计算机网络大题分析（一）
題目：某主機(jī)的MAC地址為00-15-C5-C1-5E-28，IP地址為10.2.128.100（私有地址）。圖47a為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?#xff0c;題47b是該主機(jī)進(jìn)行Web請(qǐng)求的一個(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀前80字節(jié)的十六進(jìn)制及ASCII碼部分。
請(qǐng)參考圖中的數(shù)據(jù)回答以下問(wèn)題:
(1) Web 服務(wù)器的 IP 地址是什么? 該主機(jī)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的 MAC 地址是什么?
(2) 該主機(jī)在構(gòu)造題 476 圖的數(shù)據(jù)時(shí)，使用什么協(xié)議確定目的 MAC 地址?封裝該協(xié)議請(qǐng)求報(bào)文的以太網(wǎng)幀的目的 MAC 地址是什么?
(3) 假設(shè) HTTP/1,1協(xié)議以持續(xù)的非流水線方式工作，一次請(qǐng)求-響應(yīng)時(shí)間為 RTT，rfc.Htm頁(yè)面引用了 5 個(gè) JPEG 小圖像，則從發(fā)出題 47 圖中的 We 請(qǐng)求開(kāi)始到瀏覽器收到全部大容為止，需要經(jīng)過(guò)多少個(gè) RTT?
(4) 該所封裝的 IP 分組經(jīng)過(guò)路由器 R 轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，需修改 IP 分組頭中的哪些字段?
一、對(duì)各個(gè)圖進(jìn)行分析如下：
【拓?fù)鋱D分析】一臺(tái)主機(jī)通過(guò)R路由器訪問(wèn)Internet，主機(jī)端口號(hào)為：10.2.128.100；連接路由器網(wǎng)關(guān)為：10.2.128.1；路由器另一端的端口號(hào)為：101.12.123.15。最大傳輸?shù)膯卧狹TU = 1500B
【以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀圖分析】由拓?fù)鋱D可知，最大傳輸單元為1500B，所以以太網(wǎng)幀所占為1500B，其中目的MAC地址占6B，源MAC地址占６B，類型占２Ｂ，其余為數(shù)據(jù)。CRC是檢錯(cuò)尾部。
【注】數(shù)據(jù)從應(yīng)用層傳輸下來(lái)，經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)層時(shí)會(huì)給加個(gè)IP頭跟檢錯(cuò)的尾部，在傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層的時(shí)候再加上以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀頭跟檢錯(cuò)尾部，構(gòu)成整個(gè)數(shù)據(jù)幀再傳輸?shù)轿锢韺舆M(jìn)行傳輸。示意圖如下。
?
?【IP分組頭結(jié)構(gòu)圖解析】IP分組頭是由20B組成，其中前四個(gè)B表示版本，如上圖所示一行表示
4B，其中各部分的解釋如下：
頭部長(zhǎng)度：IP報(bào)頭長(zhǎng)度，最大為15個(gè)長(zhǎng)度，每個(gè)長(zhǎng)度為4字節(jié)。頭部長(zhǎng)度的范圍是5-15單位，即20-60（字節(jié)）
服務(wù)類型：第4-7比特分別代表：延遲、吞吐量、可靠性、代價(jià)。這四個(gè)比特服務(wù)類型中只能置其中一個(gè)比特為1，但可以全為0。
總長(zhǎng)度字段：表明整個(gè)數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度，以字節(jié)為單位，最大65535字節(jié)。
標(biāo)識(shí)字段：唯一地標(biāo)識(shí)主機(jī)發(fā)送的每一份數(shù)據(jù)包。標(biāo)識(shí)字段的值使分片后各數(shù)據(jù)報(bào)片最后能正確的重裝成為原來(lái)的數(shù)據(jù)報(bào)。
標(biāo)志字段：目前只有2位有意義。最低位記為MF，MF=1表示后面還有分片；MF=0表示當(dāng)前是數(shù)據(jù)報(bào)最后一個(gè)。中間的一位記為DF，意思是不能分片。只有當(dāng)DF=0時(shí)才允許分片。
片偏移字段：指分片后，某片在原分組的相對(duì)位置（起點(diǎn)）。片偏移以8個(gè)字節(jié)為偏移單位，每個(gè)分片的長(zhǎng)度一定是8字節(jié)(64位)的整數(shù)倍。
生存時(shí)間TTL：8個(gè)比特。發(fā)送數(shù)據(jù)的源主機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)報(bào)最多可以經(jīng)過(guò)路由器數(shù)，通常為32、64、128。每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器 -1，直到0丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)，并發(fā)送錯(cuò)誤信息。防止報(bào)文在互聯(lián)網(wǎng)上無(wú)休止的被傳送。
協(xié)議：指明IP層所封裝的上層（傳輸層）協(xié)議類型。當(dāng)字段值1表示ICMP，2表示IGMP，6表示TCP，17表示UDP等。
頭部校驗(yàn)和：根據(jù)IP頭部計(jì)算得到的校驗(yàn)和碼，計(jì)算方法：對(duì)頭部每個(gè)16比特進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和。
可選項(xiàng)和填充字段：用來(lái)定義一些任選項(xiàng)（如記錄路徑、 時(shí)間戳），很少被使用，且不是所有主機(jī)和路由器都支持。必須是32比特（4字節(jié)）的整數(shù)倍，如果不足必須填充0來(lái)達(dá)到長(zhǎng)度要求（由填充項(xiàng)字段來(lái)實(shí)現(xiàn)）。
二、解題
(1) Web 服務(wù)器的 IP 地址是什么? 該主機(jī)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的 MAC 地址是什么?
