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问答题如下图所示，主机H1与H2使用TCP/IP协议进行通信，H1与H2间的通信路径中有R1，R2和R3三个路由器，四段通信链路的MTU分别为1500，1024，512和1500字节。　　回答下列问题。　　（1）主机H1发送一个长度为1400字节的UDP数据包到H2。封装UDP数据包的IP数据报沿途需要分片，分片和重装分别发生在上图中哪些设备上？　　（2）在下图所示IP报头字段中，哪些字段与分片和重装相关？　　（3）主机H2使用HTTP协议从H1下载一个800M字节的文件，现代因特网的TCP如何探知H1至

题目
问答题
如下图所示，主机H1与H2使用TCP/IP协议进行通信，H1与H2间的通信路径中有R1，R2和R3三个路由器，四段通信链路的MTU分别为1500，1024，512和1500字节。　　回答下列问题。　　（1）主机H1发送一个长度为1400字节的UDP数据包到H2。封装UDP数据包的IP数据报沿途需要分片，分片和重装分别发生在上图中哪些设备上？　　（2）在下图所示IP报头字段中，哪些字段与分片和重装相关？　　（3）主机H2使用HTTP协议从H1下载一个800M字节的文件，现代因特网的TCP如何探知H1至H2的“路径MTU”以避免IP层的分片？　　（4）计算机网络采用分层协议的组织方式，每层协议为高层提供相应的服务。简述UDP，TCP，IP和ARP协议提供的服务。
参考答案和解析
正确答案：
(1)分析:当路由器准备将IP分组发送到网络上,而该网络又无法将整个分组一次发送时,路由器必须将该分组分片,使其长度能满足这一网络对分组长度的限制。IP分组可以独立地通过各个路径发送,而且在传输过程中仍然存在分片的可能(不同网络的MTU可能不同),因此不能由中间路由器进行重组。分片后的IP分组直至到达目的主机才可能汇集在一起,并且甚至不一定以原先的次序到达。
由图可看出,1400字节的IP分组满足H1-R1,但是不满足R1-R2,因此会在R1上进行分片,分片成小于1024字节的IP分组;此时也不满足R2-R3,将会继续在R2上进行分片;满足R3-H2,最后在H2上进行重装。
分片:R1、R2,重组:H2;分片是每个路由都可以的,但是重组只在目的端重组。
(2)与分片有关:标识、DF、MF、片内偏移量。
①标识:当一个数据报长度超过网络的MTU时,必须分片,此时每个数据报片都复制一次标识号以便能正确重装成原来的数据报;
②DF:只有当DF=0时,该IP数据报才可以被分片;
③MF:用来告知目的主机该IP数据报是否为原来数据报的最后一个片。当MF=1时,表示相应的原始数据报还有后续的片:当MF=0时,表示该数据报是相应原始数据报的最后一个片;
④片内偏移量:它指出较长的分组在分片后,某片在原分组中的相对位置。目的主机在对片进行重组时,使用片偏移字段来确定片应放在原始IP数据报的哪个位置。
(3)MSS是TCP数据包每次能够传输的最大数据分段。为了达到最佳的传输效能,TCP协议在建立连接的时侯,通常要协商双方的MSS值,并往往在TCP协议中用MTU值代替。通讯双方会根据双方提供的MSS值的最小值确定为这次连接的最大MSS值。一旦TCP数据过大,超过了MSS,在传输层会对TCP包进行分段,到了IP层的数据报肯定不会超过MTU,即可以避免分片。
(4)UDP,TCP,IP和ARP协议提供的服务分别如下:
①UDP:为应用层提供面向报文、无连接、不可靠的端到端的服务;
②TCP:为应用层提供面向字节、有连接、可靠的全双工的端到端的服务;
③IP:为传输层提供无连接、不可靠的尽最大努力交付的服务;
④ARP:实现IP地址到MAC地址的映射。
解析： 暂无解析
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相似问题和答案

