【正文】 所示(16進(jìn)制表示)，請(qǐng)標(biāo)出IP首部和傳輸層首部，并回答：（1）數(shù)據(jù)報(bào)首部長(zhǎng)度和總長(zhǎng)度各為多少字節(jié)？（2）數(shù)據(jù)報(bào)的協(xié)議字段是多少，表示什么意思？（3）源站IP地址和目的站IP地址分別是什么？(用點(diǎn)分十進(jìn)制表示)（4）TTL、校驗(yàn)和字段是多少？（5）源端口和宿端口是什么？并請(qǐng)推測(cè)所用的應(yīng)用層協(xié)議是什么？答：（1）數(shù)據(jù)報(bào)首部長(zhǎng)度54=20字節(jié), 總長(zhǎng)度=027916=633字節(jié)（2）協(xié)議字段值為6, 表示TCP（3）源IP地址：，目的IP地址：（4）TTL=128, 校驗(yàn)和=00 00 （5）源端口：073816=1848,宿端口：5016=80, 推測(cè)應(yīng)用層協(xié)議為HTTP。 ？（1）0/4 （2）32/4 （3）4/6 （4）80/4答：（1）。 IGMP 協(xié)議的要點(diǎn)是什么？隧道技術(shù)是怎樣使用的？答：要點(diǎn)有：IGMP（Internet組管理協(xié)議）用于幫助多播路由器識(shí)別加入到一個(gè)多播組的成員主機(jī)。采用多播協(xié)議可以明顯地減輕網(wǎng)絡(luò)中各種資源的消耗，IP 多播是硬件多播的一種抽象；IGMP 只有兩種分組，即詢問(wèn)分組和響應(yīng)分組。IGMP 使用IP 數(shù)據(jù)報(bào)傳遞其報(bào)文，但它也向IP 提供服務(wù)；IGMP 屬于整個(gè)網(wǎng)際協(xié)議IP 的一個(gè)組成部分，IGMP也是TCP/IP的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。隧道技術(shù)使用：當(dāng)組播數(shù)據(jù)報(bào)要穿越不支持組播的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，可使用IP隧道（IPinIP）技術(shù)傳輸，把組播數(shù)據(jù)報(bào)封裝在常規(guī)的單播數(shù)據(jù)報(bào)中，單播數(shù)據(jù)報(bào)的源宿IP地址分別為隧道兩頭的組播路由器的IP地址。 為什么說(shuō)移動(dòng)IP可以使移動(dòng)主機(jī)可以以一個(gè)永久IP地址連接到任何鏈路（網(wǎng)絡(luò)）上？答：移動(dòng)IP技術(shù)支持主機(jī)的移動(dòng)，而且既不要求主機(jī)更改其IP地址，也不要求路由器獲悉特定主機(jī)路由信息。移動(dòng)IP實(shí)現(xiàn)主機(jī)移動(dòng)性的關(guān)鍵是允許移動(dòng)主機(jī)擁有兩個(gè)IP地址。一個(gè)是應(yīng)用程序使用的長(zhǎng)期固定的永久IP地址，稱為主地址或歸屬地址，該地址是在歸屬網(wǎng)絡(luò)上分配得到的地址。另一個(gè)是主機(jī)移動(dòng)到外地網(wǎng)絡(luò)時(shí)臨時(shí)獲得的地址，稱為次地址或轉(zhuǎn)交地址。轉(zhuǎn)交地址僅由下層的網(wǎng)絡(luò)軟件使用，以便經(jīng)過(guò)外地網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)和交付。主機(jī)移動(dòng)后獲取轉(zhuǎn)交地址，然后向其歸屬代理注冊(cè)，即把移動(dòng)主機(jī)的轉(zhuǎn)交地址通知給歸屬代理，以后歸屬代理可以根據(jù)轉(zhuǎn)交地址把目的地址為移動(dòng)主機(jī)主地址的數(shù)據(jù)報(bào)通過(guò)隧道送給移動(dòng)主機(jī)。 分析劃分子網(wǎng)、無(wú)分類編址以及NAT是如何推遲IPv4地址空間的耗盡的？答：劃分子網(wǎng)允許多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)共用一個(gè)分類IP網(wǎng)絡(luò)號(hào)；無(wú)分類編址允許按需（前綴長(zhǎng)度不受分類地址的限制）劃分地址塊，能更有效地利用地址空間；NAT允許網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)主機(jī)使用專用地址（私有IP地址），通過(guò)NAT盒和因特網(wǎng)上本專用互聯(lián)網(wǎng)外的主機(jī)通信。 簡(jiǎn)述NAPT的優(yōu)缺點(diǎn)。