计算机网络历年考试重要题目

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主机转发数据的过程

下面先看一下学长或学姐写的满分答案（反正老师没扣分）

1. 判断H1和H3是否在同一网段。H1将H3的IP地址与H1的子网掩码相与，比较H1的IP地址与H1的子网掩码与，根据图示，H1发现H3与自己不在一个网段。于是封装ARP广播包，获取网关R10的MAC地址
2. 网关R10收到ARP广播包，发现是自己的IP，返回R10的MAC地址给H1，H1收到R10的MAC地址MR10，将数据源IP设为H1IP，目的IP设为H3IP，源MAC地址设为MH1，目的MAC地址设为MR10。由适配器，将帧推到链路中。
3. R10收到该帧，解析后获得目的IP为（128.30.36.12）于是查看路由器转发表，将目的IP与转发表项中子项依次与，然后与（）（）子网IP比较相同，则（）（）转发端口，由R11转发后
4. R20接收到数据，查看路由器转发表，将数据交给R21接口，R21封装一个ARP广播包，获取目的IP的MAC地址，然后将源MAC改为MR21，目的MAC改为MH3，将包发送给H3，H3检查到自己的包，抓取上交。

老师上课的时候也说过，有一道题是年年都考的

这两道题本质上是一道题，就是长相不太一样。
现在我要系统的整理一下，结合学长学姐的答案，和我自己的想法。就用上面那道题来讲。

题目：详细描述主机H1发送数据到主机H3的转发过程，在描述转发过程中请考虑网络层及数据链路层的转发处理。注意本图为初始状态，主机及路由器中尚未形成ARP转发表。

首先，H1是一个端系统，有网络中心分配的IP地址，子网掩码，默认网关。
而路由器有很多个端口，每个端口都有IP地址，子网掩码，默认网关（每个端口的都不相同）。
现在需要我们从主机H1发送数据到主机H3。
第一步就是判断H1和H3是否在同一个网络中，因为如果它们在同一个网络中，而且H1知道H3的MAC地址的话，就可以直接点对点传。
判断H1和H3是否在同一个网络中的方法：
把H1这台机器的IP地址和它自己的子网掩码相与，得到结果1。再把H3这台机器的IP地址与H1的子网掩码相与，得到结果2。
如果结果1和结果2相同，那么他们俩在同一个网络里，即网段相同。
H1和H3的不在一个网络中的话，如果H1想给H3发消息，就得“出去”。出去得通过网关。
也就是说H1得把数据发给跟它在一个网段的网关。它们俩在一个网段，可以直接点对点传，但是H1必须知道R10的MAC地址。H1会尝试通过ARP表找到下一跳的ARP地址，如果表项中没有下一跳（也就是R10）的ARP地址，就要封装ARP广播包，获取网关R10的MAC地址。
单独看H1所处的网段，可以看出这是个总线式结构（也就是我们讲的那种结构）。（这一段“单独……结构”没什么用，是我自己猜的，老师也没讲）

广播是指在IP子网内广播数据包，所有在子网内部的主机都将收到这些数据包。 广播意味着网络向子网每一个主机都投递一份数据包，不论这些主机是否乐于接收该数据包。所以广播的使用范围非常小，只在本地子网内有效，通过路由器和交换机网络设备控制广播传输。
参考博文计算机网络的三种通讯模式（单播，广播，组播）小结

因为发的是广播包，这个网段里的所有主机都会接收这个广播包，接收到网络层拆开，其他主机会发现不是给自己的，而R10通过检查包里的ip，发现是给自己的。它就给H1回包，H1接收回包后，就得到了R10的物理地址。
将数据源IP设为H1的IP，目的IP设为H3的IP。源MAC地址设为MH1，目的MAC地址设为MR10。由适配器将帧推到链路中。
适配器，也就是网卡。工作在数据链路层，可以把帧发送到局域网，也可以从局域网接收帧。
R10收到该帧，到网络层拆封后得到目的IP，目的IP是（128.30.36.12）。
于是查看路由表，将目的IP和路由表中的每个表项中的子网掩码相与。
路由表的查找原则是将目的IP地址与路由表中第一表项的子网掩码相与，如果结果与该表项的目的网络相等，则按该表项中的下一跳所指转发。否则与第二表项的子网掩码相与，如此下去，如果所有表项均不匹配，则按默认路由转发。
总之就是将目的IP和路由表中的每个表项中的子网掩码相与（与出来的结果叫网络号或网络ID），与出来的结果和这个表项自己的网络号（就是它自己的IP和自己的子网掩码相与的结果）比较一下，如果相同，那就把数据转发到这个表项对应的网关上。
这一部分可以参考这个博客计算路由表的目的地址
要理解路由表有最长前缀匹配原则。
还可以看一下ARP表、路由表、交换机转发表这个博文，这些“表”还是有区别的，不能一概而论。
IP地址和子网掩码

将数据转发到R11后，R11继续发广播包，获取R20的物理地址，再将数据包转发给R20。R20接收到数据，查看路由器转发表，将数据交给R21接口，R21封装一个ARP广播包，获取目的IP的MAC地址，然后将源MAC改为MR21，目的MAC改为MH3，将包发送给H3，H3检查到自己的包，抓取上交。

到这里这一题的讲解就结束了，其实还可以整理出一个更精简的适合考试的答案。

与之相似的是当用户请求一个Web页面（访问一个网址）时。
要把域名拿到首选DNS中，解析成IP地址。
先拿本机的IP和子网掩码与，再把首选DNS的IP和自己的子网掩码与，发现不在一起，这个时候要借助网关。
DNS就是用来解析域名的。

1. 笔记本发送方向请求，与本地DHCP服务器连接，用笔记本IP与端口号，发给DHCP。DHCP重新封包，用DHCP的IP与一个新的（）（）替换数据包数据
2. DNS的请求，解析www.google.com的域名，返回其IP放入目的IP
3. ARP解析将包交给网关路由器，网关路由器再次迭代，最终将包发往目的IP
4. HTTP之间首先执行TCP的两次握手（这里老师扣分了）然后主机发送请求给服务器
5. 服务器返回请求数据，均通过DHCP中的NAT表转换交回我们笔记本电脑。

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