《网络协议分析》习题答案

备注： 以下给出习题答案作为参考，对于部分习题，读者也可以思考给出更好的答案。 第一章 1. 讨论 P 是最早出现的互联网协议，它的成功得益于顺应了社会的需求； P，鼓励厂商、大学开发 P 与流行的 对 P 更加精简实用； 在实践中不断改进。 2. 讨论网络协议分层的优缺点 优点：简化问题，分而治之，有利于升级 更新； 缺点： 各层之间相互独立，都要对数据进行分别处理；每层处理完毕都要加一个头结构，增加了通信数据量。 3. 列出 应用层 /传输层：应用层报文； 传输层 /文段或 /网络接口层： 据报； 网络接口层 /底层物理网络：帧。 4. 。 5. 了解一些进行协议分析的辅助工具 可在互联网上搜索获取适用于不同操作系统工具，比如 及用这些工具，可以截获网络中的各种协议报文，并进一步分析协议的流程、报文格式等。 6. 麻省理工学院的 论及 经讲过这样一段话 :”We We in 你对他的观点有什么评价。 智者见智，我认为这就是“实践是检验真理的唯一标准”。 7. 你 认为一个路由器最基本的功能应该包含哪些 ? 对于网桥、网关、路由器等设备的分界已经逐渐模糊。现代路由器通常具有不同类型的接口模块并具有模块可扩展性，由此可以连接不同的物理网络；路由表的维护、更新以及据报的选路转发等，都是路由器的基本功能。此外，路由器厂商应为使用者提供管理功能。 第二章 1. 尝试用 根据你的操作分析 实验题，若有接入 环境，可直接测试；否则，可参考习题 4一起测试。 2. 分析 安全性差； 开销较大，且需要通信双方首先共享密钥。 3. 了解 2这两个协议把 当于在 范围。其思想是发送方把 封装到 文中，接收方则对其解封以还原 ，这样对于通信的两端来说看到的是 ，相当于在互联网上架设了一条虚拟的 们主要用于构建 拟专用网）。 4. 尝试 级终端”功能 通信功能下 。可以用两台有 自连接电话线，并尝试用该功能实现即时通信和文件传输的功能。 第三章 1. 理想情况下，可以有多少个 A 类网，每个 A 类网中包含多少个可以配置给主机的 址？可以有多少个 个 计算时去除广播地址、网络地址。 2. 在图 3例子中，假设初始时主机 A、 B 和路由器 R 的 存均为空，在 B 成功收到 A、 B、 A： ： ： . 在 取 析其报文格式。 实验题，目的有二：一是分析 文格式以及相应的帧格式，二是尝试 议分析工具）的不同功能。可利用 便获取 可以利用 4. 假设主机 A（ 求主机 B（ 物理地址，广播地址用 充下图中带？的字段。 源物理地址 M A C A 目标物理地址 M A C b r o ad ca s t 发送方物理地址 M A C A 发送方 址 接收方物理地址 接收方 址 帧首部 A R P 请求报文 源物理地址 M A C B 目标物理地址 M A C A 发送方物理地址 M A C B 发送方 址 接收方物理地址 M A C A 接收方 址 帧首部 A R P 应答 报文 假设无盘站 A（ 求自己的 播地址用 充下图中带？的字段。 源物理地址 M A C A 目标物理地址 M A C b r o ad ca s t 发送方物理地址 M A C A 发送方 址 接收方物理地址 接收方 址 帧首部 R A R P 请求报文 源物理地址 M A C S 目标物理地址 M A C A 发送方物理地址 M A C S 发送方 址 接收方物理地址 M A C A 接收方 址 帧首部 R A R P 应答 报文 5. 在 到的结果是什么？ 利用 P 地址，并去 6. 从地址长度的角度看， 什么？ 址长度为 16 字节，以太网 址长度为 6 字节，可以利用直接映射的方法实现地址解析。 7. 机自身的 “ 后台处理方式有差别吗？设法用实验证实你的答案。 有。拔掉网线， P 地址，结果是“ 但 示的是主机活动有应答。但是用 获数据，这两种 文都不出现在网络中。 8. 分析跨越 2个或 3个路由器转发 据报时 及经过每个步骤后通信双方及中间路由器 要点： 节与跨一个路由器时类似。 9. 