通信工程师
【说明】网络的拓扑结构如图3-1所示，内部网络使用IP地址段192.168.0.0/24，并通过路由器R1 接入到Internet，该路由器支持NAT功能。R1的外网IP地址为123.116.10.66，内网IP地址是192.168.0.100，MAC地址为00-20-22-33-44-55；内部网络中UNIX主机的IP地址为 192.168.0.1，MAC地址为 00-10-22-33-44-55；Internet 上服务器 www.abc.edu.cn 经路由器 R2 接入到 Internet，R2
题目
【说明】
网络的拓扑结构如图3-1所示，内部网络使用IP地址段192.168.0.0/24，并通过路由器R1 接入到Internet，该路由器支持NAT功能。R1的外网IP地址为123.116.10.66，内网IP地址是192.168.0.100，MAC地址为00-20-22-33-44-55；内部网络中UNIX主机的IP地址为 192.168.0.1，MAC地址为 00-10-22-33-44-55；Internet 上服务器 www.abc.edu.cn 经路由器 R2 接入到 Internet，R2 的以太网接口IP 地址为 127.123.134.88，MAC 地址为 00-30-22-33-44-55。
UNIX主机发送一个IP报文到服务器www.abc.edu.cn，在两个以太网上封装为数据帧1和数据帧2，写出数据帧1和数据帧2源IP地址、源MAC地址、目的IP地址和目的MAC地址。
Internet上的服务器有三个标识，分别为www.abc.edu.cn、127.123.134.10和 00-40-22-33-44-55，UNIX主机发送IP报文到服务器www.abc edu.cn过程中，UNIX主机、R1和R2分别使用哪些标识？若用到多个标识，标识间转换时使用的协议是什么？
内部网络中主机1发送一个IP分组，长度为3520个字节，头长度为标准长度，发送该IP分组时应分为几个分片？写出各分片的信息（长度、偏移、MF）。
内部网络中主机1使用浏览器访问www.abc.edu.cn的过程中，写出主机1可能用到的6个协议的名称。
请帮忙给出每个问题的正确答案和分析，谢谢！
参考答案和解析
数据帧1的源IP为192.168.0.1，目的IP为127.123.134.10。源MAC为00-10-22-33-44-55，目的MAC为00-20-22-33-44-55。
数据帧2的源IP为123.116.10.66，目的IP为127.123.134.10。源MAC为00-30-22-33-44-55，目的MAC为00-40-22-33-44-55。
问题 2 答案解析：
UNIX主机：使用www.abc.edu.cn和127.123.134.10，需使用DNS协议。
R1：使用127.123.134.10标识。
R2：使用127.123.134.10和00-40-22-33-44-55，需使用ARP协议。
问题 3 答案解析：
应当划分为3个数据报片：
第1片：长度1500字节（包括20字节IP头），片偏移字段＝0，MF=1；
第2片：长度1500字节（包括20字节IP头），片偏移字段＝1480/8=185，MF=1；
第3片：长度560字节（包括20字节IP头），片偏移字段＝2960/8=370，MF=0。
问题 4 答案解析：
HTTP、DNS、TCP、NAT、ARP、IP
相似问题和答案
第1题：
阅读以下说明，回答问题，将解答填入对应栏内。
网络地址转换(NAT)的主要目的是解决IP地址短缺问题以及实现TCP负载均衡等。在如图2所示的设计方案中，与Internet连接的路由器采用网络地址转换。
请根据路由器的NAT表和图2中给出的网络结构、IP地址，简要叙述主机B向内部网络发出请求进行通信时，边界路由器实现TCP负载均衡的过程。
(1)外部主机B(172.20.7.3)发出请求，建立B到虚拟主机(10.1.1.127)的连接。 (2)边界路由器接到这个连接请求后，查询NAT表，建立一个新的地址转换映射。如为10.1.1.127分配真实主机地址10.1.1.1。 (3)边界路由器用所选真实地址替换目的地址，转发该数据报。内部主机10.1.1.1接收到该数据报，并作应答。 (4)边界路由器接到应答报后，根据内部地址及端口号和外部地址及端口号，从NAT映射表中查找对应的内部虚拟主机地址及端口号。 (5)将源地址转换为虚拟主机地址，并转发应答报；B接收到源地址为10.1.1.127的应答报。 (6)下一个请求时，边界路由器为其分配下一个内部局部地址，如 10.1.1.2。
