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(jiǎn)答題（寫代碼，問(wèn)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(hào)頭長(zhǎng)度服務(wù)類型分組總長(zhǎng)度標(biāo)識(shí)標(biāo)志分段偏移生存時(shí)間協(xié)議分組頭校驗(yàn)和源地址目的地址選項(xiàng)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(jì)數(shù)信號(hào)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(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的協(xié)議軟件必須使用信號(hào)量來(lái)實(shí)現(xiàn)互斥操作。所有應(yīng)受保護(hù)的代碼段提供

2、個(gè)信號(hào)量其初始值均為1即：S = screate(1) ;在訪問(wèn)一個(gè)長(zhǎng)度為N的隊(duì)列時(shí)，需要兩個(gè)信號(hào)量來(lái)調(diào)度生產(chǎn)者和消費(fèi)者、這兩個(gè)信號(hào)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(hào)量保證了當(dāng)隊(duì)列全滿時(shí)生產(chǎn)者進(jìn)程被阻塞，而當(dāng)隊(duì)列全空時(shí)，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(bào)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(bào)傳遞： 由一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程來(lái)處理傳入的TCP報(bào)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(lái)通信。IP調(diào)用Psend將報(bào)文段存放在端口內(nèi)，而TCP調(diào)用preceive來(lái)讀取端口中的報(bào)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(guò)程組成，IP進(jìn)程通過(guò)調(diào)用來(lái)處理傳入的UDP數(shù)據(jù)報(bào)。向高層協(xié)議傳遞分組： 系統(tǒng)應(yīng)用了隊(duì)列以及消息傳送原語(yǔ)，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間通信的同步。當(dāng)一個(gè)攜帶IP數(shù)據(jù)報(bào)的分組到達(dá)后，中斷過(guò)程必須將該分組置入隊(duì)列中，并調(diào)用send函數(shù)通知I

4、P進(jìn)程已有一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)。如果此時(shí)IP進(jìn)程手頭沒(méi)有分組可處理，則調(diào)用receive函數(shù)等待下一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的到達(dá)。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的輸入隊(duì)列，而唯一的IP進(jìn)程從所有的隊(duì)列中提取數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行處理。向應(yīng)用程序的傳遞操作：由于每個(gè)應(yīng)用程序都作為一個(gè)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(yǔ)，才能與實(shí)現(xiàn)協(xié)議的進(jìn)程協(xié)調(diào)。輸出過(guò)程中應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)硬件之間的信息流動(dòng)過(guò)程：一個(gè)應(yīng)用程序，作為一個(gè)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(bào)a、 對(duì)于UDP輸出處理，運(yùn)行某個(gè)應(yīng)用程序的進(jìn)程進(jìn)入操作系統(tǒng)，執(zhí)行一段UDP過(guò)程，申請(qǐng)一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)，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(bào)中，然后將IP數(shù)據(jù)報(bào)傳遞給IP進(jìn)程，由IP進(jìn)程發(fā)送出去。2 / 7b、 對(duì)于TCP輸出，3、 偽網(wǎng)絡(luò)接口與（本地接口）問(wèn)題如：偽網(wǎng)絡(luò)接口是0號(hào)還是1號(hào)？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(shuō)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(guò)網(wǎng)絡(luò)接口地址求網(wǎng)絡(luò)號(hào)？（P2728頁(yè)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(duì)ARP所有的項(xiàng)目共用一個(gè)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(gè)項(xiàng)對(duì)應(yīng)一個(gè)隊(duì)列）p42（如何改進(jìn)) 已知IP請(qǐng)求mac時(shí)當(dāng)一個(gè)請(qǐng)求響應(yīng)未完成又有新的請(qǐng)求到達(dá)如何解決？（即理解3738頁(yè)代碼）7、ARP

6、高速緩存管理問(wèn)題（42、43頁(yè)代碼）： 如何進(jìn)行舊表項(xiàng)刪除？（對(duì)高速緩存表項(xiàng)的分配，使用循環(huán)法來(lái)進(jìn)行舊表項(xiàng)的刪除，用怎樣用全局變量實(shí)現(xiàn)循環(huán)法？） 添加新表項(xiàng)的流程？8、ARP定時(shí)機(jī)制：為什么使用定時(shí)機(jī)制？已有協(xié)議定時(shí)機(jī)制的優(yōu)缺點(diǎn)？如何改進(jìn)？9、作為解決電子欺騙問(wèn)題的另一種解決方案即：在范例軟件中增加一個(gè)判斷語(yǔ)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(jì)思想？為什么要統(tǒng)一輸入隊(duì)列？11、輸出過(guò)程：在進(jìn)行輸出時(shí)，在求IP地址對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址，返回的報(bào)文段沒(méi)有到達(dá)時(shí)該怎樣處理？（放到對(duì)應(yīng)的隊(duì)列再等到返回時(shí)一起發(fā)送出去）12、校驗(yàn)和的計(jì)算