的 令仅能查看本地 存。如果本地缓存中没有存储某个 应的结合其它 令设计一个方法，在该方法使用后能够利用 令看到该 首先使用“ 令， 目标地址设置为目标 时操作系统会在后台完成 流程以获取目标 记入本地缓存。之后再利用 可以看到这个 10. 编写一个 骗程序，使得运行该程序的主机能够嗅探本网段内所有发往默认网关的数据。 要点 1：该程序应能够获取网关的 P 和 为实施欺骗作准备） 要点 2：该程序应能够发送 把其中的发送方物理地址 /发送方 址的映射关系设置为宿主机的 关的 该步骤是实施欺骗） 要点 3：该程序能够保存嗅探到的数据，并 记录相应帧首部的源 P 数据报中包含的源 保存嗅探到的数据，并为转发该数据做准备，以便被嗅探的双方无法察觉） 要点 4：该程序应能够转发所有发送给网关的数据（ 及从网关发出的数据。对于发送给网关的数据，帧首部的源和目标物理地址分别设置为被嗅探主机和网关的物理地址；对于从网关发出的数据，这两个地址分别设置为网关和被嗅探主机的 址。 11. 从传播的范围、实现的方式、需要的底层硬件支持等角度比较硬件广播、物理广播和 硬件广播是指网络投递方式，是由硬件技术本身的 属性决定的。比如以太网，它使用载波监听多路访问及冲突检测技术 ，这种技术本身具备广播的特性，即发送一个物理帧，无论其目标物理地址设置为什么，都必须以广播的方式进行投递，而线路上的所有主机都具备收到这个帧的可能性，为了区分目标和源，必须具备不冲突的地址。而所有收到数据的主机都必须依靠这个地址进行过滤，忽略不属于自己的数据，并把自己可接收的数据作进一步处理。对于拨号链路而言，其投递的方式是点到点的，线路的另一端就是目标，因此可以不必设置目标地址。 物 理广播是指把帧的目标物理地址设置为硬件广播地址，这样网络中的所有 主机都能收到这个数据并进行进一步的处理。物理广播的范围是确定的，它不能跨越物理网络实现。 播是指把目标 址设置为 播地址，这样，某个 段内的所有主机都可以收到这个数据并进行处理。 播范围不限，可以跨越物理网络实现。 如果硬件为广播方式，则 播可以依托该技术实现，不必向每个主机复制数据；否则必须给目标网段中的每个 制一份数据，以实现广播的目的。 第四章 1. 阅读 解区分服务的目的。 此题有误，应该是“了解其中提及的区分服务的用途”。即“使用相同的码点合并数据流， 或者使用相同的端点地址、不同的码点区分数据流。” 2. 只对数据报首部而不对数据计算检验和，有什么优缺点？ 优点：简化 件的计算量，提高处理速度。对于路由器等转发设备，这点对于提高其性能很重要。此外，某些高层（或需要由 装）的协议已经有计算校验和的功能，即据报的数据区已经被计算校验和， 针对首部计算校验和可以避免重复劳动。 缺点：高层（或需要由 装）协议若需要保证可靠性，必须实现校验功能。 3. 在以太网上发送 否总有必要使用校验和机制？请解释原因。 以太网帧本身 包含帧校验和字段，校验区域包含了数据报，理论上 必使用校验和。但实际中， 用校验和机制是默认的。 4. 什么优缺点？ 优点：简化中间路由器的操作，提高效率；避免重复分片；每个分片独立选路，增加了灵活性。 缺点：中间经过 能会浪费带宽。 5. 用 实验题，思想和要点已在教材中给出。 6. 写出基于洞的分片重组算法的步骤。 实验题，思想和要点已在教材中给出。 7. 设计程序，实现校验和算法。 实验题，思想和要点已在教材中给出。 8. 对拥有记录路由选项的数据报进行分片时，是否应将该选项复制到各分片中？为什么？对于拥有时戳选项的数据报呢？ 不必。每个分片独自选路，即便记录，每个分片记录的信息也不一致。 9. 严格源路由选项的代码字段值为 137，是如何得出的？ “复制”位为 1，表示选项应复制到所有分片；“选项类”为 0，选项号为 9，即“ 01001”，则整个代码字段二进制为“ 10001001”，十进制为 137。 10. 使用环回地址可方便网络软件的开发。正常情况下，主 机发送到 数据报，会不会出现在本地网络？（为了证实你的答案，可将网线拔掉， 是否有回送消息） 不会，有回送消息。 