网络层

根据子网划分规则：

• 主机数量公式为 $2^n - 2$（n 为主机位数）
• 代入计算： $$ 2^n - 2 = 60 \Rightarrow n \approx 6 $$
• 对应的子网掩码需保留 6 位主机位，即 32 - 6 = 26 位网络位
• 二进制表示为：

  11111111.11111111.11111111.11000000
  

• 转换为十进制即 255.255.255.192

解释：

• C 类默认子网掩码为 255.255.255.0
• 子网划分时从主机位借取位数进行划分
• 给定子网掩码二进制表示为 11111111.11111111.11111111.11100000
• 默认掩码为 11111111.11111111.11111111.00000000，因此借用了 3 位 主机位
• 子网数量计算公式： $$ \text{子网数量} = 2^n \quad (n=3) $$ $$ 2^3 = 8 $$

M=0 表示该数据报是原始数据报所有分片中的最后一个分片。因此答案只能是 A 或 C。

已知 HLEN 字段为 10。HLEN 字段表示头部长度（单位为 32 位字），因此头部长度=10×4=40 字节。
同时给出总长度为 400。总长度包含头部和有效载荷的总长度。
除去头部的有效载荷长度=400-40=360 字节。
最后一个字节的序号=2400+360-1=2759（因为编号从 0 开始）

解释：

• TTL（Time To Live）字段的核心功能是限制数据报在网络中的有效生命周期
• 每经过一个路由器，TTL 值减 1，当值为 0 时数据报会被丢弃
• 有效防止因路由环路导致的数据包无限循环传输问题
• 确保无法到达目标地址的数据包不会永久滞留在网络中

解析

以下是所有节点的距离向量。

从 $R_1$ 到 $R_2$, $R_3$, $R_4$, $R_5$ 和 $R_6$ 的最短距离
$R_1(5, 3, 12, 12, 16)$
使用的链接：$R_1 - R_3$, $R_3 - R_2$, $R_2 - R_4$, $R_3 - R_5$, $R_5 - R_6$

从 $R_2$ 到 $R_3$, $R_4$, $R_5$ 和 $R_6$ 的最短距离
$R_2(2, 7, 8, 12)$
使用的链接：$R_2 - R_3$, $R_2 - R_4$, $R_4 - R_5$, $R_5 - R_6$

从 $R_3$ 到 $R_4$, $R_5$ 和 $R_6$ 的最短距离
$R_3(9, 9, 13)$
使用的链接：$R_3 - R_2$, $R_2 - R_4$, $R_3 - R_5$, $R_5 - R_6$

从 $R_4$ 到 $R_5$ 和 $R_6$ 的最短距离
$R_4(1, 5)$
使用的链接：$R_4 - R_5$, $R_5 - R_6$

从 $R_5$ 到 $R_6$ 的最短距离
$R_5(4)$
使用的链接：$R_5 - R_6$

如果我们逐一标记所有使用的链接，我们可以看到以下链接从未使用过：
$R_1 - R_2$
$R_4 - R_6$

解析

• IP 数据包首部的 TTL（Time To Live）字段 在每次经过一个路由器时，其值会减 1。
• 当 TTL 字段的值变为 0 时：
  • 路由器将丢弃该数据包；
  • 向发送方返回一个 ICMP“时间超时”消息。
• 这一机制的设计目的是 防止数据包因路由环路或其他网络问题而无限循环。
• 因此，IP 使用 TTL 字段的核心原因是 “防止数据包无限循环”。

解析

链路状态：每个节点收集完整的网络拓扑结构
每个节点计算从自身出发的最短路径
每个节点生成自己的路由表
距离向量：无人持有完整拓扑图
节点通过迭代构建自己的路由表
每个节点向邻居发送其路由表信息

[S1] 链路状态协议中的计算开销高于距离向量协议。
[S2] 距离向量协议（带水平分割）可以避免持久性路由环路，但链路状态协议不能。
[S3] 拓扑变化后，链路状态协议的收敛速度比距离向量协议快。

• S1 分析
  链路状态协议要求每个节点维护完整的网络拓扑图并执行 Dijkstra 算法计算最短路径，因此计算复杂度为 $O(N^2)$（N 为节点数）。相比之下，距离向量协议仅需局部更新路由表，计算开销显著更低。此结论成立。

• S2 分析
  距离向量协议即使采用水平分割（split horizon）和毒化反转（poison reverse），仍无法完全消除路由环路。例如，当多条路径权重相近时，环路可能持续存在。链路状态协议因全局拓扑视图和最短路径算法设计，天然避免了此类问题。因此该陈述错误。

• S3 分析
  链路状态协议通过洪泛更新拓扑信息，各节点独立计算新路径，收敛速度快；而距离向量协议依赖逐跳传播和迭代计算，易受“计数到无穷大”问题影响，收敛速度明显滞后。此结论成立。

综上，S1 和 S3 正确，S2 错误。

解析

• 协议分类：RIP 和 OSPF 均为内部网关协议（IGP），仅用于自治系统内部通信
• 核心机制差异：
  • RIP 采用距离向量算法（Distance Vector Routing）
  • OSPF 采用链路状态算法（Link State Routing）
• 技术演进：RIP 是较早期的路由协议，现已被更高效的 OSPF 等协议逐步取代

