跳转至

第四章网络层

一、 单选题答案速对表

年份-题号 考查知识点 正确答案
2022-37 SDN架构接口 B
2021-36 IP数据报分片 B
2017-36 特殊IPv4地址 A
2023-38 NAT与CIDR A
2010-37 定长子网划分 B
2011-38 CIDR地址块概念 C
2012-39 子网划分细节 D
2016-39 IP转发与网关配置 C
2016-38 NAT与CIDR地址块 D
2017-38 CIDR子网划分 C
2018-38 CIDR路由聚合 C
2019-37 CIDR子网划分 B
2021-35 CIDR子网划分 B
2022-35 IP地址和子网掩码 B
2022-36 IPv4数据报发送转发 D
2023-39 CIDR地址计算 B
2010-36 ICMP报文类型 C
2012-38 ARP协议功能 A
2012-33 ICMP与IP关系 B
2023-40 IPv4与IPv6对比 D
2010-35 RIP路由协议 D
2016-37 RIP路由协议 C
2017-37 路由协议封装 D
2010-38 网络互连设备 D
2011-37 静态路由与聚合 D
2012-37 路由器功能 D
2015-38 路由器查表转发 C
2018-37 转发过程MAC变化 D
2020-35 冲突域与广播域 C
2021-37 距离向量路由算法 D

二、 综合题答案速对表

年份-题号 考查知识点 核心答案
2009-47 CIDR划分、静态路由、聚合 (1) 划分为两个 /25 (各126个可用地址) (2) R1路由表：直连E1/E2，DNS主机路由(下一跳R2)，默认路由(下一跳R2) (3) R2聚合路由：202.118.1.0/24，下一跳R1
2015-47 DHCP、ARP、MAC、IP转发 (1) DHCP范围：.5 ~ .254；Discover源IP 0.0.0.0，目的 255.255.255.255 (2) 首帧ARP请求目的MAC：FF-FF-FF-FF-FF-FF；发往Internet的帧目的MAC：路由器内网接口MAC (3) 能访问同网段WWW服务器；不能访问Internet (默认网关配错为DHCP服务器)
2018-47 CIDR子网划分、IP分片 (1) 销售部广播：.127；技术部网络：.128；还可连 45 台主机 (2) 最大分片数据 776B；至少 2 个分片；片偏移量分别为 0 和 97
2020-47 NAT与IP地址转换 (1) 配置：H2/H3网关指向R3；R3做NAPT；R2做静态端口映射(80端口)；配默认路由 (2) H2发出：源 .2，目的 Web外网IP；R3转发后：源变为R3公网IP，目的不变；R2转发后：源不变，目的还原为Web私网IP
2013-47 路由聚合、IP转发、BGP (1) R2路由表：聚合AS1为 /23 (下一跳R1)；直连 /25 (E0)；聚合AS2部分为 /23 (下一跳R3) (2) 目的 .200 匹配 /25 和 /23，按最长前缀匹配，从 E0 转发 (3) R1与R2间用 BGP (eBGP)，封装在 TCP 报文段中
2014-43 OSPF、路由聚合、TTL (1) R1路由表：直连 /24 (E0)；到R5网络下一跳 .10 (L1)；聚合R2/R4网络为 /23，下一跳 .2 (L0) (2) 经R1、R2、R4共3台路由器，TTL = 64 - 3 = 61 (3) LSI增加：网络前缀 0.0.0.0/0，Metric为 10
2019-47 网络互连设备、CIDR、NAT (1) 设备1：路由器 (连3个不同IP网络)；设备2、3：以太网交换机 (2) 仅设备1(路由器)接口需配IP (IF1: .254/30, IF2: .1/26, IF3: .65/26) (3) R需提供 NAT (NAPT) 服务 (4) .127 是设备3所在子网的广播地址，仅 H4 会接收
2024-47 RIP、OSPF、TTL、BGP (1) AS4应选 OSPF (RIP最大15跳，AS4可能超20跳) (2) 初始TTL至少 16 (最坏经过15台路由器，减1后为1) (3) 获 .3.0/24 路由至少 30s；获 .4.0/24 路由至少 60s (4) R44向R13：eBGP 会话，UPDATE 报文；R13向R14/R15：iBGP 会话 (5) R14下一跳：R11；R15下一跳：R13 (AS_PATH等长时，比较内部代价/热土豆路由)

(一)网络层的功能

Tip

  1. 异构网络互联
  2. 路由与转发
  3. SDN 基本概念
  4. 拥塞控制
  1. 【2022-37】在SDN网络体系结构中，SDN控制器向数据平面的SDN交换机下发流表时所使用的接口是（ ）。

A. 东向接口

B. 南向接口

C. 西向接口

D. 北向接口

解析

答案：B（南向接口）。

SDN 控制器位于控制平面，SDN 交换机位于数据平面。控制器向交换机下发流表、读取端口状态时使用南向接口，典型南向协议是 OpenFlow。北向接口面向上层网络应用；东西向接口通常用于控制器之间的协同。

视频讲解： 【2022年 题37】软件定义网络 SDN（P34）

(二)路由算法

  1. 静态路由与动态路由
  2. 距离-向量路由算法
  3. 链路状态路由算法
  4. 层次路由

(三)IPv4

IPv4 分组

  1. 【2021-36】若路由器向MTU = 800 B的链路转发一个总长度为1580 B的IP数据报（首部长度为20 B）时，进行了分片，且每个分片尽可能大，则第2个分片的总长度字段和MF标志位的值分别是（ ）。

A. 796，0

B. 796，1

C. 800，0

D. 800，1

解析

答案：B（796，1）。

原数据报的数据部分为 1580-20=1560 B。链路 MTU 为 800 B，每个分片最多携带 800-20=780 B 数据；除最后一片外，数据长度必须是 8 B 的整数倍，因此取 floor(780/8)*8=776 B。1560 B 被分为 776+776+8，所以第 2 片总长度为 776+20=796 B，后面仍有第 3 片，故 MF=1。

