計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)思考題答案

實(shí)驗(yàn)1IEEE802標(biāo)準(zhǔn)和以太網(wǎng)練習(xí)2理解MAC地址的作用3.參考答案本機(jī)MAC地址源MAC地址目的MAC地址是否收到，為什么主機(jī)B主機(jī)B的MAC主機(jī)A的MAC主機(jī)C的MAC是，主機(jī)A與主機(jī)B接在同一共享模塊主機(jī)D主機(jī)D的MAC主機(jī)A的MAC主機(jī)C的MAC是，主機(jī)C與主機(jī)D接在同一共享模塊主機(jī)E主機(jī)E的MAC無無否，與主機(jī)A、C都不在同一共享模塊主機(jī)F主機(jī)F的MAC無無否，與主機(jī)A、C都不在同一共享模塊思考問題：參考答案：因?yàn)楣蚕硇驮O(shè)備廣播轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，交換型設(shè)備不廣播轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，所以連接在同一個共享型設(shè)備的主機(jī)會收到其他主機(jī)的數(shù)據(jù)包，而連接在同一個交換型設(shè)備的就不會這樣。參考答案：集線器與交換機(jī)都是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的用于數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備，它們的區(qū)別在于集線器為廣播式的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，而在交換機(jī)內(nèi)部維護(hù)著一張端口與物理地址的映射表，在目的MAC地址已知的情況下，交換機(jī)會按照相應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)，而不會廣播轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。參考答案：共享型設(shè)備在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時，采取廣播轉(zhuǎn)發(fā)的策略，發(fā)送到某一特定主機(jī)的數(shù)據(jù)包會被連接在同一個共享設(shè)備的多臺其它主機(jī)接收，這樣，其它主機(jī)就可以查看到這個數(shù)據(jù)包，從而有機(jī)會竊取敏感信息。練習(xí)3編輯并發(fā)送MAC廣播幀5.參考答案該地址為廣播地址，作用是完成一對多的通信方式，即一個數(shù)據(jù)幀可發(fā)送給同一網(wǎng)段內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)。思考問題：參考答案：可以參考答案：MAC廣播幀會發(fā)送給同一網(wǎng)段的所有主機(jī)。練習(xí)4編輯并發(fā)送LLC幀4.?參考答案幀類型發(fā)送序號N（S）接受序號N（R）10（信息幀）10?參考答案這一字段定義為長度或類型字段。如果字段的值小于1518，它就是長度字段，用于定義下面數(shù)據(jù)字段的長度；另一方面，如果字段的值大于1536,它定義一個封裝在幀中的PDU分組的類型。思考問題：參考答案：可以通過改變控制字段的長度來編輯LLC幀的類型。對于信息幀和監(jiān)控幀，控制字段為2字節(jié)長，而對于無編號幀，控制字段為1字節(jié)長。參考答案：以太網(wǎng)的最短幀長度為60字節(jié)，對于長度不夠60字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，會使用在幀末尾補(bǔ)0的方法填充到最短幀長度。參考答案：出于廠商們在商業(yè)上的激烈競爭，IEEE的802委員會未能形成一個統(tǒng)一的、最佳的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，而是被迫制定了幾個不同標(biāo)準(zhǔn)，如802.4令牌總線網(wǎng)、802.5令牌環(huán)網(wǎng)等。為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802委員會就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個子層，即邏輯鏈路控制LLC子層和媒體接入控制MAC子層。