解析

• 所有 (i), (ii) 和 (iii) 都会变化
  • (i) 每经过一个路由跳点，TTL 都会递减，因此 TTL 值与原始值不同。
  • (ii) 由于 TTL 发生变化，数据包的校验和也会随之改变。
  • (iii) 如果数据包大小超过网络的最大传输单元（MTU），则会被分片。中间网络可能会通过分片修改分片偏移量。

解析：

• 循环时间定义：所有主机生成所有可能 ID 所需的时间（即总 ID 数 ÷ 每秒生成的 ID 数）。
• 总 ID 数：50 位可表示 $2^{50}$ 个唯一标识符。
• 主机总数：IPv4 地址空间为 $2^{32}$ 台主机。
• 每秒生成 ID 数：
  • 单台主机每秒生成 1000 个 ID（即 $2^{10}$）；
  • 全网每秒生成总量为 $2^{32} \times 2^{10} = 2^{42}$ 个 ID。
• 循环时间计算： $$ \frac{2^{50}}{2^{42}} = 2^{8} = 256 \text{ 秒} $$

解析

• 分片数量计算

  $$ \text{分片数量} = \lceil \frac{\text{数据报总长度}}{\text{MTU}} \rceil \\ = \lceil \frac{4404}{1500} \rceil \\ = \lceil 2.936 \rceil \\ = 3 $$

• 分片详情

  • 第一个分片：

    • 数据范围：0 → 1479 字节
    • 偏移量：$ 0/8 = 0 $
    • MF 位：1

  • 第二个分片：

    • 数据范围：1480 → 2959 字节
    • 偏移量：$ 1480/8 = 185 $
    • MF 位：1

  • 第三个分片：

    • 数据范围：2960 → 4404 字节
    • 偏移量：$ 2960/8 = 370 $
    • MF 位：0

• 结论
  第三个分片为最后一个分片，因此其 MF 位设为 0，偏移量为 370，数据报长度为 $ 4404 - 2960 + 20 = 1464 $ 字节（含首部）。选项 A 中 “数据报长度：1444” 存在误差，实际应为 1464，但因题目选项设计可能存在简化计算（如忽略首部），故仍选 A 为最接近答案。

解析

将消息划分为分组可能会由于并行性而减少传输时间。但超过一定限制后，减小分组大小也可能增加传输时间。

假设所有节点传输 1 字节所需的时间为 t。第一个分组的传输时间为 (分组大小) 3×t。在第一个分组到达目的地后，剩余分组由于并行性只需 (分组大小)×t 的时间。

计算分析

分组大小为 4 字节

• 分组数量：24 个
• 总传输时间 = 第一个分组耗时 + 剩余分组耗时
  $= 3 \times 4 \times t + 23 \times 4 \times t = 104t$

分组大小为 6 字节

• 分组数量：8 个
• 总传输时间 = $3 \times 6 \times t + 7 \times 6 \times t = 60t$

分组大小为 7 字节

• 分组数量：6 个
• 总传输时间 = $3 \times 7 \times t + 5 \times 7 \times t = 56t$

分组大小为 9 字节

• 分组数量：4 个
• 总传输时间 = $3 \times 9 \times t + 3 \times 9 \times t = 54t$

结论

通过对比不同分组大小的总传输时间，9 字节的分组大小具有最小的总传输时间（54t），因此是最佳选择。

解析说明

• 默认掩码：255.255.255.0

• 子网需求分析：

  • 需求 13 个子网 → 实际需满足 $2^n \geq 13$，取 $n=4$（$2^4=16$）
  • 借用主机位数：4 位
  • 新子网掩码：255.255.255.240（二进制 11111111.11111111.11111111.11110000）

• 子网参数计算：

  • 块大小：$256 - 240 = 16$
  • 每子网可用 IP 数：$2^4 - 2 = 14$（扣除网络地址和广播地址）

• 子网划分示例：

  子网编号	网络地址	可用 IP 范围	广播地址
  0	199.10.20.0	199.10.20.1 - 199.10.20.14	199.10.20.15
  1	199.10.20.16	199.10.20.17 - 199.10.20.30	199.10.20.31
  …	…	…	…
  14	199.10.20.224	199.10.20.225 - 199.10.20.238	199.10.20.239

• 关键结论：
  第 15 个子网（索引从 0 开始计数）的可用 IP 范围为 199.10.20.225 至 199.10.20.238，对应选项 (b)。

解析流程

1. 匹配规则

   • 路由器采用「最长前缀匹配」原则，即优先选择子网掩码位数最多的匹配项

2. 128.75.43.16 的路由决策

   目标地址：128.75.43.16
   匹配项：
   - 128.75.43.0/24 (255.255.255.0) → 掩码长度 24
   - 128.75.43.0/25 (255.255.255.128) → 掩码长度 25
   

