《網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析》習(xí)題答案

備注： 以下給出習(xí)題答案作為參考，對于部分習(xí)題，讀者也可以思考給出更好的答案。 第一章 1. 討論 P 是最早出現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，它的成功得益于順應(yīng)了社會的需求； P，鼓勵廠商、大學(xué)開發(fā) P 與流行的 對 P 更加精簡實用； 在實踐中不斷改進。 2. 討論網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層的優(yōu)缺點 優(yōu)點：簡化問題，分而治之，有利于升級 更新； 缺點： 各層之間相互獨立，都要對數(shù)據(jù)進行分別處理；每層處理完畢都要加一個頭結(jié)構(gòu)，增加了通信數(shù)據(jù)量。 3. 列出 應(yīng)用層 /傳輸層：應(yīng)用層報文； 傳輸層 /文段或 /網(wǎng)絡(luò)接口層： 據(jù)報； 網(wǎng)絡(luò)接口層 /底層物理網(wǎng)絡(luò)：幀。 4. 。 5. 了解一些進行協(xié)議分析的輔助工具 可在互聯(lián)網(wǎng)上搜索獲取適用于不同操作系統(tǒng)工具，比如 及用這些工具，可以截獲網(wǎng)絡(luò)中的各種協(xié)議報文，并進一步分析協(xié)議的流程、報文格式等。 6. 麻省理工學(xué)院的 論及 經(jīng)講過這樣一段話 :”We We in 你對他的觀點有什么評價。 智者見智，我認為這就是“實踐是檢驗真理的唯一標準”。 7. 你 認為一個路由器最基本的功能應(yīng)該包含哪些 ? 對于網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)、路由器等設(shè)備的分界已經(jīng)逐漸模糊?，F(xiàn)代路由器通常具有不同類型的接口模塊并具有模塊可擴展性，由此可以連接不同的物理網(wǎng)絡(luò)；路由表的維護、更新以及據(jù)報的選路轉(zhuǎn)發(fā)等，都是路由器的基本功能。此外，路由器廠商應(yīng)為使用者提供管理功能。 第二章 1. 嘗試用 根據(jù)你的操作分析 實驗題，若有接入 環(huán)境，可直接測試；否則，可參考習(xí)題 4一起測試。 2. 分析 安全性差； 開銷較大，且需要通信雙方首先共享密鑰。 3. 了解 2這兩個協(xié)議把 當于在 范圍。其思想是發(fā)送方把 封裝到 文中，接收方則對其解封以還原 ，這樣對于通信的兩端來說看到的是 ，相當于在互聯(lián)網(wǎng)上架設(shè)了一條虛擬的 們主要用于構(gòu)建 擬專用網(wǎng)）。 4. 嘗試 級終端”功能 通信功能下 ?？梢杂脙膳_有 自連接電話線，并嘗試用該功能實現(xiàn)即時通信和文件傳輸?shù)墓δ堋?第三章 1. 理想情況下，可以有多少個 A 類網(wǎng)，每個 A 類網(wǎng)中包含多少個可以配置給主機的 址？可以有多少個 個 計算時去除廣播地址、網(wǎng)絡(luò)地址。 2. 在圖 3例子中，假設(shè)初始時主機 A、 B 和路由器 R 的 存均為空，在 B 成功收到 A、 B、 A： ： ： . 在 取 析其報文格式。 實驗題，目的有二：一是分析 文格式以及相應(yīng)的幀格式，二是嘗試 議分析工具）的不同功能?？衫?便獲取 可以利用 4. 假設(shè)主機 A（ 求主機 B（ 物理地址，廣播地址用 充下圖中帶？的字段。 源物理地址 M A C A 目標物理地址 M A C b r o ad ca s t 發(fā)送方物理地址 M A C A 發(fā)送方 址 接收方物理地址 接收方 址 幀首部 A R P 請求報文 源物理地址 M A C B 目標物理地址 M A C A 發(fā)送方物理地址 M A C B 發(fā)送方 址 接收方物理地址 M A C A 接收方 址 幀首部 A R P 應(yīng)答 報文 假設(shè)無盤站 A（ 求自己的 播地址用 充下圖中帶？的字段。 源物理地址 M A C A 目標物理地址 M A C b r o ad ca s t 發(fā)送方物理地址 M A C A 發(fā)送方 址 接收方物理地址 接收方 址 幀首部 R A R P 請求報文 源物理地址 M A C S 目標物理地址 M A C A 發(fā)送方物理地址 M A C S 發(fā)送方 址 接收方物理地址 M A C A 接收方 址 幀首部 R A R P 應(yīng)答 報文 5. 