易错点： 总长度字段包含首部；片偏移量的单位才是 8 B，不是总长度必须为 8 的倍数。

视频讲解： 【2021年 题36】IP 数据报分片（P30）

IPv4 地址与 NAT

  1. 【2017-36】下列IP地址中，只能作为IP分组的源IP地址但不能作为目的IP地址的是（ ）。

A. 0.0.0.0

B. 127.0.0.1

C. 20.10.10.3

D. 255.255.255.255

解析

答案：A（0.0.0.0）。

0.0.0.0 是未指定地址，主机尚未获得 IP 地址时可把它用作源地址，例如 DHCP Discover；它不能作为普通 IP 分组的目的地址。127.0.0.1 是本机环回地址，可同时作为本机内部报文的源、目的地址；255.255.255.255 是受限广播地址，只能作目的地址。

视频讲解： 【2017年 题36】一些特殊的 IPv4 地址（P20）

  1. 【2023-38】某网络拓扑如下图所示，其中路由器R2实现NAT功能。若主机H向Internet发送一个IP分组，则经过R2转发后，该IP分组的源IP地址是（ ）。

1783971846446-08278446-2327-451b-a842-2e6315899259.png

A. 192.168.0.33

B. 192.168.0.35

C. 192.168.0.1

D. 192.168.0.3

解析

答案：A（195.123.0.33）。

H 发出的分组源地址原为 192.168.0.3。R2 的外网链路为 195.123.0.32/30，可用地址只有 .33、.34；图中 R1 已使用 .34，因此 R2 的外网接口为 195.123.0.33。经过 R2 的 NAT 转换后，源地址被替换为 R2 的外网地址 .33，目的地址不变。

视频讲解： 【2023年 题38】NAT、CIDR（P35）

子网划分、路由聚集、子网掩码与 CIDR

  1. 【2010-37】某网络的 IP 地址空间为 192.168.5.0/24，采用定长子网划分，子网掩码为 255.255.255.248，则该网络中的最大子网个数、每个子网内的最大可分配地址个数分别是（ ）。

A. 32, 8

B. 32, 6

C. 8, 32

D. 8, 30

解析

答案：B（32，6）。

255.255.255.248=/29。原网络是 /24，借用 29-24=5 位作为子网号，可得到 2^5=32 个定长子网。每个子网剩余 3 位主机号，共 8 个地址，扣除网络地址和广播地址后，最多分配 2^3-2=6 个主机地址。

视频讲解： 【2010年 题37】CIDR 地址块、定长子网划分（P4）

  1. 【2011-38】在子网 192.168.4.0/30 中，能接收目的地址为 192.168.4.3 的 IP 分组的最大主机数是

A. 0

B. 1

C. 2

D. 4

解析

答案：C（2）。

192.168.4.0/30 的地址范围为 .0 至 .3：.0 是网络地址，.1、.2 是两个可分配主机地址，.3 是该子网的定向广播地址。发往 .3 的广播分组可由该子网内最多 2 台主机接收。

视频讲解： 【2011年 题38】CIDR 地址块的相关概念（P7）

  1. 【2012-39】某主机的 IP 地址为 180.80.77.55，子网掩码为 255.255.252.0。若该主机向其所在子网发送广播分组，则目的地址可以是（ ）。

A. 180.80.76.0

B. 180.80.76.255

C. 180.80.77.255

D. 180.80.79.255

解析

答案：D（180.80.79.255）。

掩码 255.255.252.0=/22，第三字节的块大小为 256-252=4。77 落在 76~79 这一地址块内，所以网络地址为 180.80.76.0，广播地址为 180.80.79.255。

视频讲解： 【2012年 题39】子网划分的细节（P11）

  1. 【2016-39】假设H1与H2的默认网关和子网掩码均分别配置为192.168.3.1和255.255.255.128，H3与H4的默认网关和子网掩码均分别配置为192.168.3.254和255.255.255.128，则下列现象中可能发生的是（ ）。

1783969589822-5d37ee67-afbd-4010-a0de-bbf49084cf8a.png

A. H1不能与H2进行正常IP通信

B. H2与H4均不能访问Internet

C. H1不能与H3进行正常IP通信

D. H3不能与H4进行正常IP通信

解析

答案：C（H1 不能与 H3 进行正常 IP 通信）。

/25 把地址空间分为 192.168.3.0/25 与 192.168.3.128/25。H1、H2 位于前一子网，H3、H4 位于后一子网。图中路由器 R2 的局域网接口是 192.168.3.254，它是 H3、H4 的正确网关；H1、H2 却把不存在的 192.168.3.1 配成网关，因此 H1 无法把发往另一子网 H3 的分组交给路由器。H1 与 H2、H3 与 H4 都可在各自二层网络内直接通信。

视频讲解： 【2016年 题39】IP 地址、子网掩码、IP 数据报转发（P19）

  1. 【2016-38】假设连接R1、R2和R3之间的点对点链路使用201.1.3.x/30地址，当H3访问Web服务器S时，R2转发出去的封装HTTP请求报文的IP分组的源IP地址和目的IP地址分别是（ ）。

A. 192.168.3.251，130.18.10.1

B. 192.168.3.251，201.1.3.9

C. 201.1.3.8，130.18.10.1

D. 201.1.3.10，130.18.10.1

解析

答案：D（201.1.3.10，130.18.10.1）。

R2 的 NAT 内网主机 H3 地址为 192.168.3.251。R1 与 R2 的 /30 链路使用 201.1.3.8/30：网络地址 .8、广播地址 .11，图中 R1 已使用 .9，因此 R2 的外网接口是 .10。R2 转发时把源地址转换为 201.1.3.10；端到端目的地址仍是 Web 服务器 130.18.10.1，不会改成下一跳地址。