第1题：

参考图2-1和图2-2.简要回答与TCP/IP协议相关的下列问题，将解答填入答题纸对应栏内。

路由器收到一个长度1520字节的IP数据报，需要转发到下一跳网络。

（1）如果该数据报DF=1，路由器怎么处理这个数据报？

（2）若DF=0。该数据报被分为两个IP报文分片。写出这两个IP报文分片的长度。MF标志位以及Offset字段的值（要求第1个分片尽量大）。

（3）这两个IP报文分片在何处被重新组装回拆分之前的IP数据报的状态？

（4）IP报文的Identification字段有什么用处？

同IPv4相比，IPv6扩充了地址字段的长度。但简化了IP基本报头。

（1）为什么要做这样的简化？

（2）下面列出IPv4报头的5个字段中，哪些在IPv6基本报头中没有等价的字段？

Total Length，Identification，FragmentOffset，Time to Live，HeaderChecksum。

（1）TCP报头的SYN比特和FIN比特分别起什么作用？

（2）如果TCP接收方处理数据的速度很慢，导致接收方的接收缓冲区满，接收方通过TCP报头的哪个字段通知发送方暂停数据发送？

（3）TCP接收方收到发送方发来的多个报文，根据TCP报头的哪个字段判断接收到的报文次序是否与发送方的发送次序相同？

请帮忙给出每个问题的正确答案和分析，谢谢！


问题 1 答案解析：
（1）路由器收到一个长度1520字节的IP数据报，如果该数据报DF=1，路由器直接丢弃
（2）第一个分片：1500字节。MF=1，Offset=0；第二个分片：40字节。MF=0，Offset=185。
（3）目的主机。
（4）identification是标识字段，相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。


问题 2 答案解析：
（1）减少了需要检查和处理的字段的数量，提高选路效率。
（2）其中Identification，FragmentOffset，HeaderChecksum没有等价的字段。


问题 3 答案解析：
（1）SYN：该字段长度为1位。同步标志，SYN为1时，表示一个连接请求或连接接受。
FIN：该字段长度为1位。释放连接标志，FIN为1时，表明发送端的数据发送完毕，要求释放连接。
（2）WindowsSize窗口字段。
（3）确认号字段（AcknowledgmentNumber）标识。

第2题：

【说明】

网络的拓扑结构如图3-1所示，内部网络使用IP地址段192.168.0.0/24，并通过路由器R1 接入到Internet，该路由器支持NAT功能。R1的外网IP地址为123.116.10.66，内网IP地址是192.168.0.100，MAC地址为00-20-22-33-44-55；内部网络中UNIX主机的IP地址为 192.168.0.1，MAC地址为 00-10-22-33-44-55；Internet 上服务器 www.abc.edu.cn 经路由器 R2 接入到 Internet，R2 的以太网接口IP 地址为 127.123.134.88，MAC 地址为 00-30-22-33-44-55。

UNIX主机发送一个IP报文到服务器www.abc.edu.cn，在两个以太网上封装为数据帧1和数据帧2，写出数据帧1和数据帧2源IP地址、源MAC地址、目的IP地址和目的MAC地址。

Internet上的服务器有三个标识，分别为www.abc.edu.cn、127.123.134.10和 00-40-22-33-44-55，UNIX主机发送IP报文到服务器www.abc edu.cn过程中，UNIX主机、R1和R2分别使用哪些标识？若用到多个标识，标识间转换时使用的协议是什么？

内部网络中主机1发送一个IP分组，长度为3520个字节，头长度为标准长度，发送该IP分组时应分为几个分片？写出各分片的信息（长度、偏移、MF）。

内部网络中主机1使用浏览器访问www.abc.edu.cn的过程中，写出主机1可能用到的6个协议的名称。

请帮忙给出每个问题的正确答案和分析，谢谢！


问题 1 答案解析：
数据帧1的源IP为192.168.0.1，目的IP为127.123.134.10。源MAC为00-10-22-33-44-55，目的MAC为00-20-22-33-44-55。
数据帧2的源IP为123.116.10.66，目的IP为127.123.134.10。源MAC为00-30-22-33-44-55，目的MAC为00-40-22-33-44-55。


问题 2 答案解析：
UNIX主机：使用www.abc.edu.cn和127.123.134.10，需使用DNS协议。
R1：使用127.123.134.10标识。
R2：使用127.123.134.10和00-40-22-33-44-55，需使用ARP协议。


问题 3 答案解析：
应当划分为3个数据报片：
第1片：长度1500字节（包括20字节IP头），片偏移字段＝0，MF=1；
第2片：长度1500字节（包括20字节IP头），片偏移字段＝1480/8=185，MF=1；
第3片：长度560字节（包括20字节IP头），片偏移字段＝2960/8=370，MF=0。


问题 4 答案解析：
HTTP、DNS、TCP、NAT、ARP、IP

第3题：

NAT无法多路传输IPSec数据流。ESP保护的IPSec流量没有包含可见的TCP或UDP报头。 ESP报头位于IP报头和加密的TCP或UDP报头之间，并且使用IP协议号50。因此，TCP或UDP端口号就无法将流量多路传输到不同的专用网主机。ESP报头包含一个名为Security Parameters Index(安全参数索引，SPI)的字段。SPI与明文(plaintext)IP报头中的目标IP地址和IPSec安全协议(ESP或AH)结合起来用于识别IPSec安全关联(SA)。应该如何解决?


