TCPIP協(xié)議分析復(fù)習(xí)資料

1、Pfq k考試題型：20分單選共10題，10分多選共5題，20分填空（概念及代碼）20分綜合共2題30分簡答題（寫代碼，問答）共6題 重點(diǎn)章節(jié)：2.5進(jìn)程間的通信Data Link幀頭傳輸層頭UDP/TCPIP 頭應(yīng)用數(shù)據(jù)版本號頭長度服務(wù)類型分組總長度標(biāo)識標(biāo)志分段偏移生存時間協(xié)議分組頭校驗和源地址目的地址選項最大 64K Bytes1、 進(jìn)程之間的同步通信（生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間的通信）？ 解:進(jìn)程之間相互通信的機(jī)制使用以下三種機(jī)制:計數(shù)信號量(semaphore)、端口和消息傳遞。 為了防止進(jìn)程之間相互干擾，所有允許多個進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的協(xié)議軟件必須使用信號量來實現(xiàn)互斥操作。所有應(yīng)受保護(hù)的代碼段提供

2、個信號量其初始值均為1即：S = screate(1) ;在訪問一個長度為N的隊列時，需要兩個信號量來調(diào)度生產(chǎn)者和消費(fèi)者、這兩個信號量初始化如下：S1 = screate(N); S2 = screate(0);生產(chǎn)者執(zhí)行： 消費(fèi)者執(zhí)行：Wait(s1); Wait(s2);insert item in next availabe slot extract oldest item from queueSignal(s2); Signal(s1);信號量保證了當(dāng)隊列全滿時生產(chǎn)者進(jìn)程被阻塞，而當(dāng)隊列全空時，消費(fèi)者進(jìn)程被阻塞。除此之外生產(chǎn)者和消費(fèi)者可以正常運(yùn)行。2、 數(shù)據(jù)報在協(xié)議軟件之間的傳送流程?

3、（向上或向下）協(xié)議軟件內(nèi)部和上層操作系統(tǒng)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)傳輸是如何完成的？解：lP協(xié)議與傳輸協(xié)議之間的數(shù)據(jù)報傳遞： 由一個獨(dú)立的進(jìn)程來處理傳入的TCP報文段。由于IP和TCP作為各自獨(dú)立的進(jìn)程執(zhí)行，因而IP和TCP必須利用進(jìn)程間的通信機(jī)制來通信。IP調(diào)用Psend將報文段存放在端口內(nèi)，而TCP調(diào)用preceive來讀取端口中的報文段。UDP模塊不作為獨(dú)立進(jìn)程存在。它是由一些常規(guī)過程組成，IP進(jìn)程通過調(diào)用來處理傳入的UDP數(shù)據(jù)報。向高層協(xié)議傳遞分組： 系統(tǒng)應(yīng)用了隊列以及消息傳送原語，以實現(xiàn)進(jìn)程之間通信的同步。當(dāng)一個攜帶IP數(shù)據(jù)報的分組到達(dá)后，中斷過程必須將該分組置入隊列中，并調(diào)用send函數(shù)通知I

4、P進(jìn)程已有一個數(shù)據(jù)報到達(dá)。如果此時IP進(jìn)程手頭沒有分組可處理，則調(diào)用receive函數(shù)等待下一個數(shù)據(jù)報的到達(dá)。每一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有一個相對應(yīng)的輸入隊列，而唯一的IP進(jìn)程從所有的隊列中提取數(shù)據(jù)報進(jìn)行處理。向應(yīng)用程序的傳遞操作：由于每個應(yīng)用程序都作為一個獨(dú)立的進(jìn)程執(zhí)行，它必須利用由系統(tǒng)提供的通信原語，才能與實現(xiàn)協(xié)議的進(jìn)程協(xié)調(diào)。輸出過程中應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)硬件之間的信息流動過程：一個應(yīng)用程序，作為一個獨(dú)立進(jìn)程執(zhí)行，調(diào)用系統(tǒng)例程向TCP傳遞數(shù)據(jù)流，或者向UDP傳遞數(shù)據(jù)報a、 對于UDP輸出處理，運(yùn)行某個應(yīng)用程序的進(jìn)程進(jìn)入操作系統(tǒng)，執(zhí)行一段UDP過程，申請一個IP數(shù)據(jù)報，填寫相應(yīng)的目的地址，將UDP數(shù)據(jù)封裝在

