网络协议分析（第二版）期末复习资料一

一、填空

1、TCP选项-时间戳tsrecent的取值
“时间戳”选项用于估算RTT,长度为10字节，除1字节的类型标识（取值为8）、1字节的“长度” 字段（值为10）夕卜，还包括一个4字节的“时间戳值”和一个4字节的“时间戳回显应答”。

2、TCP/IP分层模型中的两个边界 操作系统边界和协议地址边界

3、点到点通信和端到端通信；
端到端是在应用层和传输层点到点在IP层和网络接口层
点到点是对等实体间的通信由一段一段直接相连的机器间的通信组成
端到端是指对等实体间的通信像一条直接线路，不管中间要经过多少个通信节点

4、PPP协议规定的内容
点到点协议:用于通过电话线路接入互联网
帧格式及其成帧方法
用于建立、配置和测试PPP链路的LCP
用于建立和配置网络层协议的NCP

5、PPP中的LCP的6种选项的作用
A最大接受单元向对方通告可以接受的最大报文长度
B认证协议向对方通告使用的认证协议
C质量协议向对方通告使用的链路质量监控协议
D幻数防止链路回路
E协议域压缩（PFC）通知对方可以接受‘协议’字段经过压缩的PPP帧
F地址及控制域压缩(ACFC) 通知对方可以接受‘地址’和‘控制’字段经过压缩的PPP帧

6、PPP协议的pap和chap认证协议的特点
Pap基于口令的认证方法身份和口令信息无法防止窃听，重放，和穷举攻击
仅在链路建立阶段使用不能再验证对等身份
Chap基于挑战的认证协议在协议机理上是加密数据在使用时机上是可以在链路建立和数据通信中多次使用，安全性有较大提升

7、网络字节顺序
对数据传输的过程进行标准化同样的数据在不同的机器内存中存储方式并不相同
网络字节顺序即首先发送整数的高字节

8、大端点机和小端点机
大端点机big-endian是指序列中最重要的值存储在最低的存储地址（以大结束的先存储）
The significant value in the sequence is stored first at the lowest storage address.
小端点机little-endian是指序列中最低有效值先存储在高位存储地址（以小结束的先存储）
The least significant value in the sequence is stored first.

9、ARP报文的封装
ARP 报文作为帧的数据区，封装在物理帧中，帧首部的“协议类型”字段设置为0806h
底层协议物理网络系统的一部分隐藏底层物理编址方式的差异

10、IP首部字段定义
A.版本 version 4byte 表示IP协议版本
B.首部长度 HLEN 4byte 以4字节为单位计数的数据报首部长度
C.总长度 total length 描述整个数据报文的长度，包括首部和数据部分
D.服务类型 Type of Service (ToS) 1byte 规定对数据报的处理方式
E.标识 Identification 数据报分片及重组
F.标志和偏移变量 IP数据报用三个字段进行分片和重组进行控制：标识标志片偏移量
G.寿命路由器路由表中的错误进行无限循环设置的存活时间
H.协议和数据将传输层协议分组置于data字段中
I.首部校验和 header checksum 保证数据报首部在传输数据过程的完整性，防止出错
J.源IP和目的IP 发送方和接收方地址
K.IP选项和填充用于额外的测试和控制

11、IP首部记录路由选项
当源主机希望得知到达目的主机所经过的路由器时，可使用记录路由(RR)选项
ptr指针字段指示下一个可存放地址的位置 ptr是指针字段基于1的指针
Ptr从1开始，经过code len pointer 所以开始存储的地方是4，ptr是第3个字节但是存储的是4
数据报首部长度为4bit 所以最大为[2^4 - 1] * 4 字节byte 记录路由选项最多只能记录9个路由器地址

12、FreeBSD中的两个主要数据结构
A.ipq 对应一个需要重组的数据报
由数据报标识[协议(ipq_p) ID(ipq_id) 源(ipq_src) 目的(ipq_dst)] 和指针(next,prev 将所有ipq结构链接成一个双向链表)构成
ipq_next 和 ipq_prev 指向当前数据包的分片(ipasfrag),也链接成一个双向链表
Ipq_ttl 描述重组的超时时间间隔
B.ipasfrag 对应一个分片
结构与IP数据报构成非常相似，ToS被重新定义为 ipf_mft 把ToS最后一位未使用的bit作为是否需要重组的标志 1重组 0不重组
IP数据报首部的源和目的IP字段被重新定义为ptr 以便所有ipasfrag 和 ipq链接成双向链表

13、ICMP报文类型
目前再用的报文有14种
①.从功能角度分为差错报告类控制类实验类
②.从使用方式控制类分为两个子类请求/应答类(请求应答成对出现) 通知类(单向通知)
ICMP报文开头都包含3个字段:
1byte type(标注类型) ，1byte code(类型细致信息) , 2byte checksum(报文完整性)

14、ICMP差错报告报文数据区
包括发生差错的IP数据报首部以及数据区的至少前64bit 包括了出错数据的重要信息，能够为源端采取差错处理措施提供依据
仅能向数据报的源端报告差错，中间路由器不行；当携带ICMP差错报文的IP数据报出现差错时，不会在生成ICMP报文；被分片的数据报仅能对第一个分片应用ICMP协议
目的站不可达报文超时报文参数错误报文 Photuris

15、ICMP的超时报文
A.TTL值为0 code=0表示TTL超时
B.数据报分片重组超时

16、UDP-Lite与UDP报文的区别
轻量级用户数据报协议 UDP-Lite 数据分为敏感(校验和计算的输入区，出错报文将丢弃)和非敏感(不进行校验)两个区域
A.UDP-Lite 更灵活，当敏感区域为整个用户数据报或无敏感区域时，等同于UDP
B.与UPD报文相比，原‘报文长度’被替换为‘校验和覆盖’
C.UDP-Lite报文首部必须被校验和覆盖，此字段的取值为0或8的整数，其他为非法将丢弃
D.二者校验和计算方法相通，包含伪首部；UDP-Lite校验和报文输入部分可变
E.对于高层应用而言，UDP-Lite和UDP使用端口号不变；对IP而言，UDP-Lite数据报首部协议字段应设置136

