第4章 网络层

§4.1 网络层概述

题组闯关

1.在 Windows 的网络配置中，“默认网关” 一般被设置为 ( ) 的地址。
A. DNS 服务器
B. Web 服务器
C. 路由器
D. 交换机

1.【参考答案】C
【解析】只有在计算机上正确安装网卡驱动程序和网络协议，并正确设置 IP 地址信息之后，服务器才能与网络内的计算机进行正常通信。在正确安装了网卡等网络设备后，系统可自动安装 TCP/IP 协议。主要配置的属性有 IP 地址、子网掩码、默认网关以及 DNS 服务器的 IP 地址等信息。在 Windows 的网络属性配置中，“默认网关” 应该设置为路由器的地址。

2.第三层交换技术中，基于核心模型解决方案的设计思想是 ( )。
A. 路由一次，随后交换
B. 主要提高路由器的处理器速度
C. 主要提高关键节点处理速度
D. 主要提高计算机的速度

2.【参考答案】C
【解析】本题考查对基于核心模型解决方案的设计思想的理解。
在 5 层模型中，第三层是网络层，路由器位于网络的关键节点，通过优化关键节点的处理能力来优化整个网络。

真题实战

1.网络互联时，在由路由器进行互联的多个局域网结构中，要求每个局域网 ( )。 【青岛理工大学 2017 年】
A. 物理层协议可以不同，而数据链路层及数据链路层以上的高层协议必须相同
B. 物理层、数据链路层协议可以不同，而数据链路层以上的高层协议必须相同
C. 物理层、数据链路层、网络层协议可以不同，而网络层以上的高层协议必须相同
D. 物理层、数据链路层、网络层及高层协议都可以不同

1.【参考答案】C
【解析】路由器工作在网络层，向传输层及以上各层隐藏下层的具体实现，也就是说本层及本层以下的协议可以不同，即物理层、数据链路层、网络层协议可以不同；路由器不能处理网络层之上的协议数据，所以高层协议必须相同。故选项 C 为正确答案。

2.在下列几组协议中，哪一组属于网络层协议 ( )。 【浙江大学 2011 年】
A. IP 和 TCP
B. FTP 和 UDP
C. ARP 和 TELNET
D. ICMP 和 IP

2.【参考答案】D
【解析】TCP、UDP 是传输层的协议；FTP、TELNET 是应用层协议；ARP 是数据链路层；IP、ICMP 是网络层。

§4.2 IP 地址

考点 1 IP 地址

题组闯关

如果一个主机移动到了另一个局域网中，这时一个分组到达它原来所在的局域网中，分组会被转发到 ( )。
A. 移动 IP 的本地代理
B. 移动 IP 的外部代理
C. 主机
D. 丢弃

1.【参考答案】A
【解析】当一个分组到达用户的本地局域网中的时候，它被转发给某一台与局域网相连的路由器。该路由器寻找目标 IP 主机，这时候本地代理响应该请求，并且接收该分组；然后将这些分组封装到一些新的 IP 分组中，并将新分组发送给外部代理。外部代理将原分组分解出来后，移交给移动后的主机。故选 A。

2.如果一个站点的用户希望实现漫游，他需要 ( )。
A. 创建一个本地代理
B. 创建一个外部代理
C. 外部代理与该用户本地代理进行联系
D. 以上工作都需要

2.【参考答案】D
【解析】如果希望实现漫游，那么他必须先创建一个本地代理；如果一个站点允许其他的访问者进到它的网络中，那么它必须建立一个外部代理。当移动主机在一个外地站点中启动的时候，它与当地的外部代理联系，并且进行注册；然后，外部代理与该用户的本地代理进行联系，并且给它一个转交地址。故选项 D 为正确答案。

真题实战

1.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 ( )。 【全国统考 2022 年】
A. 183.80.0.0
B. 183.80.64.0
C. 183.80.72.0
D. 183.80.192.0

1.【参考答案】B
【解析】IP 地址、子网掩码概念的理解。用主机 IP 地址与子网掩码进行逻辑与（And）运算可以得出主机所在网络的网络地址，在进行逻辑与运算时，只需将 IP 地址与子网掩码中的第三个数转换成二进制进行运算，即 (0100 1000) And (1100 0000) = 0100 0000 (64)，答案为 B。

2.某主机的 IP 地址为 157.109.123.215，子网掩码为 255.255.240.0，向这台主机所在子网发送广播数据包时，IP 数据包中的目的地址为 ( )。 【北京邮电大学 2018 年】
A. 157.109.127.255
B. 157.109.255.255
C. 157.109.102.0
D. 157.109.0.0

2.【参考答案】A
【解析】题中子网掩码的前两个字节为全 1，第 3 个字节的二进制为 11110000，可知前 20 位为子网号，后 12 位为主机号。IP 地址的第三个字节为 123，转换为二进制为 01111011，将后 12 位主机号全置为 1，可以得到广播地址为 157.109.127.255。所以选项 A 为正确答案。

3.IP 地址 202.117.17.254/22 是 ( ) 地址。 【沈阳工业大学 2017 年】
A. 物理地址
B. 主机地址
C. 组播地址
D. 广播地址

3.【参考答案】B
【解析】将题中的 IP 地址后两位用二进制表示为 202.117.00010001.11111110/22，可知这是一个主机地址，网络号为 201.117.00010000.00000000，即 201.117.16.0。所以选项 B 是正确答案。

考点 2 基本 IP 地址

题组闯关

1.假设给用户 X2 分配的 C 类网络号为 196.25.16.0~196.25.31.0，则 X2 的子网掩码应为 ( )。
A. 255.255.255.0
B. 255.255.250.0
C. 255.255.248.0
D. 255.255.240.0

1.【参考答案】A
【解析】16 的二进制为 0001 0000，31 的二进制为 0001 1111，故子网掩码为 1111 1111，即 255。

2.一个 C 类地址，最多能容纳的主机数目为 ( )。
A. 64516
B. 254
C. 64518
D. 256

2.【参考答案】B
【解析】一个 C 类 IP 地址由 3 字节的网络地址和 1 字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是 “110”，范围从 192.0.0.0 到 223.255.255.255。C 类网络可达 209 万余个，每个网络能容纳 254 个主机。

真题实战

1.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 ( )。 【全国统考 2017 年】
A. 0.0.0.0
B. 127.0.0.1
C. 200.10.10.3
D. 255.255.255.255

1.【参考答案】A
【解析】IP 地址 0.0.0.0/32 可作为本主机在本网络上的源地址，不能作为目的地址；127.0.0.1 是回环地址，以它为目的 IP 地址的数据将被立即返回本机；200.10.10.3 是 C 类 IP 地址，既可以作为源地址，也可以作为目的地址；255.255.255.255 是广播地址，只能作为目的地址。综上，选项 A 为正确答案。

2.下列选项中，可作为 IP 数据报头中源 IP 地址的是 ( )。 【北京邮电大学 2017 年】
A. 246.0.0.1
B. 264.0.0.1
C. 255.255.255.255
D. 0.0.0.0

2.【参考答案】D
【解析】选项 A 是 E 类地址，保留为今后使用，不作为源 IP 地址使用；选项 B 是非法 IP 地址（注意，264 > 255）。根据 RFC 文档，0.0.0.0 可以作为本主机在本网络上的源地址；255.255.255.255 是广播地址，只能作为目的地址。因此，选项 D 是正确答案。

3.以下合法的 C 类 IP 地址是 ( )。 【重庆邮电大学 2017 年】
A. 102.106.1.1
B. 190.220.1.15
C. 202.205.18.11
D. 254.206.2.2

3.【参考答案】C
【解析】在分类的 IP 地址中，C 类地址网络号字段最前面的 1 ~ 3 位为 110，第一个可指派的网络号是 192.0.1，最后一个可指派的网络号是 223.255.255。对照题中选项，可知选项 C 为正确答案。

4.某部门申请到一个 C 类 IP 地址，若要分成 8 个子网，其掩码应为 ( )。【华中科技大学 2018 年】
A. 255.255.255.255
B. 255.255.255.0
C. 255.255.255.224
D. 255.255.255.192

4.【参考答案】C
【解析】C 类 IP 地址默认网络号是前 3 个字节，最后一个字节是主机号。题中要划分为 8 个子网，就要从主机位中取出 3 位作为子网号，此时子网掩码为：1111 1111.1111 1111.1111 1111.11100000，转换为十进制为 255.255.255.224。所以选项 C 为正确答案。

5.下面的 IP 地址中，分配给主机的 A 类地址是 ( )。【南京大学 2013 年】
A. 126.255.255.255
B. 126.0.0.0
C. 126.0.0.1
D. 128.0.0.1

5.【参考答案】C
【解析】在分类的 IP 地址中，A 类地址的网络号使用范围是 1 ~ 126，所以排除选项 D。其他几个选项中，A 和 B 是特殊的主机号全 1（广播地址）和全 0（网络地址）的地址，不能分配给主机使用。而 C 符合题意。所以选项 C 为正确答案。

6.IPv4 地址标记 212.218.36.0/24 所定义的子网包含可用的 IP 单机地址数为 ( )。【南京大学 2018 年】
A. 24
B. 254
C. 255
D. 256

6.【参考答案】B
【解析】题中 IPv4 地址 192.218.36.0/24 是 CIDR 记法，即在 IP 地址后面加上斜线 “/”，然后写上网络前缀所占的位数。由于网络前缀共占 24 位，所以主机位占 8 位，除去全 0 和全 1 的特殊情况，子网中可用的 IP 单机地址数为 28−2=254。所以选项 B 是正确答案。

考点 3 子网划分

题组闯关

1.某网络的 IP 地址空间为 198.80.10.0/27，子网掩码固定为 255.255.255.224，则该网络最多可以分成的子网数和每个子网最多具有的有效 IP 地址数分别是 ( )。
A. 4,62
B. 8,30
C. 16,14
D. 32,6

1.【参考答案】B
【解析】根据题意可知，/27 是引入 CIDR 后子网 IP 地址的表示方法，子网号占 27 位，主机号只占 5 位。对于定长子网划分，子网掩码为 255.255.255.224，因为 IP 地址 198.80.10.0 是 C 类地址，网络号为 24 位，最后一个字节中的子网号占 3 位，最多可分 2^3=8 个子网，主机号占 5 位共 2^5=32 个地址，除去全 1 和全 0，有 30 个有效的 IP 地址。所以选项 B 为正确答案。

2.某自治系统有 5 个局域网，如下图所示。LAN2 至 LAN5 上的主机数分别为 73、155、8 和 20。如果该自治系统分配到的 IP 地址块为 133.123.118/23，那么划分给 LAN2 的地址块是 ( )。

A. 133.123.118.0/24
B. 133.123.119.0/25
C. 133.123.119.128/26
D. 133.123.119.192/27

2.【参考答案】B
【解析】分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀。对于 LAN3，主机数 155，由于 (2^7−2)<155+1<(2^8−2)（注意，加 1 是指与 LAN3 连接的路由器也要占用一个 IP 地址），所以主机位为 8 bit，网络前缀为 24，取第 24 位为 0，分配地址块 133.123.118.0/24；对于 LAN2，主机数 73，(2^6−2)<73+1<(2^7−2)（加 1 是指与 LAN2 连接的路由器也要占用一个 IP 地址），所以主机位为 7 bit，网络前缀为 25，取第 24、25 位为 10，分配地址块 133.123.119.0/25。所以选项 B 为正确答案。