與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在MAC子層，而LLC子層與傳輸媒體無關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對LLC子層來說都是透明的。（摘自《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》P95）參考答案：傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是共享性局域網(wǎng)，采用載波偵聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD協(xié)議。最小幀長必須大于整個網(wǎng)絡(luò)的最大時延位（最大時延時間內(nèi)可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位）如果幀長度太小，就可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上同時有兩個幀在傳播，就會產(chǎn)生沖突（碰撞）而造成網(wǎng)絡(luò)無法發(fā)送數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)幀太長就會出現(xiàn)有的工作長時間不能發(fā)送數(shù)據(jù)，而且可能超出接收端的緩沖區(qū)大小，造成緩沖區(qū)溢出。由于多方面的限制，每個以太網(wǎng)幀長度都有最小的限制為60bytes，最大限制不能超過1514bytes，對于小于或者大于這個限制的以太網(wǎng)幀我們都可以視之為錯誤的數(shù)據(jù)幀，一般的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備會丟棄這些數(shù)據(jù)幀。（摘自網(wǎng)絡(luò)）。實(shí)驗(yàn)2地址解析協(xié)議（ARP）練習(xí)1領(lǐng)略真實(shí)的ARP（同一子網(wǎng)）4.?參考答案主要由：IP地址、MAC地址、類型組成，下面是一個實(shí)例:Interface:172.16.0.22---0x10003InternetAddressPhysicalAddressType172.16.0.100-04-61-53-36-badynamic172.16.0.400-e0-4c-a0-85-19dynamic172.16.0.2700-10-dc-6f-d0-23dynamic172.16.0.2800-0a-5e-4a-3f-efdynamic?參考答案假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)A要和計(jì)算機(jī)B交換數(shù)據(jù)，首先計(jì)算機(jī)A要得到計(jì)算機(jī)B的IP地址和MAC地址的映射關(guān)系，工作過程如下：計(jì)算機(jī)A檢查自己的高速緩存中的ARP表，判斷ARP表中是否存有計(jì)算機(jī)B的IP地址與MAC地址的映射關(guān)系。如果找到，則完成ARP地址解析；如果沒有找到，則轉(zhuǎn)至②。計(jì)算機(jī)A廣播含有自身IP地址與MAC地址映射關(guān)系的請求信息包，請求解析計(jì)算機(jī)B的IP的地址與MAC地址映射關(guān)系。包括計(jì)算機(jī)B在內(nèi)的所有計(jì)算機(jī)接收到計(jì)算機(jī)A的請求信息，然后將計(jì)算機(jī)A的IP地址與MAC地址的映射關(guān)系存入各自的入日？表中。計(jì)算機(jī)B發(fā)送ARP響應(yīng)信息，通知自己的IP地址與MAC地址的對應(yīng)關(guān)系。計(jì)算機(jī)A收到計(jì)算機(jī)B的響應(yīng)信息，并將計(jì)算機(jī)B的IP地址與MAC地址的映射關(guān)系存入自己的ARP表中，從而完成計(jì)算機(jī)B的ARP地址解析。練習(xí)2編輯并發(fā)送ARP報(bào)文（同一子網(wǎng)）思考問題：參考答案：主機(jī)F收到了ARP請求包，并且主機(jī)F給出了ARP響應(yīng)包。參考答案：主機(jī)A、C、D并沒有收到ARP請求包，因?yàn)橹鳈C(jī)B（路由器）并不轉(zhuǎn)發(fā)MAC廣播數(shù)據(jù)包。練習(xí)3跨路由地址解析（不同子網(wǎng)）5.?