计算机网络 网络层IP数据报首部格式、数据链路层帧格式综合练习

计算机网络 网络层IP数据报首部格式、数据链路层帧格式综合练习

主机 A 的IP地址为 218.207.61.211，MAC 地址为 00:1d:72:98:1d:fc。A 收到一个帧，该帧的前 64 个字节的十六进制形式和 ASCII 形式如下图所示

(1)主机A所在网络的网关路由器的响应端口的MAC地址是多少？

(2)该IP数据报分组所携带的数据量为多少字节？

(3)若该分组需要被路由器转发到一条MTU为380B的链路上，则路由器将做何种操作？

【解析】

这一题涉及到了IP数据报首部格式和帧格式

(1) 网关路由器将收到的这个IP数据包封装成帧，交给主机A，主机A在数据链路层收到这个帧，那么只需知道帧格式，即可找到源MAC地址

这个帧由路由器转发给主机A，目的地址为主机A的MAC地址，主机A的MAC地址是00:1d:72:98:1d:fc，其后面6个字节即为网关的MAC地址，即00:00:5e:00:01:01

(2) 要想求得IP分组的数据量为多少字节，需要求得IP分组的总长度和首部长度，令总长度减去首部长度即为数据部分长度

IP数据报首部格式如下

• 首部长度 ：占4位，以4B为单位，最大可表示的首部长度为 60B，最常用的首部长度是20B，该字段的值是5，此时不使用任何可选字段

• 总长度 ：占16位，指首部和数据之和的的长度，单位是字节，因此数据报的最大长度为

  2 16 − 1

  65535 B 2^{16} - 1 = 65535B

  2

  16

  −

  1

  =

  65535

  B 。以太网帧的最大传送单元(MTU)为1500B，因此当一个IP数据报封装成帧时，数据报的总长度一定不能超过下面的数据链路层的MTU

• 标志 ：占3位，最高位为保留位，次高位为DF(Don’t Fragment)，只有当DF=0时才允许分片，最低位为MF(More Fragment)，MF=1表示后面还有分片，MF=0表示最后一个分片

• 片偏移 ：占13位，表示分片在原数据中从哪一字节开始，以8B为偏移单位，除最后一个分片外，每个分片的长度一定是8B的整数倍

我们已知主机A的IP的地址，其16进制表示为0xda cf 3d d3，作为目的地址，这样我们能够很好确定总长度和首部长度的位置

其中0x01 90是总长度，其十进制为4001B，0x45中后4为是首部长度，十进制为54B

所以该分组数据部分为400B - 20B = 380B

(3) 该IP分组总长度为400B，大于MTU=380B，因此可能需要分片，但是能够分片要根据标志位中DF的值判断，由第二问，可以知道0x40中前3为为标志位，DF=1，所以不能分片，路由器将丢弃该分组并且用ICMP差错报文向源主机报告