【解析】由上圖的解析可知，Web服務(wù)器的IP地址，即為IP分組頭結(jié)構(gòu)中的目的IP地址。主機(jī)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)MAC為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址。因此，通過(guò)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的前80字節(jié)查找對(duì)應(yīng)的位置。
1.目的IP地址在IP分組頭結(jié)構(gòu)中第16字節(jié)開(kāi)始的四個(gè)字節(jié)，而IP分組又在以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)部分，所以位于以太網(wǎng)幀的第 6+6+2+16 = 30個(gè)開(kāi)始，分別是30,31,32,33，即40 aa 62 20H（從0開(kāi)始往后數(shù)）即64.170.98.32。
2.該主機(jī)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的MAC地址就是目的MAC地址即以太網(wǎng)幀前6B。00-21-27-21-51-ee。
?(2) 該主機(jī)在構(gòu)造題 47b?圖的數(shù)據(jù)時(shí)，使用什么協(xié)議確定目的 MAC 地址?封裝該協(xié)議請(qǐng)求報(bào)文的以太網(wǎng)幀的目的 MAC 地址是什么?
【解析】路由器通過(guò)IP地址解析得到目的MAC地址，這一操作采用的協(xié)議是ARP協(xié)議（地址解析協(xié)議）。而ARP是采用廣播的形式來(lái)請(qǐng)求報(bào)文的以太網(wǎng)目的MAC。
因此使用ARP協(xié)議確定目的MAC地址，通過(guò)廣播的形式來(lái)請(qǐng)求以太網(wǎng)幀的MAC地址為ff-ff-ff-ff-ff-ff.
【注】廣播的地址為全1地址。
(3) 假設(shè) HTTP/1,1協(xié)議以持續(xù)的非流水線方式工作，一次請(qǐng)求-響應(yīng)時(shí)間為 RTT，rfc.Htm頁(yè)面引用了 5 個(gè) JPEG 小圖像，則從發(fā)出題 47 圖中的 Web 請(qǐng)求開(kāi)始到瀏覽器收到全部為止，需要經(jīng)過(guò)多少個(gè) RTT?
【解析】HTTP協(xié)議根據(jù)TCP的握手原理，因此需先向web發(fā)出一個(gè)request請(qǐng)求的信號(hào)，等待回復(fù)一個(gè)ACK確認(rèn)幀；再向web發(fā)送一個(gè)確認(rèn)連接的信號(hào)，等待回復(fù)一個(gè)ACK確認(rèn)幀，確認(rèn)連接；最后再請(qǐng)求頁(yè)面的內(nèi)容。如下圖所示，
?則結(jié)合上圖所示的一個(gè)請(qǐng)求，每一個(gè)來(lái)回需要一個(gè)RTT時(shí)間，因此，從請(qǐng)求跟連接到接收五個(gè)圖片需要7個(gè)RTT。
而題目中提問(wèn)的是web請(qǐng)求開(kāi)始到瀏覽器收到全部（默認(rèn)已經(jīng)建立好連接），其中不包含連接的這一個(gè)過(guò)程，因此需要6個(gè)RTT。
(4) 該所封裝的 IP 分組經(jīng)過(guò)路由器 R 轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，需修改 IP 分組頭中的哪些字段?
【解析】在進(jìn)行路由器轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)候，其數(shù)據(jù)部分是不變的，而源IP地址將修改為路由器地址；而經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)TTL也將進(jìn)行 -1 操作，直到TTL為0的時(shí)候數(shù)據(jù)失效；首部校驗(yàn)是對(duì)整個(gè)頭部進(jìn)行校驗(yàn)，因此修改了東西后要重新進(jìn)行修改。
因此封裝的IP分組經(jīng)過(guò)路由器R轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，需修改的IP分組頭中的：源IP地址、TTL、首部校驗(yàn)和三個(gè)部分。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络大题分析（一）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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