答：NAPT的優(yōu)點(diǎn)是能夠僅用一個(gè)全球有效地址獲得通用性、透明性和并發(fā)性。主要缺點(diǎn)是通信僅限于TCP和UDP。對(duì)于ICMP，NAT需要另做處理以維持透明性。NAPT通過(guò)轉(zhuǎn)換TCP或UDP協(xié)議端口號(hào)以及地址允許并發(fā)訪問(wèn)（網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)多臺(tái)主機(jī)同時(shí)并發(fā)訪問(wèn)給定的某個(gè)外部地址）。 簡(jiǎn)述VPN主要作用及其技術(shù)要點(diǎn)。答：虛擬專用網(wǎng)（VPN）技術(shù)提供了一種低成本的替代方法，允許機(jī)構(gòu)使用因特網(wǎng)互連多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)，并用加密來(lái)保證網(wǎng)點(diǎn)之間的通信量的私密性。實(shí)現(xiàn)VPN有兩種基本技術(shù)：隧道傳輸技術(shù)和加密技術(shù)。 IPv6沒(méi)有首部檢驗(yàn)和。這樣做的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答： 16 位的首部檢驗(yàn)和字段用于保證IP 分組首部值的完整性，但當(dāng)IP 分組通過(guò)路由器時(shí),首部要發(fā)生變化，檢驗(yàn)和必須重算。IPv6沒(méi)有首部檢驗(yàn)和，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可以使路由器更快地處理分組，從而改善吞吐率。這樣做的缺點(diǎn)是在可靠度低的網(wǎng)絡(luò)里，不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)。 IPv6地址有幾種基本類型？ 答：IPv6地址有三種類型：（1）單播（Unicast） 單個(gè)接口的標(biāo)識(shí)符。發(fā)向一個(gè)單播地址的分組被交付給由該地址標(biāo)識(shí)的接口。（2）任播（Anycast） 一組接口（一般屬于不同的節(jié)點(diǎn)）的標(biāo)識(shí)符。發(fā)向一個(gè)任播地址的分組被交付給該地址標(biāo)識(shí)的其中一個(gè)接口（最近的那個(gè)接口，根據(jù)路由選擇協(xié)議的距離度量）。（3）組播（Multicast）一組接口（一般屬于不同的節(jié)點(diǎn)）的標(biāo)識(shí)符。發(fā)向一個(gè)組播地址的分組被交付給由該地址標(biāo)識(shí)的所有接口。IPv6中沒(méi)有廣播地址，廣播被看作是組播的一個(gè)特例。第六章習(xí)題答案 既然網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議或網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議能夠?qū)⒃粗鳈C(jī)發(fā)出的分組按照協(xié)議首部中的目的地址交到目的主機(jī)，為什么還需要再設(shè)置一個(gè)傳輸層呢？答：（1）兩個(gè)主機(jī)進(jìn)行通信實(shí)際上是兩個(gè)主機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程互相通信。（2）傳輸層對(duì)整個(gè)報(bào)文段進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)和檢測(cè)。（3）根據(jù)應(yīng)用的不同，傳輸層需要執(zhí)行不同的傳輸協(xié)議來(lái)提供不同的傳輸服務(wù)。（4）傳輸層的存在使得傳輸服務(wù)比網(wǎng)絡(luò)服務(wù)更加合理有效。（5）傳輸層采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的原語(yǔ)集提供傳輸服務(wù)。從以上分析可以看出要實(shí)現(xiàn)上述的功能，僅有網(wǎng)絡(luò)層是不夠的，在主機(jī)中就必須裝有傳輸層協(xié)議。 試述UDP和TCP協(xié)議的主要特點(diǎn)及它們的適用場(chǎng)合。答： UDP協(xié)議具有如下特點(diǎn)：UDP是無(wú)連接的，提供不可靠的服務(wù)，同時(shí)支持點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)之間的通信，面向報(bào)文的。