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2013年 408 计算机网络 第 47 题

计算机网络2013年综合题9分

题目

假设 Internet 的两个自治系统构成的网络如题 47 图所示,自治系统 AS1 由路由器 R1 连接两个子网构成;自治系统 AS2 由路由器 R2、R3 互联并连接 3 个子网构成。各子网地址、R2 的接口名、R1 与 R3 的部分接口 IP 地址如题 47 图所示。

153.14.3.1S0: 153.14.3.2E0S1194.17.24.2153.14.5.0/25R1AS1153.14.5.128/25R2AS2194.17.20.128/25R3AS2194.17.20.0/25194.17.21.0/25

请回答下列问题。

(1) 假设路由表结构如下表所示。

目的网络下一跳接口

请利用路由聚合技术,给出 R2 的路由表,要求包括到达题 47 图中所有子网的路由,且路由表中的路由项尽可能少。

(2) 若 R2 收到一个目的 IP 地址为 194.17.20.200 的 IP 分组,R2 会通过哪个接口转发该 IP 分组?

(3) R1 与 R2 之间利用哪个路由协议交换路由信息?该路由协议的报文被封装到哪个协议的分组中进行传输?

解析

(1) R2 的路由表(最少路由项)

要让路由项最少,原则是把方向相同的若干子网聚合成一条——只有"前缀越长越精确,越短越广覆盖"且下一跳相同时才能合并。

逐个方向梳理

方向(出接口)涉及子网是否可聚合
S0 → R1(去 AS1)153.14.5.0/25、153.14.5.128/25前 24 位相同(10011001 00001110 00000101),仅第 25 位 0/1 → 聚合为 153.14.5.0/24
S1 → R3(去 AS2 远端)194.17.20.0/25、194.17.21.0/25前 23 位相同(11000010 00010001 0001010),仅第 24 位 0/1 → 聚合为 194.17.20.0/23
E0(直连)194.17.20.128/25单独一项,无可聚合对象

聚合的"位对齐"判定:两个子网若要聚合成一条 路由,必须满足:① 前 位完全相同;② 它们正好"瓜分"了第 位的两个取值(一个是 0、一个是 1)。153.14.5.0/25 和 153.14.5.128/25 的第 25 位刚好是 0 和 1,且其它位完全相同 → 可合并。否则强行合并会带上不属于这两子网的额外地址。

写出 R2 的路由表(共 3 条):

目的网络下一跳接口
153.14.5.0/24153.14.3.1S0
194.17.20.0/23194.17.24.2S1
194.17.20.128/25E0

隐藏的关注点:聚合后的 194.17.20.0/23 实际上也覆盖了 194.17.20.128~194.17.20.255 这段地址——而这段正好是 E0 直连的子网。这在路由层面会"撞车",靠最长前缀匹配化解(见下题)。这是出题人故意埋的一个考点。

(2) 收到 194.17.20.200 时 R2 的转发行为

把目的 IP 194.17.20.200 拿来跟 R2 的 3 条路由逐一匹配:

  • vs 153.14.5.0/24:前 24 位是 10011001 00001110 00000101,目的 IP 前 24 位是 11000010 00010001 00010100不匹配
  • vs 194.17.20.0/23:前 23 位 11000010 00010001 0001010,目的 IP 前 23 位 11000010 00010001 0001010匹配(前缀 23)
  • vs 194.17.20.128/25:前 25 位 11000010 00010001 00010100 1,目的 IP 前 25 位 11000010 00010001 00010100 1(200 二进制 11001000,最高位为 1)→ 匹配(前缀 25)

两条路由同时命中。最长前缀匹配规则下选择前缀更长(即更精确)的那条 → 194.17.20.128/25

R2 通过 E0 接口转发该 IP 分组。

为什么用最长前缀:长前缀代表"更具体的子网划分",意味着这一段地址的归属比短前缀更清晰、更应该信任。短前缀(聚合路由 / 默认路由)只是兜底——只有具体路由都不匹配时才回落到它。

(3) R1 与 R2 之间的路由协议

R1 属于 AS1,R2 属于 AS2,跨自治系统交换路由 → 使用外部网关协议(EGP)。当前 Internet 实际部署的 EGP 是 BGP(边界网关协议,目前为 BGP-4)

BGP 把自身报文封装到 TCP 段(端口 179)中传输,依靠 TCP 的可靠传输机制保证 BGP 路由信息不丢、不乱序。

三类路由协议归类(速记表):

类别范围代表协议封装到
IGP(内部网关协议)AS 内部RIP / OSPFRIP→UDP;OSPF→直接封装在 IP 上(协议号 89)
EGP(外部网关协议)AS 之间BGP-4TCP

RIP 用 UDP(端口 520)是因为它本身的简单广播 + 周期更新机制不需要可靠保证;OSPF 直接踩在 IP 上是为了更细粒度的多播控制;BGP 选 TCP 是因为 AS 间路由变化对全网影响大、必须可靠送达。

编者注(答案存疑):原题评分细则提到"若考生回答 EGP 并正确说明 EGP 用 IP 协议传输亦给分"。EGP 是 BGP 出现前的旧 EGP 协议(RFC 904),现已淘汰。本题语境下的标准答案是 BGP,封装在 TCP 中。

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