第2题：
阅读以下说明，回答问题。
【说明】
网络地址转换(NAT)的主要目的是解决IP地址短缺问题以及实现TCP负载均衡等。在如图5-5所示的设计方案中，与Internet连接的路由器采用网络地址转换。
【问题】
请根据路由器的NAT表和图5-5中给出的网络结构、IP地址，简要叙述主机B向内部网络发出请求进行通信时，边界路由器实现TCP负载均衡的过程。
主要步骤如下： (1)外部主机B(172.20.7.3)发出请求，建立B到虚拟主机(10.1.1.127)的连接。 (2)边界路由器接到这个连接请求后，查询NAT表，建立一个新的地址转换映射。如为 10.1.1.127分配真实主机地址10.1.1.1。 (3)边界路由器用所选真实地址替换目的地址，转发该数据报。内部主机10.1.1.1接收到该数据报，并作应答。 (4)边界路由器接到应答报后，根据内部地址及端口号和外部地址及端口号，从NAT映射表中查找对应的内部虚拟主机地址及端口号。
第3题：
某网络的拓扑结构如图3-6所示，网络A中A2主机的IP地址可以为(1)；如果网络B中有1000台主机，那么需要为网络B分配(2)个C类网络地址，其中B1主机的IP地址可以为(3)，网络B的子网掩码应为(4)。
A．192.60.80.0
B．192.60.80.2
C．192.60.80.3
D．192.60.80.4
解析：IP地址是一个4字节(共32位)的数字，被分为4段，每段8位，段与段之间用句点分隔。为了便于表达和识别，IP地址以十进制形式表示(例如，212.152.200.12)，每段能表示的十进制数最大不超过255。IP地址由2部分组成，即网络号(network ID)和主机号(host ID)。网络号标识的是因特网上的一个子网，而主机号标识的是子网中的某台主机。
IP地址根据网络号和主机号的数量而分为A,B,C 3类：
(1)A类IP地址：最前面1位为“0”，然后用7位来标识网络号，24位标识主机号。即A类地址的第一段取值介于1～126之间。A类地址通常为大型网络提供，全世界总共只有126个可能的A类网络，每个A类网络最多可以连接224-2台主机。
(2)B类IP地址：最前面2位是“10”，然后用14位来标识网络号，16位标识主机号。因此，B类地址的第一段取值介于128～191之间，第一段和第二段合在一起表示网络号。 B类地址适用于中等规模的网络，全世界大约有16000个B类网络，每个B类网络最多可以连接216-2台主机。
(3)C类IP地址：最前面3位是“110”，然后用21位来标识网络号，8位标识主机号。因此，C类地址的第一段取值介于192～223之间，第一段和第二段合在一起表示网络号。最后一段标识网络上的主机号。C类地址适用于校园网等小型网络，每个C类网络最多可以有28-2台主机。
有几个特殊的情况。主机号全为“1”的网间地址用于广播，叫作广播地址。当32b地址全为“1”时，该地址用于本网广播，称为有限广播。网络号全为“0”时，后面的主机号表示本网地址。主机号全为“0”，此时的网络号就是本网的地址。保留的地址有网络号全为“1”和32b全为“0”。
由以上规定可以看出，网络号全“1”全“0”，主机号全“1”全“0”，都是不能随意分配的，这就是前面的A,B,C类网络属性表中网络数及主机数要减2的原因。
显然，本题中IP地址都是C类地址。在网络A中，因为IP地址192.60.80.2和 192.60.80.3已经分配了，所以，在给定的4个选项中，主机A2的IP地址只能是 192.60.80.4。同理，主机B1的IP地址只能是192.60.16.5。
因为每个C类网络最多可以有28-2=254台主机，而网络B有1000台主机，所以需要为其分配1000/254=4个C类网络地址。
IP网络还允许划分成更小的网络，称为子网(subnet)，这样就产生了子网掩码。子网掩码的作用就是用来判断任意2个IP地址是否属于同一子网络，只有在同一子网的计算机才能“直接”互通。
A类地址的默认子网掩码为255.0.0.0，B类地址的默认子网掩码为255.255.0.0.C类地址的默认子网掩码为255.255.255.0。子网掩码的计算方式有下列2种。
(1)利用子网数来计算
在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。
①将子网数目转化为二进制来表示；
②取得该二进制的位数，设为N位；
③取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的前N位置1，即得出该IP地址划分子网的子网掩码。
