哈工大Mooc——計算機網絡：作業6

 

2019-10-20

1 （30分）

如圖所示網絡。

 

請回答下列問題：

(1)主機在配置IP地址時，其正確的子網掩碼和默認網關分別是多少？

(2)若路由器R在向互聯網轉發一個由主機192.168.1.5發送、ID=12345、length=500B、DF=1的IP分組時，則該IP分組首部的哪些字段會被修改？如何修改？

(3)若主機192.168.1.10向互聯網ID=6789、length=1500B、DF=0的IP分組時，路由器需要將該IP分組分為幾片（每片盡可能封裝為最大片）？給出分片結果，包括每片的ID、DF、MF、length、offset的取值。

 

 

我的答案（使用符號：向上取整 ⌈ ⌉ 向下取整 ⌊ ⌋）

1）子網掩碼為：255.255.255.240

默認網關地址為：130.11.22.254    應為192.168.1.1

 

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2）

 【上圖為[IP數據報(分組)格式] ，僅幫助理解，非題目答案】

 

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該IP分組首部的源IP地址、TTL和Checksum字段會被修改

源IP地址會被修改為：130.11.22.3；

路由器轉發一次分組， TTL（生存時間）會變化：TTL減1  Checksum會重新計算

【注】

生存時間（TTL） 字段占8位： IP分組在網絡中可以通過的
路由器數（或跳步數）
 路由器轉發一次分組， TTL減1
 如果TTL=0，路由器則丟棄該IP分組
首部校驗和（CheckSum ）字段占16位：實現對IP分組首部的差錯檢測
 計算校驗和時，該字段置全0
 采用反碼算數運算求和，和的反碼作為首部校驗和字段
 逐跳計算、逐跳校驗 

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3）

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 【上圖為[IP數據報(分組)格式] ，僅幫助理解，非題目答案】

 

DF=0，允許分片，路由器會將該IP分組分片數為：

(IP分組總長度-20個字節頭)/每一片可封裝最大數據量MTU = (1500-20)/512=2.890625‬ ≈ 3個分片； 

【錯誤原因，忘記MTU傳輸時是包括  IP頭和數據在一起發送的】

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最大分片可封裝數據為(向下取整再乘8)：

 

需要總片數為（向上取整）：

其中M為：待轉發鏈路的MTU ；

        L為：原IP分組總長度。

則 d=⌊ (512-20)/8 ⌋ * 8 = 61*8 = 488B  【注：一個最大分片可封裝的數據應該是8的倍數 】

n = ⌈ (1500-20)/d ⌉  = ⌈1480/488⌉ = ⌈3.008130081300813⌉ = 4 片 【注：向上取整，多於的0.幾幾單獨放一個分片】

 

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分片結果：

​ID=6789 DF=0  MF=1  length=512  offset=0

ID=6789 DF=0  MF=1  length=512  offset=(512-20)/8*(2-1)=61.5

ID=6789 DF=0  MF=0  length=476  offset=(512-20)/8*(3-1)=123

因為所有數據內容都是同一個IP分組的數據，所以ID都為6789；

ID₁=6789；

ID₂=6789；

ID₃=6789；

ID₄=6789；

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因為（第三題允許分片，所以DF=0；）

DF =1：禁止分片；

DF =0：允許分片 

MF =1：非最后一片；

MF =0：最后一片(或未分片)

所以
DF1=0；MF₁=1；

DF₂=0；MF₂=1；

DF₃=0；MF₃=1；

DF₄=0；MF₄=0；

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每段數據長度為：

length₁=488B+20B(IP頭) = 508B

length₂=488B+20B(IP頭) = 508B

length₃=488B+20B(IP頭) = 508B

length₄=(1480-3*488)B+20B(IP頭) = 16B+20B = 36B

 

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每片的片偏移字段取值為 ：,已知最大可封裝數據d = 488 B

F₁=(488/8)×(1-1) = 0

F₂=(488/8)×(2-1) = 61×1 = 61

F₃=(488/8)×(3-1) = 61×2 = 122

F₄=(488/8)×(4-1) = 61×3 = 183

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 綜上所述，得到如下分片結果：

 

ID₁=6789；DF1=0；MF₁=1；length₁=508；F₁=0；

ID₂=6789；DF₂=0；MF₂=1；length₂=508；F₂=61；

ID₃=6789；DF₃=0；MF₃=1；length₃=508；F₃=122；

ID₄=6789；DF₄=0；MF₄=0；length₄=36 ；F₄=183；

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完結撒花✿✿ヽ(°▽°)ノ✿ 🎉🎉🎉🎉🎉🎉🎉🎉🎉✨🧨🎇🎇🎆🎈🎈🎈🎈🎈

 

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標准答案

得分指導：

評分說明：

(1)只要認真完成作業（無論對錯），即可得到基礎分5分,總分為30分；

(2)如果總得分超過基礎分(5分)，則按如下參考答案及評分標准逐項給分，並累加核算本題總得分。

參考答案及評分標准：

(1)子網掩碼：255.255.255.240，默認網關：192.168.1.1。（2分）

(2)該IP分組首部的源IP地址、TTL和Checksum字段會被修改，（3分）源IP地址192.168.1.5會被替換為130.11.22.3，TTL減1，Checksum會重新計算。（3分）

(3)路由器需要將該IP分組分為4片，（2分）分片結果如下：

第1片：{ID=6789，DF=0，MF=1，length=508,offset=0}；（5分）

第2片：{ID=6789，DF=0，MF=1，length=508,offset=61}；（5分）

第3片：{ID=6789，DF=0，MF=1，length=508,offset=122}；（5分）

第4片：{ID=6789，DF=0，MF=0，length=36,offset=183}。（5分）