7、問(wèn)題：IP校驗(yàn)和的計(jì)算？及和UDP，TCP數(shù)據(jù)報(bào)校驗(yàn)和計(jì)算的區(qū)別？（IP的校驗(yàn)是對(duì)頭部校驗(yàn)，對(duì)TCP和UDP的校驗(yàn)是對(duì)所有項(xiàng)目的校驗(yàn)以及偽首部的校驗(yàn)）代碼13、關(guān)于表格的定時(shí)機(jī)制（P64）（不斷循環(huán)，睡眠一段時(shí)間后再進(jìn)行計(jì)算，）怎樣改進(jìn)這種機(jī)制？14、選路過(guò)程？15、IP數(shù)據(jù)報(bào)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(guò)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(jì)算的以及Key值的計(jì)算，為什么要這樣做？P7217、選項(xiàng)處理（82、83代碼）？發(fā)送本地生成數(shù)據(jù)報(bào)問(wèn)題？（61、62頁(yè)代碼）18、增加一個(gè)路由是地址是如何計(jì)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(wèn)題以及RTFREE和rtfree的區(qū)別？20、網(wǎng)絡(luò)中的最長(zhǎng)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(gè)入口時(shí)，一個(gè)目的地址可能匹配多于一個(gè)的路由選擇表入口，這時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇具有最長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的入口。21、分片的算法是如何實(shí)現(xiàn)的即如何分片？如何計(jì)算每片的大小、首尾是如何計(jì)算處理的？ 答：分片：如果分組的長(zhǎng)度小于網(wǎng)絡(luò)的MTU，就調(diào)用netwrite來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)并返回調(diào)用者。如果僅用一個(gè)分組無(wú)法發(fā)送該數(shù)據(jù)包，那么將數(shù)據(jù)報(bào)順序劃分為能夠裝入分組中的數(shù)據(jù)報(bào)片。首先計(jì)算分片的最大可能長(zhǎng)度，然后將數(shù)據(jù)報(bào)順序劃分為一連串最大長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)報(bào)分片，最后剩余

9、的數(shù)據(jù)（不管還剩余多長(zhǎng)）被裝入末尾數(shù)據(jù)報(bào)分片。每片大小的計(jì)算=（pnini_mtuIP_HLEN(pip)）&7，即可發(fā)送的最大可能長(zhǎng)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(bào)片前，如果末尾數(shù)據(jù)報(bào)片的長(zhǎng)度與其他數(shù)據(jù)報(bào)片的長(zhǎng)度相同，則不會(huì)發(fā)送最后這個(gè)數(shù)據(jù)包報(bào)片；而在發(fā)送末尾數(shù)據(jù)報(bào)片是，僅對(duì)原數(shù)據(jù)報(bào)做適當(dāng)更改，而不再把生成的數(shù)據(jù)報(bào)片復(fù)制到一個(gè)緩沖區(qū)中。22、 重組中如何測(cè)試一個(gè)完整的數(shù)據(jù)報(bào)？在offMAXLRGBUF中為什么不是MAXLRGBUF時(shí)，則表明該數(shù)據(jù)報(bào)大于大緩沖區(qū)的容量，而當(dāng)或=時(shí)，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(shí)能夠在連續(xù)的存儲(chǔ)空間中

10、進(jìn)行重組。處理：丟棄23、 成對(duì)通信使用的端口和多對(duì)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(hào)問(wèn)題？數(shù)據(jù)報(bào)的序號(hào)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(hào)問(wèn)題：由于TCP報(bào)文段首部的序號(hào)字段具有固定長(zhǎng)度（32比特），因而允許序號(hào)在達(dá)到序列空間的盡頭時(shí)，繞回到0，重新開始，則此時(shí)需要比較兩個(gè)序號(hào)以決定一個(gè)報(bào)文段中的序號(hào)是大于還是小于另一個(gè)報(bào)文段的序號(hào)。原因：計(jì)算機(jī)無(wú)法做到極快的生成輸出數(shù)據(jù)，而導(dǎo)致在數(shù)據(jù)報(bào)超時(shí)之前繞經(jīng)了整個(gè)序列空間，利用相減時(shí)，他可以假設(shè)兩個(gè)序列

11、值之間的差距永遠(yuǎn)不會(huì)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(jiǎn)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(wèn)題如何解決？28、在Socket編程中面向連接過(guò)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(guò)程首先要啟動(dòng)服務(wù)器，通過(guò)調(diào)用socket()建立一個(gè)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(qǐng)求隊(duì)列的長(zhǎng)度；最后調(diào)用accept()來(lái)接收連接。客戶在建立套接字后就可以調(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(guò)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(wú)連接服務(wù)：也必須先啟動(dòng)服務(wù)器，否則客戶機(jī)的請(qǐng)求不能傳送給服務(wù)器。采用無(wú)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(guò)socket()和bind()建立了半相關(guān)。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，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(guò)程中動(dòng)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(qǐng)求close()write()read()請(qǐng)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(guò)檢查套接口是否可寫來(lái)判斷連接請(qǐng)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(shí)，將會(huì)發(fā)生什么結(jié)果？34、重定向時(shí)，如何判斷主機(jī)在與網(wǎng)關(guān)直聯(lián)的網(wǎng)