网络协议分析课后题答案.doc

网络协议分析课后题答案
第五章
1. 路由器是否应当优先解决ICMP报文？
    不。ICMP报文封装在IP报文中，和其它IP报文同样在路由器的队列中进行排队，路由器则按照先入先出的规则解决报文。对路由器而言，与优先权有关的不是IP数据报中封装的报文类型，而是IP首部中的QoS字段。
2. 假如携带ICMP报文的IP数据报出现差错，则不应产生新的ICMP报文。试解释其因素。
    假如这个数据报再出现差错呢？这样规定是防止无休止地循环发送差错报告报文。
3. 如图5-16所示，数据从S发送到D，但是通过的路由器为：R1、R2、R3和R5。这是一条效率不高的途径。但R5不能发送ICMP重定向报文，将路由改为R1、R4和R5。为什么？

图5-16 ICMP不能重定向的例子
    重定向报文仅能用于属于同一网络的主机和路由器之间。对于图中的例子，R5仅也许向D发送重定向报文，仅R1能向S发送重定向报文。
4. 假设以太网上有1个主机H与5个路由器相连。设计1个携带IP数据报的物理帧（稍微有点不合法），使得主机H发送它时，引起主机H接受10个数据报。
    运用ICMP重定向报文和回送请求报文。H发送一个ICMP回送请求报文，其目的IP地址设计为自身，但是目的物理地址设立为硬件广播地址。这样，所有路由器都会收到这个报文并转发（5个），而这些路由器发现主机使用了非优化路由，则向该主机发送重定向报文（5个）。
5. 设计一个使用ICMP时戳请求和应答报文进行时钟同步的算法。
假设初始时戳为Ti，接受时戳为Tr，传送时戳是Tt，发送方收到回应的时间是Th，则传输时延Dt的估算方法如下：Dt = (Th - Ti) – (Tt - Tr)。其中(Th - Ti)是整个往返的延时，而(Tt - Tr)是接受方的解决时间。
假如认为两个方向的通信时间大体相等，则单向传输时延应为Dt /2，则发送方与接受方的时差应为Tr–Dt/2-Ti。由此可以进行时钟同步。
6. ICMP时戳请求报文是否应包含一个指明报文何时发送的时戳？
    不必。该机制中交互的对等端就是通信双方的ICMP协议模块，没有必要考虑由生成请求到发送到网络这段解决时间。（接受方之所以要加入接受时戳和传送时戳，是由于这两个时间的差值体现了ICMP自身的解决时间。）
7. 在Windows系统中，也可以使用ping程序来查看数据报所通过的途径。但当途径长度超过9时，则不能使用ping程序。试解释因素。
    ping –r可以实现记录路由的ping功能。记录路由最大只能记录9个路由器。
8. 查阅资料，了解并使用图形化的traceroute工具。
最常见的VisualRoute，尚有3d Traceroute，具体可到互联网搜索下载。
9. 本章提到，使用ICMP echo request报文时，数据区填充的内容由具体实现指定。在Windows下尝试Ping命令，看看Windows给数据区填的内容是什么？
见下图。

