06. 【解答】
## 06. 【解答】
1）使用CIDR时，可能会导致有多个匹配结果，应当从当前匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由。下面来一一分析分组A与表中这四项的匹配性：
① 131.128.56.0/24 与 131.128.55.33 不匹配，因为前 24 位不同。
② 131.128.55.32/28 与 131.128.55.33 的前 24 位匹配，只需看后面 4 位是否匹配，32 转换为二进制为 0010 0000，33 转换为二进制为 0010 0001，匹配，且匹配了 28 位。
③ 131.128.55.32/30 与 131.128.55.33 的前 24 位匹配，只需要看后面 6 位是否匹配，32 转换为二进制为 0010 0000，33 转换为二进制为 0010 0001，匹配，且匹配了 30 位。
④ 131.128.0.0/16 与 131.128.55.33 匹配，且匹配了 16 位。
综上，对于分组A，第2、3、4项都能与之匹配，但根据最长网络前缀匹配原则，应该选择网络前缀为131.128.55.32/30的表项进行转发，下一跳路由器为C。
同理，对于分组B，路由表中第2、4项都能与之匹配，但是根据最长网络前缀匹配原则，应该选择第2个路由表项转发，下一跳路由器为B。
2）即增加1条特定主机路由：网络前缀131.128.55.33/32；下一跳A。
3）即增加1条默认路由：网络前缀 $0.0.0.0 / 0$ ；下一跳E。
4）要划分成4个规模尽可能大的子网，需要从主机位中划出2位作为子网位（ $2^{2} = 4$ ，CIDR广泛使用之后允许子网位可以全0和全1）。子网掩码均为1111111111111111111111111000000，即255.255.255.192。而地址范围中不能包含主机位全0或全1的地址。
| 子 网 | 子 网 掩 码 | 地 址 范 围 |
| --- | --- | --- |
| 131.128.56.0/26 | 255.255.255.192 | 131.128.56.1～131.128.56.62 |
| 131.128.56.64/26 | 255.255.255.192 | 131.128.56.65～131.128.56.126 |
| 131.128.56.128/26 | 255.255.255.192 | 131.128.56.129～131.128.56.190 |
| 131.128.56.192/26 | 255.255.255.192 | 131.128.56.193～131.128.56.254 |
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07. 【解答】
1）网络号 C4.5E.10.0/20（下一站地是 B）的第 3 个字节可以用二进制表示成 0001 0000。目标地址 C4.5E.13.87 的第 3 个字节可以用二进制表示成 0001 0011，显然取 20 位掩码与网络号 C4.5E.10.0/20 相匹配，所以具有该目标地址的 IP 分组将被投递到下一站地 B。
2）网络号 C4.50.0.0/12（下一站地是 A）的第 2 个字节可以用二进制表示成 0101 0000。目标地址 C4.5E.22.09 的第 2 个字节可以用二进制表示成 0101 1110，显然取 12 位掩码与网络号 C4.50.0.0/12 相匹配，所以具有该目的地址的 IP 分组将被投递到下一站地 A。
3）网络号 80.0.0.0/1（下一站地是 E）的第 1 个字节可以用二进制表示成 1000 0000。目标地址 C3.41.80.02 的第 1 个字节可以用二进制表示成 1100 0011，显然取 1 位掩码与网络号 80.0.0.0/1 相匹配，所以具有该目标地址的 IP 分组将被投递到下一站地 E。
4）网络号 40.0.0.0/2（下一站地是 F）的第 1 个字节可以用二进制表示成 0100 0000。目标地址 5E.43.91.12 的第 1 个字节可以用二进制表示成 0101 1110，显然取 2 位掩码与网络号 40.0.0.0/2 相匹配，所以具有该目标地址的 IP 分组将被投递到下一站地 F。
08. 【解答】
分配网络前缀应先分配地址数较多的前缀。已知该自治系统分配到的 IP 地址块为 30.138.118/23（注意：① 一个路由器端口也需要占用一个 IP 地址；② 子网划分的答案不唯一）。
