计算机网络讨论4.docx
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计算机网络讨论4
第四次讨论题
主题运输层协议与网络综合规划
第一部分NAT地址转换协议
第一题
下图给出了一个小型的局域网接入到Internet的示意图,已知接入路由器在局域网内的接口为172.16.1.1/24,在路由器中使用NAT技术来接入到外网,写出局域网中A计算机的配置,使A能够接入到Internet中;并说说NAT技术的工作原理。
IP地址___172.16.1.x(2-254)___掩码__255.255.255.0__网关____172.16.1.1__
NAT工作原理:
NAT的工作原理:
NAT称为网络地址转换,就是实现一个IP地址区域到另一个IP地址区域的映射。
在IP的配置中,局域网内部的计算机使用的是私有IP地址,而路由器具有一个公网的IP地址,因此,当局域网的计算机要和外面的计算机进行通信,数据包经过路由器时,路由器就将自身具有的公网的IP地址替换了原数据包中的私有的IP地址,这样,外网的计算机就认为是和路由器进行通信。
当外网的数据发往内网时,目的地址是路由器的公有地址,路由器接收到数据包时,在根据存在的映射关系,将数据包转发到相对应的计算机上。
第二题阅读下列问题,回答问题1-问题15
某公司网络结构如图1-1所示。
其中网管中心位于A楼,B楼与A楼距离约300米,B楼的某一层路由器采用NAT技术进行网络地址变换,其它层仅标出了楼层交换机。
图1-1
【问题1】(4分)
从表1-1中为图1-1中
(1)~(4)处选择合适设备名称(每个设备限选一次)。
表1-1
设备类型
设备名称
数量
路由器
Router1
1
三层交换机
Switch1
1
二层交换机
Switch2
2
(1)Router1
(2)Switch2(3)Switch1(4)Switch2
【问题2】(3分)
为图1-1中(5)~(7)处选择介质,填写在答题纸的相应位置。
备选介质(每种介质限选一次):
百兆双绞线千兆双绞线千兆光纤
(5)千兆光纤(6)百兆双绞线(7)千兆双绞线
【问题3】(4分)
表1-2是路由器A上的地址变换表,将图1-2中(8)~(11)处空缺的信息填写在答题纸的相应位置。
表1-2
NAT变换表
内部IP/端口号
变换后的端口号
192.168.0.1:
1358
34576
192.168.0.3:
1252
65534
图1-2
(8)61.103.110.101(9)65534(10)202.205.3.130(11)80
【问题4】(4分)
参照图1-1的网络结构,为工作站A配置Internet协议属性参数。
IP地址:
在192.168.0.1~192.168.0.253范围内均正确;
子网掩码:
255.255.255.0;
默认网关:
192.168.0.254;
首选DNS服务器:
61.103.110.51。
第二部分运输层协议
第三题
(1)假定使用两次握手替代三次握手来建立连接,也就是说,不需要第三个报文。
那么现在是否可能产生死锁?
请给出例子来说明你的答案。
(请画图说明)
有可能产生死锁。
假定B向A发送一个连接请求,A收到这个分组,并发送了确认应答分组,如果该应答分组丢失,则A会认为B收到,等待B发送数据,而B没有收到应答,认为连接还没有建立,将忽略A发送过来的任何数据
一、连接时的三次握手
客户主动打开TCP传输,服务器被动打开
第一次握手:
客户发送SYN=1,seq=x给服务器
说明:
客户的TCP向服务器发出连接请求报文段,其首部中的同步位SYN=1,并选择序号seq=x,表明传送数据时的第一个数据字节的序号是x。
第二次握手:
服务器发送SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1给客户
说明:
服务器的TCP收到连接请求报文段后,如同意,则发回确认。
服务器在确认报文段中应使SYN=1,使ACK=1,其确认号ack=x+1,自己选择的序号seq=y。
第三次握手:
客户发送ACK=1,seq=x+1,ack=y+1给服务器
说明:
客户收到此报文段后向服务器给出确认,其ACK=1,确认号ack=y+1。
客户的TCP通知上层应用进程,连接已经建立。
服务器的TCP收到主机客户的确认后,也通知其上层应用进程:
TCP连接已经建立。
(2)为什么释放连接时需要四步释放?