5、IP數(shù)據(jù)報中，然后將IP數(shù)據(jù)報傳遞給IP進(jìn)程，由IP進(jìn)程發(fā)送出去。2 / 7b、 對于TCP輸出，3、 偽網(wǎng)絡(luò)接口與（本地接口）問題如：偽網(wǎng)絡(luò)接口是0號還是1號？設(shè)置偽網(wǎng)絡(luò)接口的目的：為了消除IP進(jìn)程之間的特殊性。(為什么說偽網(wǎng)絡(luò)接口在數(shù)據(jù)傳輸中有重要作用)解：4、如何通過網(wǎng)絡(luò)接口地址求網(wǎng)絡(luò)號？（P2728頁代碼）5、ARP高速緩存：為什么使用單一ARP高速緩存？單緩存的優(yōu)缺點(diǎn)即對ARP所有的項目共用一個緩存的優(yōu)缺點(diǎn)？6、ARP高速緩存的結(jié)構(gòu)？（靜態(tài)數(shù)組每一個項對應(yīng)一個隊列）p42（如何改進(jìn)) 已知IP請求mac時當(dāng)一個請求響應(yīng)未完成又有新的請求到達(dá)如何解決？（即理解3738頁代碼）7、ARP

6、高速緩存管理問題（42、43頁代碼）： 如何進(jìn)行舊表項刪除？（對高速緩存表項的分配，使用循環(huán)法來進(jìn)行舊表項的刪除，用怎樣用全局變量實現(xiàn)循環(huán)法？） 添加新表項的流程？8、ARP定時機(jī)制：為什么使用定時機(jī)制？已有協(xié)議定時機(jī)制的優(yōu)缺點(diǎn)？如何改進(jìn)？9、作為解決電子欺騙問題的另一種解決方案即：在范例軟件中增加一個判斷語句，以保證ARP分組中SHA字段的物理地址與物理幀中的物理地址一致。這兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)各是什么？10、IP設(shè)計思想？為什么要統(tǒng)一輸入隊列？11、輸出過程：在進(jìn)行輸出時，在求IP地址對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址，返回的報文段沒有到達(dá)時該怎樣處理？（放到對應(yīng)的隊列再等到返回時一起發(fā)送出去）12、校驗和的計算

7、問題：IP校驗和的計算？及和UDP，TCP數(shù)據(jù)報校驗和計算的區(qū)別？（IP的校驗是對頭部校驗，對TCP和UDP的校驗是對所有項目的校驗以及偽首部的校驗）代碼13、關(guān)于表格的定時機(jī)制（P64）（不斷循環(huán)，睡眠一段時間后再進(jìn)行計算，）怎樣改進(jìn)這種機(jī)制？14、選路過程？15、IP數(shù)據(jù)報的處理流程（由某一網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)入到另一網(wǎng)絡(luò)接口輸出的過程）（流程圖）16、選路表的結(jié)構(gòu)、選路算法、選路表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及桶散列結(jié)構(gòu)？散列值是如何計算的以及Key值的計算，為什么要這樣做？P7217、選項處理（82、83代碼）？發(fā)送本地生成數(shù)據(jù)報問題？（61、62頁代碼）18、增加一個路由是地址是如何計算的？新路由加入流程即產(chǎn)

8、生新路由后如何放入路由表中的？19、路由刪除問題以及RTFREE和rtfree的區(qū)別？20、網(wǎng)絡(luò)中的最長前綴匹配是什么？答：它是選擇路由表入口的算法：在路由表中選擇一個入口時，一個目的地址可能匹配多于一個的路由選擇表入口，這時應(yīng)當(dāng)選擇具有最長網(wǎng)絡(luò)前綴的入口。21、分片的算法是如何實現(xiàn)的即如何分片？如何計算每片的大小、首尾是如何計算處理的？ 答：分片：如果分組的長度小于網(wǎng)絡(luò)的MTU，就調(diào)用netwrite來發(fā)送數(shù)據(jù)報并返回調(diào)用者。如果僅用一個分組無法發(fā)送該數(shù)據(jù)包，那么將數(shù)據(jù)報順序劃分為能夠裝入分組中的數(shù)據(jù)報片。首先計算分片的最大可能長度，然后將數(shù)據(jù)報順序劃分為一連串最大長度的數(shù)據(jù)報分片，最后剩余