在 到的結(jié)果是什么？ 利用 P 地址，并去 6. 從地址長度的角度看， 什么？ 址長度為 16 字節(jié)，以太網(wǎng) 址長度為 6 字節(jié)，可以利用直接映射的方法實現(xiàn)地址解析。 7. 機自身的 “ 后臺處理方式有差別嗎？設(shè)法用實驗證實你的答案。 有。拔掉網(wǎng)線， P 地址，結(jié)果是“ 但 示的是主機活動有應(yīng)答。但是用 獲數(shù)據(jù)，這兩種 文都不出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中。 8. 分析跨越 2個或 3個路由器轉(zhuǎn)發(fā) 據(jù)報時 及經(jīng)過每個步驟后通信雙方及中間路由器 要點： 節(jié)與跨一個路由器時類似。 9. 的 令僅能查看本地 存。如果本地緩存中沒有存儲某個 應(yīng)的結(jié)合其它 令設(shè)計一個方法，在該方法使用后能夠利用 令看到該 首先使用“ 令， 目標地址設(shè)置為目標 時操作系統(tǒng)會在后臺完成 流程以獲取目標 記入本地緩存。之后再利用 可以看到這個 10. 編寫一個 騙程序，使得運行該程序的主機能夠嗅探本網(wǎng)段內(nèi)所有發(fā)往默認網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)。 要點 1：該程序應(yīng)能夠獲取網(wǎng)關(guān)的 P 和 為實施欺騙作準備） 要點 2：該程序應(yīng)能夠發(fā)送 把其中的發(fā)送方物理地址 /發(fā)送方 址的映射關(guān)系設(shè)置為宿主機的 關(guān)的 該步驟是實施欺騙） 要點 3：該程序能夠保存嗅探到的數(shù)據(jù)，并 記錄相應(yīng)幀首部的源 P 數(shù)據(jù)報中包含的源 保存嗅探到的數(shù)據(jù)，并為轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)做準備，以便被嗅探的雙方無法察覺） 要點 4：該程序應(yīng)能夠轉(zhuǎn)發(fā)所有發(fā)送給網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)（ 及從網(wǎng)關(guān)發(fā)出的數(shù)據(jù)。對于發(fā)送給網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)，幀首部的源和目標物理地址分別設(shè)置為被嗅探主機和網(wǎng)關(guān)的物理地址；對于從網(wǎng)關(guān)發(fā)出的數(shù)據(jù)，這兩個地址分別設(shè)置為網(wǎng)關(guān)和被嗅探主機的 址。 11. 從傳播的范圍、實現(xiàn)的方式、需要的底層硬件支持等角度比較硬件廣播、物理廣播和 硬件廣播是指網(wǎng)絡(luò)投遞方式，是由硬件技術(shù)本身的 屬性決定的。比如以太網(wǎng)，它使用載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測技術(shù) ，這種技術(shù)本身具備廣播的特性，即發(fā)送一個物理幀，無論其目標物理地址設(shè)置為什么，都必須以廣播的方式進行投遞，而線路上的所有主機都具備收到這個幀的可能性，為了區(qū)分目標和源，必須具備不沖突的地址。而所有收到數(shù)據(jù)的主機都必須依靠這個地址進行過濾，忽略不屬于自己的數(shù)據(jù)，并把自己可接收的數(shù)據(jù)作進一步處理。對于撥號鏈路而言，其投遞的方式是點到點的，線路的另一端就是目標，因此可以不必設(shè)置目標地址。 物 理廣播是指把幀的目標物理地址設(shè)置為硬件廣播地址，這樣網(wǎng)絡(luò)中的所有 主機都能收到這個數(shù)據(jù)并進行進一步的處理。物理廣播的范圍是確定的，它不能跨越物理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。 播是指把目標 址設(shè)置為 播地址，這樣，某個 段內(nèi)的所有主機都可以收到這個數(shù)據(jù)并進行處理。 播范圍不限，可以跨越物理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。 