真题实战

1.若将 101.200.16.0/20 划分为 5 个子网，则可能的最小子网可分配的 IP 地址数是 ( )。【全国统考 2019 年】
A. 126
B. 254
C. 510
D. 1022

1.【参考答案】B
【解析】题中需要划分 5 个子网，而且要计算的是可能的最小子网可分配的 IP 地址数量，这就需要计算子网号占位最多的情况（也就是主机位最少的情况）。对于变长子网划分，子网掩码向后移动 1 位，子网是原来网络的 1/2，要满足题意，需要对子网进行二次划分（类似二分法），则子网掩码在题目已知的基础上需要向后移动 4 位，这也是可能的最小子网，此时子网号占 20+4=24 位，主机号占 8 位，因此可能的最小子网的可分配 IP 地址数是 28−2=254（减 2 是减去主机位全 0 和全 1 的情况）。所以，选项 B 是正确答案。注意，题中是变长子网划分，若按定长子网划分的方法很容易误选 C。

2.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 ( )。【全国统考 2018 年】
A. 35.230.0.0/19
B. 35.230.0.0/20
C. 35.230.32.0/19
D. 35.230.32.0/20

2.【参考答案】C
【解析】对于此类已知地址块求最大可能地址聚合的问题，首先要观察这些地址块中相同的字节，然后考虑不同的字节，需要转换为二进制后找共同前缀。本题中，4 个地址块中的第 1、2 字节相同，考虑它们的第 3 字节。

32=(00100000)2​

40=(00101000)2​

48=(00110000)2

​56=(00111000)2​
所以第 3 字节最多有 3 位 (001) 相同（从前向后），这 3 位是能聚合的最大位数。将这些加上原网络前缀中相同的 16 位共 19 位。将这些位保留，剩余的都置 0，可得聚合后的 IP 地址为 35.232.30.0/19。所以选项 C 为正确答案。

3.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 ( )。【全国统考 2017 年】
A. 254
B. 256
C. 510
D. 512

3.【参考答案】C
【解析】由题设可知，网络 21.3.0.0/16 分别有 16 位网络号和主机号，平均分成 128 个规模相同的子网，每个子网有 7 位的子网号，9 位的主机号。除去一个全 0 的网络地址和全 1 的广播地址，可分配的最大 IP 地址个数为 29−2=510，所以选项 C 为正确答案。

4.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 ( )。【全国统考 2011 年】
A. 0
B. 1
C. 2
D. 4

4.【参考答案】C
【解析】首先分析题中给出网络 192.168.4.0/30，子网号占 30 位，主机号只占 2 位，地址范围为 192.168.4.0 ~ 192.168.4.3，主机号全 1 时，即 192.168.4.3 为广播地址，也就是题目中所说的目的地址。主机号去除全 0 和全 1 的情况，网络中一共两个主机（192.168.4.1 和 192.168.4.2）可接收到该广播地址。所以选项 C 为正确答案。

5.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 ( )。【全国统考 2010 年】
A. 32,8
B. 32,6
C. 8,32
D. 8,30

5.【参考答案】B
【解析】根据题意，因为该网络的 IP 地址空间为 192.168.5.0/24，所以，网络号为前 24 位，后 8 位为：子网号 + 主机号。又因为该地址块采用定长子网划分，子网掩码为 255.255.255.248，所以将最低字节值 248 转换成对应的二进制为 11111000，由此可见，后 8 位中，前 5 位用来划分子网，为子网号，在 CIDR 中可以表示的子网数为 25=32；后 3 位用于主机位，最大可分配的主机地址是 23−2=6 个（去除全 0 和全 1 的地址）。所以，选项 B 为正确答案。这里需要强调，对于分类的 IPv4 地址进行子网划分时，子网号不能使用全 0 和全 1，但是 CIDR 是可以使用全 0 和全 1 的。CIDR 本质上并不是划分子网，尽管形式上比较像。准确地说，CIDR 应该是划分地址块。

6.IP 地址 134.120.101.200，其对应的子网掩码是 255.255.255.240，该子网对应的广播地址是 ( )。【桂林电子科技大学 2018 年】
A. 134.120.101.207
B. 134.120.101.255
C. 134.120.101.193
D. 134.120.101.223

6.【参考答案】A
【解析】题中子网掩码的前 3 个字节为全 1，将第 4 个字节的 240 转换为二进制为 11110000，可知前 28 位为子网号，后 4 位为主机号。IP 地址的第 4 个字节 200 对应的二进制是 11001000（下划线为子网号的一部分），将后 4 位主机号全置为 1，可得广播地址为 134.120.101.207。所以选项 A 为正确答案。

7.下列地址中，属于子网 86.32.0.0/12 的地址是 ( )。【浙江海洋大学 2018 年】
A. 86.33.224.123
B. 86.79.65.126
C. 86.79.65.216
D. 86.68.206.154

7.【参考答案】A
【解析】依据题意，子网号占前 12 位，主机号占 20 位。注意题中选项第 1 个字节都是 86。第 2 个字节 32 对应的二进制是 00100000（下划线为子网号的一部分），则第 2 个字节的前 4 位是 0010 后面 4 位从 0000 ~ 1111，则数值范围为 00100000 ~ 00101111，对应十进制是 32 ~ 47。所以选项 A 为正确答案。

考点 4 CIDR

题组闯关

1.设有下面 4 条路由：156.28.128.0/24、156.28.136.0/24、156.28.132.0/24 和 156.28.133.0/24，如果进行路由汇聚，能覆盖这 4 条路由的地址是 ( )。
A. 156.28.130.0/20
B. 156.28.136.0/22
C. 156.28.128.0/21
D. 156.28.128.0/20

1.【参考答案】D
【解析】为了进行路由聚合，必须找出每个网段中网络地址中最大相同前缀，本题中，4 条路由的网络地址的前两个字节都是一样的，第 3 个字节的二进制表示分别为：10000000、10001000、10000100、10000101，前 4 位都相同，再加上前两个字节，最大相同前缀为 2×8+4=20，因此能够包含这 4 条路由的网络地址是 156.28.10000000.0/20，即 156.28.128.0/20。

2.CIDR 的作用是 ( )。
A. 把小的网络汇聚成大的超网
B. 把大的网络划分成小的子网
C. 解决地址资源不足的问题
D. 由多个主机共享一个网络地址

2.【参考答案】A
【解析】无类域间路由（Classless Inter - Domain Routing，CIDR）是一种将网络归并的技术。CIDR 的作用是把小的网络汇聚成大的超网。故选 A。

3.使用 CIDR 技术把 16 个 C 类网络 202.1.64.0/24、202.1.65.0/24……202.1.79.0/24 汇聚成一个超网，得到的地址是 ( )。
A. 202.1.64.0/20
B. 202.1.64.0/21
C. 202.1.64.0/22
D. 202.1.64.0/23

3.【参考答案】A
【解析】16 个网络号为 24 位的网络构成超网，相当于拿出 4 位做子网号，此时超网网络号为 24−4=20 位。

真题实战

1.设有下面 4 条路由：190.170.129.0/24、190.170.130.0/24、192.170.132.0/24 和 190.170.133.0/24。如果进行路由汇聚，能覆盖这 4 条路由的地址是 ( )。【桂林电子科技大学 2015 年】
A. 190.170.128.0/21
B. 190.170.128.0/22
C. 190.170.130.0/22
D. 190.170.132.0/23

1.【参考答案】A
【解析】将题目中给出的 4 条路由中 IP 地址的第 3 字节用二进制表示（因为前两个字节相同），分别为：10000001，10000010，10000100，10000101，可以发现它们的前 5 位相同，所以共同的前缀有 21 位。所以选项 A 为正确答案。

2.CIDR 的主要目标是 ( )。【重庆大学 2015 年】
A. 划分子网
B. 构造超网
C. 内部网关路由
D. 外部网关路由

2.【参考答案】B
【解析】CIDR 就是无分类域间路由选择，也称为无分类编址，它完全放弃了传统的分类 IP 地址表示法，是在变长子网掩码的基础上使用软件实现超网构造的一种 IP 地址划分方法，可以将若干网络聚合为一个更大规模的网络。所以选项 B 为正确答案。

3.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 ( )。【全国统考 2021 年】
A. 192.168.9.0/25
B. 192.168.9.0/26
C. 192.168.9.192/26
D. 192.168.9.192/27

3.【参考答案】B
【解析】本题考查无分类编址方式 CIDR 的子网划分。划分 3 个子网，第一个子网可以借主机位 1 位，即 192.168.9.0/25，其他两个子网需要借 2 位主机位，两个主机位可分 2 个子网：10/11，即 192.168.9.128/26，192.168.9.192/26。若不用 192.168.9.128/26，192.168.9.192 需要再借一位，就是 110，即 192.168.9.192/27 也是可以的。但对于 B，要想将一个 IP 网络划分为几个互不重叠的子网，3 个是不够的，至少需要划分为 4 个子网：x.x.x.00/26、x.x.x.01/26、x.x.x.10/26、x.x.x.11/26。故本题答案为 B。

考点 5 IPv6 地址

题组闯关

1.与 IPv4 相比，IPv6 ( )。
A. 采用 64 位 IP 地址
B. 增加了头部字段数目
C. 不提供 QoS 保障
D. 没有提供校验和字段

1.【参考答案】D
【解析】IPv6 相对于 IPv4 来说：
(1) 具有更大的地址空间。IPv4 中规定 IP 地址长度为 32，即有 232−1 个地址；而 IPv6 中 IP 地址的长度为 128，即有 2128−1 个地址。A 错误。
(2) 具有更小的路由表。IPv6 的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。同时它具有简洁的报文头部。B 错误。
(3) 具有增强的组播（Multicast）支持以及对流的支持（Flow - control）。这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量（QoS）控制提供了良好的网络平台。C 错误。
(4) 加入了对自动配置（Auto - configuration）的支持。这是对 DHCP 协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。
(5) 具有更高的安全性。在使用 IPv6 网络中，用户可以对网络层的数据进行加密并对 IP 报文进行校验，这极大地增强了网络安全。

2.一个 IPv6 包中 “流量类型”（Traffic Class）字段的值为 0，表明 ( )。
A. 该包优先级最低，拥塞时可以被丢弃
B. 该包优先级最高，拥塞时不能被丢弃
C. 该包中没有用户数据，只有包头
D. 该包没有定义类型，可以按任意方式处理

2.【参考答案】A

【解析】IPv6 分组首部中 “通信量类（Traffic Class）” 字段用于表示当前分组的类别或优先级，以提供区分服务。共 16 级优先级，值为 0 的优先级最低。

真题实战

1.一个 IPv6 的简化写法为 8::D0:123:CDEF:89A，那么它的完整地址应该是 ( )。【沈阳工业大学 2016 年】
A. 8000:0000:0000:0000:0000:D0:1230:CDEF:89A0
B. 0008:0000:0000:0000:0000:D0:0123:CDEF:89A0
C. 8000:0000:0000:0000:D000:1230:CDEF:89A0
D. 0008:0000:0000:0000:0000:D0:123:CDEF:089A