TCP協(xié)議具有如下特點(diǎn)：TCP是面向連接的，提供可靠的服務(wù)，只能進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的通信，面向字節(jié)流的。 TCP/IP協(xié)議的傳輸層既包括TCP，也包括UDP，它們提供不同的服務(wù)。應(yīng)用層協(xié)議如果強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，那么選擇TCP較好，分組的丟失、殘缺甚至網(wǎng)絡(luò)重置都可以被傳輸層檢測(cè)到，并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。如果應(yīng)用層協(xié)議強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)應(yīng)用要求，那么選擇UDP為宜。 若一個(gè)應(yīng)用進(jìn)程使用運(yùn)輸層的用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP。但繼續(xù)向下交給IP層后，又封裝成IP數(shù)據(jù)報(bào)。既然都是數(shù)據(jù)報(bào)，是否可以跳過(guò)UDP而直接交給IP層？UDP能否提供IP沒(méi)有提供的功能？ 答：僅僅使用IP數(shù)據(jù)報(bào)還不夠。IP數(shù)據(jù)報(bào)包含IP地址，該地址指定一個(gè)目的地機(jī)器。一旦這樣的分組到達(dá)了目的地機(jī)器，網(wǎng)絡(luò)控制程序如何知道該把它交給哪個(gè)進(jìn)程呢？UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)包含一個(gè)目的地端口，這一信息是必需的，因?yàn)橛辛怂?，分組才能被投遞給正確的進(jìn)程。 TCP報(bào)文段首部的16進(jìn)制為04 85 00 50 2E 7C 84 03 FE 34 D7 47 50 11 FF 6C DE 69 00 00請(qǐng)分析這個(gè)TCP報(bào)文段首部各字段的值。答：字段值（16進(jìn)制）含義源端口04 85源端口是1157目的端口00 50目的端口是80序號(hào)2e 7c 84 03TCP報(bào)文段的序號(hào)確認(rèn)號(hào)fe 34 d7 47TCP報(bào)文段的確認(rèn)號(hào)數(shù)據(jù)偏移5TCP報(bào)文段首部長(zhǎng)度20字節(jié)保留(000000)2保留為今后使用URG（緊急比特）(0)2緊急指針無(wú)效ACK（確認(rèn)比特）(1)2確認(rèn)比特有效，此TCP報(bào)文段為確認(rèn)報(bào)文段PSH（推送比特）(0)2推送比特?zé)o效RST（復(fù)位比特）(0)2復(fù)位比特?zé)o效SYN（同步比特）(0)2同步比特?zé)o效FIN（終止比特）(1)2終止比特有效，此TCP報(bào)文段為終止報(bào)文段窗口ff 6c設(shè)置發(fā)送端的發(fā)送窗口為65388字節(jié)校驗(yàn)和de 69TCP報(bào)文段的校驗(yàn)和緊急指針00 00因?yàn)閁RG=0，緊急指針無(wú)效 請(qǐng)分析SYN Flood攻擊對(duì)三次握手的漏洞利用的原理。答：SYN Flood是當(dāng)前最流行的DoS（拒絕服務(wù)攻擊）與DDoS（分布式拒絕服務(wù)攻擊）的方式之一，這是一種利用TCP協(xié)議缺陷，發(fā)送大量偽造的TCP連接請(qǐng)求，從而使得被攻擊方資源耗盡（CPU滿負(fù)荷或內(nèi)存不足）的攻擊方式?！　∫靼走@種攻擊的基本原理，還是要從TCP連接建立的過(guò)程開始說(shuō)起：大家都知道，TCP與UDP不同，它是基于連接的，也就是說(shuō)：為了在服務(wù)端和客戶端之間傳送TCP數(shù)據(jù)，必須先建立一個(gè)虛擬電路，也就是TCP連接，建立TCP連接的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程是這樣的：（1）請(qǐng)求端（客戶端）發(fā)送一個(gè)包含SYN標(biāo)志的TCP報(bào)文，SYN即同步，同步報(bào)文會(huì)指明客戶端使用的端口以及TCP連接的初始序號(hào)；（2）服務(wù)器在收到客戶端的SYN報(bào)文后，將返回一個(gè)SYN+ACK的報(bào)文，表示客戶端的請(qǐng)求被接受，同時(shí)TCP序號(hào)被加1，ACK即確認(rèn)。（3）客戶端也返回一個(gè)確認(rèn)報(bào)文ACK給服務(wù)器端，同時(shí)TCP序號(hào)被加1，到此一個(gè)TCP連接建立。