🏷️ 知识点：交换机

如题 35 图所示的支持 VLAN 划分的交换机，已按端口划分了 3 个 VLAN，部分端口连接主机的 IP 地址和 MAC 地址如图中所示，ARP 表结构为<IP 地址，MAC 地址，TTL> ，下列选项中，不会出现在 H4 的 ARP 表中的是（）

交换机 VLAN ARP 协议

A. 192.168.3.81, 00-18-A2-3B-36-21, 14:32:00 B. 192.168.3.91, 00-3E-C2-39-12-B5, 14:37:00 C. 192.168.3.125, 00-E5-78-4A-09-B2, 14:35:00 D. 192.168.3.129, 00-08-6E-05-A7-82, 14:52:00

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正确答案：D

VLAN (Virtual Local Area Network) 虚拟局域网技术可以把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域。位于同一 VLAN 的主机之间可以相互通信，位于不同 VLAN 的主机之间不能直接通信。ARP (Address Resolution Protocol) 地址解析协议，是根据 IP 地址获取物理地址的一个 TCP/IP 协议。主机发送信息时将包含目标 IP 地址的 ARP 请求广播到局域网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该 IP 地址和物理地址存入本机 ARP 缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询 ARP 缓存以节约资源。因此，ARP 协议可以在同一 VLAN 中起作用。由图可知，VLAN1 中包含 H1、H2、H3 和 H4；VLAN2 中包含 H5；VLAN3 中包含 H6 和 H7。A 和 H2 有关，H2 和 H4 都位于 VLAN1 中，因此该项会出现在 H4 的 ARP 表中。B 和 H1 有关，H1 和 H4 都位于 VLAN1 中，因此该项会出现在 H4 的 ARP 表中。C 和 H3 有关，H3 和 H4 都位于 VLAN1 中，因此该项会出现在 H4 的 ARP 表中。D 和 H6 有关，H6 位于 VLAN3 中，而 H4 都位于 VLAN1 中，两者不在同一个 VLAN 中，因此该项不会出现在 H4 的 ARP 表中。本题选 D。

在下图的网络配置中，总共有（ ）个广播域、（ ）个冲突域。

A. 2, 2 B. 2, 7 C. 2, 6 D. 3, 6

路由器 交换机

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正确答案：B

考查各种网络设备。 路由器用于分割广播域，路由器和交换机用于分割冲突域，而集线器既不能隔离冲突域又不能隔离广播域。 所以上图中一共存在两个广播域，7（左边1个，右边6个）个冲突域，答案选B。 有的同学认为右边应该有5个冲突域，因为交换机和路由器之间没有主机，所以没有信道的争用。 然而这种想法是错误的，首先冲突域和主机是没有什么必然联系的，其次信道当然会有争用，不过是路由器和交换机的争用。

下列关于交换机的叙述中，正确的是（ ）。

交换机

A. 以太网交换机本质上是一种多端口网桥 B. 通过交换机互连的一组工作站构成一个冲突域 C. 交换机每个端口所连网络构成一个独立的广播域 D. 以太网交换机可实现采用不同网络层协议的网络互联

[tag_link] 正确答案：A从本质上说， 交换机 就是一个多端口的网桥（A 正确），工作在数据链路层（因此不能实现不同网络层协议的网络互联，D 错误），交换机能经济地将网络分成小的冲突域（B 错误）。广播域属于网络层概念，只有网络层设备（如路由器）才能分割广播域（C 错误）。

某网络拓扑如题 47 图所示，其中 R 为路由器，主机 HI~H4 的 IP 地址配置以及 R 的各接口 IP 地址配置如图中所示。现有若干台以太网交换机（无 VLAN 功能）和路由器两类网络互连设备可供选择。

请回答下列问题：

(1) 设备 1、设备 2 和设备 3 分别应选择什么类型网络设备？

(2) 设备 1、设备 2 和设备 3 中，哪几个设备的接口需要配置 IP 地址？并为对应的接口配置正确的 IP 地

址。

(3) 为确保主机 H1~H4 能够访问 Internet，R 需要提供什么服务？

(4) 若主机 H3 发送一个目的地址为 192.168.1.127 的 IP 数据报，网络中哪几个主机会接收该数据报？

交换机 路由器 网络地址转换

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1）以太网交换机（无 VLAN 功能）连接的若干 LAN 仍然是一个网络（同一个广播域），路由器可以连接不同的 LAN、不同的 WAN 或把 WAN 和 LAN 互联起来，隔离了广播域。IP 地址 192.168.1.2/26 与 192.168.1.3/26 的网络前缀均为 192.168.1.0，视为 LAN1。IP 地址 192.168.1.66/26 与 192.168.1.67/26 的网络前缀均为 192.168.1.64，视为 LAN2。所以设备 1 为路由器，设备 2、3 为以太网交换机。