1.【参考答案】D
【解析】IPv6 地址使用冒号十六进制记法，将每个 16 位的值用十六进制表示，各值之间用冒号分割，允许把数字前面的 0 省略，可以允许零压缩（一连串连续的 0 可以用一对冒号取代），但规定在任一地址只能使用一次零压缩，因为 0 值域的个数没有编码，需要从指定的总的域的个数中推算。题目中 8:DO:123:CDEF:89A 将数字前省略的 0 先补上，然后推算双冒号代表 3 个域的零压缩，可知它的完整地址为 0008:0000:0000:0000:0000:00D0:0123:CDEF:089A。所以选项 D 为正确答案。

2.关于 IPv6 的地址描述不正确的是 ( )。【重庆大学 2013 年】
A. IPv6 地址的长度为 128 位
B. IPv6 地址方案考虑了与 IPv4 地址的兼容
C. IPv6 地址就是 MAC 地址加 IPv4 地址的组合
D. IPv6 地址分配可以支持动态分配方案

2.【参考答案】C
【解析】IPv6 把地址从 IPv4 的 32 位增大到 128 位，使地址空间增大了 296 倍，IPv6 地址不是简单的 MAC 地址加 IPv4 地址（但可以把 MAC 地址和 IPv4 地址转换为 IPv6 地址），而是一种新的地址方式。所以选项 A 正确，C 错误；IPv6 地址方案考虑了与 IPv4 地址的兼容，前缀为一串 0 的保留地址作为与 IPv4 兼容的地址；IPv6 支持即插即用（自动配置），IPv6 地址分配支持动态分配方案，支持无状态自动配置，所以选项 B 和 D 正确。综上可知，选项 C 为正确答案。

3.IPv6 地址体系中的接口标识符有 ()，对每个站点来说，该接口标识符 ()。【北京工业大学 2018 年】
A. 128 比特，仅在子网内部是唯一的
B. 32 比特，是全球唯一的
C. 64 比特，是全球唯一的
D. 16 比特，仅在子网内部是唯一的

3.【参考答案】C
【解析】在 IPv6 寻址体系结构中，任何 IPv6 单播地址都需要一个接口标识符。IPv6 主机地址的接口标识符基于 IEEE EUI - 64 格式。该格式基于已存在的 MAC 地址来创建 64 位接口标识符，这样的标识符在本地和全球范围是唯一的。故选 C。

考点 6 私有地址

真题实战

NAT 技术主要解决 ( )。【重庆大学 2017 年】
A. 网络数据过滤
B. 网络数据加密
C. 网络地址转换
D. 网络域名解析

【参考答案】C
【解析】NAT（Network Address Translation），网络地址转换，完成从专用地址（私有地址）到公用地址的转换。网络域名转换是 DNS 系统来完成的。数据加密协议常见的有 SSL。数据过滤通常通过软件实现。

§4.3 IP 首部格式

考点 1 IP 首部格式

题组闯关

1.下列网络中出现了拥塞情况的是 ( )。
A. 随着网络负载的增加，吞吐量反而降低
B. 随着网络负载的增加，吞吐量增加
C. 网络节点接收和发出的分组越来越少
D. 网络节点接收和发出的分组越来越多

1.【参考答案】A
【解析】拥塞是指在某段时间内，如果对网络中某一资源的需求超过了该资源提供的可用部分，网络的性能将明显变差。当网络中发生拥塞时，网络的性能将会急剧下降，整个网络的吞吐量就会随着网络负载的增加反而不断下降。而在网络正常运行时，网络的吞吐量将随网络负载的增加而线性增加。因此，判断网络是否出现拥塞的依据是网络的吞吐量是否随负载的增加而不断下降。故选 A。

2.在 IP 数据报头部中有两个有关长度的字段，一个为头部长度字段，一个为总长度字段。其中 ( )。
A. 头部长度字段和总长度字段都以 8bit 为计数单位
B. 头部长度字段以 8bit 为计数单位，总长度字段以 32bit 为计数单位
C. 头部长度字段以 32bit 为计数单位，总长度字段以 8bit 为计数单位
D. 头部长度字段和总长度字段都以 32bit 为计数单位

2.【参考答案】C
【解析】在 IP 数据报报头中有两个有关长度的字段，一个为报头长度字段，另一个为总长度字段。其中报头长度以 32bit 为单位，指出该报头的长度。总长度以 8bit 为单位，指出整个 IP 数据报的长度，其中包含头部长度和数据区长度。

真题实战

1.当一个 IP 分组直接进行交付时，要求发送站和目的站具有相同的 ( )。【浙江工商大学 2015 年】
A. IP 地址
B. 主机号
C. 网络号
D. 子网地址

1.【参考答案】C
【解析】因为直接交付 IP 分组不用经过网关，需要发送站和目的站处于同一个网络，即具有相同的网络号。所以选项 C 为正确答案。

2.IP 分组经过路由转发时，如果不被分段，则 ( )。【南京大学 2014 年】
A. TTL 字段和校验和字段都会改变
B. TTL 字段和 IP 地址字段会改变
C. IP 地址字段和校验和字段都会改变
D. DF 和 MF 字段都会改变

2.【参考答案】A
【解析】TTL 字段肯定会被 +1 的，这一点毋庸置疑。至于校验和，引用《计算机网络（第 6 版）》中内容：“数据报每经过一个路由器，路由器都要重新计算一下首部校验和（一些字段，如生存时间、标志、片偏移等都可能发生变化）。”

3.关于 IP 头部的校验和，下列说法正确的是 ( )。【山东大学 2018 年】
A. IP 数据报校验和的计算范围是整个 IP 数据报
B. 计算一份数据报的 IP 校验和，首先把校验和字段置为 0，然后对首部中每个 16 比特进行反码求和存入校验和字段
C. 如果 IP 发现校验和错误，那么 IP 就丢弃收到的数据报并发送差错报文
D. IP 数据报校验和的计算需要加入一个伪首部

3.【参考答案】B
【解析】选项 A：IP 头部的校验和，这个字段用来检验数据报的首部，不包括数据部分。数据报每经过一个路由器，路由器都要重新计算首部检验和。不检验数据部分可以减小计算量。
选项 B：计算方法：先把 IP 数据报首部化为许多 16 位的序列，并把检验和字段置零。用反码运算把所有 16 字相加后，将得到的和的反码写入检验和字段。接收方收到数据后，将首部的所有 16 位子序列再使用反码算术符相加一次，将得到的和取反码。如果首部未发生任何变化，那么这个和肯定为 0；否则认为出差错，并将此数据报丢弃。
选项 C：IP 协议并不要求源主机重传有差错的 IP 数据报。保证无差错传输是由 TCP 协议完成的。另一方面，首部检验和只能检验出 IP 数据报的首部出现了差错，但不知道首部中的源地址字段有没有出错。如果源地址出现了差错，那么将这种 IP 数据报传送到错误的地址也是没有任何意义的。
选项 D：UDP 采用伪头部计算校验和，伪头部的目的是让 UDP 包接受者确定发送和接受的 UDP 包是来自正确的源且是发给自己的。但是收到的 UDP 包只有源和目的的 UDP 端口号，并没有 IP 地址信息，所以要重新构造一个伪头部，加上源 IP 和目的 IP（从 IP 包中拿来），再计算校验和以确定数据包的正确性。

考点 2 片偏移计算

题组闯关

现有一个长度为 1000B 的 IP 数据报，其 IP 头部的长度为 20B，该 IP 数据报如在最大帧长度为 218B 的以太网中进行传输，那么为了正确传输，需要将其拆分的数据报个数是 ( )。
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6

【参考答案】D
【解析】在传输过程中，IP 数据报的长度如果大于数据链路层的 MTU，需要分片，本题中，MTU = 218B，以太网帧头为 18B，IP 头为 20B，因此最大数据载荷是 180B，1000B 的数据必须进行分片，1000=180×5+100，共 6 片。故选 D。

真题实战

1.如果 IPv4 分组太大，则会在传输中被分片，那么在 ( ) 将对分片后的数据包重组。【沈阳工业大学 2016 年】
A. 中间路由器
B. 下一跳路由器
C. 核心路由器
D. 目的端主机

1.【参考答案】D
【解析】当要传输的分组太大被分片时，所有的分片（经过不同路径）都到达目的端主机后由该主机对分片后的数据包包重组。这些分片在经过路由器时不会被重组，因为一个路由器收集不到一个分组的所有分片。所以选项 D 为正确答案。

2.IP 分组经过路由器转发时，如果不被分片，则 ( )。【四川大学 2016 年】
A. TTL 字段和校验和字段值均会被改变
B. TTL 字段和 IP 地址字段值均会被改变
C. DF 和 MF 字段的值均会被改变
D. IP 地址字段和首部长度字段均会被改变

【参考答案】A
【解析】每经过一个路由，TTL 字段会被 -1，然后计算首部校验和、生存时间、标志、片偏移等都可能发生变化。

§4.4 ARP 协议

题组闯关

1.下列 ( ) 情况需要发送 ARP 请求。
A. 主机需要接收信息，但 ARP 缓存中没有源 IP 地址与 MAC 地址的映射关系
B. 主机需要接收信息，但 ARP 缓存中仅有源 IP 地址与 MAC 地址的映射关系
C. 主机需要发送信息，但 ARP 缓存中没有目的 IP 地址与 MAC 地址的映射关系
D. 主机需要接收信息，但 ARP 缓存中仅有目的 IP 地址与 MAC 地址的映射关系

1.【参考答案】C
【解析】本题考查 ARP。在主机发送信息时不知道目的 IP 地址与 MAC 地址的对应关系的情况下，使用 ARP。

2.当主机已知物理地址，要获取未知 IP 地址的时候，可以使用下面哪个协议 ( )。
A. ICMP
B. IGMP
C. ARP
D. RARP

2.【参考答案】D
【解析】IP 层协议中，还有几个辅助协议。ICMP 是一个专门用于发送差错报文的协议，利用 ICMP 还可以测试互联网，以得到一些有用的网络维护和排错的信息，例如著名的 ping 工具就是利用 ICMP 报文进行目标是否可达测试。ARP 协议是地址解析协议，根据 IP 地址获得对应的物理地址，以便 IP 封装在下层协议中传送。RARP 负责物理地址到 IP 地址的转换，这主要用于无盘工作站上，网络中有一个 RARP 服务器，网络管理员事先必须把网卡上的 IP 地址和相应的物理地址存储到 IP RARP 服务器的数据库中，无盘站启动时，获取自己的 IP。

3.主机 A 向主机 B 发送数据，经过了 6 个路由器，这个过程中共用到了 ( ) 次 ARP 协议。
A. 5
B. 6
C. 7
D. 8

3.【参考答案】C
【解析】在题目中这个过程中，主机 A 先使用 ARP 来查询本网络路由器的地址；然后每个路由器使用 ARP 来寻找下一跳路由器的地址，总共使用 5 次；最后主机 B 的路由器使用 ARP 找到主机 B。所以一共使用 5+2=7 次。故选 C。

4.假定 MAC 地址不在 ARP 表中，发送者通过 ( ) 方法可以找到目的 MAC 地址。
A. 参考路由表
B. 给 ARP 表中所有地址发送信息以查找该地址
C. 向整个局域网发送广播信息
D. 向全网发送广播信息

4.【参考答案】C
【解析】如果没有在 MAC 地址表中查找到目的 MAC 地址，则会进行全网的广播 ARP 寻址，发送方收到广播后则会单点发一个确认数据包，包含本机的 IP 和 Mac 地址以及接收方的 IP 和 Mac 地址，其他主机会丢弃该包，交换机接受后会将该 Mac 地址存储到其高速缓存中，以便下次发送和接收时寻址。

