概述
5.1 网络层与IP
例1 以下关于网络层基本概念的描述中，错误的是？
A. 网络层要实现路由选择、拥塞控制与网络互连等基本功能
B. 网络层服务依赖于通信子网所采用的技术
C. 网络层向传输层端-端传输连接提供服务
D. 网络层具有跨局域网、城域网与广域网的互联网络寻址能力
分析：设计该例题的目的是加深读者对网络层基本概念的理解。在讨论网络层基本概念时，需要注意以下几个主要内容的问题。
（1）网络层要实现路由选择、拥塞控制与网络互连等基本功能
（2）网络层使用了数据链路层的服务，向传输层端-端的传输连接服务
（3）网络层应“独立于”通信子网所采用的技术
（4）网络层向传输层提供的服务不应受通信子网的数量、类型与拓扑结构型的影响
（5）网络层具有跨局域网、城域网与广域互连网络的寻址功能
从以上分析中可以看出，选项B对网络层与低层传输技术关系的描述是错误的。
答案：选项B是错误的。
例2 以下关于异构网络互连的描述中，错误的是？
A. 异构性是指网络和通信协议、计算机硬件和操作系统的差异性
B. 网络互联的异构性主要表现之一是广域网、城域网、局域网的互联
C. 利用路由器将两个或两个以上的网络互联起来构成的系统叫做互联网络
D. 利用集线器级联方式组建的局域网系统也是一种互联网络
分析：设计该例题的目的是加深读者对异构网络互连的理解。在讨论异构网络互联时，需要注意以下几个主要问题。
（1）实际网络系统的互联必然要涉及异构性（heterogeneity）问题。异构性是指网络和通信协议、计算机硬件和操作系统的差异性。
（2）网络互联的异构性主要表现在：
①不同类型的网络（广域网、城域网、局域网）。
②使用不同类型通信协议的网络（Ethernet、Token Ring、ATM等）。
③不同类型的计算机系统（大型计算机、小型计算机、工作站与微型计算机）。
④使用不同类型操作系统的计算机（Windows、UNIX、OS/2与Linux等）。
（3）利用路由器将两个或两个以上的网络互联起来构成的系统叫做互联网络。
（4）通常意义上的互连网络（internet）与因特网（Internet）是不同的。Internet是网络互联技术发展与应用的产物，是一种覆盖世界范围的大型网际网。
从以上分析中可以看出，选项D描述的利用集线器级联方法组件的是规模比较大的一个局域网，不属于网络的互联，因此这种说法是错误的。
答案：选项D是错误的。
5.2 IPv4协议的基本内容
例1 以下关于IP特点的描述中，错误的是？
A. IP提供的是一种“尽力而为”（best-effort）的服务
B. 无连接不意味着IP不维护IP分组发送后的任何状态信息
C. 不可靠意味着IP不能保证每个IP分组都能正确到达目的节点
D. IP是点-点的网络层通信协议
分析：设计该例题的目的是加深读者对IP的特点的理解。在讨论IP的特点时，需要注意以下几个主要的问题。
（1）IP是一种无连接、不可靠的分组传送服务的协议，它不提供对分组严格的差错校验和传输过程的跟踪。因此它提供的是一种“尽力而为”（best-effort）的服务。
（2）无连接（connectionless）意味着IP并不维护IP分组发送后的任何状态信息。每个分组的传输过程是相互独立的。
（3）不可靠（unreliable）意味着IP不能保证每个IP分组都能正确地、不丢失和顺序地到达目的节点。
（4）IP是点-点的网络层通信协议。IP是针对源主机-路由器、路由器-路由器、路由器-主机之间的数据传输的点-点的网络层通信协议。
（5）IP向传输层屏蔽了物理网络的差异。作为一个面向互联网的网络层协议，它必然要面对各种异构的网络和协议。协议的设计者希望使用IP分组来统一不同的网络帧。
从以上分析中可以看出，IP提供的面向无连接服务，表示它不维护IP分组发送后的任何状态信息，每个分组的传输过程是相互独立的。因此选项B是错误的。
答案：选项B是错误的。
例2 以下关于IP分组结构的描述中，错误的是？
A. IPv4分组头的长度是可变的
B. 协议字段表示IP版本，值为4表示IPv4
C. 分组头长度最小为20B，最大为60B
D. 生存时间字段值表示一个分组在一次传输过程中可以经过的最多的跳数
分析：设计该例题的目的是加深读者对IP分组结构的理解。在讨论IP分组结构时，需要注意以下几个主要问题。
（1）IP分组包括分组头和数据两个部分。分组头长度是可变的。IP分组头的基本长度是20个字节，选项最长为40个字节。
（2）IP分组头包括：版本字段、协议字段、长度字段、服务类字段、生存时间字段、头校验和字段与地址字段。
（3）版本字段表示IP版本。“版本”字段值为4，表示IPv4；“版本”字段值为6，表示IPv6.
