目录

1.网络层概述

2.IP数据报分片 

3.RIP协议

4.OSPF协议、BGP协议

5.ARP协议

6.DHCP协议

7.ICMP协议

8.IP地址

9.子网划分

10.路由聚合

11.路由选择和转发

12.网络层大题

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1.网络层概述

2.IP数据报分片 

1.仅对数据部分进行分片，每个分片尽可能大

2.每个分片都必须需要带有首部20B：首部带有控制信息，如目的地址、源地址、片偏移等等

3.片偏移（即数据部分）必须满足8B的整数倍

4.总长度 = 首部长度 + 数据部分长度

5.属于同一个数据的不同分片标识相同

6.MF = More Fragment：1表示该分片之后还有分片，0表示该分片是最后一个分片

7.DF = Dont Fragment：1表示该数据不能分片，0表示该数据可以分片

8.片偏移：该分片数据部分的起始位置距离整个数据的起始部分的距离 / 8 （之前分片的数据部分之和 / 8）8 为片偏移的单位

3.RIP协议

每次收到相邻路由器发来的消息时，路由器会基于该消息调整自己的路由表项

②与时俱进：有新网络可达时，将该路径添加进路由表中

②临近路由器变化：（1）和之前相比的距离更短，则更新 （2）和之前相比距离相同，不更新

③RIP出现在1982年，当时网络比较小，RIP就够用，且当时TCP和IP架构刚出现，还并未规范，故使用UDP

OSPF出现在1988年，网络构架和TCP、IP走向成熟，OSPF不需要TCP的可靠性，故使用IP

BGP为了保证域之间的可靠性，故使用TCP

16表示网络不可达，正常可达的网络距离上限为15，故R1不能经过R2到达net1，D

①R3检测到网络202.1.2.0/25不可达：表示之前R3是可以到达202.1.2.0/25

②路由信息均已收敛：表示所有路由器的路由表已经是最优解

③R3告诉R2不可达时，之前R2可以通过R1到达202.1.2.0/25（R1→R3→202.1.2.0/25），故R2会认为还能通过R1到达202.1.2.0/25，即更新后的距离为R1距离202.1.2.0/25 + 1 = 2 + 1 = 3

4.OSPF协议、BGP协议

408计算机网络学习笔记——网络层_江南江南江南丶的博客-CSDN博客

考的相对较少

5.ARP协议

408王道计算机网络强化——数据链路层_江南江南江南丶的博客-CSDN博客

408计算机网络学习笔记——网络层_江南江南江南丶的博客-CSDN博客

6.DHCP协议

7.ICMP协议

C 

8.IP地址

划分子网时，主机号全0和主机号全1需要被保留，因此最大主机数-2

①全0：（1）本网络

（2）默认路由：接收到数据时，路由表中并没有合适的接口转发，则传给默认路由；默认路由如果也没有合适的接口转发，则继续传给它的默认路由，直到最边缘的路由器（子网掩码也是0）

②全1：广播地址

B巡回，源/目的；C不是特殊地址，源/目的；D广播地址，目的；故A默认路由/主机

①IP地址和子网掩码相与，得到网络地址

②主机号全置为1

故D

9.子网划分

目的地址为广播地址，即求192.168.4.0/30的最大主机数：4 - 全0 - 全1 = 2

①定长子网划分：子网位都一样

②248：0000 0111，即前五位为网络位，后三位为主机位（需要 - 全0 - 全1）

C

变长子网划分：类似哈弗曼编码

①任何子网不能是其他子网的子集

②必须将子网完全划分干净

10.路由聚合

11.路由选择和转发

不同网络内的主机通信，其路由表中一定要有某一条路由表项符合条件（默认路由/目的主机路径的下一条地址） 

①根据H1和H2IP地址和其子网掩码相与，得到它们属于同一网络，可以正常通信；同理H3、H4

②H3H4的默认网关为192.168.3.254，即路由器R2，因此可以正常访问INTERNET；而H1H2的默认网关为192.168.3.1，找不到符合条件的路由器，因此不可以正常访问INTERNET

③路由器R2的E1接口连接了H1H2H3H4，故H1和H3是属于同一网段内；同一网段内不同主机相互通信的必要条件是网络地址配置相同，但是根据其IP地址和子网掩码逐位相与可得，它们的网络地址不同，因此，H1和H3不能通信

逐位相与，S1S2S3都满足条件，选择最长的前缀S3；当S1S2S3都不满足条件时，走默认路由

路由聚合，取192.168.2.0/25和192.168.2.128/25的最长相同前缀24位，子网掩码即255.255.255.0；下一条地址为R2的路由器的地址

12.网络层大题

（1）每个局域网需分配的IP地址数不少于120个，即主机号需要7bit；两个子网，子网位为1bit；需要写清楚所有的可能的情况，即

①局域网1：202.118.1.0/25、局域网2：202.118.1.128/25

①局域网1：202.118.1.128/25、局域网2：202.118.1.0/25

（2）使用（1）中①的分配方式：

①可以不用写前缀，因为有子网掩码，他们俩等价（二者取其一）

②域名服务器是特定主机，因此子网掩码全1

③互联网并没有给出具体的IP地址，故填默认路由，交付给默认路由实现和互联网的通信（默认路由为兜底的选项，总会有未知的网络需要访问，这时就交由默认路由去实现和该网络的通信）

202.118.1.0→255.255.255.128→直连→E1

202.118.1.128→255.255.255.128→直连→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）路由聚合

