tcpip网络与协议答案
【篇一：网络协议与分析课后习题】
互连的问题是什么？试举例说明。
举例来说，用户a可以通过接入使用以太网技术的校园网，与另外一个使用电话点对点拨号上网的用户b之间进行邮件通信，同时还和一个坐在时速300公里的高铁上的使用wcdma手机进行3g上网的用户c进行qq聊天。但问题的关键在于，这些采用不同技术的异构网络之间存在着很大差异：它们的信道访问方式和数据传送方式不同，其帧格式和物理地址形式也各不相同。
  2、请描述图1-2中，用户a和用户c进行qq聊天似的数据转换和传输过程。
用户a的主机将发送的邮件数据先封装到ip数据包中，在封装到以太帧中，发送到其接入的以太网中，并到达路由器r1。
路由器r1从以太帧中提取ip数据包，根据目标ip地址选择合适的路径，再将其封装成sdh帧，转发到因特网主干网中，经过因特网主干网中若干路由器的选路和转发，到达路由器r3
路由器r3从sdh帧中提取ip数据包，转换成wcdma帧，发送到3g网络中，到达用户c的主机。
用户c的主机提取出ip数据包，最总交付到上层的邮件应用程序，显示给用户c。
3、tcp/ip协议族中的协议主要有哪些？请列举出协议的名称并查其对应的最新rfc编号。
768 udp 用户数据报协议
791 ip internet协议
792 icmp 网际控制报文协议
793 tcp 传输控制协议
826 arp 地址解析协议
959 ftp 文件传输协议
4、画出tcp/ip模型和osi模型之间的层次对应关系，并举例tcp/ip模型中各层次上的协议。tcpip协议pdf
应用层：应用层对应osi模型的上面三层。应用层是用户和网络的接口，tcp/ip简化了
osi的会话层和表示层，将其融合到了应用层，使得通信的层次减少，提高通信的效率。应用层包含了一些常用的、基于传输层的网络应用协议，如telnet、dns、dhcp、ftp、smtp、pop3、http、snmp、rip、bgp等。
传输层：传输层位于ip层之上，为两台主机上的应用程序提供端到端的通信服务。目前，
应用最广泛的传输层协议是tcp和udp。
网络层：网络层又称为网际层、互联网层或ip层，是tcp/ip模型的关键部分。该层主要
完成ip数据包的封装、传输、选路和转发，使其尽可能到达目的主机。该层包括的协议主要有ip、arp、rarp、icmp和igmp，其中，ip协议是网络层的核心。 网络接口层：网络接口层对应osi模型中的物理层和数据链路层，只要底层网络技术和标
准支持数据帧的发送和接收，就可以作为tcp/ip的网络接口，包括前面提到的各种局域网、城域网、广域网技术，如以太网、电话拨号、3g网络等。
  5、例举出某一个具体网络通信过程中的多路复用和多路分解过程，并说明??
多路复用是指多个上层协议复用同一层底层协议数据包
多路分解是指从底层协议数据包解封数据
  第二章
1、简述hdlc是什么？有什么应用？
是什么：
高级数据链路控制（high-level data link control, hdlc）协议是由iso标准化组织制定的一个面向比特的同步数据链路层协议。它是由ibm的同步链路控制（synchronous data link control，sdlc）协议发展而来的。
hdlc协议提供了面向连接和无连接两种服务；它既可以工作在点到点线路方式，也可以工作在点到多点线路方式。hdlc协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输；既支持半双工，也支持全双工通信，有较高的数据链路传输效率；所有帧采用了流量控制
和差错控制，传输可靠性高；传输控制与处理分离，具有较大的灵活性。
应用：
广泛应用于数据通信领域、x.25网络、帧中继网络以及作为数据链路层协议连接服务
器到广域网中。
2、简述ppp协议在slip的基础上做了哪些改进？查资料，说明pppoe协议和ppp协议的关系，pppoe的工作流程、帧结构及其应用？
1）改进
slip（串行线路因特网协议）协议是一种简单的帧封装方法，有许多缺陷，比如slip不支持ip地址分配；slip帧中无类型字段，无法同时传输多个上层协议；slip中没有校验字段，链路层上无法检测出由于线路噪声导致的差错。
ppp协议克服了slip协议中的所有缺陷，它支持多种网络协议、多种数据压缩方法、多种身份认证方式、动态地址分配、差错控制和数据加密等。
2）pppoe全称为point to point protocol over ethernet（以太网上的点对点协议），简单地说，就是以太网和ppp结合后的协议，目前广泛应用在adsl接入方式中，用于宽带拨号上网，使连接在以太网上的许多主机共享一条物理线路接入到因特网。
  3、csma/cd和csma/ca分别是什么？有什么区别？
答：csma/cd载波侦听多路访问/冲突检测协议，是一种分布式介质访问控制协议。
其原理如下：
（1） 多个站点平等的接入到共享访问介质（多路访问）。
（2） 每个站在发送帧之前，首先要监听访问介质，只有访问介质空闲时，才允许发
送帧（载波监听）。
（3） 如果两个以上的站同时监听到访问介质空闲并发送帧，则会产生冲突现象。因
此要求每个站在发送数据的同时，仍然继续监听访问介质（冲突检测）。如果出