11. 对于如图 4给出路由器 目的网络 下一跳 接投递 接投递 2. 使用 看你的主机中的路由表，并尝试对各表项进行解释。 使用 路由表，其中通常包含到默认网关的路由、环回地址的路由、直连网段的路由、发往本主机的路由、本地广播路由、组播路由、全网路由（针对有限广播地址）。 ，此页面给出了一个实例及每条路由的解释。 13. 了解 如何进行流量计费和流量控制的。 参考资料： ， ， ， 。 14. 为什么中间路由器转发数据报之前要重新计算校验和？ 因为路由器对数据报进行了处理，部分字段值发生了变化： 减 1，包含选项时选项的内容也要发生更改。因此，必须针对变化后的内容重新计算校验和。 15. 为什么一个 例说明。 在 据报的投递过程中可能会经过多个物 理网络，每个网路的 尽相同。只要转发过程中后一个网络的 据报就会被分片。 16. 么假设收到一个包含 的分片，能否说明已经收到了所有的分片？如果答案是肯定的，请说明理由；如果是否定的，那么要这个位有什么用途呢？ 不能。因为各个分片的投递是独立的，很可能最后一个分片（ ）的分片先于其它分片到达目的地。这个位标识最后一个分片，结合这个分片里的片偏移量和长度等信息，可以计算原始数据报的长度，为分配缓冲区等提供便利。 17. 为何使用源路由选 项时，中间路由器要用自己的出口 为目的端发回响应提供便利。若响应仍走这条路由，则路由器出口的 址成为响应报文的入口 18. 分析在编写本文讨论的两个分片重组算法程序时，为应对 哪些地方必须特别注意？ 要点：特别注意分片合法性的验证。 第五章 1. 路由器是否应该优先处理 不。 文封装在 文中，和其它 文一样在路由器的队列中进行排队，路由器则按照先入先出的规则 处理报文。对路由器而言，与优先权有关的不是 据报中封装的报文类型，而是 部中的 2. 如果携带 文的 据报出现 差错 ，则不应产生新的 文。试解释其原因。 如果这个数据报再出现差错呢？这样规定是防止无休止地循环发送差错报告报文。 3. 如图 5示，数据从 S 发送到 D，但是经过的路由器为： 是一条效率不高的路径。但 能发送 定向报文，将路由改为 为什么？ R 2 R 3 R 4 R 1 R 5 S D 图 5能重定向的例子 重定向报文仅能用于属于同一网络的主机和路由器之间。对于图中的例子， 可能向 发送重定向报文。 4. 假设以太网上有 1 个主机 H 与 5 个路由器相连。设计 1 个携带 据报的物理帧（稍微有点不合法），使得主机 起主机 0个数据报。 利用 定向报文和回送请求报文。 H 发送一个 送请求报文，其目的 是目的物理地址设置为硬件广播地址。这样，所有路由器都会收到这个报文并转发（ 5 个），而这 些路由器发现主机使用了非优化路由，则向该主机发送重定向报文（ 5个）。 5. 设计一个使用 假设初始时戳为 收时戳为 送时戳是 送方收到回应的时间是 传输时延 ( ( 其中 ( 整个往返的延时，而 ( 接收方的处理时间。 如果认为两个方向的通信时间大致相等，则单向传输时延应为 2，则发送方与接收方的时差应为 t /2此可以进行时 钟同步。 6. 不必。该机制中交互的对等端就是通信双方的 有必要考虑由生成请求到发送到网络这段处理时间。（接收方之所以要加入接收时戳和传送时戳，是因为这两个时间的差值体现了 7. 在 统中，也可以使用 序来查看数据报所经过的路径。但当路径长度超过 9时，则不能使用 解释原因。 录路由最大只能记录 9个路由器。 8. 查阅资料，了解并使用图形化的 最常见的 有 3d 体可到互联网搜索下载。 9. 本章提到，使用 文时，数据区填充的内容由具体实现指定。在看 见下图。 10. 为什么仅能向源站报告差错？ 路由器收到 据报时，如果该数据报不包含记录路由、源路由选项，则不体现任何中间路由器信息，仅能体现源 息。因此，必须向源端 报告差错。此外，路由器发现数据报发生差错时，无法判断究竟是在投递过程中的哪一步发生差错，因此，仅能向源站报告差错。 11. 为什么路由器通告报文的发送周期是 10分钟，而一条路由的存活时间是 30分钟？ 