   • 由于 /25 子网掩码比 /24 更精确（掩码位数更多），因此选择 Eth1

3. 192.12.17.10 的路由决策

   目标地址：192.12.17.10
   检查路由表：
   - 无精确匹配项
   - 默认路由指向 Eth2
   

   • 因此选择 Eth2

4. 结论

   • 128.75.43.16 → Eth1
   • 192.12.17.10 → Eth2

网络 B 从网络 A 接收到 220 字节的数据（180 字节应用层数据 + 20 字节 TCP 头部 + 20 字节 IP 头部）。由于网络 B 的最大分组大小为 100 字节（80 字节数据 + 20 字节 IP 头部），对于网络 B 来说，220 字节中 200 字节是数据或有效载荷（180 字节应用层数据 + 20 字节 TCP 头部），20 字节是 IP 头部。网络 B 移除 20 字节的 IP 头部后，剩余 200 字节数据。它使用其中 80 字节数据，因此第一个离开 B 的分组为 100 字节（数据 80 字节，IP 头部 20 字节）。此时剩余 120 字节数据，第二个分组同样为 100 字节（数据 80 字节，IP 头部 20 字节）。最后剩余 40 字节数据，第三个分组为 60 字节（数据 40 字节，IP 头部 20 字节）。

因此，目的地总共接收 100 + 100 + 60 = 260 字节。

解析：

• 接收数据：主机 C 接收到 260 字节的数据（包含 IP 和 TCP 首部），其中 180 字节为有效应用数据。
• 传输效率：计算得传输效率为 $ \frac{180}{260} = 0.6923 $。
• 应用数据速率：基于上述效率，实际应用数据传输速率为 $ 0.6923 \times 512\text{Kbps} = 354.45\text{Kbps} $。

解析

• 选项 A 正确：一台计算机可以绑定多个网络接口，或者一个接口上配置多个 IP 地址（例如内网地址 + 外网地址，或 IPv4 + IPv6）。
• 选项 B 正确：IP 协议是无连接的，每个数据包独立处理，可能走不同路径（称为路由的非确定性）。
• 选项 C 正确：IP 数据包有一个 TTL（Time To Live）字段，每经过一个路由器就减 1，若减为 0 则丢弃，防止死循环。
• 选项 D 错误：虽然默认情况下路由是由路由器决定的，但 IP 协议支持源路由（source routing），即数据包源主机可以在 IP 头中指定部分或全部的路由路径。不过，出于安全原因，大多数现代路由器已禁用该功能。

解析

• 转发表中的不同条目可能存在网络地址重叠的情况
• 路由器通过选择与传入数据包最长前缀匹配的路由条目来决定转发路径
• 这是 IP 路由中解决多匹配问题的标准机制（Longest Prefix Match, LPM）

解释：

• 选项 I 匹配第一个和第三个 IP 地址，因为它们属于其子网掩码定义的范围。
• 选项 II 匹配第二个 IP 地址，因为它属于其子网掩码定义的范围。
• 选项 III 不匹配任何 IP 地址，因为它们超出其子网掩码定义的范围。
  因此正确答案是 B。

当发生 IP 分片时，长度和校验和可能被修改。生存时间（TTL）会在路由路径上的每个路由器处递减。源地址字段的两种情况：

1. 若设备具有公网 IP 地址，则任何路由器均无法修改 IP 头部的源地址字段。
2. 若设备具有私有 IP 地址，则仅支持网络地址转换（NAT）功能的路由器可以将其转换为公网 IP 地址：
   • 普通路由器无法处理私有 IP 地址，因此会丢弃数据包
   • 将私有 IP 转换为公网 IP 的目的是实现发送方与接收方在局域网外或互联网上的通信

唯一不能被修改的 IP 地址字段是源地址，因此答案选 B。

解析

• 网络地址的第四字节为 144。
• 将 144 转换为二进制为 10010000。
• 该字节的前三位固定为 100，剩余位最大值为 11111。
• 因此，主机 IP 的最后一个字节最大可能为 10011110（即 158）。
• 广播地址（主机位全为 1 的地址）不能分配给主机，因此最大可用主机地址为 10011110，对应十进制 158。
• 可分配的最大网络地址为 200.10.11.158/31，其最后字节为 158。

解析

给定的子网掩码 255.255.255.192 的二进制表示为：

11111111.11111111.11111111.1100000

网络前缀的位数为：8 + 8 + 8 + 2 = 26
可用于主机的位数为：32 - 26 = 6
可用地址数量为：2⁶ = 64
首个地址保留给子网，最后一个地址作为广播地址。
因此，可用主机地址数量为：64 - 2 = 62
所以选项 (C) 正确。

解析

• 以太网地址本质是 MAC 地址
• 其设计目标是实现 网卡（NIC）层面的全局唯一性
• 因此在 互联网范围 内均保持唯一性
• 知识延伸：MAC 地址由 IEEE 统一分配，前 3 字节为厂商标识符，后 3 字节为设备序列号，确保全球唯一性

解析：

• 在慢启动阶段，TCP 协议中每收到一个确认应答（ACK），发送方会将当前发送窗口大小增加一个最大报文段长度（MSS）。
• 根据题目描述，每个数据包大小为 2000 字节，即 MSS = 2000 字节。
• 收到两个 ACK 后，当前窗口尺寸将从 4000 字节增加至 4000 + 2000 + 2000 = 8000 字节。
• 最终结果未超过最大发送窗口尺寸（12000 字节），因此有效。