202.118.2.0→255.255.255.0→202.118.2.1→L0

MTU限制的是数据部分的最大长度，因此还要加上首部的控制信息才是最后的总长度

（1）①IP地址空间192.168.1.0/24均分给销售部和技术部两个字网，取1位为子网号，即192.168.1.0/25为销售部和192.168.1.128/25为技术部

②销售部子网的广播地址：销售部子网主机号全1为广播地址，即192.168.1.127（0111 1111）

③技术部子网的子网地址：技术部子网主机号全1为网络地址，192.168.1.128/25

③技术部子网还可以连接的主机数：每个子网最大主机数为128（7bit） - 2（广播地址全1和本网络地址全0）= 126，已分配80台主机（208 - 129 + 1）+ 1个路由器端口（192.168.1.254），故还可以连接45台主机

（2）①总长度 = 数据部分 + IP首部 = 1500B，故数据部分为1480B

②技术部MTU = 800，即最大允许数据部分长度为 800 - 20（IP首部） = 780，但是片偏移以8B为单位，所以应该取8的倍数，即776

③1480 / 776 = 1.9 < 2，故两个分片

④第一个分片的片偏移量为0，第二个分片的片偏移量为 776 / 8 = 97

①路由器旁边标注的是路由器端口的地址，只有带前缀的才是网络地址（或者带圈）

②该题的路由表没有子网掩码，必须增加网络前缀

（1）①R2路由器有三个接口，故至少有三个路由表项

②聚合是针对属于相同端口的网段的聚合，属于不同端口的网段不能聚合

③图中没有连接互联网，不需要写默认路由

153.14.5.0/24→153.14.3.2.→S0

194.17.20.128/25→直连→E0

194.17.20.0/23→194.17.24.2→S1

（2）①有目的主机→最长前缀转发

②没有目的主机→默认路由

③没有目的主机且没有默认路由→丢弃

诸位相与，194.17.20.128/25和194.17.20.0/23都符合，选择最长的，即194.17.20.128/25→E0

（3）R1属于AS1，R2属于AS2，即R1和R2属于不同的两个自治系统，故使用BGP实现域间通信，基于TCP（BGP需要TCP实现域间通信的可靠性）

（1）①R1路由器有三个接口，故至少有三个路由表项→路由聚合

②基于OSPF路由协议，需要考虑聚合后的路径代价，如果R2和R4聚合，则到192.1.7.0/24的路径代价为3 + 4 + 1 = 8；如果R3和R4聚合，则到192.1.7.0/24的路径代价为2 + 6 + 1= 9，代价更大；故选择R2和R4聚合

192.1.1.0/24→直连→E0

192.1.5.0/24→10.1.1.10→L1

192.1.6.0/23→10.1.1.2→L0

（2）①每经历一个路由器时，TTL - 1：需要经过R1、R2、R4，故TTL = 64 - 3 = 61

②目的地址和路由表中的路由表项相与选择转发端口：L0

（3）连接INTERNET，即默认路由（0.0.0.0）

（1）不同网段的主机相连即路由器，同一网段的主机相连即交换机：根据IP地址可得，H1H2属于同一网段，H3H4属于同一网段，故设备2和3为交换机；但H1H2（192.168.1.0/26）和H3H4（192.168.1.64/26）属于不同网段，故设备1位路由器

（2）路由器才有IP地址，且每个端口都需要设置，而交换机没有IP地址，故需要设置设备1的IF1、IF2和IF3：

①IF1的IP地址：R的IP地址为为192.168.1.253（1111 1101）/30，故主机位为最后2位，但是00和11不能作为主机号，故最后两位使用10，即192.168.1.254（1111 1110）/30

②IF2的IP地址：H1H2的默认网关作为IF2的IP地址，即192.168.1.0/26

③IF3的IP地址：H3H4的默认网关作为IF3的IP地址，即192.168.1.64/26

H1H2、H3H4需要默认路由使它们能和互联网相连，而设备1是与它们唯一直连，且最近的路由，故设备1就是它们的路由，IF2和IF3分别是它们下一跳的地址，故IF2和IF3的IP地址就是H1H2和H3H4的默认网关地址

（3）访问INTERNET即访问公网，而H1H2H3H4的IP地址为私有地址，故需要R路由进行地址转换，即NAT

（4）目的地址是192.168.1.127（0111 111），即子网192.168.1.66/26的广播地址，而设备3是交换机，不能隔离广播域，故H4能收到；但是设备1是路由器，能隔离广播域，故H1H2收不到

每行开头0000 0010 0020无效数据，略过

（1）①MAC帧首部有14B的控制信息，故需要从14B后开始找IP地址；根据右侧IP数据报的格式找对应字节的IP地址

②默认网关的MAC地址即下一跳的MAC地址

（2）根据ARP协议进行IP地址到MAC地址的转换；ARP请求报文是以广播的形式发送的，因此目的MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF

（4）①经过路由器R，故TTL - 1

②首部校验和是针对首部的所有字符进行设置和检验，故IP数据报的任何字段发生改变，首部校验和字段都要相应的发生改变

③在经过R之前，源IP地址是是私有地址，经过R之后，IP数据报就到了公网上，则不能继续使用私有IP地址，故需要将源IP地址改为公有地址，即R的IP地址（目的地址本来就是公有地址，因此，不需要进行改变；）

④如果是针对MAC帧，则经过R后，进入了新的网段，则源MAC地址和目的MAC地址都要发生变化

⑤如果经过R后，MTU发生变化，则可能需要再切片（MTU变小），标识不会发生变化，因为都同属于同一IP数据报；标志会发生变化，MF字段；片偏移也会发生变化