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第一章：1TCP/IP为什么要分层，分层的作用是什么？答：网络协议通常分不同的层次开发，每一层负责不同的通信功能。一个协议族，比如tcp/ip，是一组不同层次上的多核协议的组合。TCP/IPD的分层如下：链路层，包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡，其作用是把物理链路转换成可靠的数据链路网络层，处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。运输层，主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。应用层，负责处理特定的应用程序细节。第二章：1.什么是MTU？什么事路径MTU？答：MTU是链路层的特性，即最大传输单元，不同类型的网络对数据帧的长度有不同的上限。路径MTU指的是两台通信主机路径中最小的MTU。2、MTU与路径MTU（最大传输单元MTU）如果IP层有一个数据报要传，而且数据的长度比链路层的MTU还大，那么IP层就需要进行分片-fragmentation-把数据报分成若干片，这样每一片都小于MTU路径mtu：当在同一个网络上的两台主机互相进行通信时，该网络的MTU是非常重要的。但是如果两台主机之间的通信要通过多个网络，那么每个网络的链路层就可能有不同的MTU。重要的不是两台主机所在网络的MTU的值，重要的是两台通信主机路径中的最小MTU。它被称作路径MTU。两台主机之间的路径MTU不一定是个常数。它取决于当时所选择的路由。而选路不一定是对称的（从A到B的路由可能与从B到A的路由不同），因此路径MTU在两个方向上不一定是一致的。3.ppp（点对点协议）？帧格式在串行链路上封装IP数据报的方法。P P P既支持数据为8位和无奇偶检验的异步模式 ，还支持面向比特的同步链接。建立、配置及测试数据链路的链路控制协议（LCP-Link Control Protocol）。它允许通信双方进行协商，以确定不同的选项。针对不同网络层协议的网络控制协议（NCP-Network Control Protocol）体系。IP、DECnet、AppleTalk等4、环回接口允许运行在同一台主机上的客户程序和服务器程序通过TCP/IP进行通信。 A类网络号127就是为环回接口预留的。大多数系统把IP地址分配给这个接口，并命名为localhost。第三章：1、IP的不可靠、无连接的理解无连接（ c o n n e c t i o n l e s s）这个术语的意思是I P并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报的处理是相互独立的。这也说明， I P数据报可以不按发送顺序接收。如果一信源向相同的信宿发送两个连续的数据报（先是A，然后是B），每个数据报都是独立地进行路由选择，可能选择不同的路线，因此B可能在A到达之前先到达。不可靠（ u n r e l i a b l e）的意思是它不能保证I P数据报能成功地到达目的地。I P仅提供最好的传输服务。如果发生某种错误时，如某个路由器暂时用完了缓冲区， I P有一个简单的错误处理算法：丢弃该数据报，然后发送I C M P消息报给信源端。任何要求的可靠性必须由上层来提供（如T C P）。3.互联网的地址分类及构成5.端口号TCP和UDP用16bit端口号来识别应用程序。服务器一般都是通过知名端口号来标示自己提供的服务。FTP-TCP端口21Telnet-TCP端口2 3任何TCP/IP实现所提供的服务都用知名的11 0 2 3之间的端口号。知名端口号由Internet号分配机构IANA来管理。大多数TCP/IP实现给临时端口分配10245000之间的端口号6.子网划分（判断两个IP地址是否在同一子网中）区分网段子网掩码比较子网号例子：、和2（子网掩码为）1和2网络号相同，子网号不同，1和3网络号相同，子网号也相同。第四章：1.ARP协议的作用（地址解析协议）答：ARP为IP地址到对应的硬件地址之间提供动态（自动完成）映射。实现通过IP地址得知其物理地址。2.免费ARP两方面的作用：一个主机可以通过它来确定另一个主机是否设置了相同的IP地址如果免费ARP的主机正好改变了硬件地址，这个分组可以使其他主机高速缓存中旧得硬件地址进行相应的更新。