解析

路径追踪跟踪 IP 网络中数据包到达指定主机所经过的路由。它利用 IP 协议的生存时间（TTL）字段，并尝试从路径上的每个网关获取 ICMP_TIME_EXCEEDED 响应。替代方案——本题提供的选项部分正确。

• 选项 A 部分正确地指出源节点逐步查询路由器，但错误地声称源节点使用 ICMP 数据包查询路径上下一个路由器的信息。
• 选项 C 也部分正确。路径追踪通过提前耗尽 TTL 字段来确保从每个路由器返回数据包，每次收到路由器响应时 TTL 递增 1。但它错误地声称使用的是 ICMP 回复数据包，而实际上使用的是 ICMP 错误数据包。

在两个选项中，选项 C 更准确地描述了路径追踪程序的工作方式。

此解释由 Chirag Manwani 提供。

解释：

• 使用距离向量路由的网络容易出现环路和计数到无穷大的问题。
• 当链路或路由器发生故障时，路由协议可能会出现问题。

解析过程：

• 数据包比特数：$L$ 比特
• 链路选择与参数
  • 选择链路 $L_1$ 的概率：$p_1$
  • 链路 $L_1$ 的比特错误概率：$b_1$
  • 链路 $L_1$ 无比特错误的概率：$(1 - b_1)$
  • 选择链路 $L_2$ 的概率：$p_2$
  • 链路 $L_2$ 的比特错误概率：$b_2$
  • 链路 $L_2$ 无比特错误的概率：$(1 - b_2)$
• 互斥性分析
  链路 L1 和 L2 是互斥的选择路径，因此总无错误接收概率为两路径概率之和： $$ \text{总概率} = (1 - b_1)^L \cdot p_1 + (1 - b_2)^L \cdot p_2 $$
• 结论
  选项 A 正确表达了上述计算公式。

背景知识

• IP 地址分类

  • A 类：1.0.0.1 - 126.255.255.254
  • B 类：128.1.0.1 - 191.255.255.254
  • C 类：192.0.1.1 - 223.255.254.254
  • D 类：224.0.0.0 - 239.255.255.255（127.0.0.0 用于回环）

• 特殊地址规则

  • x.x.x.0 和 x.x.x.255 分别为网络 ID 和广播地址
  • 网络 ID = IP 地址 & 子网掩码

• IPv4 地址位分配

  • A 类：1-8 位网络，9-32 位主机
  • B 类：1-16 位网络，17-32 位主机
  • C 类：1-24 位网络，25-32 位主机

解题分析

原始网络信息

• 网络地址：204.204.204.0（二进制：11001100.11001100.11001100.00000000）
• 地址范围：204.204.204.0 - 204.204.204.255

子网划分原则

通过借用主机位创建子网：

• 子网掩码中网络位 + 子网位为 1，主机位为 0
• 主机数量计算公式：$2^n - 2$（n=可用主机位数）

选项解析

选项 (A)

204.204.204.128/255.255.255.192 → 62 主机
204.204.204.0/255.255.255.128   → 126 主机
204.204.204.64/255.255.255.128  → 与主网络冲突
→ 仅生成 2 个有效子网

选项 (B)

204.204.204.0/255.255.255.192    → 62 主机
204.204.204.192/255.255.255.128  → 126 主机
204.204.204.64/255.255.255.128   → 与主网络冲突
→ 仅生成 2 个有效子网

选项 (C)

204.204.204.128/255.255.255.128 → 126 主机
204.204.204.192/255.255.255.192 → 62 主机
204.204.204.224/255.255.255.192 → 与前一子网冲突
→ 仅生成 2 个有效子网

选项 (D)

204.204.204.128/255.255.255.128 → 126 主机（满足 100 需求）
204.204.204.64/255.255.255.192  → 62 主机（满足 50 需求）
204.204.204.0/255.255.255.192   → 62 主机（满足 50 需求）
→ 生成 3 个互不重叠的有效子网

背景知识

当您在浏览器中输入网址（如 www.google.com）时，计算机需要将其转换为 IP 地址以连接到目标服务器并获取网页。

正向 DNS 查询流程

域名 → IP
客户端首先向 ISP 请求域名的 DNS。若缓存未命中，则：

1. 向根级 DNS 服务器发起请求
2. 根服务器重定向至顶级域服务器（如 .org）
3. 最终获得目标 IP 地址返回给客户端

反向 DNS 查询流程

IP → 域名
特殊地址域 in.addr.arpa 用于逆向解析：

• IPv4 使用 in-addr.arpa
• IPv6 使用 ip6.arpa

具体实现方式

对于 IP 地址 192.19.20.1，其 PTR 记录格式为：

1.20.19.192.in-addr.arpa. IN PTR www.geeksforgeeks.org.