參考答案.不能，由于ARP請求是以廣播的方式進(jìn)行，而廣播報(bào)文不能跨越子網(wǎng)，因此，單一ARP請求報(bào)文不能夠跨越子網(wǎng)進(jìn)行地址解析。?參考答案.作用是解析網(wǎng)關(guān)的MAC地址，ARP本身無法跨躍不同網(wǎng)段。當(dāng)數(shù)據(jù)要發(fā)往外部網(wǎng)絡(luò)時，通常是首先使用ARP請求網(wǎng)關(guān)路由器的MAC地址，之后將數(shù)據(jù)發(fā)往網(wǎng)關(guān)路由器，由網(wǎng)關(guān)路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。思考問題：參考答案：主機(jī)B、C、D會收到ARP請求包，而主機(jī)B（路由器）會發(fā)送ARP響應(yīng)包。參考答案：ARP請求包可以廣播發(fā)送到同一網(wǎng)段的每臺主機(jī)，所以ARP協(xié)議可以解析到同一網(wǎng)段每臺主機(jī)的確切的物理地址。ARP請求包不能跨越子網(wǎng)，所以當(dāng)ARP協(xié)議要跨越子網(wǎng)進(jìn)行解析時，只能解析到網(wǎng)關(guān)的物理地址。參考答案：ARP分組長度在不同網(wǎng)絡(luò)上可能會改變。ARP分組中含有HTYPE（硬件類型）字段，用來定義運(yùn)行ARP的網(wǎng)絡(luò)類型（例如以太網(wǎng)是類型1），ARP可以應(yīng)用在任何網(wǎng)絡(luò)上。ARP分組中包含HLEN（硬件長度）字段，用來定義以字節(jié)為單位的物理地址長度（例如以太網(wǎng)為6）。ARP分組中包含SHA（發(fā)送端硬件地址）和THA（目標(biāo)硬件地址）用來定義物理地址，這兩個字段都是可變長度字段。ARP分組中還包括SPA（發(fā)送端協(xié)議地址）和TPA（目標(biāo)協(xié)議地址）用來定義邏輯地址，這兩個字段也都是可變長度字段。所以說ARP分組在不同類型的網(wǎng)絡(luò)中使用時，其長度可變。參考答案：ARP高速緩存生存時間由超時計(jì)時器維護(hù)，這主要有以下兩個原因：首先，高速緩存表的空間有限，若不定期刪除舊紀(jì)錄就無法使新紀(jì)錄加入到高速緩存中來，這樣一來高速緩存的作用就得不到體現(xiàn)。其次，在某一時刻，若高速緩存的MAC-IP映射相對于實(shí)際主機(jī)MAC與IP映射關(guān)系不一致時（這通常是由于在此時刻之前，兩主機(jī)正常通信，它們的ARP高速緩存中都存在彼此的MAC-IP映射，接下來其中一臺主機(jī)更換了網(wǎng)卡，從而導(dǎo)致另一臺主機(jī)高速緩存的MAC-IP映射相對于實(shí)際主機(jī)MAC與IP映射關(guān)系不一致），網(wǎng)絡(luò)通信必然受到影響，可以通過超時計(jì)時器機(jī)制更新生存時間到期的紀(jì)錄，使網(wǎng)絡(luò)通信在短時間內(nèi)恢復(fù)正常。超時時間設(shè)置過大會使ARP高速緩存中的紀(jì)錄長期得不到更新，降低高速緩存的利用率，增加高速緩存的記錄與實(shí)際的地址映射不一致時恢復(fù)正常通信的時間。超時時間設(shè)置過小，會使高速緩存的記錄被頻繁刪除，從而導(dǎo)致ARP廣播數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上大量出現(xiàn)，增加網(wǎng)絡(luò)流量。參考答案：當(dāng)ARP緩存表中已經(jīng)含有要解析的條目時不需要再次發(fā)送ARP報(bào)文；當(dāng)目的地址是廣播地址時不需要發(fā)送ARP報(bào)文。實(shí)驗(yàn)3網(wǎng)際協(xié)議（IP）練習(xí)1編輯并發(fā)送ip數(shù)據(jù)報(bào)參考答案ip報(bào)文中的首部。參考答案報(bào)文數(shù)據(jù)發(fā)生變化。發(fā)生變化的字段有：“生存時間”和“首部校驗(yàn)和'”原因：主機(jī)B為路由器，數(shù)據(jù)包每經(jīng)過一路由器“生存時間”字段的值會減1，并重新計(jì)算校驗(yàn)和。8.參考答案主機(jī)B對應(yīng)于172.16.1.1的接口可以捕獲到主機(jī)A所發(fā)送的報(bào)文；主機(jī)B對應(yīng)于172.16.0.1的接口和主機(jī)E不能捕獲到主機(jī)A所發(fā)送的報(bào)文；原因：當(dāng)“生存時間”字段的值減至為0時，路由器將該報(bào)文丟棄不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。