第九章：1.选路原理：搜索匹配的主机地址；搜索匹配的网络地址；搜索默认表项。2.IP搜索路由表的几个步骤：1）搜索匹配的主机地址。2）搜索匹配的网络地址。3)搜索默认表项3.ICMP重定向报文的接受者必须查看三个IP地址：1）导致重定向的IP地址2）发送重定向报文的路由器的IP地址。3）应该采用的路由器IP地址4.在生成ICMP重定向报文之前这些条件都要满足：1）出接口必须等于入接口2）用于向外传送数据报的路由不能被ICMP重定向报文创建或修改过，而且不能是路由器的默认路由。3）数据项不能用源站路由转发。4）内核必须配置成可以发送重定向报文。5.防范恶意用户：1）新的路由器必须直接与网络相连接。2）重定向报文必须来自当前到目的地所选择的路由器。3）重定向报文不能让主机本身作为路由器4）被修改的路由必须是一个简洁路由。6.ICMP的一个规则是：ICMP差错报文必须包括生成该差错报文的数据报IP首部，还必须至少包括跟在该IP首部后面的前8个字节。第十章： 1.RIP选路信息协议优点：实现简单，配置容易，维护简单 可以支持IP、IPX等多种网络层协议缺点：路由收敛速度慢，以跳路标记的metric不能真实反映 路由开销有16跳限制，不适合大规模的网络，开销比较大2、RIP协议-选路信息协议、OSPF（开放最短路径优先）协议基本基本概念、基本原理RIP原理：距离矢量法OSPF：它采用的是每个路由器主动地测试与其邻站相连链路的状态，将这些信息发送给它的其他邻站，而邻站将这些信息在自治系统中传播出去。每个路由器接收这些链路状态信息，并建立起完整的路由表。第十一章1、 UDP协议首部及各个字段含义（UDP是一个简单的面向数据报的运输层协议）端口号表示发送进程和接收进程。由于I P层已经把I P数据报分配给TCP或UDP（根据IP首部中协议字段值），因此TCP端口号由TCP来查看，而UDP端口号由UDP来查看。TCP端口号与UDP端口号是相互独立的。尽管相互独立，如果TCP和UDP同时提供某种知名服务，两个协议通常选择相同的端口号。这纯粹是为了使用方便，而不是协议本身的要求。十二章：多播的作用：向多个目的地址传送数据。客户对服务器的请求。例如，无盘工作站需要确定启动引导服务器。目前，这项服务是通过广播来提供的。2.多播地址属于哪一类3.多播地址转换以太地址：第十四章：DNS压缩：第十六章：DHCP协议过程在传输层用例第十七章1、 TCP面向连接、可靠的字节流的理解：TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。2应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块-报文段或段-segment2当TCP发出一个段第二十一章1、 重传定时器的用途：2、 慢启动与拥塞控制、避免慢启动：连接上最初只允许传输一个报文段，然后在发送下一个报文段之前必须等待接收它的确认。当报文段2被接收后，就可以再发送两个报文段。1、 糊涂窗口综合症？该现象可发生在两端中的任何一端：接收方可以通告一个小的窗口（而不是一直等到有大的窗口时才通告）而发送方也可以发送少量的数据（而不是等待其他的数据以便发送一个大的报文段）接收方采取措施避免出现糊涂窗口综合症接收方不通告小窗口。通常的算法是接收方不通告一个比当前窗口大的窗口（可以为0），除非窗口可以增加一个报文段大小（也就是将要接收的MSS）或者可以增加接收方缓存空间的一半，whichever is smaller。发送方采取措施避免出现糊涂窗口综合症发送方避免出现糊涂窗口综合症的措施是只有以下条件之一满足时才发送数据： a可以发送一个满长度的报文段； b可以发送至少是接收方通告窗口大小一半的报文段； c可以发送任何数据并且不希望接收ACK（我们没有还未被确认的数据）或者该连接上不能使用Nagle算法条件b主要对付那些总是通告小窗口-也许比1个报文段还小-的主机条件c使我们在有尚未被确认的数据（正在等待被确认）以及在不能使用Nagle算法的情况下，避免发送小的报文段。如果应用进程在进行小数据的写操作（例如比该报文段还小），条件c可以避免出现糊涂窗口综合症。第二十三章1、保活定时器的用途1怎样解决RIP路由环路？最大跳数（当一个路由条目作为副本发送出去的时候就会自加1跳，那么最大加到16跳）。水平分割（其规则就是不向原始路由更新来的方向再次发送路由更新信息）。