现冲突，则发送站要发送干扰信号以使所有其它主机都能接收到冲突信号。然
后每一个发送站随机延时一段时间后，再次重新发送帧。
和采用总线拓扑结构的以太网类似，无线局域网中的传输介质也是共享的，需要一定的介质访问控制协议来避免冲突。但是由于在无线传输中有“隐藏站”问题，无线局域网没有采用基于冲突检测的csma/cd技术，而是设计了一种避免冲突的csma/ca(carrier sense multiple access/collision avoidance,载波侦听多路访问/冲突避免)协议。
csma/ca工作原理如下：
（1） 发送站在检测到介质空闲后，先发送一个请求发送帧（rts），帧中存放了它需
要占用介质的时间。
（2） 接收站收到请求rts后，发送准备发送帧（cts），所有站点都会收到该帧，知
道了介质会被占用一段时间。
（3） 发送站发送数据帧。
（4） 接收站确认所收到的数据。
区别
① csma/cd可以一边检测冲突，一边收发数据，一旦检测到冲突，立刻停止数据收发。csma/ca则是必须先检测是否有冲突，得到对端确认后，再发送数据，而不能同时进行，是根据无线网络的特点设计出来的。
② 两者的传输介质不同，csma/cd用于总线式以太网,而csma/ca则用于无线局域网。
③ 检测方式不同，csma/cd通过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随着发生变化；而csma/ca采用能量检测(ed)、载波检测(cs)和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式。
第三章
1、试描述arp协议软件架构，说明函数间的调用关系。
arp软件初始化是伴随着系统网络模块初始化进行的，网络初始化函数netstart()会调用arp
init()函数初始化arp软件，同时会创建slowtimer（网络计时器）进程，该进程用于维护arp缓存、ip分片队列和ip路由表信息。
arp软件中用于维护arp缓存信息的函数为arptimer()，该函数通过定期遍历arp缓存记录的状态释放超时的arp缓存（通过arpdq()函数），或者重新发送arp请求数据包（通过arpsend()函数）。
当ip模块需要调用netwrite()函数通过网络接口发送或转发ip数据包时，需要调用arpfind()函数查询当前arp缓存中是否存在对应数据包下一跳协议地址的物理地址，若查询失败，应该调用arpalloc()函数创建一个空的arp缓存记录并通过arpsend()函数发送一个arp请求报文。
当网络接口收到一个arp数据包时，网卡驱动会调用数据包复用函数ni_in()，该函数会调用arp输入处理函数arp_in()，arp_in()函数会查询相关的arp缓存记录（arpfind()函数），根据收到的arp报文添加arp缓存记录（arpadd()函数）或者发送获得解析地址的ip数据包（arpqsend()函数）。
2、理解arp报文处理算法，分析其利弊。
arp是一个网络层协议，功能是将网络协议地址转换为物理地址。不妨设为ip转换为mac地址。即arp算法的前提是知道目标ip地址。
arp报文处理算法分为以下几个部分:
1)a要发送数据报文时，会先在arp缓存中。若存在对应项，直接提取即可。（这样可以节省时间）
若arp缓存中没有该ip对应项，则将一个针对特定ip地址的arp请求通过广播发送到本地
网络。
2）本地网络的主机会接收到arp请求报文，会对ip地址进行匹配，若是自己的则把自己的mac作为数据发送arp回应报文给a。并在arp缓存中添加（更新）a的ip的相关项，且在这个过程中若arp缓存中存在a相关的项，收到该请求报文的主机在简单的判断该报文的协议，地址类型，接口层定义等信息之后都会更新自己的arp缓存，更新跟a的ip相关的选项。（不会添加）
即无论arp报文是不是发送给自己的，都更新相关项。这样可以防止突然的硬件地址的改变并节约时间。
另外若是不在本网，则路由器相关接口会相应。
3）arp缓存表采用了老化机制（即设置了生存时间ttl），在一段时间内（一般15到20分钟）如果表中的某一行没有使用，就会被删除，这样可以大大减少arp缓存表的长度，加快查询速度。
利：在网络环境安全的情况下，是一种效率很高的处理方法。
弊：arp报文处理算法无条件的将一个看似合法的记录加入到缓冲区中，这种做法是十分危险的，网络攻击者可以构造看似合法的arp请求报文，进行arp欺骗攻击。
  3、简述主机发送ip数据包的过程。
个人觉得
1）数据封装成ip数据包
2）ip数据包在底层没法发送。应该是先运行arp协议得到硬件地址，然后发送到对应的硬件地址的主机。
当ip模块需要调用netwrite()函数通过网络接口发送或转发ip数据包时，需要调用arpfind()函数查询当前arp缓存中是否存在对应数据包下一跳协议地址的物理地址，若查询失败，应该调用arpalloc()函数创建一个空的arp缓存记录并通过arpsend()函数发送一个arp请求报文。(这一段很重要哦)

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