真题实战

1.ARP 的功能是 ( )。 【全国统考 2012 年】
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

1.【参考答案】A
【解析】ARP 用于解决同一局域网上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址（数据链路层 MAC 地址）的映射问题，将网络层的 IP 地址解析为 MAC 地址。所以选项 A 为正确答案。

2.ARP 协议的主要功能是 ( )。 【河南师范大学 2014 年】
A. 将 MAC 地址解析为 IP 地址
B. 将 IP 地址解析为物理地址
C. 将主机名解析为 IP 地址
D. 将 IP 地址解析为主机域名

2.【参考答案】B
【解析】ARP 将 IP 地址解析为 MAC 地址，选项 A 将 MAC 地址解析为 IP 地址的是 RARP，DNS 将主机域名解析为 IP 地址。所以选项 B 为正确答案。

3.ARP 协议的作用是由 IP 地址求 MAC 地址，ARP 请求是广播发送，ARP 响应是 ( ) 发送。 【西北工业大学 2013 年】
A. 单播
B. 组播
C. 广播
D. 点播

3.【参考答案】A
【解析】ARP 请求分组是广播发送的，但 ARP 响应分组是普通的单播，即从一个源地址发送到一个目的地址。所选项 A 为正确答案。

4.对 ARP 协议工作过程描述不正确的是 ( )。 【四川大学 2015 年】
A. 当发送方要把 IP 数据报发送到本网络上的另一个主机时，ARP 被用于找到目的主机的硬件地址
B. 当发送方要把 IP 数据报发送到另一个网络上的一个主机时，ARP 不能被用于找到目的主机的硬件地址
C. 当发送方要把 IP 数据报发送到另一个网络上的一个主机时，ARP 被用于找到目的主机的硬件地址
D. 当发送方要把 IP 数据报发送到另一个网络上的一个主机时，ARP 被用于找到本网络的一个路由器的硬件地址

4.【参考答案】C
【解析】本题考查 ARP 协议的原理，当主机 A 要向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，如果在其 ARP 高速缓存中查询不到主机 B 的物理地址，这时候 ARP 进程就需要在本局域网上广播发送一个 ARP 请求分组，所以 ARP 协议的请求报文是广播的，不是单播的，此时应该是本局域网上的所有主机都可以收到此 ARP 的请求分组，而主机 B 见到 ARP 分组中的 IP 地址是自己的 IP 时，就向主机 A 发送一个 ARP 响应分组。所以 ARP 响应分组是普通的单播，一定注意 ARP 是解决同一局域网上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射问题，如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，剩下的所有工作都应该由下一跳的路由器来完成。故 C 错误。

5.ARP 解决的是 () 局域网上的主机或路由器的 () 的映射问题。 【北京工业大学 2018 年】
A. 同一个，IP 地址和 MAC 地址
B. 相邻，主机号和 IP 地址
C. 同一个，主机号和 IP 地址
D. 相邻，IP 地址和 MAC 地址

5.【参考答案】A
【解析】地址解析协议 ARP 是用来解决已知一个主机的 IP 地址（32 位）找出其相应硬件地址（48 位）的问题的，方法是在主机 ARP 高速缓存中存放一个从 IP 地址到硬件地址的映射表，并且这个映射表还经常动态更新（新增或超时删除）。每一台主机都设有一个 ARP 高速缓存（ARP cache），里面有本局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表，这些都是该主机目前知道的一些地址。也就是说，ARP 实现 IP 地址到 MAC 地址的映射。故选 A。

§4.5 ICMP 协议

题组闯关

1.当 TTL 字段减到 0 时，IP 包依然没有到达目的，则路由器会发送以下哪个消息 ( )。
A. ICMP 目的不可达
B. ICMP 超时消息
C. ICMP 参数错误消息
D. ICMP 重定向消息

1.【参考答案】B
【解析】本题考查 ICMP 差错报文类型以及对应的事件。目的不可达是因为主机或者路由器无法传输报文。超时是因为 TTL 字段为 0。而参数问题则是由于主机或者路由器收到的分组含有非法字段。重定向是因为路由器的路由已经改变，向源主机发送此报文。

2.ping 命令实现的功能是 ( )。
A. RIP
B. TCP
C. PPP
D. ICMP

2.【参考答案】D
【解析】ping 命令本质是 ICMP 协议中的 echo 消息，主要是测试网络联通性的，故本题选 D。

真题实战

1.在 TCP/IP 体系结构中，直接为 ICMP 提供服务的协议是 ( )。 【全国统考 2012 年】
A. PPP
B. IP
C. UDP
D. TCP

1.【参考答案】B
【解析】ICMP 是网络层协议，ICMP 报文作为 IP 层数据报的数据，加上数据报的首部，组成 IP 数据报发送出去。也就是说 ICMP 报文作为数据字段封装在 IP 分组中被发送。因此，IP 直接为 ICMP 提供服务。UDP 和 TCP 是传输层协议，为应用层提供服务。PPP 是链路层协议，为网络层提供服务。所以，选项 B 为正确答案。

2.以下四个选项中的协议都属于 Internet 的网络层的是 ( )。 【重庆邮电大学 2013 年】
A. IP 协议和 RIP
B. ICMP 和 IGMP
C. ARP 和 RIP
D. TCP 和 UDP

2.【参考答案】B
【解析】OSI：
物理层：EIA/TIA - 232，EIA/TIA - 499，V. 35，V. 24，RJ45，Ethernet，802. 3，802. 5，FDDI，NRZI，NRZ，B8ZS。
数据链路层：Frame Relay，HDLC，PPP，IEEE 802. 3/802. 2，FDDI，ATM，IEEE 802. 5/802. 2。
网络层：IP，IPX，AppleTalk DDP，ARP，RARP。
传输层：TCP，UDP，SPX。
会话层：RPC，SQL，NFS，NetBIOS，names，AppleTalk，ASP，DECNet，SCP。
表示层：TIFF，GIF，JPEG，PICT，ASCII，EBCDIC，encryption，MPEG，MIDI，HTML。
应用层：FTP，WWW，Telnet，NFS，SMTP，Gateway，SNMP。
综上所述，属于 Internet 网络层的协议是 ICMP 和 IGMP。

3.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 ( )。 【全国统考 2010 年】
A. 路由重定向
B. 目的不可达
C. 源点抑制
D. 超时

3.【参考答案】C
【解析】ICMP 差错报告报文分 5 种类型，其中源点抑制指的是当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，向源点发送源点抑制报文，使源点知道应当把数据报的发送速率放慢。所以，选项 C 符合题意，为正确答案。

4.下面的几种 ICMP 报文中，( ) 是目前正在使用的询问报文。 【中国科技大学 2012 年】
A. 时间戳请求和回答报文
B. 信息请求与回答报文
C. 掩码地址请求和回答报文
D. 路由器询问和通告报文

4.【参考答案】D
【解析】主机使用 ICMP 路由器询问和通过报文可了解连接在本网络上的路由器是否正常工作。主机将路由器询问报文进行广播（或多播）。收到询问报文的一个或几个路由器就使用路由器通过报文广播其路由选择信息。

5.在应用层有一个常用软件，它可以用来测试两个主机之间的连通性，此软件的名称为 ( )。 【重庆邮电大学 2018 年】
A. routing
B. ping
C. ARP
D. RARP

5.【参考答案】B
【解析】ARP 协议的作用是把 IP 地址解析为 MAC 地址。RARP 协议的作用是把某个主机的物理地址解析为 IP 地址。routing 的作用是启用 IP 路由功能。

§4.6 组播

题组闯关

1.以下关于组播的描述中，错误的是 ( )。
A. IP 组播是指多个接收者可以接收到从同一个或一组源节点发送的相同内容的分组
B. 支持组播协议的路由器叫作组播路由器
C. 发送主机使用组播地址发送分组时不需要了解接收者的位置信息与状态信息
D. 在设计组播路由时，为了避免路由环路，采用了 IGMP

1.【参考答案】D
【解析】A 和 B 是基本概念，是正确的。发送者使用组播地址发送分组时，不需要了解有关接收者的任何信息，实际上发送者也不需要关心这些信息，只需要了解组播地址，所以 C 正确。ICMP 是组管理协议，不是组播路由协议。在设计组播路由时，为了避免路由环路，采用了构造组播转发树，故 D 错误。

2.采用了隧道技术后，如果一个不运行组播路由器的网络收到了一个组播数据报，那么它会 ( )。
A. 丢弃该分组，不发送错误信息
B. 丢弃该分组，并且通知发送方错误信息
C. 选择一个地址，继续转发该分组
D. 对组播数据报再次封装，使之变为单一目的站发送的单播数据报，然后发送

2.【参考答案】D
【解析】组播数据报在传输的过程中，若遇到不运行组播路由器的网络，路由器就对组播数据报进行再次封装，使之成为一个单一目的站发送的单播数据报。通过隧道之后，再由路由器剥去其首部，使之恢复成原来的组播数据报，继续向多个目的站转发。故选 D。

真题实战

下列关于多播、组播和广播说法正确的是 ( )。 【山东大学 2019 年】
A. 广播报文可以跨越路由器
B. 组播是多个发送者对单个接受者采用的通信方式
C. 多播是一种将报文发往多个接受者的通信方式
D. 对目前许多使用广播的应用来说，不可采用多播来代替广播

【参考答案】C
【解析】路由器可以隔离广播域，所以广播报文只能在本网络中进行广播，A 错误。组播实现的单个报文分组发送给某个组中所有的主机，B 错误。多播是一种将报文发往多个接受者的通信方式，可以代替广播，C 正确，D 错误。

§4.7 路由算法

题组闯关

1.下面对路由选择算法描述不正确的有 ( )。
A. 可分为静态路由和动态路由选择算法
B. BGP 是边界网关协议
C. OSPF 属于距离矢量路由选择算法
D. RIP 属于动态路由选择算法

1.【参考答案】C
【解析】RIP：路由信息协议（Routing Information Protocol），一种基于距离矢量的路由协议，以路由跳数作为计数单位的路由协议；适合用于比较小型的网络环境。
OSPF：开放式最短路径优先（Open Shortest Path First），是一个内部网关协议（Interior Gateway Protocol，简称 IGP），用于在单一自治系统（autonomous system，AS）内决策路由；是对链路状态路由协议的一种实现，隶属内部网关协议（IGP），故运作于自治系统内部。著名的迪克斯加算法（Dijkstra）被用来计算最短路径树。OSPF 分为 OSPFv2 和 OSPFv3 两个版本，其中 OSPFv2 用在 IPv4 网络，OSPFv3 用在 IPv6 网络。OSPFv2 是由 RFC 2328 定义的，OSPFv3 是由 RFC 5340 定义的。与 RIP 相比，OSPF 是链路状态协议，而 RIP 是距离矢量协议。

2.动态路由选择和静态路由选择的主要区别是 ( )。
A. 动态路由选择需要维护整个网络的拓扑结构信息，而静态路由选择只需要维护有限的拓扑结构信息
B. 动态路由选择需要使用路由选择协议去发现和维护路由信息，而静态路由选择只需要手动配置路由信息
C. 动态路由选择的可扩展性要大大优于静态路由选择，因为在网络拓扑结构发生了变化时，路由选择不需要手动配置去通知路由器
D. 动态路由选择使用路由表，而静态路由选择不使用路由表