视频讲解： 【2016年 题38】NAT、CIDR 地址块（P18）

  1. 【2017-38】若将网络21.3.0.0/16划分为128个规模相同的子网，则每个子网可分配的最大IP地址个数是（ ）。

A. 254

B. 256

C. 510

D. 512

解析

答案：C（510）。

128 个等长子网需要借 log2(128)=7 位，前缀从 /16 变为 /23。每个子网共有 2^(32-23)=512 个地址，扣除网络地址和广播地址后，可分配 512-2=510 个。

视频讲解： 【2017年 题38】CIDR 地址块和子网划分（P22）

  1. 【2018-38】某路由表中有转发接口相同的4条路由表项，其目的网络地址分别为35.230.32.0/21、35.230.40.0/21、35.230.48.0/21和35.230.56.0/21，将该4条路由聚合后的目的网络地址为（ ）。

A. 35.230.0.0/19

B. 35.230.0.0/20

C. 35.230.32.0/19

D. 35.230.32.0/20

解析

答案：C（35.230.32.0/19）。

/21 的第三字节块大小为 8。四个网络依次覆盖 32~39、40~47、48~55、56~63，合并后正好覆盖第三字节 32~63，共 32 个连续值，对应 /19。32 也是 /19 的合法边界，因此聚合结果是 35.230.32.0/19。

视频讲解： 【2018年 题38】CIDR 路由聚合（P23）

  1. 【2019-37】若将101.200.16.0/20划分为5个子网，则可能的最小子网的可分配IP地址数是（ ）。

A. 126

B. 254

C. 510

D. 1022

解析

答案：B（254）。

/20 含 4096 个地址。若完整划分为 5 个 CIDR 子网，各子网大小必须是 2 的幂，且总和为 4096。可取 2048+1024+512+256+256=4096，所以最小子网可有 256 个地址，即 /24，可分配主机地址数为 256-2=254。不能选 126，因为若最小子网只有 128 个地址，剩余 3968 个地址无法恰好由另外 4 个二进制地址块组成。

视频讲解： 【2019年 题37】CIDR 地址块和子网划分（P25）

  1. 【2021-35】现将一个IP网络划分为3个子网，若其中一个子网是192.168.9.128/26，则下列网络中，不可能是另外两个子网之一的是（ ）。

A. 192.168.9.0/25

B. 192.168.9.0/26

C. 192.168.9.192/26

D. 192.168.9.192/27

解析

答案：B（192.168.9.0/26 不可能）。

已知子网为 .128/26。若另一个子网是 .0/26，则尚未划分的地址为 .64~.127 与 .192~.255，两段不连续，无法用仅剩的一个 CIDR 子网覆盖，所以 B 不可能。A 可与 .128/26、.192/26 组成 3 个子网；C 同理可与 .0/25 组成完整划分；D 可在父网络 .128/25 中与 .128/26、.224/27 组成 3 个子网。

视频讲解： 【2021年 题35】CIDR 子网划分（P29）

  1. 【2022-35】若某主机的IP地址是183.80.72.48，子网掩码是255.255.192.0，则该主机所在网络的网络地址是（ ）。

A. 183.80.0.0

B. 183.80.64.0

C. 183.80.72.0

D. 183.80.192.0

解析

答案：B（183.80.64.0）。

255.255.192.0=/18，第三字节块大小为 256-192=64。第三字节 72 位于 64~127，把主机位清零后得到网络地址 183.80.64.0。

视频讲解： 【2022年 题35】IP 地址和子网掩码（P32）

  1. 【2022-36】下图所示网络中的主机H的子网掩码与默认网关分别是（ ）。

1783971890170-aac98933-f04f-4653-9291-30959ccc9da0.png

A. 255.255.255.192，192.168.1.1

B. 255.255.255.192，192.168.1.62

C. 255.255.255.224，192.168.1.1

D. 255.255.255.224，192.168.1.62

解析

答案：D（255.255.255.224，192.168.1.62）。

H 的地址是 192.168.1.60，与它同一局域网的路由器接口明确标为 192.168.1.62/27。因此 H 的掩码应与该接口一致，即 /27=255.255.255.224；离开本地子网时的默认网关就是该接口地址 .62。左侧路由器的 .1/30 不与 H 直接相连，不能作为 H 的默认网关。

视频讲解： 【2022年 题36】IPv4 数据报的发送和转发（P33）

  1. 【2023-39】主机168.16.84.24/20所在子网的最小可分配地址和最大可分配地址分别是（ ）。

A. 168.16.80.1，168.16.84.254

B. 168.16.80.1，168.16.95.254

C. 168.16.84.1，168.16.84.254

D. 168.16.84.1，168.16.95.254

解析

答案：B（168.16.80.1，168.16.95.254）。

/20 的第三字节块大小为 16。84 落在 80~95，所以子网地址为 168.16.80.0，广播地址为 168.16.95.255。去掉首尾两个特殊地址后，最小、最大可分配地址分别为 .80.1、.95.254。

视频讲解： 【2023年 题39】CIDR（P36）

  1. 【2009-47】（9分）某网络拓扑如下图所示，路由器 R1 通过接口 E1、E2 分别连接局域网 1、局域网 2，通过接口 L0 连接路由器 R2，并通过路由器 R2 连接域名服务器与互联网。R1 的 L0 接口的 IP 地址是 202.118.2.1；R2 的 L0 接口的 IP 地址是 202.118.2.2，L1 接口的 IP 地址是 130.11.120.1，E0 接口的 IP 地址是 202.118.3.1；域名服务器的 IP 地址是 202.118.3.2。

1783971932155-14bcfaf0-2242-463f-b1b3-5114d5d5eda6.png

R1 和 R2 的路由表结构为：\(\begin{array}{|c|}\hline \text{目的网络 IP 地址}&\text{子网掩码}&\text{下一跳 IP 地址}&\text{接口}\\\hline \end{array}\)

(1) 将 IP 地址空间 202.118.1.0/24 划分为 2 个子网，分别分配给局域网 1、局域网 2，每个局域网需分配的 IP 地址数不少于 120 个。请给出子网划分结果，说明理由或给出必要的计算过程。

