务

(4) 广播数据报接收

例4：2018年47题

(1) 子网地址与主机数

(2) IP分片

例5：2013年47题

(1) R2路由表

(2) 最长匹配原则

(3) 路由协议