如果硬件為廣播方式，則 播可以依托該技術(shù)實現(xiàn)，不必向每個主機復(fù)制數(shù)據(jù)；否則必須給目標網(wǎng)段中的每個 制一份數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)廣播的目的。 第四章 1. 閱讀 解區(qū)分服務(wù)的目的。 此題有誤，應(yīng)該是“了解其中提及的區(qū)分服務(wù)的用途”。即“使用相同的碼點合并數(shù)據(jù)流， 或者使用相同的端點地址、不同的碼點區(qū)分數(shù)據(jù)流?！?2. 只對數(shù)據(jù)報首部而不對數(shù)據(jù)計算檢驗和，有什么優(yōu)缺點？ 優(yōu)點：簡化 件的計算量，提高處理速度。對于路由器等轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，這點對于提高其性能很重要。此外，某些高層（或需要由 裝）的協(xié)議已經(jīng)有計算校驗和的功能，即據(jù)報的數(shù)據(jù)區(qū)已經(jīng)被計算校驗和， 針對首部計算校驗和可以避免重復(fù)勞動。 缺點：高層（或需要由 裝）協(xié)議若需要保證可靠性，必須實現(xiàn)校驗功能。 3. 在以太網(wǎng)上發(fā)送 否總有必要使用校驗和機制？請解釋原因。 以太網(wǎng)幀本身 包含幀校驗和字段，校驗區(qū)域包含了數(shù)據(jù)報，理論上 必使用校驗和。但實際中， 用校驗和機制是默認的。 4. 什么優(yōu)缺點？ 優(yōu)點：簡化中間路由器的操作，提高效率；避免重復(fù)分片；每個分片獨立選路，增加了靈活性。 缺點：中間經(jīng)過 能會浪費帶寬。 5. 用 實驗題，思想和要點已在教材中給出。 6. 寫出基于洞的分片重組算法的步驟。 實驗題，思想和要點已在教材中給出。 7. 設(shè)計程序，實現(xiàn)校驗和算法。 實驗題，思想和要點已在教材中給出。 8. 對擁有記錄路由選項的數(shù)據(jù)報進行分片時，是否應(yīng)將該選項復(fù)制到各分片中？為什么？對于擁有時戳選項的數(shù)據(jù)報呢？ 不必。每個分片獨自選路，即便記錄，每個分片記錄的信息也不一致。 9. 嚴格源路由選項的代碼字段值為 137，是如何得出的？ “復(fù)制”位為 1，表示選項應(yīng)復(fù)制到所有分片；“選項類”為 0，選項號為 9，即“ 01001”，則整個代碼字段二進制為“ 10001001”，十進制為 137。 10. 使用環(huán)回地址可方便網(wǎng)絡(luò)軟件的開發(fā)。正常情況下，主 機發(fā)送到 數(shù)據(jù)報，會不會出現(xiàn)在本地網(wǎng)絡(luò)？（為了證實你的答案，可將網(wǎng)線拔掉， 是否有回送消息） 不會，有回送消息。 11. 對于如圖 4給出路由器 目的網(wǎng)絡(luò) 下一跳 接投遞 接投遞 2. 使用 看你的主機中的路由表，并嘗試對各表項進行解釋。 使用 路由表，其中通常包含到默認網(wǎng)關(guān)的路由、環(huán)回地址的路由、直連網(wǎng)段的路由、發(fā)往本主機的路由、本地廣播路由、組播路由、全網(wǎng)路由（針對有限廣播地址）。 ，此頁面給出了一個實例及每條路由的解釋。 13. 了解 如何進行流量計費和流量控制的。 參考資料： ， ， ， 。 14. 為什么中間路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報之前要重新計算校驗和？ 因為路由器對數(shù)據(jù)報進行了處理，部分字段值發(fā)生了變化： 減 1，包含選項時選項的內(nèi)容也要發(fā)生更改。因此，必須針對變化后的內(nèi)容重新計算校驗和。 15. 為什么一個 例說明。 在 據(jù)報的投遞過程中可能會經(jīng)過多個物 理網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)路的 盡相同。只要轉(zhuǎn)發(fā)過程中后一個網(wǎng)絡(luò)的 據(jù)報就會被分片。 16. 么假設(shè)收到一個包含 的分片，能否說明已經(jīng)收到了所有的分片？如果答案是肯定的，請說明理由；如果是否定的，那么要這個位有什么用途呢？ 不能。因為各個分片的投遞是獨立的，很可能最后一個分片（ ）的分片先于其它分片到達目的地。