2.【参考答案】B
【解析】静态路由选择算法只考虑了网络的静态状况，且主要考虑的是静态拓扑结构，只根据事先确定的规则进行路由选择，虽实现简单，但性能差、效率低。
动态路由选择算法既考虑实时的网络拓扑结构，又考虑网络上的通信负载状况，它使用路由选择协议发现和维护路由信息。

3.对路由选择协议的一个要求是必须能够快速收敛，所谓 “路由收敛” 是指 ( )。
A. 路由器能把分组发送到预定的目标
B. 路由器处理分组的速度足够快
C. 网络设备的路由表与网络拓扑结构保持一致
D. 能把多个子网汇聚成一个超网

3.【参考答案】C
【解析】路由收敛，指网络的拓扑结构发生变化后，路由表重新建立到发送再到学习直至稳定，并通告网络中所有相关路由器都得知该变化的过程。最终网络设备的路由表与网络拓扑结构保持一致。

真题实战

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 ( )。 【全国统考 2021 年】

A. 9,10,12,6
B. 9,10,28,20
C. 9,20,12,20
D. 9,20,28,20

【参考答案】D
【解析】本题考查距离向量路由算法。在距离向量路由算法中，相邻路由器之间周期性地相互交换各自的路由表备份。当网络拓扑结构发生变化时，路由器之间也将及时地相互通知有关变更信息。本题中，当 E 收到邻居路由器的距离向量信息时，就会更新自己到网络 Net1 ~ Net4 的距离，注意，这里是找最短距离，故：E 到 Net1 的最短距离为 E→A→Net1=8+1=9，E 到 Net2 的最短距离为 E→A→Net2=8+12=20，E 到 Net3 的最短距离为 E→C→Net3=12+16=28，E 到 Net4 的最短距离为 E→C→Net4=8+12=20，故本题答案为 D。

§4.8 RIP 协议

题组闯关

在 RIP 协议中，可以采用水平分割法（Split Horizon）解决路由环路问题，下面的说法中正确的是 ( )。
A. 把网络分割成不同的区域以减少路由循环
B. 不要把从一个邻居学习到的路由再发送回该邻居
C. 设置邻居之间的路由度量为无限大
D. 路由器必须把整个路由表发送给自己的邻居

【参考答案】B
【解析】水平分割的方法规定，路由器必须有选择地将路由表中的信息发送给邻居，而不是向邻居发送整个路由表。具体地说，一条路由信息不会被发送给该信息的来源方向。

真题实战

1.内部网关协议 RIP 是一种广泛使用的基于 ( ) 的协议。 【重庆邮电大学 2019 年】
A. 路由重定向
B. 目的不可达
C. 源点抑制
D. 超时

1.【参考答案】D
【解析】RIP 协议的特点之一是按固定的时间间隔（通常是每隔 30 秒）交换路由信息。然后路由器根据收到的路由信息更新路由表。当网络拓扑发生变化时，路由器也及时向相邻路由器通告拓扑变化后的路由信息。RIP 采用超时机制对过时的路由进行超时处理，以保证路由的实时性和有效性，故选 D。

2.RIP、OSPF 和 BGP 协议的路由选择过程分别使用的是 ( )。 【四川大学 2011 年】
A. 路径向量协议、距离向量协议、链路状态协议
B. 距离向量协议、链路状态协议、路径向量协议
C. 路径向量协议、链路状态协议、距离向量协议
D. 距离向量协议、路径向量协议、链路状态协议

2.【参考答案】B
【解析】本题考查 RIP、BGP 和 OSPF。RIP 是距离向量协议，OSPF 是链路状态协议，BGP 是路径向量协议。

3.依据下图回答问题。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 201.1.1.0/25 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 ( )。 【全国统考 2016 年】
A. 2
B. 3
C. 16
D. 17

【参考答案】B
【解析】因为 R3 检测到网络 201.1.1.0/25 不可达，故将到该网络的距离设置为 16（距离为 16 表示不可达）。当 R2 从 R3 收到路由信息时，因为 R3 到该网络的距离为 16，则 R2 到该网络也不可达，但此时记录 R1 可达（由于 RIP 的特点是 “坏消息传得慢”，R1 并没有收到 R3 发来的路由信息），R1 到该网络的距离为 2，再加上从 R2 到 R1 的 1 就是 R2 到该网络的距离 3。

§4.9 OSPF 协议

考点 OSPF 概述

题组闯关

1.下列哪个协议是现在常用的高效的内部网关协议 ( )。
A. RIP
B. OSPF
C. IGP
D. BGP

1.【参考答案】B
【解析】现在常用的高效的内部网关协议是最短路径优先路由协议（OSPF）。

2.以下关于自治系统的描述中，不正确的是 ( )。
A. 自治系统划分区域的好处是将利用洪泛法交换链路状态信息的范围局限在每一个区域内，而不是整个自治系统
B. 采用分层式划分区域的方法使交换信息的种类增多了，同时也使 OSPF 协议更加简单了
C. OSPF 协议将一个自治系统再划分为若干个更小的范围，称为区域
D. 在一个区域内部的路由器只知道本区域的网络拓扑，而不知道其他区域的网络拓扑的情况

2.【参考答案】B
【解析】本题主要考查对自治系统中区域划分的理解。划分区域的好处是将利用洪泛法交换链路状态信息的范围局限在每一个区域内，而不是整个自治系统。所以，在一个区域内部的路由器只知道本区域的网络拓扑，而不知道其他区域的网络拓扑的情况。采用分层次划分区域的方法虽然使交换信息的种类增多了，同时也使 OSPF 协议更加复杂了。但这样做却能使每一个区域内部交换路由信息的通信量大大减小，因而使 OSPF 协议能够用于规模很大的自治系统中。

真题实战

1.路由协议 OSPF 直接采用 ( ) 协议进行封装传输。 【华中科技大学 2005 年】
A. UDP
B. TCP
C. IP
D. PPP

1.【参考答案】C
【解析】OSPF 不用 UDP，而是直接用 IP 数据报传送（其 IP 数据报首部的协议字段值为 89）。OSPF 构成的数据报很短，这样做可减少路由信息的通信量。所以选项 C 为正确答案。

2.关于 OSPF 和 RIP，下列哪种说法是正确的 ( )。 【杭州电子科技大学 2018 年】
A. OSPF 适合在小型的、静态的互联网上使用，而 RIP 适合在大型的、动态的互联网上使用
B. OSPF 适合在大型的、动态的互联网上使用，而 RIP 适合在小型的、静态的互联网上使用
C. OSPF 和 RIP 都适合在规模庞大的、动态的互联网上使用
D. OSPF 和 RIP 比较适合在小型的、静态的互联网上使用

2.【参考答案】B
【解析】OSPF（open shortest path first，即开放最短路径优先协议），是一种基于链路状态的路由协议。OSPF 与 RIP 的本质区别是：RIP 是基于距离矢量算法的路由协议，而 OSPF 是基于链路状态算法的路由协议。
使用距离矢量路由协议的路由器之间传递的信息是实实在在的路由信息，而使用链路状态路由协议的路由器之间传递的信息是网络上各个交换机自己周边的网络拓扑（OSPF 域间传递的是实实在在的路由信息）。
由于 RIP 的收敛速度慢，所以它不适于大规模的网络，RIP 路由的最大跳数是 15，如果一条路由的跳数达到了 16，那么认为该路由是无效的。而 OSPF 由于其收敛速度快，所以适合于大规模的网络，最多可支持几百台路由器。

§4.10 BGP 协议

题组闯关

下列 ( ) 协议是外部网关协议。
A. RARP
B. HTTP
C. OSPF
D. BGP

【参考答案】D
【解析】Internet 将路由选择协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）两大类。其中，内部网关协议是在一个自治系统内部使用的路由选择协议。目前内部网关协议主要有：路由信息协议（RIP）、开放最短路径优先（OSPF）协议、内部网关路由协议（IGRP）和 IS - IS（路由器和路由器之间的通信协议）协议等。
目前，外部网关协议主要是边界网关协议（BGP）。

真题实战

1.BGP 协议是在 ( ) 之间传播路由的协议。 【沈阳工业大学 2017 年】
A. 主机
B. 子网
C. 区域
D. 自治系统

1.【参考答案】D
【解析】边界网关协议（BGP）是在不同自治系统 AS 之间交换路由信息的协议。BGP 基于距离 - 向量路由算法，是一种外部网关协议。所以选项 D 为正确答案。

2.边界网关协议 BGP 网关之间交换路由信息时直接采用的协议是 ( )。 【南京大学 2016 年】
A. TCP
B. UDP
C. IP
D. ICMP

2.【参考答案】A
【解析】边界网关协议（BGP）是运行于 TCP 上的一种自治系统的路由协议。BGP 是一个外部网关协议，由于网络环境复杂，所以采用 TCP 保证可靠传输。故选 A。

§4.11 协议总结

题组闯关

因特网的 RIP 协议、OSPF 协议、BGP 协议分别使用了什么路由选择算法 ( )。
Ⅰ. 路径 - 向量路由选择协议 Ⅱ. 链路状态协议 Ⅲ. 距离 - 向量路由选择协议
A. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
B. Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ
C. Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ
D. Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ

【参考答案】D
【解析】本题考查对 3 种常见路由选择算法的理解；
RIP 即路由信息协议，OSPF 即开放最短路径优先协议，BGP 即边界网关协议。RIP 和 OSPF 协议属于内部网关协议，主要处理自治系统内部的路由选择问题；BGP 属于外部网关协议，主要处理自治系统之间的路由选择问题。
RIP：是一种分布式的基于距离 - 向量的路由选择协议。RIP 协议的距离也称为 “跳数”，跳数越少，距离越短。RIP 协议优先选择距离短的路径。
OSPF：最主要的特征是使用分布式的链路状态协议。在 OSPF 中，路由器间彼此交换的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，最终各自建立一个链路数据库，这个链路数据库实际上就是全网拓扑结构图。每个路由器使用链路状态数。数据库中的数据来构造自己的路由表。
BGP：只是力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由，而并非要寻找一条最佳路由，所以它采用的是路径 - 向量路由选择协议。在 BGP 协议中，每个自治系统选出一个 BGP 发言人，这些发言人通过相互交换自己的路径向量（即网络可达性的信息），就可找出到达各自治系统的比较好的路由。
综上，选项 D 为正确答案。

真题实战

( ) 属于内部网关协议，使用链路状态算法。 【昆明理工大学 2018 年】
A. RIP
B. OSPF
C. BGP
D. IGP

【参考答案】B
【解析】RIP、OSPF 都属于内部网关协议（IGP），OSPF 使用链路状态算法，RIP 使用的是距离矢量算法。

§4.12 路由转发

考点 转发算法

题组闯关

某路由器所建立的路由表内容如下表所示。

目的网络地址	子网掩码	下一跳
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）	0.0.0.0	R4

现收到 2 个分组，其目的 IP 地址分别是 128.96.40.142 和 128.96.40.15；它们的下一跳分别是 ( )。
A. 接口 1 和 R2
B. R2 和 R3
C. R4 和 R3
D. R4 和 R2

【参考答案】D
【解析】使用 IP 地址与子网掩码进行 “与” 运算，可求得目的网络地址，从而根据路由表找到下一跳。128.96.40.142∧255.255.255.128=128.96.40.128，路由表中没有该目的地址，故只能使用默认路由，下一跳为 R4。128.96.40.15∧255.255.255.128=128.96.40.0，故下一跳为 R2。所以选项 D 为正确答案。