10. 为什么仅能向源站报告差错？
    路由器收到IP数据报时，假如该数据报不包含记录路由、源路由选项，则不体现任何中间路由器信息，仅能体现源IP信息。因此，必须向源端报告差错。此外，路由器发现数据报发生差错时，无法判断究竟是在投递过程中的哪一步发生差错，因此，仅能向源站报告差错。
11. 为什么路由器通告报文的发送周期是10分钟，而一条路由的存活时间是30分钟？
    考虑到通告报文也许丢失，存活时间必须大于发送周期。
12. 在ICMP目的站不可达报文中，有一类错误是“需要分片但DF置位（不能进行分片）”。基于此，请给出一个途径MTU的测量算法。
思想：发送IP数据报并强制该数据报不能分片，假如收到该类错误报告，说明该报文尺寸过大，则继续调小尺寸并继续发送该种IP数据报；假如未收到该类报告，说明尺寸偏小或正好，此时可以增大IP数据报的尺寸。
为了较快地逼近实际值，可以一方面将第一个探测报文的尺寸设立为最大IP数据报长度，之后运用二分算法的思想调整探测报文尺寸。
13. 你能否给出其它用于traceroute程序的判断是否到达目的的方法？
    可以将探测报文改为UDP报文，并把其目的端标语设立为一个不常用的端口。这样，中间路由器返回的是ICMP超时报文，而目的返回的是ICMP端口不可达报文，由此可以判断到达了目的端。
14. 阅读RFC1393，看看有没有其它实现traceroute的方法。
    该方法的思想是对ICMP ECHO报文进行扩展，增长新选项以实现途径发现功能，具体阅读该标准既可。
第六章
1. 分析传输层的作用，并与概述中所讨论的通用分层模型思想相比较。
加强和填补IP层的服务。“加强”指提供可靠性，而TCP/IP的传输层则提供了不同的可靠性级别以适应不同的应用需求；填补指提供端到端的服务，并通过不同的端标语区分不同的上层应用。
2. 运用端标语而不是进程标记符来指定一台机器的目的进程，有什么优点？
    进程标记符是动态变化的，每次应用程序重启都会相应不同的标记符，而端标语是相对固定的。网络通信中的客户端需要积极与服务器建立连接，其连接的目的必须是固定的，因此，必须用端标语来标记。
3. 使用预分派的UDP端标语，有什么优点？
    此题忽略，无意义。
4. 能否将同一端标语分派给两个进程使用，设法通过实验证实你的结论？
    不能。运用Socket编程，使用bind函数将同一端口绑定给两个应用（套接字），后启动的应用（进程）无法使用该套接字。
5. 为什么UDP校验和独立于IP校验和？你是否反对这样一个协议：对涉及UDP报文在内的整个IP数据报使用一个校验和？
IP仅针对首部计算校验和，UDP报文封装在IP数据报中作为数据报的数据区，因此单独计算校验和。这样整个IP数据报都可以被校验。
反对。IP和UDP属于不同的协议模块和层次，合并校验不利于区分错误来源。此外，在数据报投递过程中，对于目的不是自身的数据报，路由器则仅解决IP部分，不关注高层，分开计算时，当发现IP发生差错就可进行相应解决，合并计算校验和则不便于这种解决。在目的端，数据在接受过程中则是沿着协议栈逐层向上递交的，分开计算时当IP首部发生差错，数据报就不会递交给UDP模块，合并时则无法实现这一点。
6. 接受端收到有差错的UDP报文时应如何解决？
    发生差错有几种情况：若UDP目的端标语未开放，则返回ICMP端口不可达报文；若检查校验和时发生差错，则丢弃。
7. 一个UDP数据报首部的十六进制表达为：0632 0045 001C E217。试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。这个数据报是从客户发送给服务器还是从服务器发送给客户的？使用UDP的这个服务器程序是什么？
题目有误，应改成0632 0035 001C E217。（不用改）
源端口：1568（0632），目的端口53（0035），报文长度28字节（001C），数据部分长度28-8=20字节。客户端发给服务器，服务器程序是DNS。
原题目是45，是69，TFTP。
8. 假定一台主机连接在以太网上，它要发送总长度为8192字节的UDP报文。该报文最终被提成多少个IP数据报投递？
    以太网MTU为1500字节。假设IP不使用选项，则其长度为20字节，所以预留给UDP的长度为1480字节。所以最终的分片数为|8192/1480|+1=6，其中“||”标记取整。
9. 如何判断远程机器上的某个UDP端口是否开放？
向该端口发送UDP报文，若收到ICMP端口不可达报文，则该端口未开放。
10. 从网络安全的角度看，使用知名端标语会不会存在安全风险？
    单看这种行为，不会存在风险。但是知名端口与一些知名应用相关，这些应用也许存在安全缺陷，比如协议自身有缺陷，或者实现有安全漏洞。因此，黑客袭击的第一步往往是实行端口扫描，为随后的袭击环节奠定基础。

第八章
8.1 对于使用代理ARP的路由器，假如使用主机地址表来决定是否回答ARP请求，只要在某个网络中添加一个新主机，就必须修改该选路表。考虑如何分派IP地址才干在不改变选路表的情况下添加主机。（提醒：考虑子网）
用路由器连接的每个物理网络被分派连续的IP地址段，这样，路由器可以使用网络号/掩码的格式来表述：到某个网段的机器用代理ARP。这样，只要新主机的地址处在这个网段，就不必修改选路表。
8.2 透明路由器可否用于局域网，如以太网？为什么？
从工作机制和地址使用方法看，使用该技术需要有巨大的IP地址空间（A类），因此，不合用于局域网。
8.3 考虑一个B类网络号的固定子网划分，使它能适应至少76个网络。每个网络上能有多少台主机？
    76个网络，意味着至少应当有7个比特被拿出来作为网络号，主机号部分为9比特，则每个网络上最多的主机数为29-2=510。（去除全0和全1）。
8.4 对一个C类网络地址，划分子网是否故意义？
有。可以划分出小规模的子网以便进行控制和管理。最小的子网仅包含4个地址，这个子网中有两个地址可用，用于路由器的点对点连接，分别分派给点到点链路的两个点。
8.5 在一个路由器上同时使用代理ARP和子网编址是否可行？假如可行，请说明如何做到；假如不可行，解释为什么。
可以。参考习题8.1。
，

分别给出了实例。
8.6 为什么说使用代理ARP的网络容易受到ARP欺骗（

即任意一台机器都能顶替其他任何机器）？
    应当，由于连接是要占用系统资源的，对于接受大量连接请求的服务器而言尤为重要。实际中服务器通常具有半开连接检测功能，细节见7.3.4。
8.7 当使用两个NAT盒连接三个地址域时，潜在的问题是什么？
考虑使用私有IP地址的情况：

使用C/S通信模型时，客户端需要积极发起于服务器的通信，假如服务器位于NAT盒后（图中两个192.168.168.0/18地址域中的一个），则通信会失败。实际中，服务器通常不应被配置私有地址（为本私有地址域提供服务的服务器除外）。
另一种想法：假如两个NAT盒后的两个地址域使用相同的私有地址，则无法通信。
8.8 当使用两个NAT盒连接三个地址域时，目的地址会被转换几次？源地址会被转换几次？
各2次。
8.9 考虑通过互联三个地址域的两个NAT盒发送的ICMP主机不可达报文，将发生几次地址转换？将发生几次端标语转换？
    要点：需同时转换封装ICMP报文的IP报文首部的IP地址，以及ICMP报文中包含的犯错数据报IP首部的地址和端标语。
8.10 NAT对于主机是完全透明的吗？为了回答这个个问题，请给出主机可以传输的一个报文序列，（使用这个序列，主机就可）以拟定它（自己）是否隐藏在一个NAT盒后。
    运用UDP报文和Traceroute技术。