路由中毒、毒性逆转、控制更新时间、触发更新作业11.3：假设有一个以太网和一份8192的udp数据报，那么需要分成多少个数据报片，每个数据报片的偏移和长度为多少？对于I P来说有8 2 0 0字节的数据需要发送， 8 1 9 2字节的用户数据和8个字节的U D P首部。采用t c p d u m p记号，第1个分片是1 4 8 0 0 +（1 4 8 0字节的数据，偏移为0，将“更多片”比特置1）。第2个是1 4 8 0 1 4 8 0 +，第3个是1 4 8 0 2 9 6 0 +，第4个是1 4 8 0 4 4 4 0 +，第5个是1 4 8 0 5 9 2 0 +，第6个是8 0 0 7 4 0 0。1 4 8 05 + 800 = 8200，正好是要发送的字节。作业：在讨论分片时没有提及任何关于I P首部中的选项它们是否也要被复制到每个数据报片中，或者只留在第一个数据报片中？我们已经讨论过下面这些I P选项：记录路由（7 . 3节）、时间戳（7 . 4节）、严格和宽松的源站选路（ 8 . 5节）。你希望分片如何处理这些选项？对照RFC 791检查你的答案。？不严格的和严格的源站选路选项被复制到每一个数据报片中。时间戳选项和记录路由选项没有被复制到每一个数据报片中它们只出现在第1个数据报片中。IP多播对应的以太网地址范围：01:00:5e:00:00:00-01:00:5e:7f:ff:ff32个不同的多播组号被映射为一个以太网地址。2 (e0)和2 (e0.00.40.20)都映射为同一以太网地址01:00:5e:00:40:20TCPTcp首部格式：三次握手：1) 请求端（通常称为客户）发送一个S Y N段指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始序号（I S N，在这个例子中为1 4 1 5 5 3 1 5 2 1）。这个S Y N段为报文段1。2) 服务器发回包含服务器的初始序号的S Y N报文段（报文段2）作为应答。同时，将确认序号设置为客户的I S N加1以对客户的S Y N报文段进行确认。一个S Y N将占用一个序号。3) 客户必须将确认序号设置为服务器的I S N加1以对服务器的S Y N报文段进行确认（报文段3）。最大报文段长度MSS最大报文段长度表示TCP传往另一端的最大块数据的长度。当一个连接建立时，连接的双方都要通告各自的MSS。我们已经见过MSS都是1024。当建立一个连接时，每一方都有用于通告它期望接收的MSS选项（MSS选项只能出现在SYN报文段中）。如果一方不接受来自另一方的MSS值，则MSS就定为默认值536字节连接超时第一次超时时间在5.59秒 5.93秒之间变化。然而，第二次超时时间则总是24.00秒这是因为BSD版的TCP软件采用一种500ms的定时器。Tcp的状态变迁图作业18.5：在1 8 . 6节我们知道一个客户进程不能重新使用同一个本地端口，如果该端口是仍处于2 M S L等待连接的一部分。但如果s o c k程序作为客户程序连续运行两次，并且连接到d a y t i m e服务器上，我们就能重新使用同一本地端口。另外，对一个仍处于2 M S L等待的连接，也能为它创建一个替身。这将如何做？答：首先，日期服务器在将时间和日期写给客户之后对T C P连接做一个主动关闭。这可以通过s o c k程序打印的消息：“connection closed by peer.”表现出来。连接的客户端经历了被动关闭的状态。这样就把一对插口置于服务器端的T I M E WA I T状态，而不是在客户端。作业18.10：为什么图1 8 - 4中的服务器不将对客户F I N的A C K与自己的F I N合并，从而将报文段数减少为3个？答：首先，服务器对客户的F I N的确认一般不会被延迟（我们在1 9 . 3节讨论延迟的确认），而是在F I N到达后立即发送。应用进程需要一些时间来接收E O F，告诉它的T C P关闭它这一端的连接。第二，服务器收到客户的F I N后，并不一定要关闭它这一端的连接。就像我们在1 8 . 5节中看到的，仍然可以发送数据。在图1 8 - 1 6中，R S T的序号为什么是2 6 3 6 8 0 0 2 ?答：如果一个产生R S T的到达报文段有一个A C K字段，那么R S T的序号就是到达的A C K字段。第6行中值为1的A C K是相对于第2行中的2 6 3 6 8 0 0 1的I S N。