考虑到通告报文可能丢失，存活时间必须大于发送周期。 12. 在 一类错误是“需要分片但 能进行分片）”。基于此，请给出一个路径 思想：发送 据报并强制该数据报不能分片，如果收到该类错误报告，说明该报文尺寸过大，则继续调小尺寸并继续发送该种 据报；如果未收到该类报告，说明尺寸偏小或正好，此时可以增大 为了较快地逼近实际值，可以首先将第一个探测报文的尺寸设置为最大 据报长度，之后利用二分算法的思想调整探测报文尺寸。 13. 你能否给出其它用于 可以将探测报文改为 文，并把其目的端口号设置为一个不常用的端口。这样，中间路由器返回的是 目标返回的是 口不可达报文，由此可以判断到达了目的端。 14. 阅读 看有没有其它实现 该方法的思想是对 加新选项以实现路径发现功能，具体阅读该标准既可。 第六章 1. 分析传输层的作用，并与概述中所讨论的通用分层模型思想相比较。 加强和弥补 的服务。“加强”指提供可靠性，而 P 的传输层则提供了不同的可靠性级别以适应不同的应用需求；弥补指提供端到端的服务，并通过不同的端口号区分不同的上层应用。 2. 利用端口号而不是进程标识符来指定一台机器的目的进程，有什么优点？ 进程标识符是动态变化的，每次应用程序重启都会 对应不同的标识符，而端口号是相对固定的。网络通信中的客户端需要主动与服务器建立连接，其连接的目标必须是固定的，因此，必须用端口号来标识。 3. 使用预分配的 什么优点？ 此题忽略，无意义。 4. 能否将同一端口号分配给两个进程使用，设法通过实验证实你的结论？ 不能。利用 用 接字），后启动的应用（进程）无法使用该套接字。 5. 为什么 是否反对这样一个协议：对包括 用一个校验和？ 针对首部计算校验和， P 数据报中作为数据报的数据区，因此单独计算校验和。这样整个 反对。 并校验不利于区分错误来源。此外，在数据报投递过程中，对于目标不是自身的数据报，路由器则仅处理 分，不关注高层，分开计算时，当发现 生差错就可进行相应处理，合并计算校验和则不便于这种处理。在目的端，数据在接收过程中则是沿着协议栈逐层向上递交的，分开计算时当 部发生差错，数据报就不会递交给 并时则无 法实现这一点。 6. 接收端收到有差错的 发生差错有几种情况：若 的端口号未开放，则返回 口不可达报文；若检验校验和时发生差错，则丢弃。 7. 一个 0632 0045 001C 求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。这个数据报是从客户发送给服务器还是从服务器发送给客户的？使用 题目有误，应改成 0632 0035 001C 不用改） 源端口： 1568（ 0632） ，目的端口 53（ 0035），报文长度 28 字节（ 001C），数据部分长度 280字节。客户端发给服务器，服务器程序是 原题目是 45，是 69， 8. 假定一台主机连接在以太网上，它要发送总长度为 8192字节的 文。该报文最终被分成多少个 以太网 500字节。假设 使用选项，则其长度为 20字节，所以预留给 480字节。所以最终的分片数为 |8192/1480|+1=6，其中“ |”标识取整。 9. 如何判断远程机器上的某个 放？ 向该端口发送 收到 口不可达报文，则该端口未开放。 10. 从网络安全的角度看，使用知名端口号会不会存在安全风险？ 单看这种行为，不会存在风险。但是知名端口与一些知名应用相关，这些应用可能存在安全缺陷，比如协议本身有缺陷，或者实现有安全漏洞。因此，黑客攻击的第一步往往是实施端口扫描，为随后的攻击步骤奠定基础。 第八章 于使用代理 果使用主机地址表来决定是否回答 要在某个网络中添加一个新主机，就必须修改该选路表。考虑如何分配 能在不改变选路表的情况下添加主机。（提示：考虑子网） 用路由器连接的每个物理网络被分配连续的 址段，这样，路由器可以使用网络号 /掩码的格式来表述：到某个网段的机器用代理 样，只要新主机的地址处于这个网段，就不必修改选路表。 明路由器可否用于局域网，如以太网？为什