真题实战

1.如下图，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 和 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 ( )。 【全国统考 2016 年】

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

1.【参考答案】C
【解析】从题中子网掩码设置情况可知，H1 和 H2 处于同一网段、H3 和 H4 处于同一网段，分别可以进行正常的 IP 通信，所以选项 A 和 D 错误。从图中可以看出，R2 的 E1 接口的 IP 地址为 192.168.3.254，为 H4 的默认网关，所以 H4 可以通过 R2 正常访问 Internet。而 H2 的默认网关为 192.168.3.1，从图中看出必须经过 R2 的 E1 接口才能访问外网，所以 H2 不能访问 Internet。所以选项 B 错误。用排除法可知，选项 C 为正确答案。选项 C 为 “H1 不能与 H3 进行正常 IP 通信”，说法正确。这是因为，H1 和 H3 处于不同网段（从子网掩码可以看出），需要通过路由器才能进行正常的 IP 通信，而 H1 的默认网关为 192.168.3.1，但 R2 的 E1 接口的 IP 地址为 192.168.3.254（为 H3 的默认网关），无法进行通信，所以 H1 和 H3 不能进行正常的 IP 通信。综上，选项 C 为正确答案。

2.在上题图中，假设连接 R1、R2 和 R3 之间的点对点链路使用地址 201.1.3.x/30，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 分组是源 IP 地址和目的 IP 地址，它们分别是 ( )。 【全国统考 2016 年】
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

2.【参考答案】D
【解析】由题意可知，连接 R1、R2 和 R3 之间的点对点链路使用的地址为 201.1.3.x/30，其子网掩码为 255.255.255.252，R1 的一个接口的 IP 地址为 201.1.3.9，所以把低位字节十进制数 9 转换为对应的二进制数为 0000 1001（由 201.1.3.x/30 可知，IP 地址对应的二进制的后两位为主机号，除去全 0 和全 1 分别表示网络本身和本网络的广播地址，都不能用于源 IP 地址或目的 IP 地址。这时的 IP 地址分别为 201.1.3.8 和 201.1.3.11）。除了 201.1.3.9 外，只有 IP 地址为 201.1.3.10 可以作为源 IP 地址使用。故选 D。

3.当一台主机从一个网络移到另一个网络时，以下说法正确的是 ( )。 【沈阳农业大学 2017 年】
A. 必须改变它的 IP 地址和 MAC 地址
B. 必须改变它的 IP 地址，但不需要改动 MAC 地址
C. 必须改变它的 MAC 地址，但不需要改动 IP 地址
D. MAC 地址、IP 地址都不需要改动

3.【参考答案】B
【解析】当一台主机从一个网络移动到另一个网络时，网络地址发生了改变，所以 IP 地址需要修改为转交地址。MAC 地址是固化在网卡里面的，具有唯一性，不需要修改。所以，选项 B 为正确答案。

§4.13 路由器

题组闯关

1.在由路由器进行互联的多个局域网的结构中，要求每个局域网的 ( )。
A. 物理层协议可以不同，而数据链路层及数据链路层以上的高层协议必须相同
B. 物理层、数据链路层协议可以不同，而数据链路层以上的高层协议必须相同
C. 物理层、数据链路层、网络层协议可以不同，而网络层以上的高层协议必须相同
D. 物理层、数据链路层、网络层及高层协议都可以不同

1.【参考答案】C
【解析】路由器工作在网络层，向传输层及以上各层隐藏下层的具体实现，也就是说本层及本层以下的协议可以不同，即物理层、数据链路层、网络层协议可以不同；路由器不能处理网络层之上的协议数据，所以高层协议必须相同。故选项 C 为正确答案。

2.数据报从源站经过若干个路由器被传递到目的站的过程中，数据报中的目的 IP 地址发生了什么变化 ( )。
A. 每经过一跳，目的 IP 地址就变为下一个路由器的入口地址
B. 每经过一跳，目的 IP 地址就变为下一个路由器的出口地址
C. 目的 IP 地址在传送过程中不发生变化
D. 目的 IP 地址被第一个路由器改变后就不再发生变化

2.【参考答案】C
【解析】一个数据报过来后，路由器就要检查一下这个数据报是发到哪里去的，看它的目的地址。如果目的网段在本路由器内就直接转发，这时就直接送到相应的网口上去，这个网口就是下一跳的地址。目的 IP 地址在传送过程中不发生变化。

真题实战

1.某路由器的路由表如下所示： 【全国统考 2015 年】

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

1.【参考答案】C
【解析】依据 “最长前缀匹配原则”，题目中的 169.96.40.5 与 169.96.40.0 的前 27 位匹配最长，所以选项 C 为正确答案。注意，选项 D 为默认路由，只有当前面的所有目的网络都不能和分组的目的 IP 地址匹配时才会使用。

2.关于路由器的说法，正确的是 ( )。 【中国科学院大学 2015 年】
A. 路由器处理的信息量比交换机少，因而转发速度比交换机快
B. 对于同一目标，路由器只提供延迟最小的最佳路由
C. 通常的路由器可以支持多种网络层协议，并提供不同协议之间的分组转换
D. 路由器不但能够根据逻辑地址进行转发，而且可以根据物理地址进行转发

2.【参考答案】C
【解析】路由器和交换机不能根据处理信息量的多少作为转发速度快慢的依据，而且路由器转发的速度与信息量并无直接关联，选项 A 错误。在网络中，当某路由器出现故障时，其他相邻路由器自动重新选择路由，路由的选择与具体路由协议有关，不一定总是以延迟最小作为评价指标，选项 B 错误。路由器是工作在网络层的设备，不能根据物理地址进行转发，网络层只看到 IP 首部的 IP 地址，在数据链路层才能看到物理地址，所以选项 D 错误。通常路由器支持多种网络层协议，如 ICMP 协议、ARP 协议等，并能提供不同协议之间的分组转换，因此，选项 C 是正确答案。

§4.14 SDN 的基本概念

题组闯关

1.软件定义网络（Software Defined Network，SDN）是网络虚拟化的一种实现方式。其核心技术 OpenFlow 通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。下列不是提出 SDN 目的的是 ( )。
A. 有效降低设备负载
B. 协助网络运营商更好地控制基础设施
C. 降低整体运营成本
D. 提高网络的带宽

1.【参考答案】D
【解析】软件定义网络（Software Defined Network，SDN）能够有效降低设备负载，协助网络运营商更好地控制基础设施，同时降低整体运营成本，但是和网络带宽没有关系。SDN 解决问题的核心是：把网络设备的控制面从设备里面剥离出来，放入一个统一的外部服务器，由这个服务器通过统一的指令来集中管理转发路径上的所有设备，这个集中控制器知道所有必需的信息，而且这个控制器可以提供开放的 API 被上层应用程序通过编程控制，这样就可以消除大量手动配置的过程，添加管理员对全网的整体视图，提高业务部署的效率。

2.下列关于 SDN 说法正确的是 ( )。
A. SDN 的关键价值：智能节点集中，简化运维；自动化调度，提高网络利用率；网络开放，支撑 QoS 等带宽和流量经营
B. SDN 关键特征主要包括集中控制、开放接口、网络抽象、分布式控制等
C. SDN 能够改变传统网络的功能和解决现网中遇到的问题
D. SDN 与 NFV 的本质没有区别

【参考答案】A
【解析】本题考查 SDN。SDN 是一种全新的网络架构，实现网络敏捷、高效以及可编程；加速网络的快速创新。SDN 的关键价值包含：
(1) 将网络协议集中处理，有利于提高复杂协议的运算效率和收敛速度。
(2) 控制的集中化有利于从更宏观的角度调配网络资源，提高资源的利用效率。
(3) 简化了运维管理的工作量，大幅节约运维费用。
(4) 通过 SDN 可编程性，工程师可以在一个底层物理基础设施上加速多个虚拟网络，然后使用 SDN 控制器分别为每个网段实现 QoS（服务质量），从而扩大了传统差异化服务的程度和灵活性。
(5) 业务定制的软件化有利于新业务的测试和快速部署。
(6) 控制与转发分离，实施控制策略软件化，有利于网络的智能化、自动化和硬件的标准化。

SDN 的三大基本特征为：
(1) 集中控制。逻辑上集中的控制能支持获得网络资源的全局信息并根据业务需求进行资源的全局调配和优化，例如流量工程、负载均衡等。同时，集中控制还使得整个网络可在逻辑上被视作是一台设备进行运行和维护，无须对物理设备进行现场配置，从而提升了网络控制的便捷性。
(2) 开放接口。通过开放的南向接口和北向接口，能够实现应用和网路的无缝集成，使得应用能告知网络如何运行才能更好地满足应用的需求，比如业务的带宽、时延需求，计费对路由的影响等。另外，支持用户基于开放接口自行开发网络业务并调用资源，加快新业务的上线周期。
(3) 网络虚拟化。通过南向接口的统一和开放，屏蔽了底层物理转发设备的差异，实现了底层网络对上层应用的透明化。逻辑网络和物理网络分离后，逻辑网络可以根据业务需要进行配置、迁移，不再受具体设备物理位置的限制。同时，逻辑网络还支持多租户共享，支持租户网络的定制需求。

SDN 与 NFV 的区别包含：
(1) 性质不同。
NFV：网络功能虚拟化。SDN：软件定义网络。
(2) 核心技术不同。
NFV 核心技术：通过基于行业标准的 x86 服务器、存储和交换设备替换通信网络中的专用和专用网络元件设备。SDN 核心技术：核心技术 OpenFlow 通过将网络设备的控制面与数据面分离，实现了对网络流量的灵活控制，使网络作为一个管道更加智能化，为核心网络的创新和应用提供了良好的平台。
SDN 跟 NFV 最明显的区别是，SDN 处理的是 OSI 模型中的第 2 ~ 3 层，NFV 处理的是第 4 ~ 7 层。SDN 主要是优化网络基础设施架构，比如以太网交换机、路由器和无线网络等。NFV 主要是优化网络的功能，比如负载均衡、防火墙、WAN 网优化控制器等。故本题选 A。

真题实战

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 ( )。 【全国统考 2022 年】
A. 东向接口
B. 南向接口
C. 西向接口
D. 北向接口

【参考答案】B
【解析】SDN（软件定义网络）是一种新型的网络架构，它实现了转发平面和控制平面的分离。在这种网络体系架构中，从上到下依次被分为：应用平面、控制平面和转发平面。其中控制器（Controller）位于控制平面，SDN 交换机位于转发平面，各种应用程序处于应用平面。控制平面和转发平面之间的网络设备状态、数据流表项和控制指令的传达都需要经由通信协议传达，实现控制器对网络设备的管控。目前业界比较看好的是 ONF 主张的 OpenFlow 协议（南向接口）。在应用平面，通过控制器提供的编程接口（北向接口）对底层设备进行编程，把网络的控制器开放给用户，开发各种业务应用，实现多样化的业务创新。

§4.15 设备小结

题组闯关

1.下列选项中，不是配置 VLAN 的方法的是 ( )。
A. 把交换机端口指定给某个 VLAN
B. 把 MAC 地址指定给某个 VLAN
C. 根据路由设备来划分 VLAN
D. 根据上层协议来划分 VLAN

1.【参考答案】C
【解析】基于交换式的以太网要实现虚拟局域网主要有以下四种途径。
(1) 基于端口的虚拟局域网；
(2) 基于 MAC 地址的虚拟局域网；
(3) 基于 IP 地址的虚拟局域网；
(4) 基于上层协议的虚拟局域网。
故选项 C 为正确答案。