数据传输结束后,通信的双方都可释放连接
客户应用进程先向其TCP发出连接释放报文段,并停止再发送数据,主动关闭TCP连接。
第一次握手:
客户发送FIN=1,seq=u给服务器
说明:
客户把连接释放报文段首部的FIN=1,其序号seq=u,等待服务器的确认。
第二次握手:
服务器发送ACK=1,seq=v,ack=u+1给客户
说明:
服务器发出确认,确认号ack=u+1,而这个报文段自己的序号seq=v。
TCP服务器进程通知高层应用进程。
从客户到服务器这个方向的连接就释放了,TCP连接处于半关闭状态。
服务器若发送数据,客户仍要接收。
第三次握手:
服务器发送FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u+1给客户。
说明:
若服务器已经没有要向客户发送的数据,其应用进程就通知TCP释放连接。
第四次握手:
客户发送ACK=1,seq=u+1,ack=w+1给服务器
说明:
客户收到连接释放报文段后,必须发出确认。
在确认报文段中ACK=1,确认号ack=w+1。
自己的序号seq=u+1。
随之服务器TCP关闭,而客户必须等待2MSL的时间,然后关闭。
第四题用TCP传送512字节的数据,设窗口为100字节,而TCP报文段每次也是传送100字节的数据。
再设发送端和接收端的起始序号分别选为100和200。
(1)试画出类似于书中图5-31的工作示意图,从连接建立阶段到连接释放都要画上。
第五题如图表示了各应用层协议对应的运输层协议,
(1)既然IP协议能够把源主机发送的数据传送目的主机,为什么还需要设置一个传输层呢?
数据链路层只是在单条链路上进行差错控制,在进程到进程上、确保整个报文无差错地到达接收端方面,当然还需要传输层的另一个差错控制机制
(2)到为什么有的应用层协议要使用TCP而有的却要使用UDP?
QQ是基于TCP还是UDP协议的?
tcp和udp协议属于传输层协议。
其中tcp提供ip环境下的数据可靠传输,它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复用。
通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。
通俗说,它是事先为所发送的数据开辟出连接好的通道,然后再进行数据发送;而udp则不为ip提供可靠性、流控或差错恢复功能。
一般来说,tcp对应的是可靠性要求高的应用,而udp对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。
因此有的使用TCP有的使用UDP
(3)请举例说明应用层的协议在现实生活中的具体应用,每个协议至少举1-2个例子。
FTP:
文件传送TELNET:
远程终端接入
HTTP:
万维网
SMTP:
电子邮件DNS:
名字转换TFTP:
文件传送DHCP:
IP地址配置
SNMP:
网络管理
第三部分网络规划
第五题已知地址块中的一个地址是140.120.84.24/20试求这个地址块中的最小地址和最大地址。
地址掩码是什么?
地址块中共有多少个地址。
140.120.84.24è140.120.(01010100).24
最小地址是 140.120.(01010000).0/20(80)
最大地址是 140.120.(01011111).255/20(95)
地址数是4096.相当于16个C类地址。
第六题阅读下列问题,回答问题1-问题10
某办公室只有一台主机host1接入Internet,其TCP/IP协议属性如图1-1所示。
在没有增加公网IP地址的情况下,增加几台主机共享网络连接接入Internet,拓扑结构如图1-2所示,host1的eth0网卡的Internet协议属性如图1-3所示。
如图1-1图1-2
图1-3图1-4
【问题1】
为了保证其他主机能接入Internet,在如图1-4所示的host1的eth1网卡“Internet连接共享”应选择允许其他网络用户通过此计算机的Internet连接来连接。
【问题2】
请为图1-2中eth1网卡配置Internet协议属性参数。
IP地址:
61.168.112.198
子网掩码:
255.255.255.0
默认网关:
61.168.112.254
首选DNS服务器:
210.113.112.31
【问题3】
请为图1-2中host2配置Internet协议属性参数。
IP地址:
若地址在192.168.0.2~192.168.0.254范围内均可(范围)
子网掩码:
255.255.255.0
默认网关:
192.168.0.1
首选DNS服务器:
210.113.112.31
【问题4】(2分)
若host2的IP地址设为192.168.0.188,其发送到Internet上的IP数据包的源IP地址为61.168.112.198。