正确答案：解决办法：通过使用UDP报头封装ESPPDUNAT能够使用UDP端口来多路传输IPSec数据流。跟踪ESP报头中的SPI就不再必要了。
解决办法：通过使用UDP报头封装ESPPDU，NAT能够使用UDP端口来多路传输IPSec数据流。跟踪ESP报头中的SPI就不再必要了。

第4题：

在下图所示的采用“存储--转发“方式分组的交换网络中,所有链路的数据传输速度为100Mbps，传输的分组大小为1500字节，分组首部大小大小为20字节，路由器之间的链路代价为路由器接口输出队列中排队的分组个数。主机H1向主机H2发送一个大小为296000字节的文件,在不考虑网络层以上层的封装,链路层封装,分组拆装时间和传播延迟的情况下,若路由器均运行RIP 协议,从H1发送到H2接收完为止,需要的时间至少是（ ）ms；若路由器均运行OSPF协议,需要的时间至少是（请作答此空）ms。

A.24
B.24.6
C.24.72
D.25.08

答案：C
解析：

第5题：

IP数据报的分段和重装配要用到报文头部的（ ）个字段。其中，分片偏移字段（段偏置值）表示数的单位是（ ）字节；标记字段M标志（MF位）为0表示（请作答此空）。

A.不能分片
B.允许分片
C.之后还有分片
D.最后一个分片

答案：D
解析：
IP数据报的分段和重装配要用到报文头部的标识符、数据长度、段偏置值和M标志（标记字段的MF位）等四个字段。其中，标识符字段长度为16位，同一数据报分段后，其标识符一致，这样便于重装成原来的数据报。标记字段长度为3位，第1位不使用；第2位是不分段（DF）位，值为1表示不能分片，为0表示允许分片；第3位是更多分片（MF）位，值为1表示之后还有分片，为0表示是最后一个分片。分片偏移字段（段偏置值）该字段长度为13位，表示数的单位是8字节，即每个分片长度是8字节的整数倍。该字段是标识所分片的分组分片之后在原始数据中的相对位置。

第6题：

IP报头格式如下图，其中Flags包括MF比特和DF比特。回答下列问题，将解答填入答题纸对应栏内。

【问题1】（2分） IP报头中设置Time to Live字段（TTL）的目的是什么？ 【问题2】（9分） ①说明MTU的中文意思。 ②说明在IP报头中，与分片有关的字段。 ③有一数据报总长度4820字节，首部20字节，数据4800字节。某一网络能传送的数据报的最大长度是1420字节，需要进行分片。请列出每个分片的IP数据报长度、片位移字段和MF标志的值。 【问题3】（9分） 某一处于以太网中的主机H从打开电源开始，直到打开网页http://www.baidu.com要用到多个因特网协议。要求列出其中的六个协议的英文缩写名、中文名称和在本次通信中的主要作用。


正确答案：【问题1】（2分）
防止IP数据包消耗网络资源
【问题2】（9分）
（1）最大传送单元
（2）标识、标志、片偏移（英文亦可）
（3）第一片20+1400，片偏移=0，MF=1
第二片20+1400，片偏移=1400/8=175,MF=1
第三片20+1400，片偏移2800/8=350,MF=1
第四片20+600，片偏移4200/8=525，MF=0
【问题3】（9分）
HTTP协议：超文本传输协议，用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议
DNS协议：域名解析协议，用于把域名解析为服务器的IP地址。
TCP协议：传输控制报文协议，提供面向连接可靠的服务。
UDP协议：用户数据包协议，客户端访问DNS用的是UDP协议。
IP协议：网络互连协议，提供访问过程中数据包的寻址。
ICMP协议：因特网差错控制报文协议，封装在IP数据包的数据部分，提供转发成功的几率。
ARP协议：地址解析协议，用来把服务器的IP地址转为MAC地址，进行链路层的访问。
DHCP协议：动态地址分配协议，客户端通过DHCP服务器获得IP地址等参数。
其中任选6即可。