2.下列选项中，对虚拟局域网的描述错误的是 ( )。
A. 只用交换机就可以构建 VLAN
B. VLAN 可以跨越地理位置的间隔
C. VLAN 可以把各组设备归并进一个独立的广播域
D. VLAN 可以只包括服务器和工作站

2.【参考答案】A
【解析】必须是三层以上的交换机才可以被用来构建 VLAN，A 错误。B 和 C 显然是对的，虚拟局域网包括服务器、工作站、打印机或其他任何能连接交换机的设备，当然可以只包括服务器和工作站，故 D 正确。

3.建立 VLAN 的主要原因是 ( )。
A. 将服务器和工作站分离
B. 使广播流量最小化
C. 增加广播流量的广播能力
D. 提供网段交流能力

3.【参考答案】B
【解析】传统的局域网使用的是集线器（Hub），它只有一根总线，一根总线就是一个冲突域。所以传统的局域网是一个扁平的网络，一个局域网属于同一个冲突域。任何一台主机发出的报文都会被同一冲突域中的其他机器接收到。后来，组网时使用交换机代替集线器，每个端口可以看成是一根单独的总线，冲突域缩小到每个端口，使得网络发送单播报文的效率大大提高，与此同时极大地提高了二层网络的性能。但是假如一台主机发出广播报文，连接在交换机的所有设备仍然可以接收到该广播信息，通常把广播报文所能传输的范围称为广播域。交换机在传递广播报文的时候依然要将广播报文复制多份，发送到网络的各个角落。所以，随着网络规模的扩大，网络中的广播报文越来越多，严重影响网络性能，这就是所谓的广播风暴的问题。由于交换机二层网络工作原理的限制，交换机对广播风暴的问题无能为力。为了提高网络效率，一般要将网络进行分段：把一个大的广播域分成几个小的广播域。

过去往往通过路由器对网络进行分段，这样可以使得广播报文的发送范围大大减小。这种方案解决了广播风暴的问题，但用路由器是在网络层上分段将网络隔离的，网络规划复杂，组网方式不灵活，并且大大增加了管理维护的难度。作为替代的 LAN 分段划分方法，虚拟局域网（VLAN）就出现了，专门用来解决大型的二层网络环境面临的问题。综上，选项 B 为正确答案。

4.下列网络设备中，能够抑制网络风暴的是 ( )。
Ⅰ. 中继器 Ⅱ. 集线器 Ⅲ. 网桥 Ⅳ. 路由器
A. 仅 Ⅰ 和 Ⅱ
B. 仅 Ⅱ
C. 仅 Ⅲ 和 Ⅳ
D. 仅 Ⅳ

【参考答案】D
【解析】抑制网络风暴，就是可以隔断广播域，这里中继器和集线器是物理层设备，网桥是链路层设备，均不能隔断广播域，路由器是网络层设备，可以隔断广播域，故答案为 D。

§4.16 简答题

题组闯关

1.有如下的 4 个 / 24 地址块，试进行最大可能的聚合。
196.88.133.0/24，196.88.136.0/24，196.88.140.0/24，196.88.141.0/24。

1.【参考答案】聚合的 CIDR 地址块是：196.88.128.0/20。
【解析】已知有 196.88.133.0/24，196.88.136.0/24，196.88.140.0/24，196.88.141.0/24 地址块。由于这 4 个地址块的第 1、2 字节相同，下面考虑它们的第 3 字节：133=(10000101)2​；136=(10001000)2​；140=(10001100)2​；141=(10001101)2​。

由上可见，共同的前缀为 20 位，即 11000100010100001000，所以聚合的 CIDR 地址块是：196.88.128.0/20。

2.一个公司分配到一个 B 类地址，其网络地址为 156.224.0.0，该公司有 2000 台机器，平均分布在 8 个不同的地点。如果选用的子网掩码为 255.255.255.0，试给每一个地点分配一个子网号码，并计算出每个地点主机号码的最大值和最小值。

2.【参考答案与解析】
本题考查子网划分的具体应用，这是一个 B 类地址，而子网掩码为 255.255.255.0，说明在主机位拿出了 8 位来划分子网，所以现在一共可以划分 28−2=254 个子网。在这 254 个里面随机挑选 8 个作为子网号，每个子网拥有 254 台主机，254×8>2000，所以可以满足要求，分配情况如下表所示。

子网号	主机号码最小值	主机号码最大值
1(00000001)	1	254
2(00000010)	1	254
3(00000011)	1	254
4(00000100)	1	254
5(00000101)	1	254
6(00000110)	1	254
7(00000111)	1	254
8(00001000)	1	254

3.一个数据报长度为 2000B（固定首部格式，即 20B）。现在经过一个网络传送，网络能传送的最大数据长度为 700B。试问应当划分成几个短些的数据报片？各数据报片的数据字段长度、片偏移字段和 MF 标志应该是什么数值？

3.【参考答案】应该划分为 3 个数据报片；片偏移字段分别为 0、85、170；MF 标志位分别为 1、1、0。
【解析】数据报去掉首部为 2000B−20B=1980B，700 去掉首部为 700B−20B=680B，2<1980/680<3，所以应该划分为 3 个数据报片，片长度分别为 680B、680B、620B，片偏移字段分别为 0、680/8=85、1360/8=170；MF 标志位（表示后面是否还有分片）分别为 1、1、0。

4.设有 A，B，C，D 4 台主机都处在同一个物理网络中，A 主机的 IP 地址是 168.86.28.112，B 主机的 IP 地址是 168.86.28.121，C 主机的 IP 地址是 168.86.28.136，D 主机的 IP 地址是 168.86.28.202。共同的子网掩码是 255.255.255.224。请回答如下问题：
(1) A，B，C，D 这 4 台主机之间哪些可以直接通信，哪些需要通过设置网关（或路由器）才能通信？请写出各个主机的子网地址。
(2) 若要加入第 5 台主机 E，使它能与 D 直接通信，其 IP 地址的设定范围应是多少？
(3) 不改变 A 主机的物理位置，将其 IP 改为 168.86.28.168，试问它的直接广播地址和本地广播地址各是多少？若使用本地广播地址发送信息，请问哪些主机能够收到？
(4) 若要使主机 A，B，C，D 在这个网上都能够直接通信，可采取什么办法？

4.【参考答案与解析】
(1) 只有 A 和 B 之间可以直接通信，C 和 D，以及它们同 A 和 B 的通信必须经过路由器。
A：主机地址 168.86.28.112，子网地址 168.86.28.96。
B：主机地址 168.86.28.121，子网地址 168.86.28.96。
C：主机地址 168.86.28.136，子网地址 168.86.28.128。
D：主机地址 168.86.28.202，子网地址 168.86.28.192。

(2) 只有处于同一个网络的主机之间才可以直接通信，可以看出 A 和 B 属于同一个网络，因此只有 A 和 B 之间可以直接通信，C 和 D，以及它们同 A 和 B 的通信必须经过路由器。若要加入第 5 台主机 E，使它能与 D 直接通信，那么主机 E 必须位于和 D 相同的网络内，即 168.86.28.192，这样地址范围是 168.86.28.11000001 到 168.86.28.11011110，即 168.86.28.193 到 168.86.28.222，注意要除掉 168.86.28.202。

(3) A 主机地址改为 168.86.28.168，即 168.86.28.10101000，那么它所处的网络为 168.86.28.160。由定义知道广播地址是主机号各位全为 “1”，用于任何网络向该网络上所有的主机发送报文，每个子网的广播地址则是直接广播地址。本地广播地址，又称有限广播地址，它的 32 位全为 “1”，用于该网络不知道网络号时内部广播。因此主机 A 的直接广播地址为 168.86.28.191，本地广播地址是 255.255.255.255，若使用本地广播地址发送信息，所有主机都能够收到。

(4) 若希望 4 台主机直接通信，可以修改掩码为 255.255.255.0，这样 4 台主机就处于一个网络中，可以直接通信。

5.已知路由器 A 的路由表如下表所示：

目的网络	距离	下一跳
N1	6	C
N2	2	B
N6	8	F
N8	4	E
N9	4	F

现在其收到路由器 B 发送来的如下表所示的路由信息：

目的网络	距离
N2	5
N3	8
N6	5
N8	3
N9	5

请写出 A 更新后的路由表。

5.【参考答案与解析】
(1) 二进制：11000100.00011100.00010000.00011010；16 进制：C4 1C 10 1A。
(2) 该 IP 地址是 C 类 IP 地址；最大网络数为：221−2=2097150 个；网络号为：196.28.16.0；第一个 IP 为：196.28.16.1；最后一个 IP 为：196.28.16.254；在使用默认的 / 24 掩码下最大主机数是 254 个，子网划分的话另算。
(3) 有，在一个子网中是不能出现两台机器同一个 IP 的，但是在不同的子网中，可以出现相同的 IP。
(4) 不是，可以为同一台机器的网卡绑定多个 IP 地址。
(5) 错误，用八位二进制表示，不可能出现 256 这个数字。

6.已知主机的 IP 地址为 196.28.16.26。
(1) 将该十进制 IP 地址转换成二进制形式，并用十六进制数表示。
(2) 说明该 IP 地址是哪一类 IP 地址，并计算该类地址可用的最大网络数和每个网络中的最大的主机数。
(3) Internet 中有没有两台或两台以上的主机或路由器可以同时使用一个 IP 地址，为什么？
(4) 连接在 Internet 中的一台主机或路由器是否只能有一个 IP 地址，为什么？
(5) 有一台主机的 IP 地址是 “196.68.256.20”，你认为这个 IP 地址有没有错误，为什么？

6.【参考答案与解析】
(1) 根据题意可知，LAN A 和 LAN B 共用一个 C 类 IP 地址（网络地址为 202.38.60.0），且 LAN A 的子网编号为 01，也就是 202.38.60.01000000，即 202.38.60.64，一般选择该网络的最小地址分配给路由器的 a 接口，也就是 202.38.60.01000001，即 202.38.60.65，子网掩码为 255.255.255.192。同理，LAN B 的子网编号为 10，即 202.38.60.10000000，即 202.38.60.128，b 接口的地址为 202.38.60.10000001，即 202.38.60.129，子网掩码与 LAN A 相同，为 255.255.255.192。已知 C 网的 IP 网络号为 202.36.61.0，所以 c 接口的 IP 地址为 202.38.61.1，子网掩码为 255.255.255.0。接口 d 的地址已知为 61.60.21.80，这是一个 A 类地址，子网掩码为 255.0.0.0。

(2) 根据图示和 (1) 可以写出路由器的路由表如下表所列。

目的网络地址	子网掩码	下一跳地址	接口
202.38.60.64	255.255.255.192	直连	a
202.38.60.128	255.255.255.192	直连	b
202.38.61.0	255.255.255.0	直连	c
61.0.0.0	255.0.0.0	直连	d

(3) LAN B 的网络地址为 202.38.60.128，如要广播，将主机号全置为 1，即 202.38.60.10 111111（下画线部分为主机号），因此广播地址为 202.38.60.191，即为 LAN B 上的一台主机要向 B 网段广播一个分组的目的地址。

(4) 已知 C 类 IP 地址（网络地址为 202.38.60.0），所以 C 网段的广播地址就是标准的 202.38.61.255，即为 LAN B 上的一台主机要向 C 网段广播一个分组的目的地址。

