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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。
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 |
|---|---|---|
| 153.14.5.0/24 | 153.14.3.1 | S0 |
| 194.17.20.0/23 | 194.17.24.2 | S1 |
| 194.17.20.128/25 | — | E0 |
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 / OSPF RIP→UDP;OSPF→直接封装在 IP 上(协议号 89) EGP(外部网关协议) AS 之间 BGP-4 TCP 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。