计算机网络协议分析 (56).pdf

一、简述IP数据报的数据结构（梁庆伟出）

参考答案：

(1)版本字段长度为4位，标识了数据包的IP版本号。

(2)首部长度字段长度为4位，以4个字节为单位表示整个IP包中除数据字段

外的长度。最小为20，最大为60。可选项的范围为0到40个字节

(3)服务类型字段长度为8位。该字段实际上被分为两个字段：优先权和Tos。

(4)总长度字段长度为16位（单位为一个八位组），表示整个IP数据包的长度

（其中包括IP报头，不包括帧数据结构）。

(5)标识符字段长度为16位，通常与标记字段和分段偏移字段一起用于数据包

的分段。如果数据包原始长度超过数据包所要经过的数据链路的最大传输单元

（MTU），那么必须将数据包分段为更小的数据包。

(6)标记字段长度为3位，第1位为保留位，第2位表示不分段位（DF），取值：

0（允许数据报分段）、1（数据报不能分段）。第3位表示更多段位（MF），取

值：0（数据包后面没有包，该包为最后的包）、1（数据包后面有更多的包）。

(7)片偏移字段长度为13位，以8个字节为单位,用于指明分段起始点相对于包

头起始点的偏移量。

二、试描述ARP协议结构，说明函数间的调用关系。（梁庆伟出）

ARP软件初始化是伴随着系统网络模块初始化进行的，网络初始化函数

netstart()会调用arpinit()函数初始化ARP软件，同时会创建slowtimer

（网络计时器）进程，该进程用于维护ARP缓存、IP分片队列和IP路由表

信息。ARP软件中用于维护ARP缓存信息的函数为arptimer()，该函数通过

定期遍历ARP缓存记录的状态释放超时的ARP缓存（通过arpdq()函数），

或者重新发送ARP请求数据包（通过arpsend()函数）。当IP模块需要调用

netwrite()函数通过网络接口发送或转发IP数据包时，需要调用arpfind()

函数查询当前ARP缓存中是否存在对应数据包下一跳协议地址的物理地址，若

查询失败，应该调用arpalloc()函数创建一个空的ARP缓存记录并通过

arpsend()函数发送一个ARP请求报文。当网络接口收到一个ARP数据包时，

网卡驱动会调用数据包复用函数ni_in()，该函数会调用ARP输入处理函数

arp_in()，arp_in()函数会查询相关的ARP缓存记录（arpfind()函数），

根据收到的ARP报文添加ARP缓存记录（arpadd()函数）或者发送获得解析

地址的IP数据包（arpqsend()函数）。

三、简述ICMP差错报文（田晓滨出）

①终点不可达：终点不可达分为:网络不可达，主机不可达，协议不可达，端口

不可达，需要分片但DF比特已置为1，以及源路由失败等六种情况，其代码字

段分别置为0至5。当出现以上六种情况时就向源站发送终点不可达报文。

②端口不可达：如果收到UDP数据报而且目的端口与某个正在使用的进程不相

符，那么UDP返回一个ICMP不可达报文。

③源站抑制：当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，就向源站发送源站抑

制报文，使源站知道应当将数据报的发送速率放慢。

④超时：当路由器收到生存时间为零的数据报时，除丢弃该数据报外，还要向

源站发送时间超过报文。当目的站在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全

部数据报片时，就将已收到的数据报片都丢弃，并向源站发送时间超过报文。

⑤参数问题：当路由器或目的主机收到的数据报的首部中的字段的值不正确时，

就丢弃该数据报，并向源站发送参数问题报文。

⑥改变路由（重定向）：路由器将改变路由报文发送给主机，让主机知道下次

应将数据报发送给另外的路由器。

四、简述ARP四种模式（田晓滨出）

①代理ARP：当局域网内部主机发起跨网段的ARP请求时，出口路由器/网关设

备将自身MAC地址回复给该请求时，这个过程称为代理ARP

②免费ARP：用于实现局域网内部的IP地址冲突的检测，发生在IP地址冲突、

DHCP执行过程

③逆向ARP：存在于帧中继网络中，用于实现IP和DLCI地址的映射，通过物理

地址获得IP地址

④翻转ARP：通过MAC地址获得IP地址

五、IP报文头部格式，每个字段的含义（崔峻豪出）

版本4比特4：表示为IPV4；6：表示为IPV6。

首部长度4比特首部长度，以4字节为一个单位。

区分服务8比特