关键规则

1. 地址倒序排列：IP 地址在记录中按字节倒序排列
2. 域名映射：ISP 维护双向映射表
3. 验证机制：用于验证发送方的 IP 地址真实性

本题解析

针对 IP 145.128.16.8 的反向查询应遵循：

1. 首先查询 in-addr.arpa 的 NS
2. 然后查询 128.145.in-addr.arpa 域的 NS
   此过程符合反向 DNS 查询的标准路径设计原则。

• 已知条件：
  • MTU = 100 B
  • IP 首部长度 = 20 B
  • IP 数据报总长度 = 1000 B
• 计算步骤：
  1. 每个分片可传输数据大小 = MTU - 首部长度 = 100 - 20 = 80 B
  2. 待传输总数据量 = 总长度 - 首部长度 = 1000 - 20 = 980 B
  3. 分片数量 = $\lceil \frac{980}{80} \rceil$ = 13
• 结论：需划分 13 个分片以满足 MTU 限制

以太网帧格式

• 又称为 IEEE 802.3 协议
• 工作在数据链路层，采用总线拓扑结构，CSMA/CD 访问控制，不使用确认机制
• 安全性方面使用 CRC（更精确地说是 CRC-32 位）

IP 数据报格式

• 使用 16 位校验和

结论
因此，以太网 → CRC，IP → 校验和

解析

• S₁为真：无限计数问题仅与距离向量算法相关，而不会影响链路状态算法
• S₂为假：在链路状态算法中，每个节点在广播其邻居信息到所有其他节点后，都会运行最短路径算法
• S₃为假：在距离向量算法中，每个节点在接收到邻居的距离向量或链路成本变化时，会异步运行最短路径算法
• S₄为真：在链路状态算法中，每个节点需要将其邻居信息广播给所有其他节点；而在距离向量算法中，每个节点只需将路由信息发送给直接邻居。因此，DV 所需的网络消息数量少于 LS

因此选项 (D) 正确。

解释：

• 子网掩码（存储在路由表中）是路由器将数据包导向目标网络的关键信息
• 主机通过子网掩码执行 逻辑与运算 来识别目标地址是否属于本地网络
• 当主机需要通信时：
  1. 将目标 IP 地址与自身子网掩码进行与运算
  2. 比较结果与本机网络地址
  3. 若匹配则直接发送；若不匹配则交由默认网关（路由器）处理
• 这种机制确保主机能自主决定数据传输路径
  因此，选项 (C) 正确。

在 IP 分片问题中，我们不需要担心 TCP/UDP 首部，因为路由器处理分片时甚至无需查看 TCP/UDP 首部，因此不会将它们附加到每个分片上。TCP/UDP 首部只是有效载荷的一部分，被视为普通数据，且仅存在于第一个分片中。

MTU=600 字节，IP 首部=20 字节，因此有效载荷为 600-20=580 字节。580 不是 8 的倍数，但分片大小必须是 8 的倍数，因此分片大小=576 字节。

第 K 个分片的偏移值=分片大小×(第 K 个分片 -1)/缩放因子。
第三个分片的偏移值=576×(3-1)/8=144。

在 IPv4 中，0.0.0.0 有多种用途，其中之一是：

• 它被用于 系统启动时 的临时地址表示
  因此 (A) 是正确选项。

结论

• (a) 分片字段迁移
  IPv4 基本头部中的分片字段已移至 IPv6 的分片扩展头部，此陈述正确。

• (b) 认证扩展头部
  虽然认证头（协议 51）在 IPv4 和 IPv6 中相同，但认证扩展头部是 IPv6 新增特性，因此该陈述正确。

• (c) 记录路由功能
  根据 [IPv6] 规范，IPv6 未定义记录路由功能。IPv4 的记录路由功能存在灵活性差和可扩展性问题。尽管 RR6（IPv6 记录路由）机制尝试优化并修复这些问题，但 IPv6 本身并未实现该功能，故此陈述正确。

结论
所有陈述均正确，因此选项 (D) 是正确答案。

• 已知条件

  • 令牌桶填充速率 $ r = 2 , \text{Mbps} $
  • 令牌桶容量 $ b = 16 , \text{Mb} $
  • 最大传输速率 $ M = 10 , \text{Mbps} $

• 计算公式
  最大持续时间 $ t = \frac{b}{M - r} $

• 代入数值

  $$ t = \frac{16}{10 - 2} = \frac{16}{8} = 2 , \text{秒} $$

• 结论
  因此，选项 (B) 正确。

解释

A、B、C 三个选项描述的都是动态路由协议的核心功能：

• 动态发现和维护路由（A）是动态路由协议的基本特性
• 分发路由更新（B）用于同步网络状态信息
• 就网络拓扑达成一致（C）是实现路由收敛的前提条件
• 动态发现和维护路由：通过协议算法（如 OSPF、BGP）自动识别网络变化并更新路由表

解释：

• 子网数量计算
  使用 6 位作为子网号时，传统公式为 $2^n - 2$（其中 $n=6$），因为全 0 和全 1 的子网通常被保留。
  因此 $2^6 - 2 = 62$ 个有效子网。

• 每子网主机数
  B 类网络默认有 16 位主机位，划分 6 位子网后剩余 $16 - 6 = 10$ 位主机位。
  每子网可用主机数为 $2^{10} - 2 = 1022$（减去网络地址和广播地址）。

• 选项分析
  选项 C 符合上述计算结果，而其他选项要么未扣除保留地址（如 64 个子网或 1024 台主机），要么数值错误。

解析：

• 当 PING 遇到错误时（如目标不可达、网络拥塞等），会通过 ICMP 错误消息 返回具体信息
• 常见的 ICMP 错误消息包括：
  • Destination Unreachable
  • Time Exceeded
  • Parameter Problem 等
• 因此，选项 C 的描述与实际行为相悖，属于错误陈述