例如，如果将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网，其子网掩码计算如下：
①把27化为二进制，结果为11011；
②该二进制为5位数，即N＝5；
③将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1，得到255.255.248.0。
即将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网，其子网掩码为255.255.248.0。
(2)利用主机数来计算
①将主机数目转化为二进制来表示；
②取得该二进制的位数，设为N位；
③使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为0，即为子网掩码值。
例如，如果将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台，其子网掩码计算如下；
①把700化为二进制，结果为1010111100；
②该二进制为10位数，N＝10；
③将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1，得到255.255.255.255。然后再从后向前将后10位置0，即11111111.11111111.11111100.00000000，即 255.255.252.0。这就是欲划分成主机为700台的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。
根据前面的讨论，已知网络B有1000台主机，求网络B的子网掩码，使用第二种方法。
①把1000化为二进制，结果为1111101000；
②该二进制为10位数，N=10；
③将该C类地址的子网掩码255.255.255.0的主机地址全部置1，得到255.255. 255.255。然后再从后向前将后10位置0，即11111111.11111111.11111100.00000000，即255.255.252.0。
第4题：
阅读以下技术说明，根据要求回答问题。
[说明]
某公司内部有13台PC采用路由器(带防火墙功能)宽带接入Internet，公司内部使用的IP地址块为10.5.1．0/24，其网络拓扑结构如图2-17所示。
在PC1的DOS命令窗口中，运行arp-a命令显示本机的ARP缓存，得到结果如图2-18所示。
使用Sniffer抓包工具在PC1中捕获的、由PC1以太网接口发出的某数据包的部分信息如图2-19所示。
在PC1的DOS命令窗口中运行(1)命令，得到结果如图2-20所示。在其空缺的参数中， Physical Address值为(2)；IP Address值为(3)；Subnet Mask值为(4)；Default Gateway值为(5)。
ipconfig/all 00-14-2A-4E-20-73，或其等价表示形式 10.5.1.109 255.255.255.0 10.5.1.254
第5题：
某城域网拓扑结构如图1-6所示。如果该路由器R1接收到一个源IP地址为192.168.1.10、目的IP地址为192.168.3.20的IP数据报，那么它将把此IP数据报投递到IP地址为(34)的路由器端口上。
A．192.168.66.1
B．192.168.66.2
C．192.168.67.1
D．192.168.67.2
解析：在图1-6所示的城域网拓扑结构中，路由器R1接收到一个源IP地址为192.168.1.10、目的IP地址为192.168.3.20的IP数据报。其中，192.168.1.10属于192.168.1.0/24网段的IP地址，即该IP数据报来源于路由器R1的E0端口；192.168.3.20属于192.168.3.0/24网段的IP地址，因此路由器R1将把此IP数据报投递到IP地址为192.168.67.1的路由器端口上，即该IP数据报将从路由器R1的S1端口投递给下一个邻居路由器。该邻居路由器将从IP地址为192.168.67.1的S1端口接收到此数据报。可见IP地址192.168.67.1是源IP地址为192.168.1.10、目的IP地址为192.168.1.20IP数据报的下一跳路由地址。
第6题：
阅读下列技术说明，根据要求回答问题1～问题5。
[说明]
某学校在原校园网的基础上进行网络升级改造，网络拓扑结构如图4-12所示。其中网管中心位于办公楼第6层，采用动态IP地址及静态IP地址结合的方式进行IP地址的管理和分配。
网络逻辑结构设计是体现网络规划与设计核心思想的关键阶段。通常，网络逻辑结构设计工作主要包括哪些方面的内容?