2MSL的理解和TCP三次同步握手不一样的是，TCP关闭连接用四次握手来实现，即A-B Fin, B-A ACK, B-A Fin, A-B ACK，为什么要这样？（为什么停留的时间为2倍的MSL？）答：1）这样可以让TCP再次发送最后的ACK以防这个ACK丢失。2）这种2MSL等待的另一个结果是这个TCP连接在2MSL等待期间，定义这个连接的插口不能再被使用，这个连接只能在ZMSL结束后才能被使用。A-B Fin, B-A ACK ，A属于主动关闭方，收到B的ACK后，A到B的方向连接关闭，即half shutown ，这时A不能再发送数据了。这种状态下B还是可以单向发送数据的，B的数据发送完毕，也做关闭动作了：B-A Fin, A-B ACKB收到ACK，关闭连接。但是A无法知道ACK是否已经到达B，于是开始等待？等待什么呢？假如ACK没有到达B，B会为FIN这个消息超时重传 timeout retransmit ，那如果A等待时间足够，又收到FIN消息，说明ACK没有到达B，于是再发送ACK，直到在足够的时间内没有收到FIN，说明ACK成功到达。这个等待时间至少是：B的timeout + FIN的传输时间，为了保证可靠，采用更加保守的等待时间2MSL。即两个作用：1）保证最后一个ACK被收到；2）处于2msl状态的端口不能再被使用2. RTT/RTO计算（228-232）第一个SYN： RTO=A+2D，后面的SYN为RTO=A+4D第一个ACK： A=M+0.5，RTO=A+4D第二个ACK： Err=M-A，A=A+gErr，D=D+h（|Err|-D），RTO=A+4D图2 1 - 9显示了当初始S Y N重传并接着发送了前7个数据报文段时变量c w n d和s s t h re s h的值（在图2 1 - 2中显示了最初的数据报文段及其A C K之间的交换过程）。使用t c p d u m p的记号来表示数据字节：1 : 2 5 7 ( 2 5 6 )表示第1 2 5 6字节。当S Y N的超时发生时， s s t h re s h被置为其最小取值（ 5 1 2字节，在本例中表示2个报文段）。为进入慢启动阶段， c w n d被置为1个报文段（ 2 5 6字节，与当前值一致）。当收到S Y N和A C K时，没有对这两个变量做任何修改，因为新的数据还没有被确认。当ACK 257到达时，因为c w n d小于等于s s t h re s h，因此仍然处于慢启动阶段，于是将c w n d增加2 5 6字节。当收到ACK 513时，进行同样的处理。当ACK 769到达时，我们不再处于慢启动状态，而是进入了拥塞避免状态。新的c w n d值按以下方法计算：考虑到c w n d实际上以字节而非以报文段来维护，因此这就是我们前面提到的增加1 /c w n d。在这个例子中我们计算为9 9 1字节（在这些表达式中包括了不正确的2 5 6 / 8项来匹配实现计算的数值，正如我们在前面标注的那样）。IP校验和计算：作业20.3：在一个U s e n e t记录中，有人抱怨说美国和日本之间的一个128 ms时延、速率为256 000 b/s的链:路吞吐量为120 000 b/s（利用率为4 7 %），而当链路通过卫星时其吞吐量则为33 000 b/s（利用率为1 3）。试问在这两种情况下窗口大小各为多少（假定卫星链路的时延为500 ms）？卫星链路的窗口大小应该如何调整？答：为容量求解带宽迟延方程式，第一种情况是1 9 2 0字节，卫星的情况是2 0 6 2字节。看起来T C P只声明了一个2 0 4 8字节的窗口。一个大于1 6 0 0 0字节的窗口应该能够使卫星链路饱和。（1）重传计时器：重传定时器：为了控制丢失的报文段或丢弃的报文段，也就是对报文段确认的等待时间。当TCP发送报文段时，就创建这个特定报文段的重传计时器，可能发生两种情况：若在计时器超时之前收到对报文段的确认，则撤销计时器；若在收到对特定报文段的确认之前计时器超时，则重传该报文，并把计时器复位；重传时间=2*RTT；RTT的值应该动态计算。常用的公式是：RTT=previous RTT*i + （1-i）*current RTT。i的值通常取90%，即新的RTT是以前的RTT值的90%加上当前RTT值的10%.Karn算法：对重传报文，在计算新的RTT时，不考虑重传报文的RTT。因为无法推理出：