第7题：

IP报头定义如下图，其中Flags包括MF（More Fragment）比特和DF（Don’t Fragment）比特。[问题1]（4分） 因特网体系结构分为哪四层？各层与OSI参考模型是如何对应的？ [问题2]（6分） （1）一个IP数据报在什么情况下需要分片？ （2）IP报头中哪些字段与分片有关？ （3）各分片在何处进行重装还原到分片前的状态？ （4）一个IP数据报长度为4000字节（包括20字节首部长度），需要经过普通的百兆以太网传输，应该切分为3个分片，列出这三个分片的IP数据报长度、片位移字段和MF标志的值。 [问题3]（10分） 回答下列与OSPF路由协议有关的问题： （1）OSPF路由器周期性发送HELLO包的目的是什么？ （2）OSPF路由器之间交换的是“链路状态”（link state）信息，一个OSPF路由器用什么方法将它生成的链路状态信息(Link State Advertisement，LSA)传播到区域内与它不相邻的路由器？ （3）路由器采用什么算法根据整个网络的链路状态信息求出它的路由表？ （4）为什么要划分区域(area)？ （5）某以太网上有三个OSPF路由器R1～R3正在运行，其中R1被选举为“指定路由器”（Designated Router，DR），R2为“备份指定路由器”（BDR），R3为普通OSPF路由器。该局域网上第四个OSPF路由器R4加电开始运行，R4是否分别需要与R2和R3的LSA数据库进行同步？


正确答案：[问题1]（4分）

[问题2]（6分）
（1）当IP数据报长度超过网络所容许的最大传送单元MTU时，就必须把过长的数据报进行分片后才能在网络上传送。
（2）标识（Identification）、标志（Flags）、片偏移（Fragment Offset）
（3）在目的主机对数据报片重组。
（4）第一片：1500字节，片位移字段为0，MF=1。
第二片：1500字节，片位移字段是1480/8=185，MF=1。
第三片：1040字节，片位移字段是2960/8=370，MF=0。
[问题3]（6分）
（1）Hello包维持邻居关系
（2）洪泛法
（3）SPF算法
（4）R4和R2的LSA数据库进行同步，不和R3的LSA数据库进行同步。

第8题：

互联网中的计算机之间相互通信时会产生以下几种类型的数据包,其中包含了发送方主机和接收方主机IP地址的数据包有()。

A、TCP数据报

B、UDP数据报

C、IP数据报

D、接入互联网的某物理网络的信息帧


参考答案：CD

第9题：

IP数据报的分段和重装配要用到报文头部的（ ）个字段。其中，分片偏移字段（段偏置值）表示数的单位是（请作答此空）字节；标记字段M标志（MF位）为0表示（ ）。

A.4
B.8
C.1
D.13

答案：B
解析：
IP数据报的分段和重装配要用到报文头部的标识符、数据长度、段偏置值和M标志（标记字段的MF位）等四个字段。其中，标识符字段长度为16位，同一数据报分段后，其标识符一致，这样便于重装成原来的数据报。标记字段长度为3位，第1位不使用；第2位是不分段（DF）位，值为1表示不能分片，为0表示允许分片；第3位是更多分片（MF）位，值为1表示之后还有分片，为0表示是最后一个分片。分片偏移字段（段偏置值）该字段长度为13位，表示数的单位是8字节，即每个分片长度是8字节的整数倍。该字段是标识所分片的分组分片之后在原始数据中的相对位置。

第10题：

IP数据报的分段和重装配要用到报文头部的（请作答此空）个字段。其中，分片偏移字段（段偏置值）表示数的单位是（ ）字节；标记字段M标志（MF位）为0表示（ ）。

A.1
B.2
C.3
D.4

答案：D
解析：
IP数据报的分段和重装配要用到报文头部的标识符、数据长度、段偏置值和M标志（标记字段的MF位）等四个字段。其中，标识符字段长度为16位，同一数据报分段后，其标识符一致，这样便于重装成原来的数据报。标记字段长度为3位，第1位不使用；第2位是不分段（DF）位，值为1表示不能分片，为0表示允许分片；第3位是更多分片（MF）位，值为1表示之后还有分片，为0表示是最后一个分片。分片偏移字段（段偏置值）该字段长度为13位，表示数的单位是8字节，即每个分片长度是8字节的整数倍。该字段是标识所分片的分组分片之后在原始数据中的相对位置。

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