①网络结构的设计。主要包括局域网结构中数据链路层设备互连方式，广域网结构中网络层设备互连方式等。 ②物理层技术选择。主要包括缆线类型、网卡的选用。 ③局域网技术选择与应用。主要考虑STP、VLAN、WLAN、链路聚合技术、冗余网关协议、线路冗余和负载均衡、服务器冗余与负载均衡等因素。 ④广域网技术选择与应用。主要考虑城域网远程接入技术(如ISDN、ADSL等)、广域网互联技术(如DDN、SDH、VPN等)、广域网性能优化等因素。 ⑤地址设计和命名模型。主要明确的内容有是否需要公网IP地址、私有IP地址和公网 IP地址如何翻译、VLSM的设计、CIDR的设计、DNS的命名设计等。 ⑥路由选择协议。主要的考虑因素有动态路由的协议类型、度量、权值排序等；静态路由选择协议；内部与外部路由选择协议：分类与无分类路由选择协议等。 ⑦网络管理。主要包含行政管理(如机构的设置、岗位职责和管理制度的制定等)和技术管理(如NMS、TMS、RMS和AMS的选用)。 ⑧网络安全。主要的工作内容有机房及物理线路安全、网络安全(如安全域划分、路由交换设备安全策略等)、系统安全(如身份认证、桌面安全管理、系统监控与审计等)、应用安全(如数据库安全、Web服务安全等)、数据容灾与恢复、安全运维服务体系(如应急预案的制定等)、安全管理体系(如建立安全组织机构等)。 ⑨编写逻辑网络设计文档。主要的组成元素有主管人员评价、逻辑网络设计讨论、新的逻辑设计图表、总成本估测、审批部分、修改注释部分等 解析：网络逻辑结构设计的工作任务是基于用户需求中描述的网络行为、性能等要求，根据网络用户的分类、分布形成特定的网络结构。该网络结构大致描述了设备的互联及分布，但是不对具体的物理位置和运行环境进行确定。网络逻辑结构设计过程主要由以下4个步骤组成：①确定逻辑设计目标；②网络服务评价；⑧技术选项评价：④进行技术决策。
网络逻辑结构设计工作主要包括的内容如下。
①网络结构的设计。主要包括局域网结构和广域网结构两个设计部分的内容。其中，局域网结构主要关注数据链路层的设备互连方式，广域网结构主要关注网络层的设备互连方式。
②物理层技术选择。主要选择内容包括缆线类型、网卡的选用等。
③局域网技术选择与应用。主要考虑生成树协议(STP)、扩展STP、虚拟局域网(VLAN)、无线局域网(WLAN)、链路聚合技术、冗余网关协议(如VRRP、HSRP、GLBP等)、线路冗余和负载均衡、服务器冗余与负载均衡等因素。
④广域网技术选择与应用。主要考虑城域网远程接入技术(如PSTN、ISDN、ADSL等)、广域网互联技术(如DDN、SDH、VPN等)、广域网性能优化等因素。
⑤地址设计和命名模型。在地址设计工作中，主要明确的内容有：是否需要公有地址和私有地址；只需要访问专用网络的主机分布；需要访问公网的主机分布；私有地址和公有地址如何翻译；私有地址和公有地址的边界；VLSM的设计、CIDR的设计等。网络中的命名工作主要涉及NetBIOS名字和域名两个方面。
⑥路由选择协议。主要的考虑因素有：动态路由的协议类型；路由选择协议的度量；路由选择协议的顺序(如权值排序等)：静态路由选择协议；内部与外部路由选择协议；分类与无分类路由选择协议；层次化与非层次化路由选择协议等。
⑦网络管理。主要包含行政管理和技术管理。行政管理方面主要包含机构的设置、各类相关人员的岗位职责、行政管理制度的制定等。技术管理方面又依据管理技术的层次性划分为TMS(传输管理系统)、 NMS(网络管理系统)、RMS(资源管理系统)和AMS(应用管理系统)等。
⑧网络安全。主要的工作内容有：机房及物理线路安全；网络安全(如安全域划分、边界安全策略、路由交换设备安全策略、防火墙安全配置等)：系统安全(如身份认证、账尸管理、桌面安全管理、系统监控与审计、病毒防护、访问控制等)；应用安全(如数据库安全、电子邮件服务安全、Web服务安全等)、数据容灾与恢复；安全运维服务体系(如应急预案的制定、系统监控与管理服务等)；安全管理体系(如建立安全组织机构、安全管理规章制度的制定等)。
⑨编写逻辑网络设计文档。主要的组成元素有主管人员评价；逻辑网络设计讨论；新的逻辑设计图表；总成本估测；审批部分；修改注释部分等。
第7题：
阅读以下关于RIP动态路由配置的技术说明，结合网络拓扑图回答问题1至问题3。
[说明]
某大学城局域网的网络拓扑结构如图7-18所示，图中路由器R1、R2，R3均运行基于距离矢量算法的RIP路由协议，并且图中给出了路由器R1、R2、R3各端口的IP地址信息。