吞吐量定义
吞吐量是指成功从一个地方传输到另一个地方的数据量。

计算过程

• 每分钟传输帧数：12,000 帧
• 每帧数据量：10,000 位
• 总数据量 = 12,000 × 10,000 = 120,000,000 位/分钟
• 转换为秒级：120,000,000 ÷ 60 = 2,000,000 比特/秒 = 2 Mbps

结论
因此选项 (B) 正确。

网络地址转换（Network address translation，NAT）是一种通过修改网络地址信息将一个 IP 地址空间重新映射到另一个 IP 地址空间的方法。

• 端口地址转换（Port Address Translation，PAT）：是 NAT 的扩展，允许本地局域网（LAN）上的多个设备映射到单个公共 IP 地址。其目标是节约 IP 地址资源。
• 地址映射（Address mapping）：也称为点映射或地理编码，是将数据库中的地址分配地图坐标位置的过程，其输出结果是一个带有输入数据库所有数据属性的点图层。
• 端口映射（Port mapping）：或端口转发，是 NAT 的一种应用，用于在网络网关（如路由器或防火墙）中将通信请求从一个地址和端口号组合重定向到另一个组合。

因此，选项 (B) 是正确的。

解释：

• 开放最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）是一种链路状态路由协议，属于网络层协议。
• 它通过链路状态路由方法基于特定算法计算网络中到目标的最短路径。
• 该协议属于 IGP（内部网关协议）类别。

因此，选项 (D) 正确。

解析：

• 分片偏移量 = 100 × 8 = 800
• HLEN = 5，因此首部长度 = 5 × 4 = 20
• 总长度字段 = 200
• 载荷大小 = 200 - 20 = 180

计算过程：

1. 数据包起始字节位置 = 分片偏移量 × 8 = 800
2. 数据包结束字节位置 = 起始位置 + 载荷大小 - 1 = 800 + 180 - 1 = 979

最终结果为 979，对应选项 (C) 正确。

解析

已知信道的传输速率为 32kbps，从源到目的地有‘8’条路由路径，每个数据包 p 包含 8000 位。
总延迟 = 路由路径数 × 数据包大小 / 传输速率。
即：8 × 8000 b / 32 kbps
= 8 × 8000 b / 32000 bps
= 2 s
因此，选项（A）正确。

分析过程

• 前 4 位表示版本 IPv4
• 后 4 位表示首部长度（/4），应介于 20 到 60 字节 之间
• 此处 0010 表示首部长度，等于 $2 \times 4 = 8$ 字节
• 因此接收方将拒绝该数据包

结论：选项 (D) 正确。

通过将超网掩码与给定 IP 地址进行与运算，如果结果等于超网的第一个地址，则该 IP 地址属于同一超网。

以选项（D）为例验证：

• 超网掩码：255.255.248.0
• IP 地址：205.16.39.44

11111111. 11111111. 11111000. 00000000   # 超网掩码（二进制）
11001101. 00010000. 00100111. 00101100   # IP 地址（二进制）
----------------------------------------
11001101. 00010000. 00100000. 00000000   # 与运算结果

运算结果 205.16.32.0 恰好等于超网的第一个地址，因此选项（D）正确。

130.34.12.64/26 的地址空间分析如下：

1. 网络前缀长度：/26 表示网络位占 26 位，主机位占 $32 - 26 = 6$ 位
2. 可用地址数量：$2^6 = 64$ 个地址（含网络地址和广播地址）
3. 地址范围：
   • 起始地址：130.34.12.64
   • 结束地址：130.34.12.127
4. 验证选项：
   • A. 130.34.12.124 ∈ [64, 127] ✅
   • B. 130.34.12.89 ∈ [64, 127] ✅
   • C. 130.34.12.70 ∈ [64, 127] ✅
   • D. 130.34.12.132 ∉ [64, 127] ❌

结论：选项 (D) 超出该组织分配的地址范围，因此是正确答案。

IPv6 支持的寻址模式包括：

• 单播寻址：在单播模式下，IPv6 接口（主机）在网络段中被唯一标识。
• 多播寻址：发送给多个主机的数据包通过特殊的多播地址传输。
• 任播寻址：IPv6 引入了任播寻址。在此模式下，多个接口（主机）可以分配相同的任播 IP 地址。

IPv6 不支持广播寻址。

选项 (C) 正确。

解析

11111111.11100000.00000000.00000000

• 前 8 位：11111111 表示 A 类网络地址
• 后续 3 位：11100000 中的前 3 个 1 用于子网划分
• 子网数量计算：$2^3 = 8$

(B) 是正确答案。

解析

• 服务类型 与 IPv4 数据报的分片功能无直接关联
• 分片偏移 用于指示当前分片在原始数据报中的位置
• 标志位 控制是否允许分片及是否为最后一个分片
• 标识符 用于标识同一原始数据报的所有分片

