网络配置和数据包传输分析

本文讨论一个包含多个终端系统、路由器和交换机的网络，并进行以下分析：

1. IP 地址分配

考虑图中的网络，包括：

同时运行 Web 服务器进程和 DNS 服务器进程的终端系统。该终端系统有两个 DNS 名称：'www.epfl.ch' 和 'dns.epfl.ch'。两个 DNS 名称映射到相同的 IP 地址。
一组其他终端系统，它们使用 'dns.epfl.ch' 作为其本地 DNS 服务器。他们知道 'dns.epfl.ch' 的 IP 地址，但他们不知道 'www.epfl.ch' 映射到同一个 IP 地址。
IP 路由器 R1、R2 和 R3。
链路层交换机 S1、S2 和 S3（以及未明确显示的其他交换机）

请根据以下规则，为每个 IP 子网分配一个 IP 前缀，并为每个终端系统和 IP 路由器网络接口分配一个 IP 地址：

所有 IP 地址必须从 100.0.0.0/16 中分配。
每个 IP 子网必须分配最小的 IP 前缀，并且必须有一个广播 IP 地址。
每个终端系统和每个 IP 路由器（但不是链路层交换机）接口都有一个 IP 地址。

请解释如何计算每个 IP 前缀，并在下页的表格 1 中填写信息。

表格 1：

| 设备 | 接口 | IP 地址 | IP 前缀 | | ------ | --------- | ----------| ---------| | Web/DNS 服务器 | eth0 | 100.0.0.1 | /24 | | Web/DNS 服务器 | eth1 | 100.0.1.1 | /24 | | R1 | eth0 | 100.0.0.2 | /30 | | R1 | eth1 | 100.0.2.1 | /24 | | R2 | eth0 | 100.0.0.3 | /30 | | R2 | eth1 | 100.0.3.1 | /24 | | R3 | eth0 | 100.0.1.2 | /30 | | R3 | eth1 | 100.0.4.1 | /24 | | S1 | eth1 | 100.0.2.2 | /30 | | S1 | eth2 | 100.0.5.1 | /24 | | S2 | eth1 | 100.0.3.2 | /30 | | S2 | eth2 | 100.0.6.1 | /24 | | S3 | eth1 | 100.0.4.2 | /30 | | S3 | eth2 | 100.0.7.1 | /24 | | 桌面 A | eth0 | 100.0.5.2 | /24 | | 桌面 B | eth0 | 100.0.6.2 | /24 | | 桌面 C1 | eth0 | 100.0.7.2 | /24 | | 桌面 C2 | eth0 | 100.0.7.3 | /24 |

2. 路由表生成

IP 路由器 R1、R2 和 R3 参与一个已收敛的最小成本路径路由算法。请显示 R1 和 R2 的转发表。您不需要优化路由，也就是说，您不需要合并路由以最大程度地减少每个表中的条目数量。

3. 数据包传输分析

所有链路层交换机刚刚重新启动，所有终端系统缓存最初为空。然后，桌面 A 的用户访问网页 'www.epfl.ch/index.html'，该网页仅包含一个图像 'image.png'。

请说明所有终端系统和 IP 路由器在 A 的用户能够查看网页之前传输或转发的所有数据包。例如，如果一个数据包遵循路径 A→R1→R2→C1，那么您应该在它由 A 传输、由 R1 转发和由 R2 转发时说明它 3 次。

通过填写表格 2 来回答。当您想引用接口 x 的 IP 地址时，请写 “x”。当您想引用接口 x 的 MAC 地址时，请写 “x”。如果某个字段不适用，请用 “-” 表示。要重复上面的单元格中的字段，请写 “.”。