這個位標識最后一個分片，結(jié)合這個分片里的片偏移量和長度等信息，可以計算原始數(shù)據(jù)報的長度，為分配緩沖區(qū)等提供便利。 17. 為何使用源路由選 項時，中間路由器要用自己的出口 為目的端發(fā)回響應(yīng)提供便利。若響應(yīng)仍走這條路由，則路由器出口的 址成為響應(yīng)報文的入口 18. 分析在編寫本文討論的兩個分片重組算法程序時，為應(yīng)對 哪些地方必須特別注意？ 要點：特別注意分片合法性的驗證。 第五章 1. 路由器是否應(yīng)該優(yōu)先處理 不。 文封裝在 文中，和其它 文一樣在路由器的隊列中進行排隊，路由器則按照先入先出的規(guī)則 處理報文。對路由器而言，與優(yōu)先權(quán)有關(guān)的不是 據(jù)報中封裝的報文類型，而是 部中的 2. 如果攜帶 文的 據(jù)報出現(xiàn) 差錯 ，則不應(yīng)產(chǎn)生新的 文。試解釋其原因。 如果這個數(shù)據(jù)報再出現(xiàn)差錯呢？這樣規(guī)定是防止無休止地循環(huán)發(fā)送差錯報告報文。 3. 如圖 5示，數(shù)據(jù)從 S 發(fā)送到 D，但是經(jīng)過的路由器為： 是一條效率不高的路徑。但 能發(fā)送 定向報文，將路由改為 為什么？ R 2 R 3 R 4 R 1 R 5 S D 圖 5能重定向的例子 重定向報文僅能用于屬于同一網(wǎng)絡(luò)的主機和路由器之間。對于圖中的例子， 可能向 發(fā)送重定向報文。 4. 假設(shè)以太網(wǎng)上有 1 個主機 H 與 5 個路由器相連。設(shè)計 1 個攜帶 據(jù)報的物理幀（稍微有點不合法），使得主機 起主機 0個數(shù)據(jù)報。 利用 定向報文和回送請求報文。 H 發(fā)送一個 送請求報文，其目的 是目的物理地址設(shè)置為硬件廣播地址。這樣，所有路由器都會收到這個報文并轉(zhuǎn)發(fā)（ 5 個），而這 些路由器發(fā)現(xiàn)主機使用了非優(yōu)化路由，則向該主機發(fā)送重定向報文（ 5個）。 5. 設(shè)計一個使用 假設(shè)初始時戳為 收時戳為 送時戳是 送方收到回應(yīng)的時間是 傳輸時延 ( ( 其中 ( 整個往返的延時，而 ( 接收方的處理時間。 如果認為兩個方向的通信時間大致相等，則單向傳輸時延應(yīng)為 2，則發(fā)送方與接收方的時差應(yīng)為 t /2此可以進行時 鐘同步。 6. 不必。該機制中交互的對等端就是通信雙方的 有必要考慮由生成請求到發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)這段處理時間。（接收方之所以要加入接收時戳和傳送時戳，是因為這兩個時間的差值體現(xiàn)了 7. 在 統(tǒng)中，也可以使用 序來查看數(shù)據(jù)報所經(jīng)過的路徑。但當路徑長度超過 9時，則不能使用 解釋原因。 錄路由最大只能記錄 9個路由器。 8. 查閱資料，了解并使用圖形化的 最常見的 有 3d 體可到互聯(lián)網(wǎng)搜索下載。 9. 本章提到，使用 文時，數(shù)據(jù)區(qū)填充的內(nèi)容由具體實現(xiàn)指定。在看 見下圖。 10. 為什么僅能向源站報告差錯？ 路由器收到 據(jù)報時，如果該數(shù)據(jù)報不包含記錄路由、源路由選項，則不體現(xiàn)任何中間路由器信息，僅能體現(xiàn)源 息。因此，必須向源端 報告差錯。此外，路由器發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)報發(fā)生差錯時，無法判斷究竟是在投遞過程中的哪一步發(fā)生差錯，因此，僅能向源站報告差錯。 11. 為什么路由器通告報文的發(fā)送周期是 10分鐘，而一條路由的存活時間是 30分鐘？ 考慮到通告報文可能丟失，存活時間必須大于發(fā)送周期。 12. 在 一類錯誤是“需要分片但 能進行分片）”?；诖?，請給出一個路徑 思想：發(fā)送 據(jù)報并強制該數(shù)據(jù)報不能分片，如果收到該類錯誤報告，說明該報文尺寸過大，則繼續(xù)調(diào)小尺寸并繼續(xù)發(fā)送該種 據(jù)報；如果未收到該類報告，說明尺寸偏小或正好，此時可以增大 為了較快地逼近實際值，可以首先將第一個探測報文的尺寸設(shè)置為最大 據(jù)報長度，之后利用二分算法的思想調(diào)整探測報文尺寸。 13. 你能否給出其它用于 可以將探測報文改為 文，并把其目的端口號設(shè)置為一個不常用的端口。