（4）协议字段表示使用IP的高层协议类型，如TCP、UDP，以及ICMP或IGMP等。
（5）分组头有两个长度字段：分组头长度和总长度。分组头长度字段值表示出以4个字节为一个单位的分组头的长度。分组头长度字段最小值为5，最大值为15。总长度字段表示以字节为单位的分组头长度与数据长度之和。
（6）服务类型字段表示服务类型与优先级。
（7）生存时间（TTL）字段值表示一个分组从源节点到目的节点可以经过的最多的路由器跳数（hops）。
（8）头校验和用于保证分组头数据完整性。
（9）地址字段包括源IP地址与目的IP地址。
从以上分析中可以看出，选项B描述的“协议字段”应该是表示使用IP的高层协议类型，而不是IP版本。因此，选项B是错误的。
答案：选项B是错误的。
例 3 以下关于IPv4分组校验和的描述中错误的是？
A. IP分组头的头校验和是为了保证分组头部的数据传输安全性
B. IPv4校验和字段长度为8位
C. 校验和只对IP分组头进行计算，不包括分数数据
D. IP分组头的生存时间TTL、标志、片偏移等数值每经过一个路由器要重新计算
分析：设计该例题的目的是加深读者对校验和的理解。在讨论校验和时，需要注意以下几个主要的问题。
（1）IP分组头的和校验的设置是为了保证分组头部的数据完整性。
（2）IPv4校验和字段长度为8位。
（3）IP分组支队分组头进行校验和的计算，不包括分组数据部分。这样做的理由是：
①IP分组头之外的部分属于高层数据，高层数据都会有相应的校验字段。因此，IP分组可以不对高层数据进行校验。
②IP分组头的部分字段数据（如生存时间TTL、标志、片偏移等）每经过一个路由器都要重新计算一次，但数据部分并不改变。在IP分组头中设置了校验和，只对变化部分进行校验是合理的。如果对整个分组进行校验，那么每次都需要对整个分组进行计算，势必要花费路由器大量的时间，使系统的性能大大降低。
（4）IP分组在分组头设置头校验和的办法可以简化协议，提高路由器的工作效率，符合“尽力而为”的设计思想。缺点是增加高层数据传输的不可靠性，增加高层协议的负担。
从以上分析中可以看出，选项A的描述是错误的。
答案：选项A是错误的。
例4 以下关于IP分组分片基本方法的描述中，错误的是？
A. IP分组长度大于MTU时，就必须对IP分组进行分片
B. DF=1时，分组的长度又超过MTU，则丢弃该分组，不需要向源主机报告
C. 分片MF值为1表示接收的分片不是最后一个分片
D. 片偏移值是以8字节为单位来计数的
分析：设计该例题的目的是加深读者对IP分组分片基本方法的理解。在讨论IP分组分片基本方法时，需要注意以下几个主要问题。
（1）IP分组长度大于MTU时，就必须对IP分组进行分片。
（2）在IP分组的分组头中，与一个分组的分片与组装相关的是字段标识、标志字段与偏移字段。
（3）为了防止同一个分组的不同的片到达目的节点时会出现乱序的现象，需要为一个分组的所有片分配一个字段标识ID值。
（4）标志字段中不分片（DF）值为1表示接收节点不能对分组分片。如果分组的长度超过MTU，又不可以分片，那么这个分组只能丢弃，并要用ICMP差错报文向源主机报告。DF=0，表示可以分片。分片MF值为1表示接收的分片不是最后一个分片，MF为0表示接收的是最后一个分片。
（5）片偏移字段表示该分片在整个分组中的相对位置。片偏移值是以8字节为单位来计数的，因此选择的分片长度应该是8字节的整数倍。
需要注意的是：如果DF=1，分组的长度又超过MTU，则丢弃该分组，但是需要用ICMP差错报文向源主机报告出错。因此，选项B是错误的。
答案：选项B是错误的。
例5 以下不属于网络层的协议是？
A. ICMP
B. IGMP
C. ARP
D. DHCP
分析：本次考察的是网络层的协议，需要注意以下内容。
（1）网络层协议主要有：IP, ICMP, IGMP, ARP (RARP)等
（2）动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol，简称DHCP）是一个局域网的网络协议，该协议允许服务器向客户端动态分配 IP 地址和配置信息。
从以上分析中可以看出，选项D不属于网络层的协议。
答案：选项D不属于网络层的协议。
例6 如果目的网络与目的主机都对，但是IP分组携带的是TCP报文，而目的主机使用的是UDP，那么目的主机在丢弃改分组之后，向源主机发送的ICMP报文的类型是？
A. 网络不可达
B. 主机不可达
C. 协议不可达
D. 端口不可达
答案：选项C
最后
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