🏷️ 知识点：ARP 协议
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（）
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
[tag_link]
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。
ARP 协议的功能是（ ）。
A. 根据 IP 地址查询 MAC 地址
B. 根据 MAC 地址查询 IP 地址
C. 根据域名查询 IP 地址
D. 根据 IP 地址查询域名
[tag_link]
正确答案：A
在实际网络的数据链路层上传送数据时，最终必须使用硬件地址，ARP 协议是将网络层的 IP 地址解析为数据链路层的 MAC 地址。
某主机的 MAC 地址为 00-15-C5-C1-5E-28，IP 地址为 10.2.128.100（私有地址）。题 47-a 图是网络拓扑，题 47-b 图是该主机进行 Web 请求的 1 个以太网数据帧前 80 个字节的十六进制及 ASCII 码内容。
请参考图中的数据回答以下问题。
(1) Web 服务器的 IP 地址是什么？该主机的默认网关的 MAC 地址是什么？
(2) 该主机在构造题 47-b 图的数据帧时，使用什么协议确定目的 MAC 地址？封装该协议请求报文的以太网帧的目的 MAC 地址是什么？
(3) 假设 HTTP/1.1 协议以持续的非流水线方式工作，一次请求 - 响应时间为 RTT，rfc.html 页面引用了 5 个 JPEG 小图像，则从发出题 47-b 图中的 Web 请求开始到浏览器收到全部内容为止，需要多少个 RTT？
(4) 该帧所封装的 IP 分组经过路由器 R 转发时，需修改 IP 分组头中的哪些字段？
注意：以太网数据帧结构和 IP 分组头结构分别如题 47-c 图、题 47-d 图所示。
[tag_link]
1）以太网帧的数据部分是 IP 数据报，只要数出相应字段所在的字节即可。由图可知以太网帧头部有 6+6+2=14 字节，IP 数据报首部的目的 IP 地址字段前有 4×4=16 字节，从帧的第 1 字节开始数 14+16=30 字节，得目的 IP 地址 40.aa.62.20（十六进制），转换成十进制为 64.170.98.32。可知以太网帧的前 6 字节 00-21-27-21-51-ee 是的 MAC 地址，即为主机的默认网关 10.2.128.1 端口的 MAC 地址。
2）ARP 协议 于解决 IP 地址到 MAC 地址的映射问题。主机的 ARP 进程在本以太网以广播的形式发送 ARP 请求分组，在以太网上广播时，以太网帧的目的地址为全 1，即 FF-FF-FF-FF-FF-FF。
3）HTTP/1.1 协议以持续的 非流水线 方式工作时，服务器在发送响应后仍然在一段时间内保持这段连接，客户机在收到前一个请求的响应后才能发出下一个请求。第一个 RTT 用于请求 Web 页面，客户机收到第一个请求的响应后（还有五个请求未发送），每访问一次对象就用去一个 RTT。故共需 1+5=6 个 RTT 后浏览器收到全部内容。
4）源 IP 地址 0a.02.80.64 改为 65.0c.7b.0f；生存时间（TTL）减 1；校验和字段重新计算。私有地址和 Internet 的主机通信时，须由 NAT 路由器进行网络地址转换，把 IP 数据报的源 IP 地址（本题为私有地址 10.2.128.100）转换为 NAT 路由器的一个全球 IP 地址（本题为 101.12.123.1
5）因此，源 IP 地址字段 0a 02 80 64 变为 65 0c 7b 0f。IP 数据报每经过一个路由器，生存时间 TTL 值就减 1，并重新计算首部校验和。若 IP 分组的长度超过输出链路的 MTU，则总长度字段、标志字段、片偏移字段也要发生变化。注意：题 47-b 图中每行前 4bit 是数据帧的字节计数，不属于以太网数据帧的内容。【评分说明】若考生解答时将所有 IP 头中的字段进行罗列，不给分，其他情况的情给分。
[tag_link]
某网络拓扑如题 47 图所示，其中路由器内网接口、DHCP 服务器、WWW 服务器与主机 1 均采用静态 IP 地址配置，相关地址信息见图中标注；主机 2～主机 N 通过 DHCP 服务器动态获取 IP 地址等配置信息。
(1) DHCP 服务器可为主机 2～主机 N 动态分配 IP 地址的最大范围是什么？主机 2 使用 DHCP 协议获取 IP 地址的过程中，发送的封装 DHCP Discover 报文的 IP 分组的源 IP 地址和目的 IP 地址分别是什么？
(2) 若主机 2 的 ARP 表为空，则该主机访问 Internet 时，发出的第一个以太网帧的目的 MAC 地址是什么？封装主机 2 发往 Internet 的 IP 分组的以太网帧的目的 MAC 地址是什么？
(3) 若主机 1 的子网掩码和默认网关分别配置为 255.255.255.0 和 111.123.15.2，则该主机是否能访问 WWW 服务器？是否能访问 Internet？请说明理由。
1）DHCP 服务器可为 主机 2 ~ 主机 N 动态分配 IP 地址的最大范围是：111.123.15.5 ~ 111.123.15.254；主机 2 发送的封装 DHCP Discover 报文的 IP 分组的源 IP 地址和目的 IP 地址分别是 0.0.0.0 和 255.255.255.255。
2）主机 2 发出的第一个以太网帧的目的 MAC 地址是 ff-ff-ff-f-ff-ff，封装主机 2 发往 Internet 的 P 分组的以太网帧的目的 MAC 地址是 00-a1-a1-a1-a1-a1。
3）主机 1 能访问 WWW 服务器，但不能访问 Internet。.由于主机 1 的子网掩码配置正确而默认网关 IP 地址被错误地配置为 111.123.15.2（正确 IP 地址是 111.123.15.1)，所以主机 1 可以访问在同一个子网内的 WWW 服务器，但当主机 1 访问 Internet 时，主机 1 发出的 IP 分组会被路由到错误的默认网关（111.123.15.2)，从而无法到达目的主机。