因此，选项（A）正确。

解析：

• 流量控制 是管理两个节点间数据传输速率的过程，用于防止发送方过快导致接收方被淹没。该机制通常属于传输层功能（如 TCP 滑动窗口），而非网络层职责范畴。
• 分组丢弃策略：网络层通过主动丢弃超额数据包缓解拥塞。
• 分组生存期管理策略：通过 TTL（Time To Live）字段限制分组在网络中的存活时间，避免无效循环。
• 路由算法：动态选择低负载路径分散流量，是典型的网络层拥塞控制手段。

因此，选项（A）正确。

解析：

1. 总传输数据量计算

   • 每帧数据量：8000 bit
   • 每分钟传输帧数：15000 帧
   • 总数据量 = 15000 × 8000 = 120,000,000 bit

2. 吞吐量换算

   • 时间单位转换：1 分钟 = 60 秒
   • 吞吐量 = 120,000,000 ÷ 60 = 2,000,000 bps = 2 Mbps

3. 结论
   网络实际吞吐量（2 Mbps）远低于理论带宽（10 Mbps），表明存在显著的传输效率损耗。
   因此，选项（A）正确。

当使用 IPSec 隧道模式时，IPSec 会加密 IP 头部和有效载荷，而传输模式仅加密 IP 有效载荷。在隧道模式下，整个 IP 数据包会被封装一个 AH 或 ESP 头部和新的 IP 数据包（包括原始头部），对整个数据包应用 IPSec 安全方法，并添加一个新的 IP 头部。外层 IP 头部的地址是隧道端点，被封装 IP 头部的地址是最终源地址和目的地址。隧道模式可用于以下配置：

• 网关到网关
• 隧道模式通常用于两个路由器之间
• 保护原始 IP 头部

选项 (B) 正确

• 核心原理：路由器通过路由表选择性地将数据包转发到其他网络。这些路由器会应用最短路径算法，选择数据包需要经过的链路，以确保其在最少跳数内到达目的地。
• 数量计算：
  • 每个路由器维护独立的路由表
  • 网络中有 5 个路由器 → 对应 5 张路由表
• 结论：选项（B）正确。

• 路由机制：路由是基于 IP 地址进行的。当网络 A 上的主机向网络 B 上的主机发送数据包时，它会检查接收主机的 IP 地址，并将数据包路由到合适的下一跳。
• 物理地址（MAC）：物理地址（即 MAC 地址）用于在局域网中识别网络上的唯一主机。
• 端口作用：端口号用于标识消息到达服务器后需要转发到的特定进程或应用程序。

因此，选项 (B) 正确。

在一个包含 $ n $ 台设备的网络中，网状拓扑结构需要 $ \frac{n(n - 1)}{2} $ 条全双工模式链路。

• 计算逻辑：每台设备需与其他 $ n-1 $ 台设备建立独立连接，总连接数为 $ n(n-1) $，但由于每条链路被两台设备共享，因此除以 2 去重。
• 参考依据：网络拓扑结构 | 计算机网络
• 结论：选项 (D) 是正确的。

解释

HDLC 是一种面向比特的协议，专门设计用于点对点和多点链路通信。
其他选项（如停止等待、滑动窗口、回退 N）属于流量控制或错误恢复机制，并非面向比特的协议。

• 停止等待：通过发送方每次仅发送一个帧并等待确认后继续发送，实现简单但效率较低的流量控制。
• 滑动窗口：允许发送方连续发送多个帧，并通过动态调整窗口大小优化信道利用率。
• 回退 N：在检测到错误时，从出错帧开始重传后续所有未确认的帧，属于自动重传请求（ARQ）机制。

这些机制主要关注数据传输的可靠性和效率，与 HDLC 的协议类型本质不同。

路由器是网络层设备。如下图所示：源 S 和目的 D 各包含 1 个网络层和 1 个数据链路层，而中间路由器 R 包含 2 个数据链路层和 1 个网络层。因此：

• 网络层总共访问 3 次（S→R→D）
• 数据链路层总共访问 4 次（S→R 入、R 出→D）
  正确答案为 (D)

解析：

1. 网络层访问次数

   • 路由器属于网络层设备（第 3 层）
   • 数据包需经过：S → R1 → R2 → D 共 4 个节点
   • 每个节点都会进行网络层处理（路由决策/转发）

2. 数据链路层访问次数

   • 数据链路层（第 2 层）负责物理传输
   • 传输路径包含 3 段链路：S-R1, R1-R2, R2-D
   • 每段链路两端设备均需进行数据链路层封装/解封装
   • 因此总共访问数据链路层：3 段 × 2 次 = 6 次

3. 结论

   • 网络层共访问 4 次（每个节点 1 次）
   • 数据链路层共访问 6 次（每段链路 2 次）

路由器是存储转发设备。

传播时间 = $\frac{100 \text{ km}}{10^8 \text{ m/s}} = 1$ 毫秒

一个数据包的传输时间 = $\frac{1000 \text{ bits}}{10^6 \text{ bits/sec}} = 1$ 毫秒

在第一个数据包到达接收器之后，数据包将以流水线方式转发，每 $1$ 毫秒会有一个新的数据包到达。

现在数据包 No.1 到达目的地所需的时间是：

$1$ 毫秒（发送方的 $T_x$）$+ 1$ 毫秒（从发送方到 R1 的 $T_p$）$+ 1$ 毫秒（R1 处的 $T_x$）

$+ 1$ 毫秒（从 R1 到 R2 的 $T_p$）$+ 1$ 毫秒（R2 处的 $T_x$）$+ 1$ 毫秒（从 R2 到目的地的 $T_p$）$= 6$ 毫秒