7.下图是 3 个计算机局域网 A、B 和 C，分别包含 10 台、8 台和 5 台计算机，通过路由器互连，并通过该路由器接口 d 联入 Internet。路由器各端口名分别为 a、b、c 和 d（假设接口 d 接入 IP 地址为 61.60.21.80 的互联网地址）。LAN A 和 LAN B 共用一个 C 类 IP 地址（网络地址为 202.38.60.0），并将此 IP 地址中主机地址的高两位作为子网编号。A 网的子网编号为 01，B 网的子网编号为 10。主机号的低 6 位作为子网中的主机编号。C 网的 IP 网络号为 202.36.61.0。请回答如下问题：

(1) 为每个网络中的计算机和路由器的接口分配 IP 地址，并写出三个网段的子网掩码。
(2) 列出路由器的路由表。
(3) LAN B 上的一台主机要向 B 网段广播一个分组，请写出此分组的目的地址。
(4) LAN B 上的一台主机要向 C 网段广播一个分组，请写出此分组的目的地址。

7.【参考答案与解析】
(1) 以太网采用了曼彻斯特编码，一个比特的数据需要两个信号来传输，那么为了达到 200Mbps 的数据传送速率，需要线路达到 200Mbps×2=400Mbps 的带宽。

(2) 以太网的最小帧长度是 64B，那么发送一个最小帧需要的时间 T1=64×8/(100×106)，设网络的最大长度为 L，那么信号沿网络传输一个来回的时间 T2=2L/(200×106)，根据 CSMA/CD 协议，为了能正常检测到冲突，需 T1≥T2，则可以得到 L 为 544m。

(3) 在以太网中发送数据，首先要知道对方的以太网地址。所以主机 A 需要先发送 ARP 帧来获得主机 C 的物理地址。

(4) ARP 采用了以太网的广播功能，使用全 1 的地址作为目的地址，即：FF.FF.FF.FF.FF.FF；源地址为主机 A 的地址是：EF.36.D2.8D.3D.B6；类型为 ARP 的类型值是：0806。

8.局域网上的三台主机 A，B，C 采用总线连接方式，它们的 IP 地址和 MAC 地址如下表所示。

主机	IP 地址	MAC 地址
A	196.56.86.12	EF.36.D2.8D.3D.B6
B	196.56.86.16	BB.E5.36.86.2E.3E
C	196.56.86.28	3C.EC.5F.65.78.ED

(1) 假设该局域网采用了以太网，需要达到 200Mbps 的数据传送率，那么线路的带宽最小为多少？
(2) 如果信号在网络中的传播速度是 200000km/s，那么该网络的最大长度应该为多少？
(3) 一个 IP 包的源地址和目的地址分别是 196.56.86.12 和 196.56.86.28，为了发送该 IP 包，源主机应该先发送什么帧？
(4) 该分组的以太网帧的源地址、目的地址和协议类型域各是什么（用十六进制表示）？

9.一个公司按照下图所示的方式设置局域网。其中，局域网 1 的掩码是 196.28.12.0/25，局域网 2 的掩码是 196.28.12.128/25，NAT 服务器的内部 IP 地址为 196.28.16.28，外部 IP 地址为 198.56.28.96。

NAT 服务器中有下表所示的表项。

源地址：端口	索引值
196.28.12.36:2856	2528
196.28.12.136:656	6898
196.28.12.156:256	6899

请问：
(1) 地址是 196.28.12.36 的主机和地址为 196.28.12.36 的主机分别属于哪个局域网？
(2) 按照题目的配置，路由器的路由表项应该含有哪几项？
(3) 现在有一个目的地址为 197.68.28.99，源地址为 196.28.12.136，TCP 端口为 656 的 IP 分组到达 NAT 服务器，问 NAT 服务器是否转发该分组？如果转发，分组的 IP 号和端口号分别是多少？
(4) 当 NAT 服务器收到一个目的地址是 198.56.28.96，端口号是 2528 的 TCP 数据后，它将转发给哪个主机？

【参考答案与解析】
(1) 地址为 196.28.12.136 的主机属于局域网 2，地址为 196.28.12.36 的主机属于局域网 1。

(2) 路由器的表项如下表所示：

网络地址	下一跳
196.28.12.0/25	接口 1
196.28.12.128/25	接口 2
Default	196.28.16.28

(3) 查找 NAT 服务器中的表项，可知地址为 196.28.12.136:656 的数据报会被转发，NAT 服务器会将该分组转发到 Internet 上，转发后的 IP 地址为 198.56.28.96，端口号为 6898。

(4) 查找 NAT 服务器中的表项，可知端口号是 2528 的数据报会被转发给 196.28.12.36。

10.某网络结构如下图所示，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 198.86.16.1，R2 的 L0 接口的 IP 地址是 198.86.16.2，L1 接口的 IP 地址是 136.18.128.1，E0 接口的 IP 地址是 198.86.28.1，域名服务器的 IP 地址是 198.86.28.2。

R1 和 R2 的路由表结构为：

目的地址

子网掩码

下一跳地址

接口

(1) 将 IP 地址空间 198.86.18.0/24 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。

10.【参考答案与解析】
(1) CIDR 中的子网号可以全 0 或全 1，但主机号不能全 0 或全 1。

因此若将 IP 地址空间 198.86.18.0/24 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，子网号至少要占用一位。由 27−2<120<28−2 可知，主机号至少要占用 7 位。由于源 IP 地址空间的网络前缀为 24 位，因此主机号位数 + 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 为：198.86.18.0/25，子网 2 为：198.86.18.128/25。

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；或子网 1 分配给局域网 2，子网 2 分配给局域网 1。

(2) 由于局域网 1 和局域网 2 分别与路由器 R1 的 E1、E2 接口直接相连，因此在 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。由于局域网 1、2 的网络前缀均为 25 位，因此它们的子网掩码均为 255.255.255.128。根据题意，R1 专门为域名服务器设定了一个特定的路由表项，因此该路由表项中的子网掩码应为 255.255.255.255，对应的下一跳转发地址是 198.86.16.2，转发接口是 L0。根据题意，到互联网的路由实质上相当于一个默认路由，默认路由一般写作 0/0，即目的地址为 0.0.0.0，子网掩码为 0.0.0.0；对应的下一跳转发地址是 198.86.16.2，转发接口是 L0。综上可得到路由器 R1 的路由表如下所示。

若子网 1 分配给局域网 1，子网 2 分配给局域网 2，如下表所示：

目的地址	子网掩码	下一跳地址	接口
198.86.18.0	255.255.255.128	E1	E1
198.86.18.128	255.255.255.128	E2	E2
198.86.28.2	255.255.255.255	198.86.16.2	L0
0.0.0.0	0.0.0.0	198.86.16.2	L0

若子网 1 分配给局域网 2，子网 2 分配给局域网 1，如下表所示：

目的地址	子网掩码	下一跳地址	接口
198.86.18.128	255.255.255.128	E1	E1
198.86.18.0	255.255.255.128	E2	E2
198.86.28.2	255.255.255.255	198.86.16.2	L0
0.0.0.0	0.0.0.0	198.86.16.2	L0

(3) 局域网 1 和局域网 2 的地址可以聚合为 198.86.18.0/24，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，如下表所示：

目的地址	子网掩码	下一跳地址	接口
198.86.18.0	255.255.255.0	198.86.16.1	L0

真题实战

1.某网络拓扑如下图所示，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联设备可供选择。 【全国统考 2019 年】

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？并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？

1.【参考答案与解析】
(1) 根据题意，图中 H1 和 H2 处于同一网段 (192.168.1.0)，用设备 2 实现互联，设备 2 是以太网交换机 (无 VLAN 功能)；H3 和 H4 处于同一网段 (192.168.1.64)，用设备 3 实现互联，所以设备 3 是以太网交换机 (无 VLAN 功能)。用设备 1 实现两个不同的网段互联，设备 1 应选取路由器。综上，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) 观察题图，设备 1 的接口 IF2 应为 H1 和 H2 的网关地址，即 192.168.1.1。同理，设备 1 的接口 IF3 为 H3 和 H4 的网关地址，即 192.168.1.65。设备 1 的 IF1 接口和路由器 R 接口 192.168.1.253/30 处于同一网段，IF1 的 IP 地址为 192.168.1.254（因为从 192.168.1.253/30 可知，该网络中只有两个地址可以用，即 192.168.1.253 和 192.168.1.254，需排除主机位全 0 和全 1 的情况）。综上，需要配置 IP 地址，设备 1 的 IF1、IF2 和 IF3 接口的 IP 地址分别是：192.168.1.254、192.168.1.1 和 192.168.1.65。

(3) 注意到题中 H1 ~ H4 的地址都是 C 类网络私有地址 / 保留地址（范围 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255），通过内部私有地址访问 Internet，需要经过网络地址转换 (NAT)，因此 R 需要提供 NAT 服务。

(4) 因为主机 H3 发送的目的地址 192.168.1.127 是主机 H3 和 H4 所在网络的广播地址，所以只有主机 H4 会接收该数据报。

2.某公司的网络如下图所示。IP 地址空间 192.168.1.0/24 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。 【全国统考 2018 年】

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？若每台主机仅分配一个 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 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多少？

3.某网络拓扑如下图所示，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。 【全国统考 2015 年】

回答下列问题：
(1) DHCP 服务器可为主机 2~N 动态分配 IP 地址的最大范围是什么？主机 2 使用 DHCP 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 地址分别是多少？
(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，则该主机能否访问 WWW 服务器，能否访问 Internet？请说明理由。

3.【参考答案与解析】
(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：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。由于主机 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。

4.如下图所示，主机 A 与路由器 R1 连接，路由器 R1 又与路由器 R2 连接，路由器 R2 与主机 B 连接。现主机 A 要给主机 B 发送 920B 的 IP 数据（包括 IP 头后长度为 940B，IP 头部不包括任何选项）。请写出 3 条链路上传输的每一个 IP 包头部的总长度、标识、MF 和片偏移的值。 【解放军信息工程大学 2016 年】

4.【参考答案与解析】
(1) 从题图可知：
A→R1 的链路支持的最大 IP 数据报长度为 1024B−14B=1010B；
R1→R2 的链路支持的最大 IP 数据报长度为 512B−8B=504B；
R2→B 的链路支持的最大 IP 数据报长度为 512B−12B=500B。

(2) 从题目可知，IP 数据报的总长度为 940B，减去固定首部 20B，数据部分为 920B。该 IP 数据报分片处理如下：

A→R1 的链路：该链路支持的最大 IP 数据报 1010B > 940B，所以不需要分片。

R1→R2 的链路：这段链路支持的最大 IP 数据报是 504B，920B > 504B，所以需要进行分片处理。具体如下，首先要注意，除了最后一个分片，每一个分片的长度是 8 字节的整数倍。此链路中，支持的 IP 数据报的最大长度为 504B−20B=484B，又因为支持的是 8 的整数倍，所以 IP 数据报的数据字段长度为 480B。

因此，该链路上分片如下图所示。

第一个数据报分片：总长度 500 B，标识 = X，MF = 1，片偏移 = 0/8=0。
第二个数据报分片：总长度 460 B，标识 = X，MF = 0，片偏移 = 480/8=60。

R2→B 的链路：由于这段链路支持的最大 IP 数据报长度为 500 B，大于等于上面的两个数据报分片，所以不需要分片。