表格 2：

| 源 | 目标 | 协议 | 源 IP | 目标 IP | 源 MAC | 目标 MAC | | ------ | ----------- | -------- | ---------| --------------| ---------- | ----------------| | A | S1 | ARP | 100.0.5.2 | 100.0.2.2 | A's MAC | Broadcast | | A | S1 | DNS | 100.0.5.2 | 100.0.0.1 | A's MAC | S1's MAC | | S1 | A | DNS | 100.0.0.1 | 100.0.5.2 | S1's MAC | A's MAC | | A | S1 | TCP | 100.0.5.2 | 100.0.0.1 | A's MAC | S1's MAC | | S1 | R1 | TCP | 100.0.0.2 | 100.0.5.2 | S1's MAC | R1's MAC | | R1 | S1 | TCP | 100.0.5.2 | 100.0.0.2 | R1's MAC | S1's MAC | | S1 | R1 | DNS | 100.0.2.2 | 100.0.0.1 | S1's MAC | R1's MAC | | R1 | S1 | DNS | 100.0.0.1 | 100.0.2.2 | R1's MAC | S1's MAC | | S1 | A | TCP | 100.0.0.1 | 100.0.5.2 | S1's MAC | A's MAC | | A | S1 | HTTP | 100.0.5.2 | 100.0.0.1 | A's MAC | S1's MAC | | S1 | S2 | ARP | 100.0.2.2 | 100.0.3.2 | S1's MAC | Broadcast | | S1 | S2 | TCP | 100.0.2.2 | 100.0.3.2 | S1's MAC | S2's MAC | | S2 | R2 | TCP | 100.0.0.3 | 100.0.5.2 | S2's MAC | R2's MAC | | R2 | S2 | TCP | 100.0.5.2 | 100.0.0.3 | R2's MAC | S2's MAC | | S2 | R2 | DNS | 100.0.3.2 | 100.0.0.1 | S2's MAC | R2's MAC | | R2 | S2 | DNS | 100.0.0.1 | 100.0.3.2 | R2's MAC | S2's MAC | | S2 | S1 | TCP | 100.0.3.2 | 100.0.2.2 | S2's MAC | S1's MAC | | S1 | S2 | TCP | 100.0.2.2 | 100.0.3.2 | S1's MAC | S2's MAC | | S2 | B | ARP | 100.0.6.1 | 100.0.3.3 | S2's MAC | Broadcast | | S2 | B | HTTP | 100.0.3.2 | 100.0.0.1 | S2's MAC | B's MAC | | B | S2 | TCP | 100.0.0.1 | 100.0.3.2 | B's MAC | S2's MAC | | S2 | S3 | ARP | 100.0.3.2 | 100.0.4.2 | S2's MAC | Broadcast | | S2 | S3 | TCP | 100.0.3.2 | 100.0.4.2 | S2's MAC | S3's MAC | | S3 | R3 | TCP | 100.0.1.2 | 100.0.3.2 | S3's MAC | R3's MAC | | R3 | S3 | TCP | 100.0.3.2 | 100.0.1.2 | R3's MAC | S3's MAC | | S3 | R3 | DNS | 100.0.4.2 | 100.0.0.1 | S3's MAC | R3's MAC | | R3 | S3 | DNS | 100.0.0.1 | 100.0.4.2 | R3's MAC | S3's MAC | | S3 | C1 | ARP | 100.0.7.1 | 100.0.4.3 | S3's MAC | Broadcast | | S3 | C1 | HTTP | 100.0.4.2 | 100.0.0.1 | S3's MAC | C1's MAC | | C1 | S3 | TCP | 100.0.0.1 | 100.0.4.2 | C1's MAC | S3's MAC |

表格 3：

| 交换机 | MAC 地址表 | | ------ | ---------------- | | S1 | A's MAC → eth0
S2's MAC → eth1
R1's MAC → eth2 | | S2 | B's MAC → eth0
S1's MAC → eth1
S3's MAC → eth2 | | S3 | C1's MAC → eth0
C2's MAC → eth0
S2's MAC → eth1 |

结论

本文对网络配置和数据包传输进行了详细分析，包括 IP 地址分配、路由表生成和数据包传输过程。这些分析有助于理解网络运作原理，并为解决网络故障提供参考。