1、網絡協議分析（作業答案） 一、某單位有 5 個局域網， 并由一臺路由器實現 5 個局域網的互聯， 每個局域網最多不超過20 臺主機，現準備用一個內部的 C 類地址 192.168.5.0192.168.5.255 ，對該網絡進行規劃， 每個局域網定義為一個子網，請將各子網的 IP 地址范圍及子網掩碼和可分配的地址數填于表。子網號IP 地址范圍掩碼可分配地址數子網 1192.168.5.0192.168.5.31255.255.255.22430子網 2192.168.5.32192.168.5.63255.255.255.22430子網 3192.168.5.64192.168.5.95255

2、.255.255.22430子網 4192.168.5.96192.168.5.127255.255.255.22430子網 5192.168.5.128192.168.5.159255.255.255.22430地址分配的方案不唯一。 若用無類域間路由或者其他的方法來劃分網絡地址， 可以得到 更節省地址分配的網絡地址。二、擁塞控制與流量控制分別用在什么地方？兩種控制如何配合使用？答： 流量控制：tcp 是面向連接的傳輸過程， 為了協調發送方和接收方在發送報文時候的速率方面一 致，并解解每發送一個報文都等對方確認后方可發送的低效率機制， 使得網絡的資源得不到 充分的利用而制定了 tcp 流量控

3、制（滑動窗口協議） 。通過動態控制滑動窗口的大小，可以 實時控制好發送方的傳輸速度， 使得接收方不會因為來不及處理數據而造成信息丟失。 滑動 窗口打大小設置在 ip 數據報文當中。擁塞控制：擁塞控制是為了解決網絡中的路由器超載而引起的嚴重延遲現象。在擁塞控制中， 仍然利用發送方的窗口來控制網絡數據流的速度， 減緩注入網絡的數據流， 從而擁塞自然就 被解除了。配合使用：在 tcp 傳輸過程當中，如果僅僅是解決了流量控制的機制，而不考慮路由器的負擔 勢必會造成網絡擁塞。 網絡上不同的主機發送方在不了解網絡負荷的條件下不斷地向網絡注 入數據， 造成路由負擔過重， 導致數據丟失， 數據丟失引發重傳，

4、重傳進一步導致擁塞加劇， 最終導致網絡癱瘓。 所以， 應該把流量控制和擁塞控制兩者結合來考慮， 通過取適合大小的 發送窗口，既滿足網絡的要求，也滿足接收方的要求。發送窗口大小 =min （接收方通告窗口大小，擁塞窗口的大小）三、設 TCP 的擁塞窗口初始門限值是 8個報文段。當擁塞窗口上升到 12時網絡發生了超時， TCP 使用慢開始和擁塞避免。試分別求出第 1 次到第 15 次傳輸的各擁塞窗口大小。用圖表 示出來（參照課本圖 8-10）。擁塞窗口從初始值 1 按照以下的規律進行變換： 1，2，4，8，9，10，11，12，1，2，4，6，7，8，9，10，11，12 的順序變化。四、解答：

5、首先分析網絡中各設備的協議結構，用協議棧的方式標明如下圖。其中局域 網 2 和局域網 3 的設備與局域網 1 大致相同，協議棧也同，就不標明了。121321應用層局域網1H2-60InternetH3-1H0-1H0-10HB2 集線器R1 路由器HB3 集線器傳輸層 網絡層 鏈路層 物理層3 2 1 物理層HB1321物理層H1-50HB1集線器網絡層鏈路層鏈路層物理層物理層SW交換機H0-10路R由2器應用層傳輸層 網絡層 鏈路層 物理層局域網3H3-55代理PC應用層 A傳輸層網絡層鏈路層321物理層H0-1SW21321321網絡層層 路 鏈鏈路層物理層物理層R221321H4-1HB

6、4局域網4集線器H4-40（ 3）若局域網 0 中主機 H0-1 上一個進程 A 與局域網 1 中主機 H1-1 上一個進程 B 經由 tcp 協議通信。 請描述通信過程數據包怎樣在網絡中傳輸， 要求寫出數據包在協議棧中是怎樣封 裝包頭和去包頭的。（a）進程 A在H0-1 機器的應用層中啟動，要把數據傳到機器H1-1應用層的進程中。進程A 將數據從應用層送到傳輸層，傳輸層將報文分成段，并選用TCP、UDP其中的一個協議。每個報文段封裝一個傳輸層包頭，用1表示。 包頭指明源端口號與目的端口號。傳輸層將封裝好的報文送網絡層，網絡層加上網絡層包頭2，指明源 IP 地址與目的 IP 地址。網絡層將封裝

7、好的報文送鏈路層，鏈路層加上鏈路層包頭 3，指明源 MAC 地址與目的 MAC 地 址，構成鏈路層幀。幀通過物理層，以物理電信號傳輸。（ b）交換機 SW 從物理層接收到幀，查看目的 MAC 地址，發現不在本網絡內，將幀送 往路由器 R2 。（ c）路由器 R2 的一個口接收到信號并組成幀傳給鏈路層，鏈路層去掉鏈路層的頭3，傳給網絡層。 在網絡層根據路由表將包送至到達目標往的路由器口。 出口將網絡層的包傳到鏈 路層，鏈路層根據所連接網絡的協議加上鏈路層頭3，構成幀從物理層傳出去。注意， 通過兩個不同網絡的包因兩個網絡協議不同不能直接傳遞， 必須借助路由器。 路由 器可實現協議轉換功能，將通過兩