结合图7-18所示的网络拓扑结构图，将以下路由器R1配置信息中(1)～(9)空缺处的内容填写完整，实现路由器R1的正确配置。
Router>en (进入特权模式)
Router config terminal (进入配置模式)
Router (config) (1)
R1 (config) no logging console
R1 (config) interface fastethernet0/1
R1 (config-if) ip addtess 192.168.100.1 155.255.255.0
R1 (config-if) (2)
(3)
R1 (config) interface sellal 0 (进入端口S0配置子模式)
R1 (config-if) (4) (设置当前端口IP地址)
R1 (config-if) no shutdown
R1 (config-if) (5)
R1 (eonfig-if) ip address 192.168.65.2 255.255.255.0
R1 (config-if) no shutdown
R1 (config-if) exit (退出当前端口配置子模式)
R1 (config) (6)
R1 (config) (7)
R1 (config-router) (8)
R1 (conhg-router) network 192.168.65.0
R1 (config-router) network 192.168.67.0
R1 (config-router) end (退出回到特权模式)
R1 (9) (将配置信息保存到非易失性RAM中)
(1)hostname R1(2)no shutdown (3)R1 (config-if)# exit(4)192.168.67.1 255.255.255.0 (5)interface serial 1(6)ip routing (7)router rip(8)network 192.168.100.0 (9)copy run start 解析：这是一道将RIP路由协议配置与推理填空相结合的题目。其解题思路是先粗略浏览一下网络拓扑图及路由器R1已给出的配置信息；再重点推敲试题中(1)～(9)空缺处所填写的内容。以下给出题目中路由器R1所有配置命令的完全解释，其中带下划线的配置语句为所对应空缺处的答案。
Router＞enable (进入特权模式)
Router# conf terminal (进入配置模式)
Router (config) # hostname R1 (设置主机名为R1)
R1 (config) # no logging console(避免大量的端口状态变化信息、报警信息影响配置过程)
R1 (config) # interface fastethernet0/1(进入端口E0配置子模式)
R1 (config-if)# ip address 192.168.100.1 255.255.255.0
(设置E0端口IP地址)
R1 (config-if) # no shutdown(激活该端口)
R1 (config-if) # exit (退出端口配置子模式)
R1 (config) # interface serial 0(进入端口S0配置子模式)
R1 (config-if) #ip address 192.168.67.1 255.255.255.0
(设置S0端口IP地址)
R1 (config-if) # no shutdown(激活该端口)
R1 (config-if) # interface serial 1 (进入端口S1配置子模式)
R1 (config-if) # ip address 192.168.65.2 255.255.255.0
(设置S1端口IP地址)
R1 (config-if) # no shutdown(激活该端口)
R1 (config-if) # exit (退出端口配置子模式)
R1 (config) # ip routing(设置允许配置路由)
R1 (config) # router rip(进入RIP协议配置子模式)
R1 (config-router) #network 192.168.100.0 (指定与该路由器直连的网络地址信息192.168.100.0/24)
R1 (config-router) # network 192.168.65.0 (声明与该路由器直连的网络地址信息192.168.65.0/24)