9、的數(shù)據(jù)（不管還剩余多長）被裝入末尾數(shù)據(jù)報分片。每片大小的計算=（pnini_mtuIP_HLEN(pip)）&7，即可發(fā)送的最大可能長度等于MTU減去IP首部，然后截短成最近的8的倍數(shù)。尾部處理：在發(fā)送末尾數(shù)據(jù)報片前，如果末尾數(shù)據(jù)報片的長度與其他數(shù)據(jù)報片的長度相同，則不會發(fā)送最后這個數(shù)據(jù)包報片；而在發(fā)送末尾數(shù)據(jù)報片是，僅對原數(shù)據(jù)報做適當(dāng)更改，而不再把生成的數(shù)據(jù)報片復(fù)制到一個緩沖區(qū)中。22、 重組中如何測試一個完整的數(shù)據(jù)報？在offMAXLRGBUF中為什么不是MAXLRGBUF時，則表明該數(shù)據(jù)報大于大緩沖區(qū)的容量，而當(dāng)或=時，他能被裝入到緩沖區(qū)中，并且在被發(fā)送給應(yīng)用程序時能夠在連續(xù)的存儲空間中

10、進(jìn)行重組。處理：丟棄23、 成對通信使用的端口和多對一通信使用的端口的區(qū)別有哪些？應(yīng)用范圍有何不同？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 答: 24、 什么是TCP ？TCP的序號問題？數(shù)據(jù)報的序號的確定為什么只用相減就可以？ 答：TCP是一種面向連接（連接導(dǎo)向）的、可靠的、基于字節(jié)流的運(yùn)輸層通信協(xié)議序號問題：由于TCP報文段首部的序號字段具有固定長度（32比特），因而允許序號在達(dá)到序列空間的盡頭時，繞回到0，重新開始，則此時需要比較兩個序號以決定一個報文段中的序號是大于還是小于另一個報文段的序號。原因：計算機(jī)無法做到極快的生成輸出數(shù)據(jù)，而導(dǎo)致在數(shù)據(jù)報超時之前繞經(jīng)了整個序列空間，利用相減時，他可以假設(shè)兩個序列

11、值之間的差距永遠(yuǎn)不會大于序列空間值的一半。 25、在序列空間的比較中，在進(jìn)行簡單的相減判斷之前還是之后？為什么這樣做？這樣做的理論基礎(chǔ)是什么？26、TCP的狀態(tài)變遷圖P4727、TCP的阻塞問題如何解決？28、在Socket編程中面向連接過程是如何建立的？面向連接與非面向連接是怎樣的？ 答：在Socket編程中面向連接過程首先要啟動服務(wù)器，通過調(diào)用socket()建立一個套接字，然后調(diào)用bind()，將該套接字和本地網(wǎng)絡(luò)地址聯(lián)系在一起；再調(diào)用listen()，使套接字做好偵聽的準(zhǔn)備，并規(guī)定其請求隊列的長度；最后調(diào)用accept()來接收連接?？蛻粼诮⑻捉幼趾缶涂梢哉{(diào)用connect()，與服

12、務(wù)器建立連接。連接一旦建立，客戶機(jī)和服務(wù)器之間就通過調(diào)用read()和write()接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，雙方調(diào)用close()關(guān)閉套接字。 在Socket編程中無連接服務(wù)：也必須先啟動服務(wù)器，否則客戶機(jī)的請求不能傳送給服務(wù)器。采用無連接服務(wù)的客戶機(jī)通常不調(diào)用connect()，因此在數(shù)據(jù)發(fā)送前，客戶機(jī)與服務(wù)器之間尚未建立全相關(guān)，但各自通過socket()和bind()建立了半相關(guān)。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送方除指定本地套接字外，還需要指定接收方的套接字，從而在數(shù)據(jù)收發(fā)過程中動態(tài)建立全相關(guān)。29、 Socket建立流程以及通用模型？答：面向連接的套接字建立流程accept()阻塞，等待客戶數(shù)據(jù)處理服務(wù)請求close()write()read()請求數(shù)據(jù)建立連接應(yīng)答數(shù)據(jù)write()socket()connect()客戶機(jī)close()read()Socket()bind()listen()服務(wù)器30、在Socket中Select的作用？ 利用select()函數(shù)，通過檢查套接口是否可寫來判斷連接請求是否完成；30、如何用Socket進(jìn)行TCP和UDP的服務(wù)器的編程？31、化為交換機(jī)的配置命令(4-6分)？32、環(huán)回地址必須是127.0.0.1嗎？33、當(dāng)IP將接收到的TTL字段減1，發(fā)現(xiàn)它為0時，將會發(fā)生什么結(jié)果？34、重定向時，如何判斷主機(jī)在與網(wǎng)關(guān)直聯(lián)的網(wǎng)