所以，1000 个数据包的时间 = $6$ 毫秒 $+ 999$ 毫秒 $= 1005$ 毫秒

正确答案：A

在本题中，我们需要为每个路由表项计算子网掩码，并将其与给定的数据包地址进行按位与运算，结果等于网络 ID（Netid）的即为候选答案。例如：

• 第一个表项 131.16.0.0/12 的子网掩码是前 12 位全为 1（网络部分），后 20 位全为 0（主机部分），即 255.240.0.0。将 131.23.151.76 与该掩码进行按位与运算得到 131.16.0.0，匹配成功。
• 最后一个表项 131.22.0.0/15 的掩码为 255.254.0.0，运算结果为 131.22.0.0，同样匹配成功。

此时需要通过最长前缀匹配规则决定最终接口：当目标地址匹配多个路由表项时，选择最具体的（即前缀长度最长）表项作为接口。

输入 IP 地址与接口 1 的前缀匹配长度最长，因此选择接口 1。

根据网络地址计算规则：

• C1 的网络地址
  203.197.2.53 & 255.255.128.0 = 203.197.0.0/17

• C2 的网络地址
  203.197.75.201 & 255.255.192.0 = 203.197.64.0/18

分析过程

1. 从 C1 视角看 C2 的 IP 地址

   • 使用 C1 的子网掩码进行与运算：
     203.197.75.201 & 255.255.128.0 = 203.197.0.0/17
   • 结果与 C1 自身网络地址相同（203.197.0.0/17），因此 C1 认为 C2 在同一网络中。

2. 从 C2 视角看 C1 的 IP 地址

   • 使用 C2 的子网掩码进行与运算：
     203.197.2.53 & 255.255.192.0 = 203.197.0.0/18
   • 结果与 C2 自身网络地址（203.197.64.0/18）不同，因此 C2 认为 C1 在不同网络中。

综合上述分析，选项 C 正确。

• 结构分解：8 个簇 × 9 个区域 × 10 个路由器
• 路由表条目组成：
  • 本地路由器：10 条目
  • 其他区域：8 条目
  • 远端簇：7 条目
• 总计：10 + 8 + 7 = 25
  因此，选项 (A) 正确。

目标地址不在本地 TCP/IP 网络段的数据包会被发送到默认网关。

解析：

• 关键概念：当主机发现目标 IP 地址不属于本地网络时，会通过默认网关（Default Gateway）转发数据包。
• 工作原理：
  • 默认网关是主机通往外部网络的出口节点，负责将数据包路由到其他网络段。
  • 其他选项（文件服务器/DNS/DHCP）仅提供特定服务，不承担跨网络通信的路由功能。
• 相关知识点：
  • 集线器/中继器：物理层设备，仅放大信号。
  • 网桥/交换机：数据链路层设备，基于 MAC 地址转发。
  • 路由器/网关：网络层设备，基于 IP 地址实现跨网段通信。

因此，选项 (D) 正确。

首先，当链路 N1 − N2 失效后，N2 和 N1 都会将其路由表中对应项更新为 ∞。所以此时 N2 的路由表为 N2(∞, 0, 2, _, _)（我省略了其余部分，因为它们在这里不重要）。

接下来，N3 在下一轮中会通过 N2 和 N4 获取更新的路由表。但在此之前，我们需要知道上一轮 N4 是如何更新的。在上一题中，N4 收到了来自 N3 和 N5 的更新，其表分别为：

• N3: (7, 6, 0, 2, 6)
• N5: (4, 3, 6, 4, 0)

现在这点非常重要：为什么 N4 没有从 N3 获取到更新后的路由表？
答案是：这些路由表是在同一时刻被共享的，因此在一次更新轮次中用到的都是旧值，而不是已更新的值。

N3 是在先将旧的路由表传给邻居后，才进行了更新的。N4 没理由等 N3 先更新再处理，所以它会直接使用旧表更新（也就是 N4(8, 7, 2, 0, 4)）。

来看通向 N1 的路径：这条路径是通过 N5 而不是 N3 的。因为当时 N3 所分享的表中指向 N1 的代价是 7，而 N1 通过 N3 的路径代价是 7 + 2 = 9。
现在，当 N3 接收到来自 N2 和 N4 的表：

• N2: (∞, 0, _, _, _)
• N4: (8, 7, 2, 0, 4)

它首先会将指向 N1 的距离更新为 ∞，而不是 3，因为现在从 N2 到 N1 的距离为 ∞，且下一跳还是 N2。
（注意：如果下一跳相同，即使新值比旧值大，也会更新。）

但与此同时，N3 也会看到来自 N4 的表中到 N1 的距离是 8，因此通过路径 N3 − N4 − N1 的代价是 2 + 8 = 10，于是它更新距离为 10。

因此，N3 到 N1 的距离将更新为 10，最终路由表变为：

• N3(10, _, 0, _, _)

所以，答案是 (C)。