(2) 请给出 R1 的路由表，使其明确包括到局域网 1 的路由、局域网 2 的路由、域名服务器的主机路由和互联网的路由。

(3) 请采用路由聚合技术，给出 R2 到局域网 1 和局域网 2 的路由。

答案与解析：

(1) 子网划分

每个局域网至少需要 120 个可分配地址，主机位数 h 应满足 2^h-2>=120，故 h=7，前缀长度为 /25。可划分为：

  • 局域网 1：202.118.1.0/25，可分配 202.118.1.1~202.118.1.126，广播地址 202.118.1.127。
  • 局域网 2：202.118.1.128/25，可分配 202.118.1.129~202.118.1.254，广播地址 202.118.1.255。

两个子网各有 126 个可分配地址，满足要求。两个局域网的分配次序互换也正确。

(2) R1 路由表

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 直接交付 E1
202.118.1.128 255.255.255.128 直接交付 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

第三项是到 DNS 服务器的主机路由；第四项是到 Internet 的默认路由。若路由表另列 R1、R2 间的直连网络项，也不影响上述答案。

(3) R2 的聚合路由

两个 /25 恰好组成一个 /24，所以 R2 只需一项：

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

视频讲解： 【2009年 题47】CIDR 划分、静态路由、路由聚合（P1）

  1. 【2015-47】（9分）某网络拓扑如题47图所示，其中路由器内网接口、DHCP服务器、WWW服务器与主机1均采用静态IP地址配置，相关地址信息见图中标注；主机2～主机N通过DHCP服务器动态获取IP地址等配置信息。

1783971998848-dcedc34f-bdd1-4622-8ab6-e4d0866bfcff.png

题 47 图

(1) DHCP服务器可为主机2～主机N动态分配IP地址的最大范围是什么？主机2使用DHCP协议获取IP地址的过程中，发送的封装DHCP Discover报文的IP分组的源IP地址和目的IP地址分别是什么？

(2) 若主机2的ARP表为空，则该主机访问Internet时，发出的第一个以太网帧的目的MAC地址是什么？封装主机2发往Internet的IP分组的以太网帧的目的MAC地址是什么？

(3) 若主机1的子网掩码和默认网关分别配置为255.255.255.0和111.123.15.2，则该主机是否能访问WWW服务器？是否能访问Internet？请说明理由。

解析

(1) /24 子网可分配地址为 111.123.15.1~111.123.15.254。.1 已给路由器、.2 已给 DHCP 服务器、.3 已给 WWW 服务器、.4 已给主机 1，因此 DHCP 可动态分配的最大连续范围为：

111.123.15.5~111.123.15.254。

主机 2 尚未获得地址时发送 DHCP Discover，封装它的 IP 分组为：

  • 源 IP：0.0.0.0
  • 目的 IP：255.255.255.255

(2) 主机 2 的 ARP 表为空，访问 Internet 前必须先解析默认网关的 MAC 地址。因此第一个以太网帧是 ARP 请求帧，其目的 MAC 是广播地址 FF-FF-FF-FF-FF-FF。解析成功后，承载发往 Internet 的 IP 分组的以太网帧目的 MAC 是路由器内网接口的 MAC：00-a1-a1-a1-a1-a1。

(3) 主机 1 能访问 WWW 服务器，但不能访问 Internet。WWW 服务器 111.123.15.3 与主机 1 111.123.15.4/24 同网段，主机 1 可通过 ARP 直接发送。访问 Internet 时必须交给默认网关，但主机 1 错把 DHCP 服务器 111.123.15.2 配成了网关；真正的路由器接口是 111.123.15.1，因此分组不能被正确转发。

视频讲解： 【2015年 题47】DHCP、ARP、MAC 地址、IP 数据报转发（P16）

  1. 【2018-47】（7分）某公司网络如题47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=1500 B，技术部子网的MTU=800 B。

1783972013937-dada79a4-c125-4a1f-ab6a-94aa41319e86.png

题47图

请回答下列问题。

(1) 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？

(2) 假设主机192.168.1.1向主机192.168.1.208发送一个总长度为1500 B的IP分组，IP分组的头部长度为20 B，路由器在通过接口F1转发该IP分组时进行了分配。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多少？

答案与解析：

(1) 192.168.1.0/24 被均分为两个 /25 子网：

  • 销售部：192.168.1.0/25，广播地址为 192.168.1.127。
  • 技术部：192.168.1.128/25，子网地址为 192.168.1.128，可分配范围为 .129~.254。

技术部共有 126 个可分配地址；图中 .129~.208 已分配给 80 台主机，.254 已分配给路由器接口，因此还可接入 126-80-1=45 台主机，即地址 .209~.253。

(2) 原 IP 数据报有效载荷为 1500-20=1480 B。F1 链路 MTU 为 800 B，一个分片的数据部分最多为：

floor((800-20)/8)*8=floor(780/8)*8=776 B。

因此有效载荷分成 776 B + 704 B，至少 2 个分片。片偏移量以 8 B 为单位：

分片 数据长度 总长度 片偏移量 MF
第 1 片 776 B 796 B 0 1
第 2 片 704 B 724 B 776/8=97 0

视频讲解： 【2018年 题47】CIDR 子网划分、IP 分组分片（P24）

  1. 【2020-47】（9分）某校园网有两个局域网，通过路由器R1、R2和R3互联后接入Internet，S1和S2为以太网交换机。局域网采用静态IP地址配置，路由器部分接口以及各主机的IP地址如下图所示。

1783972029410-012756e0-9225-4015-923e-bc8fa6f1c316.png

假设NAT转换表结构为：

1783972042295-2f5533e8-bec1-447c-9a2b-4a13e8f3aedb.png

请回答下列问题：

(1) 为使H2和H3能够访问Web服务器（使用默认端口号），需要进行什么配置？

(2) 若H2主动访问Web服务器时，将HTTP请求报文封装到IP数据报P中发送，则H2发送P的源IP地址和目的IP地址分别是什么？经过R3转发后，P的源IP地址和目的IP地址分别是什么？经过R2转发后，P的源IP地址和目的IP地址分别是什么？