這樣，中間路由器返回的是 目標返回的是 口不可達報文，由此可以判斷到達了目的端。 14. 閱讀 看有沒有其它實現(xiàn) 該方法的思想是對 加新選項以實現(xiàn)路徑發(fā)現(xiàn)功能，具體閱讀該標準既可。 第六章 1. 分析傳輸層的作用，并與概述中所討論的通用分層模型思想相比較。 加強和彌補 的服務(wù)?！凹訌姟敝柑峁┛煽啃?，而 P 的傳輸層則提供了不同的可靠性級別以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求；彌補指提供端到端的服務(wù)，并通過不同的端口號區(qū)分不同的上層應(yīng)用。 2. 利用端口號而不是進程標識符來指定一臺機器的目的進程，有什么優(yōu)點？ 進程標識符是動態(tài)變化的，每次應(yīng)用程序重啟都會 對應(yīng)不同的標識符，而端口號是相對固定的。網(wǎng)絡(luò)通信中的客戶端需要主動與服務(wù)器建立連接，其連接的目標必須是固定的，因此，必須用端口號來標識。 3. 使用預(yù)分配的 什么優(yōu)點？ 此題忽略，無意義。 4. 能否將同一端口號分配給兩個進程使用，設(shè)法通過實驗證實你的結(jié)論？ 不能。利用 用 接字），后啟動的應(yīng)用（進程）無法使用該套接字。 5. 為什么 是否反對這樣一個協(xié)議：對包括 用一個校驗和？ 針對首部計算校驗和， P 數(shù)據(jù)報中作為數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)區(qū)，因此單獨計算校驗和。這樣整個 反對。 并校驗不利于區(qū)分錯誤來源。此外，在數(shù)據(jù)報投遞過程中，對于目標不是自身的數(shù)據(jù)報，路由器則僅處理 分，不關(guān)注高層，分開計算時，當發(fā)現(xiàn) 生差錯就可進行相應(yīng)處理，合并計算校驗和則不便于這種處理。在目的端，數(shù)據(jù)在接收過程中則是沿著協(xié)議棧逐層向上遞交的，分開計算時當 部發(fā)生差錯，數(shù)據(jù)報就不會遞交給 并時則無 法實現(xiàn)這一點。 6. 接收端收到有差錯的 發(fā)生差錯有幾種情況：若 的端口號未開放，則返回 口不可達報文；若檢驗校驗和時發(fā)生差錯，則丟棄。 7. 一個 0632 0045 001C 求源端口、目的端口、用戶數(shù)據(jù)報的總長度、數(shù)據(jù)部分長度。這個數(shù)據(jù)報是從客戶發(fā)送給服務(wù)器還是從服務(wù)器發(fā)送給客戶的？使用 題目有誤，應(yīng)改成 0632 0035 001C 不用改） 源端口： 1568（ 0632） ，目的端口 53（ 0035），報文長度 28 字節(jié)（ 001C），數(shù)據(jù)部分長度 280字節(jié)?？蛻舳税l(fā)給服務(wù)器，服務(wù)器程序是 原題目是 45，是 69， 8. 假定一臺主機連接在以太網(wǎng)上，它要發(fā)送總長度為 8192字節(jié)的 文。該報文最終被分成多少個 以太網(wǎng) 500字節(jié)。假設(shè) 使用選項，則其長度為 20字節(jié)，所以預(yù)留給 480字節(jié)。所以最終的分片數(shù)為 |8192/1480|+1=6，其中“ |”標識取整。 9. 如何判斷遠程機器上的某個 放？ 向該端口發(fā)送 收到 口不可達報文，則該端口未開放。 10. 從網(wǎng)絡(luò)安全的角度看，使用知名端口號會不會存在安全風(fēng)險？ 單看這種行為，不會存在風(fēng)險。但是知名端口與一些知名應(yīng)用相關(guān)，這些應(yīng)用可能存在安全缺陷，比如協(xié)議本身有缺陷，或者實現(xiàn)有安全漏洞。因此，黑客攻擊的第一步往往是實施端口掃描，為隨后的攻擊步驟奠定基礎(chǔ)。 第八章 于使用代理 果使用主機地址表來決定是否回答 要在某個網(wǎng)絡(luò)中添加一個新主機，就必須修改該選路表。考慮如何分配 能在不改變選路表的情況下添加主機。（提示：考慮子網(wǎng)） 用路由器連接的每個物理網(wǎng)絡(luò)被分配連續(xù)的 址段，這樣，路由器可以使用網(wǎng)絡(luò)號 /掩碼的格式來表述：到某個網(wǎng)段的機器用代理 樣，只要新主機的地址處于這個網(wǎng)段，就不必修改選路表。 明路由器可否用于局域網(wǎng)，如以太網(wǎng)？為什