以上的連接過(guò)程在TCP協(xié)議中被稱為三次握手。問(wèn)題就出在TCP連接的三次握手中，假設(shè)一個(gè)用戶向服務(wù)器發(fā)送了SYN報(bào)文后突然死機(jī)或掉線，那么服務(wù)器在發(fā)出SYN+ACK應(yīng)答報(bào)文后是無(wú)法收到客戶端的ACK報(bào)文的（第三次握手無(wú)法完成），這種情況下服務(wù)器端一般會(huì)重試（再次發(fā)送SYN+ACK給客戶端）并等待一段時(shí)間后丟棄這個(gè)未完成的連接，這段時(shí)間的長(zhǎng)度我們稱為SYN Timeout，一般來(lái)說(shuō)這個(gè)時(shí)間是分鐘的數(shù)量級(jí)（大約為30秒2分鐘）；一個(gè)用戶出現(xiàn)異常導(dǎo)致服務(wù)器的一個(gè)線程等待1分鐘并不是什么很大的問(wèn)題，但如果有一個(gè)惡意的攻擊者大量模擬這種情況，服務(wù)器端將為了維護(hù)一個(gè)非常大的半連接列表而消耗非常多的資源——數(shù)以萬(wàn)計(jì)的半連接，即使是簡(jiǎn)單的保存并遍歷也會(huì)消耗非常多的CPU時(shí)間和內(nèi)存，何況還要不斷對(duì)這個(gè)列表中的IP進(jìn)行SYN+ACK的重試。實(shí)際上如果服務(wù)器的TCP/IP棧不夠強(qiáng)大，最后的結(jié)果往往是堆棧溢出崩潰即使服務(wù)器端的系統(tǒng)足夠強(qiáng)大，服務(wù)器端也將忙于處理攻擊者偽造的TCP連接請(qǐng)求而無(wú)暇理睬客戶的正常請(qǐng)求（畢竟客戶端的正常請(qǐng)求比率非常之?。?，此時(shí)從正常客戶的角度看來(lái)，服務(wù)器失去響應(yīng)，這種情況我們稱作：服務(wù)器端受到了SYN Flood攻擊（SYN洪水攻擊）。 試簡(jiǎn)述TCP協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中收發(fā)雙方是如何保證報(bào)文段的可靠性的。答：（1）為了保證數(shù)據(jù)包的可靠傳遞，發(fā)送方必須把已發(fā)送的數(shù)據(jù)包保留在緩沖區(qū)；（2）為每個(gè)已發(fā)送的報(bào)文段啟動(dòng)一個(gè)超時(shí)定時(shí)器；（3）如在定時(shí)器超時(shí)之前收到了對(duì)方發(fā)來(lái)的應(yīng)答信息（可能是對(duì)本報(bào)文段的應(yīng)答，也可以是對(duì)本報(bào)文段后續(xù)報(bào)文段的應(yīng)答），則釋放該報(bào)文段占用的緩沖區(qū)；（4）否則，重傳該報(bào)文段，直到收到應(yīng)答或重傳次數(shù)超過(guò)規(guī)定的最大次數(shù)為止。（5）接收方收到報(bào)文段后，先進(jìn)行CRC校驗(yàn)，如果正確則把數(shù)據(jù)交給上層協(xié)議，然后給發(fā)送方發(fā)送一個(gè)累計(jì)應(yīng)答報(bào)文段，表明該數(shù)據(jù)已收到，如果接收方正好也有數(shù)據(jù)要發(fā)給發(fā)送方，應(yīng)答報(bào)文段也可方在報(bào)文段中捎帶過(guò)去。 為什么說(shuō)TCP協(xié)議中針對(duì)某數(shù)據(jù)包的應(yīng)答報(bào)文段丟失也不一定導(dǎo)致該數(shù)據(jù)報(bào)文段重傳？答： TCP 的確認(rèn)是對(duì)接收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)（即收到的數(shù)據(jù)流中的最后一個(gè)字節(jié)的序號(hào)）表示確認(rèn)。但返回的確認(rèn)序號(hào)是已收到的數(shù)據(jù)的最高序號(hào)加 1。也就是說(shuō)，確認(rèn)序號(hào)表示期望下次收到的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)。確認(rèn)具有“累積確認(rèn)”效果。 針對(duì)某數(shù)據(jù)包的應(yīng)答報(bào)文段丟失的情況下，只要在超時(shí)時(shí)間間隔之內(nèi)，收到后續(xù)的TCP報(bào)文段確認(rèn)，則不需要重傳TCP報(bào)文段。 若TCP中的序號(hào)采用64bit編碼，而每一個(gè)字節(jié)有其自己的序號(hào)，試問(wèn)：在75Tb/s的傳輸速率下（這是光纖信道理論上可達(dá)到的數(shù)據(jù)率），分組的壽命應(yīng)為多大才不會(huì)使序號(hào)發(fā)生重復(fù)？