LAN3：主机数为 150，因为 $(2^{7} - 2) < 150 + 1 < (2^{8} - 2)$，所以主机号为 8 比特，网络前缀为 24。取第 24 位为 0，分配地址块 30.138.118.0/24。
LAN2：主机数 91，因为 $(2^{6} - 2) < 91 + 1 < (2^{7} - 2)$，所以主机号为 7 比特，网络前缀为 25。取第 24、25 位为 10，分配地址块 30.138.119.0/25。
LAN5：主机数为 15，因为 $(2^{4} - 2) < 15 + 1 < (2^{5} - 2)$，所以主机号为 5 比特，网络前缀 27。取第 24、25、26、27 位为 1110，分配地址块 30.138.119.192/27。
LAN1：共有 3 个路由器，再加上一个网关地址，至少需要 4 个 IP 地址。因为 $(2^{2} - 2) < 3 + 1 < (2^{3} - 2)$，所以主机号为 3 比特，网络前缀为 29。取第 24、25、26、27、28、29 位为 111101，分配地址块 30.138.119.232/29。
LAN4：主机数为 3，因为 $(2^{2} - 2) < 3 + 1 < (2^{3} - 2)$，所以主机号为 3 比特，网络前缀 29。取第 24、25、26、27、28、29 位为 111110，分配地址块 30.138.119.240/29。
09. 【解答】
1）共同的子网掩码为 255.255.255.240，表示前 28 位为网络号，同一网段内的 IP 地址具有相同的网络号。主机 A 的网络号为 192.168.75.16；主机 B 的网络号为 192.168.75.144；主机 C 的网络号为 192.168.75.144；主机 D 的网络号为 192.168.75.160；主机 E 的网络号为 192.168.75.160。因此 5 台主机 A、B、C、D、E 分属 3 个网段，主机 B 和 C 在一个网段，主机 D 和 E 在一个网段，主机 A 在一个网段。主机 D 的网络号为 192.168.75.160。
2）主机 F 与主机 A 同在一个网段，所以主机 F 所在的网段为 192.168.75.16，第 4 个字节 16 的二进制表示为 0001 0000，最后边的 4 位为主机位，去掉全 0 和全 1。则其 IP 地址范围为 192.168.75.17～192.168.75.30，并且不能为 192.168.75.18。
3）因为 164 的二进制为 1010 0100，将最右边的 4 位全置 1，即 1010 1111，则广播地址为 192.168.75.175。主机 D 和主机 E 可以收到。
10. 【解答】
IPv4 的首部格式如下，根据首部格式来解析首部各个字段的含义。
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第4章 网络层
177
原转写引用的配图未随 Markdown 保存，请回到原 PDF 核验。
1）由上图可知，源IP地址为IP首部的第13、14、15、16个字节，即7C 4E 03 02，转换为点分十进制表示可得源IP地址为124.78.3.2。目的IP地址为IP首部的第17、18、19、20个字节，即B4 0E 0F 02，转换为点分十进制表示可以得到目的IP地址为180.14.15.2。
2）分组总长度是IP首部的第3、4个字节，即00 54，转换为十进制得该分组总长度为84，单位为字节。而首部长度是IP首部的第 $5\sim 8$ 位，值为5，单位为4B，因此首部长度为 $4\mathrm{B}\times 5 = 20\mathrm{B}$ 数据部分长度 $= \text{总长度} - \text{首部长度} = 84 - 20 = 64\mathrm{B}$ 。
3）该分组首部的片偏移字段为第7、8个字节（除去第7个字节的前3位），不等于0，而是二进制值1 1000 0101 0000，即十进制数6224，单位是8B。
另外，分组的标志字段为第7个字节的前3位，即010，中间位 $\mathrm{DF} = 1$ 表示不可分片，最后位 $\mathrm{MF} = 0$ 表示后面没有分片。
## 11. 【解答】
1）根据收到的帧，找出源IP地址为da c7 66 28，表示成十进制为218.199.102.40，是一个C类IP地址，与A的IP地址218.207.61.211不在同一个网络中，所以需经过路由器转发。MAC地址只具有本地意义（ARP也只能工作在同一局域网中）。该帧为A收到的帧，因此目的MAC地址为A的MAC地址，源MAC地址为网关路由器端口的MAC地址（若为A发出的帧，则目的MAC地址为默认网关的MAC地址）。首先找到目的MAC地址00:1d:72:98:1d:fc的位置（在下图中的位置1标出），根据以太网帧的结构，目的MAC地址后面紧邻的是源MAC地址，因此源MAC地址为00:00:5e:00:01:01。