17、UDP首部
UDP分为首部和数据区 length长度以byte为单位的UDP首部和UDP数据长度，最小值8，即header的len

二、问答

1、引入ICMP协议的原因
A. 配置错误导致选路回路
B. 分片处理后投递过程中丢失导致信宿机无限等待
C. 无法达到目的端所在网络
D. 路由器处理能力有限存在拥塞控制问题
E. 路由器择优路径时应该通知源端
F. 对网络管理员而言是判断信宿机是否可达的简单方法
G. 对各个路由器进行时钟同步而获得各个路由器的本地时间
为了解决控制问题和实现报错机制

2、P分片重组的承担着是谁？为什么？
IP规定重组地点是目的主机
A.简化了路由软件的操作提高处理效率
B.避免重复分片
C.独自选路增强了通信灵活性，减少传输延时
D.可能浪费带宽
E.增加了数据报丢失的可能性

3、路由器对源路由选项的处理过程。
使用严格源路由是，表中相继两个地址所属的两个路由器必然分别又一个接口连接同一个物理网络。
如果路由器不能按选项中指定的路径转发数据报，则将其丢弃。宽松路由也含有一个IP地址表，要求数据报必须沿着IP地址序列传输，但是允许表中相继两个地址之间间隔多个路由器和物理网络。严格路由指定了一条完备路径，宽松路由则制定了路径要点。

4、跨网转发数据报时ARP的使用和数据帧传输的步骤
物理广播方式投递，不能夸路由器转发。
比如A经过有两个接口I1 I2 的路由器B 发送报文给 C
A 先ARP获得I1的MAC地址将数据报投到了B的I1接口，此时数据报目的地址变成了C的IP，但物理帧将目的地址改成了I2接口的MAC，当B从接口I2先ARP获得C的物理地址，再将数据报投给C，此时源IP是A的，但源物理MAC是I2的

5、使用ARP实现的基本的地址冲突检测方法
当DHCP给某个主机分配IP后，这个主机ARP将‘发送方MAC’和‘发送方IP’分别设置为自己的MAC和全0；‘目的IP’则设置为分配给自己的IP。如果主机收到回应则说明此IP地址被占用，然后向DHCP发送DHCPDECLINE通告IP地址冲突

6、TCP全局同步的成因及路由器的解决方法。
尾部丢弃会对TCP造成当数据报携带单个TCP连接的报文字段通过路由器时，报文丢失了一段从而倒是TCP进入一种慢启动状态，降低了吞吐率，所以尾部丢弃策略很可能会导致路由器丢弃来自多个TCP连接的报文段，大量的TCP连接仅因为被丢弃了一两个报文段而进去了慢启动状态，这种状态就叫TCP全局性同步
路由器使用两个阙值来标记队列中的位置 Tmin Tmax
若队列长度<Tmin 则把数据报添加到队列
若队列长度>Tmax 则丢弃新数据报
若队列长度在Tin 和Tmax 之间则以P概率丢弃新报，P是动态变化的

7、快重传和快恢复。
A.快重传是以3个重复的ACK的到达作为一个报文已经丢失的标志，并且规定在收到3个重复ACK之后，TCP不必再等待重传定时器超时就可以重传看起来已经丢失的报文段
B.当发送方收到重复的ACK时，不仅说明一个报文段丢失。由于接受方只有在收到另一个报文段时才会产生重复的ACK ，也就是说，每当发送方收到一个重复的ACK，就说明已经有一个报文段离开了网络进了接收方的缓存。

8、慢启动和拥塞避免
A.慢启动是指新连接开始或拥塞解除后，都仅以一个报文段作为拥塞窗口cwnd的初始值，此后，每收到一个确认，cwnd增加一个MSS
B.拥塞避免是窗口中的所有报文段都被确认之后，才将cwnd增加一个MSS，这样cwnd按线性规律缓慢增长，比慢启动算法的拥塞窗口增长率缓慢的多

9、TCP确认机制的特点。
A.TCP的确认指明的是期望接收的下一个报文段的序号，而不是已经接受到的报文段序号
B.累计确认。TCP的确认信息会报告已经积累了多少个字节的数据流
C.捎带确认。接受方通常不会设置专门的报文段反馈确认信息，而是把对上一个的报文的确认信息放到自己发给发送方的数据报文中捎带回去。

10、糊涂窗口综合症的起因及避免策略。
接受方的接受缓冲区被填满后，应用程序从饱和的缓冲区读取了1byte的数据，那就有了1byte的可用缓冲空间，就会马上产生一个确认窗口字段发给发送方，发送方就会根据这1byte的数据缓冲空间发送一byte报文段，如此重复，其发送方和接受方的窗口字段值为1成了稳定的状态，即TCP为每一个字节的数据发送一个报文段，SWS严重降低网络带宽利用率
接收方的小窗口通告造成了发送方发送一系列小的报文段，这种现象叫做糊涂窗口综合征。
A.接受方避免策略，要等到缓冲区可用空间至少达到总空间的一半或达到MSS之后才发送新的窗口通告
B.发送方避免策略，避免发送小报文段。当一个连接上已经传输的数据还未被确认时，发送方的应用程序又生成了后续数据，并照常将数据送到输出缓冲区，等到数据足以填满一个能够达到最大长度的报文段之后在把缓冲区的数据发出去。