答案与解析：

(1) 两个局域网都使用 192.168.1.0/24，地址发生重叠，不能让 H2 直接把目的地址写成 Web 服务器的私网地址 192.168.1.2，因为这正是 H2 自己的地址。需要完成以下配置：

  • H2、H3 的默认网关配置为 R3 的内网接口 192.168.1.1。
  • R3 启用 NAT/NAPT，把右侧局域网主机的私网地址转换成 R3 的公网地址 203.10.2.6。
  • R2 配置 Web 服务的静态 NAT/端口映射：203.10.2.2:80 <-> 192.168.1.2:80。
  • R2、R3 配置经 R1 到对端公网的路由，通常可使用指向 R1 的默认路由。

H2、H3 应使用 203.10.2.2（默认 HTTP 端口 80）访问 Web 服务器。

(2) IP 地址变化

位置 源 IP 地址 目的 IP 地址 说明
H2 发出 P 192.168.1.2 203.10.2.2 使用 Web 服务器的外网映射地址
R3 转发后 203.10.2.6 203.10.2.2 R3 对源地址做 NAT
R2 转发后 203.10.2.6 192.168.1.2 R2 把目的地址还原为服务器私网地址

路由器转发不会把目的 IP 改成“下一跳地址”；这里只在 NAT 设备处按转换规则修改源或目的地址。

视频讲解： 2020 年完整真题解析（P12）

ARP 协议、DHCP 协议与ICMP 协议

  1. 【2010-36】若路由器 R 因为拥塞丢弃 IP 分组，则此时 R 可向发出该 IP 分组的源主机发送的 ICMP 报文类型是（ ）。

A. 路由重定向

B. 目的不可达

C. 源点抑制

D. 超时

解析

答案：C（源点抑制）。

按本题采用的传统 ICMP 规范，路由器因拥塞丢弃分组时，可向源主机发送 ICMP Source Quench（源点抑制）报文，要求源主机降低发送速率。该机制后来已被 RFC 6633 废弃，但 2010 年真题仍按教材中的传统定义作答。

视频讲解： 【2010年 题36】ICMP 报文类型（P3）

  1. 【2012-38】ARP 协议的功能是（ ）。

A. 根据 IP 地址查询 MAC 地址

B. 根据 MAC 地址查询 IP 地址

C. 根据域名查询 IP 地址

D. 根据 IP 地址查询域名

解析

答案：A（根据 IP 地址查询 MAC 地址）。

ARP 用于同一链路内的地址已知下一跳的 IPv4 地址，通过广播 ARP Request，获得对应的 MAC 地址。域名与 IP 地址之间的解析由 DNS 完成。

视频讲解： 【2012年 题38】ARP 协议的功能（P10）

  1. 【2012-33】在 TCP/IP 体系结构中，直接为 ICMP 提供服务的协议是（ ）。

A. PPP

B. IP

C. UDP

D. TCP

解析

答案：B（IP）。

ICMP 报文被直接封装在 IP 数据报中，IP 首部的协议字段值为 1，因此直接为 ICMP 提供服务的是 IP，而不是 TCP 或 UDP。PPP 位于网络接口层，负责在链路上传送 IP 数据报。

视频讲解： 【2012年 题33】ICMP 和 IP（网络体系结构视频 P4）

(四)IPv6

  1. 【2023-40】下列关于IPv6和IPv4的叙述中，正确的是（ ）。

I. IPv6地址空间是IPv4地址空间的96倍

II. IPv4和IPv6的基本首部的长度均可变

III. IPv4向IPv6过渡可以采用双协议栈和隧道技术

IV. IPv6首部的Hop Limit等价于ipv4首部的TTL字段

A. 仅I、Ⅱ

B. 仅I、IV

C. 仅Ⅱ、Ⅲ

D. 仅Ⅲ、IV

解析

答案：D（仅 III、IV）。

  • I 错：IPv6 有 128 位、IPv4 有 32 位，地址空间之比是 2^128/2^32=2^96，不是 96 倍。
  • II 错：IPv4 基本首部长度可变，IPv6 基本首部固定为 40 B。
  • III 对：双协议栈和隧道是 IPv4 向 IPv6 过渡的典型技术。
  • IV 对：IPv6 的 Hop Limit 与 IPv4 的 TTL 都会被每个路由器减 1，用于限制分组寿命。

视频讲解： 【2023年 题40】IPv4 和 IPv6（P37）

(五)路由协议

自治系统

域内路由与域间路由

RIP 路由协议

  1. 【2010-35】某自治系统内采用 RIP 协议，若该自治系统内的路由器 R1 收到其邻居路由器 R2 的距离矢量，距离矢量中包含信息，则能得出的结论是（ ）。

A. R2 可以经过 R1 到达 net1，跳数为 17

B. R2 可以到达 net1，跳数为 16

C. R1 可以经过 R2 到达 net1，跳数为 17

D. R1 不能经过 R2 到达 net1

解析

答案：D。

RIP 把 16 定义为无穷大，即目的网络不可达。R2 通告 <net1,16> 表示 R2 自己无法到达 net1；R1 即使再加上到邻居 R2 的 1 跳，结果仍按 RIP 上限记为 16，因此 R1 不能经 R2 到达 net1。

视频讲解： 【2010年 题35】路由信息协议 RIP（P2）

  1. 【2016-37】假设R1、R2、R3采用RIP协议交换路由信息，且均已收敛。若R3检测到网络201.1.2.0/25不可达，并向R2通告一次新的距离向量，则R2更新后，其到达该网络的距离是（ ）。