| 0000 | 100 | 1d | 72 | 98 | 1d | fc | 00 | 00 | 5e | 00 | 01 | 01 | 88 | 64 | 11 | 00 | ..r... | ^... | ^... | d.. |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 0010 | 75 | 89 | 01 | 92 | 00 | 21 | 45 | 00 | 01 | 90 | f9 | bf | 40 | 00 | 33 | 06 | u... | !E... | ...0.3. | |
| 0020 | f3 | 15 | da | c7 | 66 | 28 | da | cf | 3d | d3 | 00 | 50 | c4 | 8f | dc | a6 | ...f(.. | =..P... | | |
| 0030 | a2 | 96 | 23 | 4c | 44 | 69=50 | 18 | 00 | 0f | 76 | 3d | 00 | 00 | 90 | b5 | ..#LD1P... | ..v=... | | | |
2）要求得IP分组所携带的数据量，需要知道首部长度和总长度。218.207.61.211表示成十六进制是da.cf.3d.d3，并且作为分组中的目的IP地址。在图中确定目的IP地址的位置（位置2），再根据IP首部的结构，分别从目的IP的位置向前数14和16个字节，即可找到总长度和首部长度字段的位置。但首部长度字段所在的字节值为0x45，首部长度字段只有4位，前4位是版本号。因此首部字段的值为5，单位为4B，所以首部长度为20B。总长度字段值为0x0190，十进制为400B。因此分组携带的数据长度为380B。
3）因为整个IP分组的长度是400B，大于输出链路MTU（380B）。这时需要考虑分片，但是否能够分片还得看IP首部中的标志位。IP首部中的标志字段占3位，从前到后依次为保留位、DF、MF。根据IP首部结构找到标志字段所在的字节，其值为0x40，二进制表示为01000000，于是DF=1，不能对该IP分组进行分片。此时，路由器应进行的操作是丢弃该分组，并用ICMP差错报文向源主机报告。
## 12. 【解答】
1）网络前缀/30，主机号不能为全0或全1，可求出R2接口E1的IP地址为203.10.2.1。H1
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2027年计算机网络考研复习指导
配置的默认网关应是 R2 接口 E0 的 IP 地址 172.18.1.126。
2）在 H1 → R2 → H3 传送 IP 分组的过程中，分别使用了两次 ARP，交换机进行了相关的自学习，还需要考虑 Hub 的广播特性。H1 给 H3 发送一个 IP 分组 A，能收到封装 A 的以太网帧的主机有 H3 和 H4，其中 H4 发现帧的目的 MAC 地址与自身的不同且不是广播地址，于是丢弃该帧，而 H3 发现帧的目的 MAC 地址与自身的相同，于是接收该帧。H3 给 H1 发送一个 IP 分组 B，能收到封装 B 的以太网帧的主机有 H4 和 H1，其中 H4 发现帧的目的 MAC 地址与自身的不同且不是广播地址，于是丢弃该帧，而 H1 接收该帧。
3）当 H1 发出 C 时，首部中的源 IP 地址为 H1 的 IP 地址 172.18.1.33，目的 IP 地址为 Web 服务器 S 的 IP 地址 213.48.226.31。当 C 从 R2 转发出去时，首部中的源 IP 地址为 R2 接口 E1 的 IP 地址 203.10.2.1，目的 IP 地址为 Web 服务器 S 的 IP 地址 213.48.226.31。
## 13. 【解答】
1）子网号可以全 0 或全 1，但主机号不能全 0 或全 1。
因此，若将 IP 地址空间 202.118.1.0/24 划分为 2 个子网，且每个局域网需分配的 IP 地址个数不少于 120 个，则子网号至少要占用 1 位。
由 $2^{6} - 2 < 120 < 2^{7} - 2$ 可知，主机号至少要占用 7 位。
因为源 IP 地址空间的网络前缀为 24 位，所以主机号位数 + 子网号位数 = 8。
综上可得主机号位数为 7，子网号位数为 1。