第七题设某路由器建立了如下路由表(这三列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器,最后一列表示应当从哪一个接口转发出去):
128.96.39.0255.255.255.128接口0
128.96.39.128255.255.255.128接口1
128.96.40.0255.255.255.128R2
192.4.153.0255.255.255.192R3
*(默认)R4
现共收到5个分组,其目的站IP地址分别为:
(1)128.96.39.10
(2)128.96.40.12
(3)128.96.40.151
(4)192.4.153.17
(5)192.4.153.90
试分别计算其下一跳。
1)分组的目的站IP地址为:
128.96.39.10。
先与子网掩码255.255.255.128相与,得128.96.39.0,可见该分组经接口0转发。
(2)分组的目的IP地址为:
128.96.40.12。
①与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0,不等于128.96.39.0。
②与子网掩码255.255.255.128相与得128.96.40.0,经查路由表可知,该项分组经R2转发。
(3)分组的目的IP地址为:
128.96.40.151,与子网掩码255.255.255.128相与后得128.96.40.128,与子网掩码255.255.255.192相与后得128.96.40.128,经查路由表知,该分组转发选择默认路由,经R4转发。
(4)分组的目的IP地址为:
192.4.153.17。
与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。
与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.0,经查路由表知,该分组经R3转发。
(5)分组的目的IP地址为:
192.4.153.90,与子网掩码255.255.255.128相与后得192.4.153.0。
与子网掩码255.255.255.192相与后得192.4.153.64,经查路由表知,该分组转发选择默认路由,经R4转发
第八题
IP地址分配设计:
下图是某教育培训公司内部的一个高速交换式局域网拓扑结构图。
数字图书馆
学生阅览室
网管中心
业务楼1
业务部
培训部
教师办公室
业务楼2
R1
R2
E0
E1
E0
E1
E2
E3
E2
A
B
C
已知:
两幢业务楼中分布了6个部门:
数字图书馆(48台PC)、学生阅览室(20台PC)、网管中心(2台PC和2台服务器)、业务部(12台PC)、培训部(30台PC)和教师办公室(10台PC),各部门分属不同的IP子网;整个网络使用私有地址空间210.38.235.0/24;数字图书馆、学生阅览室、业务部、培训部和教师办公室网络中的交换机连接了部门内部的PC,以及相应路由器的1个以太网接口;网络中心的交换机连接了中心内部的PC、服务器,以及路由器R1的E2接口和路由器R2的E2接口。
(1)请根据每个网络实际所需的IP地址数量划分适当的IP子网空间:
网络
掩码(点分十进制)
子网地址
子网广播地址
数字图书馆
255.255.255.192
210.38.235.0
210.38.235.63
学生阅览室
255.255.255.224
210.38.235.64
210.38.235.95
网络中心
255.255.255.248
210.38.235.96
210.38.235.103
业务部
255.255.255.240
210.38.235.192
210.38.235.207
培训部
255.255.255.192
210.38.235.128
210.38.235.191
教师办公室
255.255.255.240
210.38.235.208
210.38.235.223
(2)填写下表中每个路由器以太网接口的IP地址:
路由器
以太网接口
IP地址
R1
E0
E1
E2
210.38.235.65
210.38.235.1
210.38.235.97
路由器
以太网接口
IP地址
R2
E0
E1
E2
E3
210.38.235.129
210.38.235.193
210.38.235.209
210.38.235.98
(3)填写下表中主机A、B和C的IP地址和默认网关:
主机
IP地址
默认网关
A
210.38.235.2
210.38.235.1
B
210.38.235.194
210.38.235.193
C
210.38.235.130
210.38.235.129
(4)如果学生阅览室中的主机使用动态IP地址分配,那么DHCP服务器可以放在哪个IP网络中?
为什么?
DHCP服务器应放在学生阅览室的IP网络中。
因为路由器不转发广播分组,所以如果DHCP服务器不放在学生阅览室的IP网络中,那么该网络中的主机将不能广播找到远程DHCP服务器。