A. 2

B. 3

C. 16

D. 17

解析

答案：C（16）。

R3 检测到该网络不可达后，在新的距离向量中把距离通告为 16。R2 经 R3 的候选距离理论上为 16+1，但 RIP 的最大有效距离是 15，所有大于等于 16 的值都记作 16（不可达），不会出现 17。因此更新后的距离为 16。

视频讲解： 【2016年 题37】路由信息协议 RIP（P17）

OSPF 路由协议

  1. 【2013-47】（9 分）假设 Internet 的两个自治系统构成的网络如题 47 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。各子网地址、R2 的接口名、R1 与 R3 的部分接口 IP 地址如题 47 图所示。

1783972140542-e9b2c0b0-b801-4b4d-addb-d381782fdc68.png

题 47 图 网络拓扑结构

请回答下列问题。

(1) 假设路由表结构如下表所示。

目的网络下一跳接口目的网络下一跳接口

请利用路由聚合技术，给出 R2 的路由表，要求包括到达题 47 图中所有子网的路由，且路由表中的路由项尽可能少。

(2) 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？

(3) 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？

答案与解析：

(1) R2 的最简路由表

目的网络 下一跳 接口 说明
153.14.5.0/24 153.14.3.2 S0 聚合 AS1 中的两个 /25
194.17.20.128/25 直接交付 E0 R2 直连网络
194.17.20.0/23 194.17.24.2 S1 汇总经 R3 可达的地址范围

194.17.20.0/23 也覆盖 194.17.20.128/25，但该目的地址若同时匹配两项，会优先采用更长的 /25 直连路由，所以不会被错误地转发给 R3。这样只需 3 个表项。

(2) 目的地址 194.17.20.200 同时匹配 194.17.20.0/23 和 194.17.20.128/25。按最长前缀匹配，选择 /25，从 E0 接口转发。

(3) R1 位于 AS1，R2 位于 AS2，自治系统之间使用 BGP 交换路由信息，更具体地说是 eBGP 会话。BGP 报文直接封装在 TCP 报文段中传输，使用 TCP 端口 179。

视频讲解： 【2013年 题47】路由聚合、IP 转发、路由选择协议（P13）

  1. 【2014-43】（9分）某网络中的路由器运行OSPF路由协议，下表是路由器R1维护的主要链路状态信息(LSI),下图是根据该表及R1的接口名构造的网络拓扑。请回答下列问题：

1783972160390-a2cedc6d-1485-405f-a509-5555fefacefe.png

(1) 假设路由表结构如下表所示，请给出题42图中R1的路由表，要求包括到达题42图中子网192.1.x.x的路由，且路由表中的路由项尽可能少。

目的网络 下一跳 接口

(2) 当主机192.1.1.130向主机192.1.7.211发送一个TTL=64的IP分组时，R1通过哪个接口转发该IP分组？主机192.1.7.211收到的IP分组TTL是多少？

(3) 若R1增加一条Metric为10的链路连接Internet，则题42表中R1的LSI需要增加哪些信息？

答案与解析：

(1) 最简路由表

由链路状态信息可得：R1 到 R2 的费用为 3，到 R3 的费用为 2；到 R4 经 R2 的费用为 3+4=7，经 R3 的费用为 2+6=8，因此到 R4 走 R2。R2 的直连网络 192.1.6.0/24 与 R4 的直连网络 192.1.7.0/24 可聚合为 /23，且下一跳相同。

目的网络 下一跳 接口
192.1.1.0/24 直接交付 E0
192.1.5.0/24 10.1.1.10 L1
192.1.6.0/23 10.1.1.2 L0

(2) 目的主机 192.1.7.211 位于 192.1.7.0/24，R1 使用聚合路由，从 L0 发往 R2；随后经 R2、R4 到达目的子网。分组经过 R1、R2、R4 共 3 台路由器，每台转发前把 TTL 减 1，所以目的主机收到时 TTL=64-3=61。

(3) R1 的链路状态信息中应增加一项到 Internet 的外部/默认网络信息，可写为：网络前缀0.0.0.0/0，Metric 为 10。若题目采用完整 Router-LSA 字段表示，还应随该链路记录相应的链路标识、本地接口地址（或掩码）及链路类型；核心是通告默认前缀和开销 10。

视频讲解： 【2014年 题43】OSPF、路由聚合、TTL、链路状态信息（P14）

BGP 路由协议

  1. 【2017-37】直接封装RIP、OSPF、BGP报文的协议分别是（ ）。

A. TCP、UDP、IP

B. TCP、IP、UDP

C. UDP、TCP、IP

D. UDP、IP、TCP

解析

答案：D（UDP、IP、TCP）。

RIP 报文由 UDP 承载（端口 520）；OSPF 直接封装在 IP 数据报中（IP 协议号 89），不经过 TCP/UDP；BGP 由 TCP 承载（端口 179）。

视频讲解： 【2017年 题37】RIP、OSPF、BGP 的封装协议（P21）

(六)IP 组播

  1. 组播的概念
  2. IP 组描地址

(七)移动 IP

  1. 移动IP 的概念
  2. 移动 IP 通信过程

(八)网络层设备

Tip

  1. 路由器的组成和功能
  2. 路由表与分组转发
  1. 【2010-38】下列网络设备中，能够抑制广播风暴的是（ ）。

Ⅰ. 中继器

Ⅱ. 集线器

Ⅲ. 网桥

Ⅳ. 路由器

A. 仅 I 和 II B. 仅 III C. 仅 III 和 IV D. 仅 IV

解析

答案：D（仅 IV）。

中继器、集线器工作在物理层，不能隔离广播；网桥/二层交换机分隔冲突域，但默认仍转发广播帧，因此不能抑制广播风暴。路由器不转发普通二层广播，可隔离广播域并抑制广播风暴。

视频讲解： 【2010年 题38】网络互连设备、抑制广播风暴（P5）

  1. 【2011-37】某网络拓扑如下图所示，路由器 R1 只有到达子网 192.168.1.0/24 的路由。为使 R1 可以将 IP 分组正确地路由到图中所有子网，则在 R1 中需要增加的一条路由（目的网络，子网掩码，下一跳）是（ ）。