思考問題：參考答案：在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址或MAC地址（因?yàn)檫@種地址應(yīng)用在MAC幀中），802標(biāo)準(zhǔn)為局域網(wǎng)規(guī)定了一種48bit的全球地址，是指局域網(wǎng)上每一臺計(jì)算機(jī)所插入的網(wǎng)卡上固化在ROM中的地址。當(dāng)我們把整個因特網(wǎng)看成一個單一的、抽象的網(wǎng)絡(luò)時，IP地址就是給每個連接在因特網(wǎng)上的設(shè)備分配一個在全世界范圍是唯一的32bit的標(biāo)識符。硬件地址與IP地址的區(qū)別如下:從層次的角度看，物理地址是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址，而IP地址是網(wǎng)絡(luò)層和以上各層使用的地址。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)從高層下到底層，然后才到通信鏈路上傳輸。使用IP地址的IP數(shù)據(jù)報(bào)一旦交給了數(shù)據(jù)鏈路層，就被封裝成MAC幀了。MAC幀在傳輸時使用的源地址和目的地址都是硬件地址，兩個硬件地址都寫在MAC幀的首部中。連接在通信鏈路上的設(shè)備在接收MAC幀時，其根據(jù)是MAC幀首部中的MAC地址。在數(shù)據(jù)鏈路層看不見隱藏在MAC幀的數(shù)據(jù)中的IP地址。只有在剝?nèi)AC幀首部和尾部后將MAC層的數(shù)據(jù)上交給網(wǎng)絡(luò)層后，網(wǎng)絡(luò)層才能在IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部中找到源IP地址和目的IP地址。在IP層抽象的互聯(lián)網(wǎng)上只能看到IP數(shù)據(jù)報(bào)。路由過程根據(jù)目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號進(jìn)行路由選擇。盡管互聯(lián)在一起的網(wǎng)絡(luò)硬件地址體系各不相同，但I(xiàn)P層抽象的互聯(lián)網(wǎng)卻屏蔽了下層這些很復(fù)雜的細(xì)節(jié)，只有我們在網(wǎng)絡(luò)層上討論問題，就能夠使用統(tǒng)一的、抽象的P地址研究設(shè)備之間的通信。練習(xí)2特殊的IP地址1.（6）?參考答案.主機(jī)號收到IP數(shù)據(jù)報(bào)1主機(jī)B的接口1(172.16.1.1)、主機(jī)C、主機(jī)D收到IP數(shù)據(jù)報(bào)2主機(jī)B的接口2(172.16.0.1)、主機(jī)E、F主機(jī)B的接口1(172.16.1.1)?參考答案.路由器使用這種地址把一個分組發(fā)送到一個特定網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)。所有的主機(jī)都會收到具有這種類型目的地址的分組。2.(5)?參考答案.主機(jī)號收到主機(jī)A發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報(bào)主機(jī)B的接口1(172.16.1.1)、主機(jī)C、主機(jī)D未收到主機(jī)A發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報(bào)主機(jī)B的接口2(172.16.0.1)、主機(jī)E、主機(jī)F?參考答案.這個地址用于定義在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)上的廣播地址。一個主機(jī)若想把報(bào)文發(fā)送給所有其他主機(jī)，就可使用這樣的地址作為分組中的目的地址。但路由器把具有這種類型地址的分組阻擋住，使這樣的廣播只局限在本地網(wǎng)絡(luò)。3.(3)參考答案主機(jī)F沒有收到主機(jī)E發(fā)送的報(bào)文，因?yàn)槭褂没丨h(huán)地址時，分組永遠(yuǎn)不離開這個機(jī)器；這個分組就簡單地返回到協(xié)議軟件。思考問題：參考答案：受限廣播的數(shù)據(jù)包只能在本地網(wǎng)絡(luò)里傳遞。