因此子网的划分结果为子网 1：子网地址为 202.118.1.0，子网掩码为 255.255.255.128（或子网 1：202.118.1.0/25）；子网 2：子网地址为 202.118.1.128，子网掩码为 255.255.255.128（或子网 2：202.118.1.128/25）。
地址分配方案：子网 1 分配给局域网 1，子网 2 分配给局域网 2；或者子网 1 分配给局域网 2，子网 2 分配给局域网 1。
2）因为局域网 1 和局域网 2 分别与路由器 R1 的 E1、E2 接口直接相连，所以在 R1 的路由表中，目的网络为局域网 1 的转发路径是直接通过接口 E1 转发的，目的网络为局域网 2 的转发路径是直接通过接口 E2 转发的。因为局域网 1、2 的网络前缀均为 25 位，所以它们的子网掩码均为 255.255.255.128。
域名服务器是一台特定的主机，它指明了其 IP 地址，因此设定 1 条特定主机路由，该表项的子网掩码为 255.255.255.255（只有和全 1 的子网掩码相与时，才能保证和目的 IP 地址一样，从而选择该特定路由）。对应的下一跳地址是 202.118.2.2，转发接口是 L0。
R1 到互联网的路由实质上相当于一个默认路由（当某一目的 IP 地址与路由表中其他任何表项都不匹配时，则匹配该默认路由。互联网包括了无数的网络集合，不可能在路由表项中一一列出，因此只能采用默认路由的方式），默认路由一般写为 0/0，即目的地址为 0.0.0.0，子网掩码为 0.0.0.0。对应的下一跳地址是 202.118.2.2，转发接口是 L0。
综上可得到路由器 R1 的路由表如下：
（子网 1 分配给局域网 1，子网 2 分配给局域网 2）
| 目的网络 IP 地址 | 子网掩码 | 下一跳 IP 地址 | 接口 |
| --- | --- | --- | --- |
| 202.118.1.0 | 255.255.255.128 | — | E1 |
| 202.118.1.128 | 255.255.255.128 | — | E2 |
| 202.118.3.2 | 255.255.255.255 | 202.118.2.2 | L0 |
| 0.0.0.0 | 0.0.0.0 | 202.118.2.2 | L0 |
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第4章 网络层
179
(子网1分配给局域网2，子网2分配给局域网1)
| 目的网络 IP 地址 | 子网掩码 | 下一跳 IP 地址 | 接口 |
| --- | --- | --- | --- |
| 202.118.1.128 | 255.255.255.128 | — | E1 |
| 202.118.1.0 | 255.255.255.128 | — | E2 |
| 202.118.3.2 | 255.255.255.255 | 202.118.2.2 | L0 |
| 0.0.0.0 | 0.0.0.0 | 202.118.2.2 | L0 |
3）局域网1和局域网2的地址可以聚合为202.118.1.0/24，而对于路由器R2来说，通往局域网1和局域网2的转发路径都是从L0接口转发的，因此采用路由聚合技术后，路由器R2到局域网1和局域网2的路由如下：
| 目的网络 IP 地址 | 子网掩码 | 下一跳 IP 地址 | 接口 |
| --- | --- | --- | --- |
| 202.118.1.0 | 255.255.255.0 | 202.118.2.1 | L0 |
14. 【解答】
1）DHCP 服务器可为主机 2～N 动态分配 IP 地址的最大范围是 111.123.15.5～111.123.15.254；主机 2 发送的封装 DHCP Discover 报文的 IP 分组的源 IP 地址和目的 IP 地址分别是 0.0.0.0 和 255.255.255.255。
2）主机2发出的第一个以太网帧的目的MAC地址是ff-ff-ff-ff-ff-ff；封装主机2发往Internet的IP分组的以太网帧的目的MAC地址是00-al-al-al-al-al。
3）主机1能访问WWW服务器，但不能访问Internet。因为主机1的子网掩码配置正确而默认网关IP地址被错误地配置为111.123.15.2（正确IP地址是111.123.15.1），所以主机1可以访问在同一个子网内的WWW服务器，但当主机1访问Internet时，主机1发出的IP分组会被路由到错误的默认网关（111.123.15.2），从而无法到达目的主机。
15. 【解答】