1783972289291-fdf76e72-b594-4097-8dd9-54e82c28d0fc.png

A. 192.168.2.0 255.255.255.128 192.168.1.1

B. 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.1.1

C. 192.168.2.0 255.255.255.128 192.168.1.2

D. 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.1.2

解析

答案：D。

R2 后面的两个子网是 192.168.2.0/25 与 192.168.2.128/25，可聚合为 192.168.2.0/24，掩码为 255.255.255.0。R1 到这些网络的下一跳应是同一链路上 R2 的接口 192.168.1.2，不是 R1 自己的 .1。

视频讲解： 【2011年 题37】静态路由、路由聚合（P6）

  1. 【2012-37】下列关于 IP 路由器功能的描述中，正确的是（ ）。

I. 运行路由协议，设置路由表

II. 监测到拥塞时，合理丢弃 IP 分组

III. 对收到的 IP 分组头进行差错校验，确保传输的 IP 分组不丢失

IV. 根据收到的 IP 分组的目的 IP 地址，将其转发到合适的输出线路上

解析

答案：D（I、II、IV 正确）。

I 是路由选择功能，II 是拥塞时的合理处理，IV 是分组转发功能，均正确。III 错在“确保分组不丢失”：IPv4 首部校验和只检查首部差错，发现错误通常丢弃分组；IP 提供尽力而为服务，不保证可靠交付。IPv6 基本首部甚至取消了首部校验和。

视频讲解： 【2012年 题37】路由器的功能和原理（P9）

  1. 【2015-38】某路由器的路由表如下表所示：
目的网络 下一跳 接口
169.96.40.0/23 176.1.1.1 S1
169.96.40.0/25 176.2.2.2 S2
169.96.40.0/27 176.3.3.3 S3
0.0.0.0/0 176.4.4.4 S4

若路由器收到一个目的地址为 169.96.40.5 的IP分组，则转发该IP分组的接口是（ ）。

A. S1

B. S2

C. S3

D. S4

解析

答案：C（S3）。

169.96.40.5 同时落在 /23、/25、/27 三个目的前缀中。路由器采用最长前缀匹配，/27 最具体，因此选择对应接口 S3。默认路由只在没有更具体匹配项时使用。

视频讲解： 【2015年 题38】路由器查表转发 IP 分组（P15）

  1. 【2018-37】路由器R通过以太网交换机S1和S2连接两个网络，R的接口、主机H1和H2的IP地址与MAC地址如下图所示。若H1向H2发送一个IP分组P，则H1发出的封装P的以太网帧的目的MAC地址、H2收到的封装P的以太网帧的源MAC地址分别是（ ）。

1783972461152-021907b7-d02e-4d31-a891-abde6cc9f581.png

A. 00-a1-b2-c3-d4-62、00-1a-2b-3c-4d-52

B. 00-a1-b2-c3-d4-62、00-1a-2b-3c-4d-61

C. 00-1a-2b-3c-4d-51、00-1a-2b-3c-4d-52

D. 00-1a-2b-3c-4d-51、00-a1-b2-c3-d4-61

解析

答案：D。

H1 与 H2 不在同一 IP 子网。H1 发出的第一跳以太网帧应交给默认网关，即路由器左接口，目的 MAC 为 00-1a-2b-3c-4d-51。路由器转发 IP 分组时重新封装以太网帧，H2 收到的帧源 MAC 是路由器右接口的 00-a1-b2-c3-d4-61。端到端 IP 源、目的地址保持不变，但每一跳的 MAC 地址都会重写。

视频讲解： 【2018年 题37】IP 分组转发过程中 MAC 地址的变化（数据链路层视频 P26）

  1. 【2020-35】在下图所示的网络中，冲突域和广播域的个数分别是（ ）。

1783972500464-08b70180-7912-458a-836d-a65f3f00bc72.png

A. 2，2

B. 2，4

C. 4，2

D. 4，4

解析

答案：C（4，2）。

每个集线器及其所连主机共享一个冲突域；图中共有 4 个集线器，所以有 4 个冲突域。交换机不隔离广播，路由器隔离广播，故路由器左右各是一个广播域，共 2 个。连接交换机与路由器的链路已经属于相应侧的交换端口冲突域，不另把主机数当成冲突域数。

视频讲解： 【2020年 题35】网络互连设备、冲突域、广播域（P28）

  1. 【2021-37】某网络中的所有路由器均采用距离向量路由算法计算路由。若路由器E与邻居路由器A、B、C和D之间的直接链路距离分别是8、10、12和6，且E收到邻居路由器的距离向量如下表所示，则路由器E更新后的到达目的网络Net1~Net4的距离分别是（ ）。
目的网络 A的距离向量 B的距离向量 C的距离向量 D的距离向量
Net1 1 23 20 22
Net2 12 35 30 28
Net3 24 18 16 36
Net4 36 30 8 24

A. 9，10，12，6

B. 9，10，28，20

C. 9，20，12，20

D. 9，20，28，20

解析

答案：D（9，20，28，20）。

距离向量更新使用 Bellman-Ford 公式：D_E(Net)=min{c(E,v)+D_v(Net)}。

  • Net1：min(8+1,10+23,12+20,6+22)=9
  • Net2：min(8+12,10+35,12+30,6+28)=20
  • Net3：min(8+24,10+18,12+16,6+36)=28
  • Net4：min(8+36,10+30,12+8,6+24)=20

所以依次为 9，20，28，20。

视频讲解： 【2021年 题37】距离向量路由算法（P31）

  1. 【2019-47】（9分）某网络拓扑如题47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。现有若干以太网交换机（无VLAN功能）和路由器两类网络互联设备可供选择。