參考答案：受限廣播的IP地址是：255.255.255.255。該地址用于主機(jī)配置過程中IP數(shù)據(jù)報(bào)的目的地址，這時，主機(jī)可能還不知道它所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)掩碼。甚至連它的IP地址也不知道。路由器不轉(zhuǎn)發(fā)目的地址為受限廣播的數(shù)據(jù)包，這樣的數(shù)據(jù)包只能在本地網(wǎng)絡(luò)中傳遞。直接廣播地址的主機(jī)號為全1。一個路由器必須能夠轉(zhuǎn)發(fā)直接廣播地址，但它也必須有一個不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的選擇。參考答案：路由器不轉(zhuǎn)發(fā)受限廣播的數(shù)據(jù)包。練習(xí)3IP數(shù)據(jù)報(bào)分片參字段名稱分片序號1分片序號2分片序號3“標(biāo)識”字段值為一隨機(jī)數(shù)同分片序號1“還有分片”字段值10

“分片偏移量”字段值0776傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量768bytes232bytes7.參考答案字段名稱分片序號1分片序號2分片序號3“標(biāo)識”字段值為一隨機(jī)數(shù)同分片序號1同分片序號1“還有分片”字段值110“分片偏移量”字段值07761552傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量768bytes776bytes456bytes第一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度為1000bytes，而MTU為800,因此需要進(jìn)行1次分片；第二次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度為2000bytes，而MTU為800，因此需要進(jìn)行2次分片；Morefragments字段值為1表示之后還有分片；7.參考答案字段名稱分片序號1分片序號2分片序號3“標(biāo)識”字段值為一隨機(jī)數(shù)同分片序號1同分片序號1“還有分片”字段值110“分片偏移量”字段值07761552傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量768bytes776bytes456bytes思考問題：參考答案：因?yàn)镻ing數(shù)據(jù)被底層協(xié)議封裝之后，長度會大于3000，這樣就大于以太網(wǎng)MTU的2倍長度，所以會被分為3片。參考答案：3000-（2*42）=2916字節(jié)參考答案：使用大的MTU可以在較少的報(bào)文中包含較多的數(shù)據(jù)，報(bào)文數(shù)量的減少可以降低路由器的負(fù)荷。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸時，使用小的MTU可以減少路由器的分片。練習(xí)4子網(wǎng)掩碼與路由轉(zhuǎn)發(fā)3.?參考答案.是否Ping通主機(jī)A——主機(jī)B通主機(jī)C——主機(jī)D通主機(jī)E——主機(jī)F通?參考答案.子網(wǎng)地址（主機(jī)地址與子網(wǎng)掩碼的and運(yùn)算結(jié)果）相同，就可以相互通信。思考問題：1.參考答案：IP數(shù)據(jù)報(bào)中的首部檢驗(yàn)和并不檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)中的數(shù)據(jù)，這樣做的最大好處是：首先，所有將數(shù)據(jù)封裝在IP數(shù)據(jù)報(bào)中的高層協(xié)議（如TCP），都有覆蓋整個分組的校驗(yàn)和。因此，IP數(shù)據(jù)報(bào)的校驗(yàn)和就不必再檢驗(yàn)所封裝的數(shù)據(jù)部分。其次，每經(jīng)過一個路由器，IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部就要改變一次，但數(shù)據(jù)部分不改變。因此校驗(yàn)和只對發(fā)生變化的部分進(jìn)行檢驗(yàn)。若檢驗(yàn)包含數(shù)據(jù)部分，則每個路由器必須重新計(jì)算整個分組的校驗(yàn)和，這就表示每一個路由器要花費(fèi)