答：如果采用64bit編碼，則TCP序號(hào)空間的大小是264個(gè)字節(jié)，約為21019字節(jié)，75247。8≈，即75Tb/1012個(gè)序號(hào)。21019247。（1012）≈2106，所以序號(hào)循環(huán)一周需用2106s。一天有86400s(606024=86400)，以75Tb/s速率傳輸，序號(hào)循環(huán)一周所花的時(shí)間約等于2106247。86400≈23天，因此，最長(zhǎng)的分組的壽命應(yīng)小于3個(gè)星期才不會(huì)使序號(hào)發(fā)生重復(fù)。 使用TCP對(duì)實(shí)時(shí)話音數(shù)據(jù)的傳輸有沒(méi)有什么問(wèn)題？使用UDP在傳送數(shù)據(jù)文件時(shí)會(huì)有什么問(wèn)題？答： UDP不保證可靠交付，但UDP比TCP的開銷要小很多。因此，只要應(yīng)用程序接收這樣的服務(wù)質(zhì)量就可以使用UDP。如果語(yǔ)音數(shù)據(jù)不是實(shí)時(shí)播放，就可以使用TCP，因?yàn)門CP傳輸可靠。接收端用TCP將話音數(shù)據(jù)接收完畢后，可以再以后的任何時(shí)間進(jìn)行播放。但如果是實(shí)時(shí)傳輸，則必須使用UDP。 一個(gè)UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)字段為3752字節(jié)。要使用以太網(wǎng)來(lái)傳送。計(jì)算應(yīng)劃分為幾個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片？并計(jì)算每一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片的數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度和片偏移字段的值。（注：IP數(shù)據(jù)報(bào)固定首部長(zhǎng)度，MTU = 1500）答：以太網(wǎng)的默認(rèn)的MTU=1500，所以攜帶的數(shù)據(jù)150020=1480字節(jié)。需加上UDP的8字節(jié)首部（3752 + 8）/ 1480 = ，因此需要分成3數(shù)據(jù)報(bào)片。數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度片偏移字段值IP數(shù)據(jù)報(bào)37600分片114800分片21480185分片3800370 主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送一個(gè)很長(zhǎng)的文件，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)字節(jié)。假定TCP使用的MSS為1460字節(jié)。（1）在TCP的序號(hào)不重復(fù)使用的情況下，L的最大值是多少？（2）假定使用上面計(jì)算出的文件長(zhǎng)度，而運(yùn)輸層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層所使用的首部開銷共66字節(jié)，鏈路的數(shù)據(jù)率為100Mb/s，試求這個(gè)文件所需的最短發(fā)送時(shí)間。答：（1）TCP序號(hào)一共32位，Lmax = 232 = 4GB = 4294967296字節(jié)（2）因?yàn)镸SS是1460字節(jié)，劃分 4294967296 / 1460 = 2941759個(gè)報(bào)文段進(jìn)行發(fā)送。所以，增加的開銷為2941759 66 = 194156094字節(jié)Tfmin =（4294967296 ＋ 194156094）8 / 107 = （約1小時(shí)） 考慮在一條具有10ms往返路程時(shí)間的線路上采用慢啟動(dòng)擁塞控制而不發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞情況下的效應(yīng)。接收窗口24KB，且最大段長(zhǎng)2KB。那么，需要多長(zhǎng)時(shí)間才能夠發(fā)送第一個(gè)完全窗口？答：因最大段長(zhǎng)2KB，從2KB開始，下面的突發(fā)量分別是4KB、8KB、16KB，直至24KB，即4次往返時(shí)間發(fā)送完第一個(gè)完全窗口。該時(shí)間為10ms4＝40ms 。 在套接字編程中，要求服務(wù)器端和客