1783972537371-511e0c89-3519-4eaf-9e4f-361058168615.png

请回答下列问题：

(1) 设备1、设备2和设备3分别应选择什么类型的网络设备？

(2) 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？为对应的接口配置正确的IP地址。

(3) 为确保主机H1～H4能够访问Internet，R需要提供什么服务？

(4) 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？

答案与解析：

(1) 设备 1 连接三个不同 IP 网络：192.168.1.252/30、192.168.1.0/26 和 192.168.1.64/26，所以必须选择 路由器。设备 2、设备 3 各自只连接同一子网内的主机，应选择 以太网交换机。

(2) 只有作为路由器的设备 1 需要给接口配置 IP；二层交换机端口无需配置 IP 地址。

设备 1 接口 IP 地址/前缀 理由
IF1 192.168.1.254/30 与 R 的 192.168.1.253/30 同一链路；.252 为网络地址，.255 为广播地址
IF2 192.168.1.1/26 H1、H2 配置的默认网关
IF3 192.168.1.65/26 H3、H4 配置的默认网关

(3) H1~H4 使用 RFC 1918 私有地址，要访问 Internet，R 需要提供 NAT（通常是 NAPT/PAT）服务，把内部地址转换为 R 的公网地址 101.1.2.10（并用端口号区分连接）。

(4) 192.168.1.127 是 192.168.1.64/26 的广播地址。H3 发出的帧会在设备 3 所在二层广播域中广播，H4 会接收；设备 1 不会把这个广播转发到 H1、H2 所在子网，发送者 H3 也不算接收者。因此答案是 仅 H4。

视频讲解： 【2019年 题47】网络互连设备、CIDR、NAT（P26）

  1. 【2024-47】（本题 9 分）网络空间是继陆海空天之后的“第五疆域”，网络技术是网络疆域建设与治理的基础。路由算法与协议是网络核心技术之一，对其准确认知，合理选择与应用，对于网络建设十分重要。假设现有互联网中的 4 个自治系统互连拓扑示意图如题 47 图所示。其中，AS1 运行内部网关协议 RIP；AS3 规模较小，自治系统内任意两个主机间通信，经过路由器数量不超过 15 个；AS4 规模较大，自治系统内任意两个主机间通信，经过路由器数量可能超过 20 个。

1783972563992-ffd1ae60-1d3e-415f-833c-e0f31bdd438c.png

请回答下列问题：

(1) 若仅有 RIP 和 OSPF 内部网关协议供选择，则 AS4 应选择哪个协议?（1 分）

(2) 若 AS3 中的某主机向本自治系统内另一主机发送 1 个 IP 分组，为确保该 IP 分组能够被正常接收，则该 IP 分组的初始 TTL 值应该至少设置为多少？（1 分）

(3) 假设 AS1 中的路由器同一时刻启动，启动后立即构建并交换初始距离向量，之后每隔 30 s 交换一次最新的距离向量，则从交换初始距离向量时刻算起，R11~R16 路由器均获得到达网络 210.2.3.0/24 的正确路由，至少需要多长时间？均获得到达网络 210.2.4.0/24 的正确路由，至少需要多长时间？（2 分）

(4) R44 向 R13 通告到达网络 136.5.16.0/20 路由时，由 BGP 协议哪类会话完成？通过哪个 BGP 报文通告？R13 通过 BGP 协议的哪类会话将该网络可达性信息通告给 R14 和 R15。（3 分）

(5) 若 R14 和 R15 均收到分别由 R11、R12、R13 通告的到达网络 136.5.16.0/20 的可达性信息如下。

目的网络：136.5.16.0/20，AS路径：AS2 AS8 AS19，下一跳：R11

目的网络：136.5.16.0/20，AS路径：AS3 AS7 AS11 AS19，下一跳：R12

目的网络：136.5.16.0/20，AS路径：AS4 AS10 AS19，下一跳：R13

则在无策略约束情况下，R14 和 R15 更新路由表后，各自路由表中到达网络 136.5.16.0/20 路由的下一跳分别是什么（用路由器名称表示）？（2 分）

答案与解析：

(1) AS4 应选择 OSPF。RIP 以跳数为度量，15 跳以内才可达，16 表示不可达；AS4 内部路径可能超过 20 台路由器，RIP 不适用。OSPF 没有这一 15 跳限制，且收敛更快、适合较大网络。

(2) 初始 TTL 至少为 16。最坏路径经过 15 台路由器；每台路由器转发前把 TTL 减 1，若减为 0 就丢弃。初值为 16 时，经过第 15 台路由器后 TTL 仍为 1，能够交付给目的主机。

(3) RIP 收敛时间

初始距离向量在 t=0 交换，此后每 30 s 交换一次；一轮只能把新信息再传播一跳。

  • 对 210.2.3.0/24：R14 直连；R11、R15 在 t=0 获得；R12、R13、R16 最迟在 t=30 s 获得。因此所有 R11~R16 均获得正确路由至少需 30 s。
  • 对 210.2.4.0/24：R16 直连；R15 在 t=0 获得；R13、R14 在 t=30 s 获得；R11、R12 最迟在 t=60 s 获得。因此至少需 60 s。

(4) R44 属于 AS4，R13 属于 AS1，二者之间通过 eBGP（外部 BGP）会话通告路由，使用 UPDATE 报文。R13 再通过 iBGP（内部 BGP）会话把该网络的可达性信息通告给同属 AS1 的 R14、R15。

(5) 先比较 AS_PATH 长度：

  • 经 R11：AS2 AS8 AS19，长度 3。
  • 经 R12：AS3 AS7 AS11 AS19，长度 4。
  • 经 R13：AS4 AS10 AS19，长度 3。

R12 路径更长，先被排除。R11、R13 的 AS_PATH 等长，无策略约束时再比较到 BGP 下一跳的内部代价（热土豆路由）：R14 到 R11 最近，R15 到 R13 最近。因此：

  • R14 的下一跳：R11
  • R15 的下一跳：R13

视频讲解： 【2024年 题47】RIP、OSPF、TTL、BGP（2024 年视频 P9）