2）设备 1 为路由器，其接口应配置 IP 地址。IF1 接口与路由器 R 相连，其相连接口的 IP 地址为 192.168.1.253/30，253 的二进制表示形式为 11111101，故 IF1 接口的网络前缀也应为 192.168.1.111111，已分配 192.168.1.253，去除全 0 全 1，IF1 接口的 IP 地址应为 192.168.1.254。LAN1 的默认网关为 192.168.1.1，LAN2 的默认网关为 192.168.1.65，网关的 IP 地址是具有路由功能的设备的 IP 地址，通常默认网关地址就是路由器中的 LAN 端口地址，设备 1 的 IF2、IF3 接口的 IP 地址分别设置为 192.168.1.1 和 192.168.1.65。

3）私有地址段：C 类 192.168.0.0~192.168.255.255，即 H1～H4 均为私有 IP 地址，若要能够访问 Internet，R 需要提供 NAT 服务，即网络地址转换服务。

4）主机 H3 发送一个目的地址为 192.168.1.127 的 IP 数据报，主机号全为 1，为本网络的广播地址，由于路由器可以隔离广播域，只有主机 H4 会接收到数据报。

某网络拓扑如题 47 图所示，以太网交换机 S 通过路由器 R 与 Internet 互联。路由器部分接口、本地域名服务器、H1、H2 的 IP 地址和 MAC 地址如图中所示。在 t0 时刻 H1 的 ARP 表和 S 的交换表均为空，H1 在此刻利用浏览器通过域名 www.abc.com 请求访问 Web 服务器，在 t1 时刻（t1→t0）S 第一次收到了封装 HTTP 请求报文的以太网帧，假设从 t0 到 t1 期间网络未发生任何与此次 Web 访问无关的网络通信。

请回答下列问题。

(1) 从 t0 到 t1 期间，H1 除了 HTTP 之外还运行了哪个应用层协议？从应用层到数据链路层，该应用层协议报文是通过哪些协议进行逐层封装的？

(2) 若 S 的交换表结构为 <MAC 地址，端口>，则 t1 时刻 S 交换表的内容是什么？

(3) 从 t0 到 t1 期间，H2 至少会接收到几个与此次 Web 访问相关的帧？接收到的是什么帧？帧的目的 MAC 地址是什么？

协议数据单元 交换机

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1）从t0到t1期间，除了 HTTP，H1 还运行了 DNS 应用层协议，以将域名转换为 IP 地址。DNS 运行在 UDP 之上，UDP 将应用层交下来的 DNS 报文添加首部后，向下交付给 IP层，IP 层使用 IP 数据报进行封装，封装好后，向下交付给数据链路层，数据链路层使用 CSMA/CD 帧进行封装。因此，逐层封装关系如下：DNS 报文→ UDP 数据报→ IP 数据报 → CSMA/CD 帧。

2）t0时刻，H1 的 ARP 表和 S 的交换表为空。H1 利用浏览器通过域名请求访问 Wb 服务器。由于要先解析域名，所以会发送 DS 报文到本地域名服务器，查询该域名对应的 P 地址，所以要先向本地域名服务器发送请求。ARP 表为空，所以需要先发送 ARP 请求分组，查询本地域名服务器对应的 MAC 地址。这些帧的目的 MAC 地址均是 FF-FF-FF-FF-FF-FF。S 接收到这个帧，在交换表中记录下 MAC 地址为 00-11-22-33-44-cc，位于端口 4，然后广播该帧。当本地域名服务器接收到 ARP 请求后，向 H1 发送响应 ARP 分组。S 接收到这个帧，在交换表中记录下 MAC 地址为 00-11-22-33-44-bb 位于端口 1，然后把该帧从端口 4发送出去。得到了域名对应的 P 地址，发现不在本局域网中，需要通过路由表转发。H1 的 ARP 表中并没有路由器对应的 MAC 地址，因此需要先发送 ARP 请求分组，查询路由器对应的 MAC 地址。这些帧的目的 MAC 地址均是 FF-FF-FF-FF-FF-FF。S 接收到这个帧，广播该帧。当路由器收到 ARP 请求后，向 H1 发送响应 ARP 分组。S 接收到这个帧，在交换表中记录下 MAC 地址为 00-11-22-33-44-aa，位于端口 2，然后把该帧从端口 4 发送出去。现在，H1 能把数据发送给路由器了。在整个过程中，并没有涉及 H2，H2 没有主动发送数据。所以 S 并不会记录下 H2 的 MAC 地址和端口，所以S 在t1时刻的交换表如下表所示。

3）H2 至少会接收到 2 个和此次 Web 访问相关的帧。接收到的均是封装 ARP 查询报文的以太网帧；这些帧的目的 MAC 地址均是 FF-FF-FF-FF-FF-FF。