1）广播地址是网络地址中主机号全1的地址（主机号全0的地址代表网络本身）。销售部和技术部均被分配了192.168.1.0/24的IP地址空间，IP地址的前24位为网络号。于是在后8位中划分部门的子网，选择前1位作为部门子网的网络号。根据已分配的IP地址，销售部子网的网络号为0，技术部子网的网络号为1，则技术部的子网地址为192.168.1.128；销售部的子网地址为192.168.1.0，广播地址为192.168.1.127。
每台主机仅分配一个IP地址，计算目前还可以分配的主机数，用技术部可以分配的主机数减去已分配的主机数，技术部总共可以分配的计算机主机数为 $2^{7} - 2 = 126$ （减去全0和全1的主机号）。已经分配了 $208 - 129 + 1 = 80$ 台，此外还有1个IP地址（192.168.1.254）分配给了路由器的端口，因此还可以分配 $126 - 80 - 1 = 45$ 台。
2）判断分片的大小，需要考虑各个网段的MTU，而且注意分片的数据长度必须是8B的整数倍。由题可知，在技术部子网内， $\mathrm{MTU} = 800\mathrm{B}$ ，IP分组首部长20B，最大IP分片封装数据的字节数为 $[(800 - 20) / 8] \times 8 = 776$ 。至少需要的分片数为 $[(1500 - 20) / 776] = 2$ 。第1个分片的偏移量为0；第2个分片的偏移量为 $776 / 8 = 97$ 。
16. 【解答】
1）H2和H3与Web服务器处于不同的局域网，路由器R2、R3具有NAT功能。当R2从WAN口收到来自H2或H3发来的HTTP请求时，根据NAT表发送给Web服务器的对应端口。为使外部主机能正常访问Web服务器，应在R2的NAT表中增加一项，外网的IP
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2027年计算机网络考研复习指导
地址配置为路由器的外端 IP 地址，内网的 IP 地址配置为 Web 服务器的 IP 地址，HTTP 的服务器端的默认端口号为 80，因此外网和内网的端口号都需配置为 80。只需在 R2 中配置 Web 服务器的 NAT 表项，而不用在 R3 中配置 H2 和 H3 的 NAT 表项，原因在于 H2 和 H3 是主动访问 Web 服务器，若不提前配置好 Web 服务器的 NAT 映射，则当 IP 分组到达 R2 时，就不知道应当把目的 IP 地址转换成专用网中的哪个本地 IP 地址。而 R3 会自动记录 H2 和 H3 所对应的 IP 地址和端口号，且客户端的端口号是随机分配的，无法做静态配置，只能通过自动动态配置实现。R2 的 NAT 表配置如下：
| 外 网 | | 内 网 | |
| --- | --- | --- | --- |
| IP 地址 | 端口号 | IP 地址 | 端口号 |
| 203.10.2.2 | 80 | 192.168.1.2 | 80 |
2）因为启用了NAT服务，H2发送的P的源IP地址应该是H2的内网地址，目的地址应该是R2的外网IP地址，源IP地址是192.168.1.2，目的IP地址是203.10.2.2。R3转发后，将P的源IP地址改为R3的外网IP地址，目的IP地址仍然不变，源IP地址是203.10.2.6，目的IP地址是203.10.2.2。R2转发后，将P的目的IP地址改为Web服务器的内网地址，源地址仍然不变，源IP地址是203.10.2.6，目的IP地址是192.168.1.2。
17. 【解答】
1）设备1选择100Base-T以太网交换机，设备2选择100Base-T集线器。因为物理层设备既不能隔离冲突域，又不能隔离广播域，链路层设备可以隔离冲突域但不能隔离广播域。
2）本题与2016年真题第36题几乎相同，仅修改了几个数字。有关最短帧长的题要抓住两个公式来分析：①发送帧的时间 $\geqslant$ 争用期的时间；②最短帧长 $=$ 数据传输速率 $\times$ 争用期时间。要使公式①恒成立，就要考虑在最短帧长的情况下公式①仍成立。发送最短帧的时间为 $64\mathrm{B} \div 100\mathrm{Mb/s} = 5.12\mu\mathrm{s}$，根据公式①可知，该时间即为争用期时间（往返时延）的最大值。本题的特点在于往返时延由两部分组成，即传播时延和Hub产生的转发时延。单程总时延为 $2.56\mu\mathrm{s}$，Hub产生的转发时延为 $1.51\mu\mathrm{s}$，所以传播时延为 $2.56 - 1.51 = 1.05\mu\mathrm{s}$，从而H2与H3之间理论上可以相距的最大距离为 $200\mathrm{m}/\mu\mathrm{s} \times 1.05\mu\mathrm{s} = 210\mathrm{m}$。