R1 (config-router) # network 192.168.67.0 (声明与该路由器直连的网络地址信息192.168.67.0/24)
R1 (config-router) # end(退出回到特权模式)
R1# copy run start(将配置写入非易失性RAM中，
否则下次启动时配置参数将丢失)
第8题：
某局域网通过两台路由器划分为3个子网，拓扑结构和地址分配如图6-3所示。为路由器R1的e0端口设置一条到达192.168.3.0/24网段的默认路由的配置语句是(49)。
A．R1 (config-if) #ip route 0.0.0.0 255.255.255.255 192.168.3.1
B．R1 (config-if) #ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.3.1
C．R1 (config) #ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.2.2
D．R1 (config) #ip route 0.0.0.0 255.255.255.255 192.168.2.2
解析：默认路由是静态路由的一个特例。当路由器为路由数据包查找路径而没有找到可供使用的、匹配的路由选择信息时，默认路由将为该数据包指定一个固定的下一跳IP地址。默认路由的配置命令是在全局配置模式下输入的，而选项A、B的相关内容是在“R1(config-if)”接口配置子模式下输入的，因此可先排除错误选项A、B。选项C的“R1(config)#iproute0.0.0.00.0.0.0192.168.2.2”是为路由器R1的e0端口设置一条到达192.168.3.0/24网段默认路由的正确配置语句，其中，“0.0.0.00.0.0.0”表示未知主机，即任何无法判断的目的主机地址；“192.168.2.2”是使该默认路由的IP数据报传送的下一跳路由地址。
第9题：
某集团公司的部分网络拓扑结构如图7．5所示。当前路由器Rl只有一条到达子网l0．20．1．0／24的路由。为使Rl能够将IP分组正确地路由到图7．5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，下一跳地址)是 (22) 。
A．10．20．1．0，255．255．255．0，10．20．1．1 B．10．20．2．0，255．255．255．128，10．20．1．2 C．10．20．2．128，255．255．255．128，10．20．1．2 D．10．20．2．0，255．255．255．0，10．20．1．2
要点解析：子网掩码可以用点分十进制表示，也可以用“／”加上“网络号+子网号”的长度表示。IP地址块10．20．2．0／25中，“／25”表示该IP地址块的网络号和子网号长度为25位，其对应的子网掩码二进制表示为llllllll．11111111．11111111．10000000，即255．255．255．128。依题意，子网l0．20．1．0／24是路由器Rl的直连网段，Rl的路由表中将有一条到达子网10．20．1．0／24的直连路由表项。而图7．5中，R2共连接了3个子网，即10．20．1．0／24、10．20．2．0／25、10．20．2．128／25。若要求Rl能够将IP分组正确地路由到图7—5中所有子网，即当Rl接收到目的地址属于子网10．20．2．0／25(或10．20．2．128／25)的分组后，要能够将这些分组转发给R2，并通过R2再转发给相应的子网。因此，对于图7-5中，需要对子网10．20．2．0／25和10．20．2．128／25进行路由汇聚，其汇聚后的超网IP地址块为l0．20．2．0／24，具体解答思路如表7-1所示。因此，为使路由器Rl可以将IP分组正确地路由到子网l0．20．2．0／25(或l0．20．2．128／25)，需要在R1中新增一条路由，该新增路由表项的目的网络为10．20．2．0，子网掩码为255．255．255．0，下一跳地址为l0．20．1．2。
第10题：
某小公司的网络拓扑结构如图4所示。其中路由器具有ISDN模块，公司网络通过ISDN连接到ISP。
ISP是什么?请举例。
ISP是因特网服务提供商、日常生活中拨号上网是由它们来提供的，如网易就是ISP。