3）M是DHCP发现报文（DISCOVER报文）。路由器E0接口能收到封装M的以太网帧，因为H4发送的DHCP发现报文是广播的形式，所以同一个广播域内的所有设备和接口都可以收到该以太网帧。因为是广播帧，所以目的MAC地址是全1，S向DHCP服务器转发的封装M的以太网帧的目的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF。
4）在H5收到的帧中，地址1、地址2和地址3分别是00-11-11-11-11-E1、00-11-11-11-11-C1和00-11-11-11-11-D1。该帧来自AP，地址1是接收方H5的MAC地址，地址2是AP的MAC地址，地址3是发送方H4的MAC地址。
18. 【解答】
1）R1到R2的卫星链路传播时延由 $\mathrm{TR1}\rightarrow \mathrm{卫星}\rightarrow \mathrm{TR2}$ 路径决定。每段距离为 $36000\mathrm{km}$，电磁波速度为 $300000\mathrm{km / s}$，单段时延 $= 36000 / 300000 = 120\mathrm{ms}$，总单向传播时延 $= 2\times 120\mathrm{ms} = 240\mathrm{ms}$。卫星链路宽带为 $200\mathrm{kb / s}$。忽略各层协议首部和以太网时延，上传4000B文件的总时间 $=$ 传输时延 + 传播时延。传输时延为 $(4000\times 8\mathrm{b}) / (200\mathrm{kb / s}) = 160\mathrm{ms}$，传播时延为 $240\mathrm{ms}$，因此最少需 $160\mathrm{ms} + 240\mathrm{ms} = 400\mathrm{ms}$。文件上传过程如下图所示。
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第4章 网络层
181
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2）令 $W_{\mathrm{s}}$ 为发送窗口，$k$ 为序号字段位数。采用GBN协议时，理想情况下，发送窗口内的所有数据帧均可被接收方成功接收并立即返回 ACK。一个数据帧的传输时延为 $(1500\times 8\mathrm{b}) / (200\mathrm{kb / s}) = 60\mathrm{ms}$；从发送方发出数据帧的最后一比特到收到ACK，需经历2倍单向传播时延，即 $2\times 240\mathrm{ms}$。过程示意如下图所示。
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理想情况下，发送方可以连续发出 $W_{\mathrm{s}}$ 个帧，总耗时 $W_{\mathrm{s}} \times 60 \mathrm{~ms}$。从发出第一个帧起，最多经过 $60 \mathrm{~ms} + 2 \times 240 \mathrm{~ms}$ 即可开始下一轮发送。依题意可知，信道利用率为 $(W_{\mathrm{s}} \times 60 \mathrm{~ms}) / (60 \mathrm{~ms} + 2 \times 240 \mathrm{~ms}) \geqslant 0.8$。解得 $W_{\mathrm{s}} \geqslant 7.2$，向上取整得 $W_{\mathrm{s}}$ 至少为8。对于GBN协议，接收窗口为1，需满足 $2^{k} \geqslant$ 发送窗口 + 接收窗口，即 $2^{k} \geqslant 8 + 1$，故序号字段至少需要4位。
3）由题图可知，主机H的IP地址为10.10.10.33/26，属于管理区子网，故管理区的子网地址为10.10.10.0/26，主机号范围 $0\sim 63$，其中62个可分配，满足 $\geqslant 60$ 的要求。
作业区也需 $\geq 60$ 个可分配地址，故同样也需一个/26子网。在10.10.10.0/24主网段中，紧接管理区之后的/26块是10.10.10.64/26，主机号范围 $64\sim 127$，符合要求。
生活区需 $\geq 120$ 个可分配地址，故需一个/25子网（包含128个IP地址，可分配126个）。剩余地址空间为 $128\sim 255$，对应子网10.10.10.128/25，满足要求且与其他子网无重叠。