8、個不同網絡的包通過協議棧在網絡層實現傳遞。（ d）集線器 HB1 收到傳輸來的物理信號，因集線器只有物理層，所以它將信號在網絡中廣播。（ e）H1-1 機器在物理層組裝信號成幀， 傳至鏈路層。鏈路層分析幀頭 3，發現目的 MAC 地址與其 MAC 地址一致，接收這個幀，去掉幀頭后傳至網絡層，網絡層識別到目的 IP 地 址。去掉包頭 2 后，傳至傳輸層。傳輸層分析包頭 1，找到目的端口號。將包去掉頭 1，交 給目的端口指定的進程 B 。路由例子網絡分為三個自治系統 AS1 ，AS2 ，AS3 。自治系統內部的路由器運行內部路由協議RIP或 OSPF，本例指定運行 RIP 協議。自治系統之間的路由

9、器運行外部路由協議BGP、 EGP，本例指定運行 BGP。R11是自治系統內的路由器，運行的是 RIP 協議。 R1、R2、R3是自治 系統之間的路由器， 對自治系統內運行內部路由協議 RIP，對自治系統之間運行外部路由協 議 BGP 。即自治系統之間的路由器運行兩套路由協議，有兩套路由表。一 各自治系統內，路由器運行 RIP 協議。根據自身與網絡相連的路由口的地址配置，知道 與其相連的網絡地址 （路由器相應口的地址配置與其直接相連網絡地址一致， 一般用手工靜 態配置）。并加入默認路由項，以便讓目的網絡地址不在該網絡的包從默認路由指引的路徑 出去。默認表項目的地址可設為該自治系統邊界路由器地址

10、。從而建立起初始內部路由表。R1 的初始內部路由表目的網絡跳數下一跳網絡 21-網絡 31-0.0.0.01R1R11 的初始內部路由表目的網絡跳數下一跳網絡 11-網絡 21-0.0.0.01R1R2 的初始內部路由表目的網絡跳數下一跳網絡 41-0.0.0.01R2R3 的初始內部路由表目的網絡跳數下一跳網絡 51-0.0.0.01R3內部路由器之間發送RIP 報文交換信息更新路由表自治系統 AS1 內，R11 發送 RIP 報文將自身路由表信息傳給R1，R1 根據 R11 的路由信息更新路由表。R11 R1 R1目的網絡跳數+目的網絡跳數下一跳目的網絡跳數下一跳網絡 11網絡 21-網絡

11、 12R11網絡 21網絡 31-網絡 21-網絡 31-0.0.0.01R1自治系統 AS1 內，R1 發送 RIP 報文將自身路由表信息傳給 R11，R11 根據 R1 的路由信息 更新路由表。R1 R11 R11目的網絡跳數+目的網絡跳數下一跳目的網絡跳數下一跳網絡 12網絡 11-網絡 11-網絡 21網絡 21-網絡 21-網絡 310.0.0.01R1網絡 32R10.0.0.01R1三自治系統之間的路由器 R1、R2、 R3 運行 BGP 協議，根據自身內部路由表信息建立初始 外部路由表。R1 的初始外部路由表信宿網絡下一跳路徑網絡 1-AS1網絡 2-AS1網絡 3-AS1R2

12、 的初始外部路由表信宿網絡下一跳路徑網絡 4-AS2R3 的初始外部路由表信宿網絡下一跳路徑網絡 5-AS3四 自治系統之間的路由器 R1、R2 、R3 運行 BGP 協議，相互發送 BGP 報文傳遞路由表信 息，更新外部路由表。R2 向 R1 發送 BGP 報文，通告 R2 的外部路由表信息， R1 根據 R2 的路由表信息更新 外部路由表。R2 R1 R1信宿網絡路徑+信宿網絡下一跳路徑信宿網絡下一跳路徑網絡 4AS2網絡 1-AS1網絡 1-AS1網絡 2-AS1網絡 2-AS1網絡 3-AS1網絡 3-AS1網絡 4R2AS1 ， AS2R3 向 R1 發送 BGP 報文，通告 R3

13、的外部路由表信息， R1 根據 R3 的路由表信息更新 外部路由表。R3 R1 R1目的網絡路徑+目的網絡下一跳路徑目的網絡下一跳路徑網絡 5AS3網絡 1-AS1網絡 1-AS1網絡 2-AS1網絡 2-AS1網絡 3-AS1網絡 3-AS1網絡 4R2AS1，AS2網絡 4R2AS1，AS2網絡 5R3AS1，AS3R1 向 R2 發送 BGP 報文，通告 R1 的外部路由表信息， R2 根據 R1 的路由表信息更新 外部路由表。R1 R2 R2目的網絡路徑+目的網絡下一跳路徑目的網絡下一跳路徑網絡 1AS1網絡 4-AS2網絡 1R1AS2，AS1網絡 2AS1網絡 2R1AS2，AS1

14、網絡 3AS1網絡 3R1AS2，AS1網絡 4AS1 ， AS2網絡 4-AS2網絡 5AS1 ， AS3網絡 5R1AS2，AS1，AS3R1 向 R3 發送 BGP 報文，通告 R1 的外部路由表信息， R3 根據 R1 的路由表信息更新 外部路由表。R1 R3 R3目的網絡路徑+目的網絡下一跳路徑目的網絡下一跳路徑網絡 1AS1網絡 5-AS3網絡 1R1AS3 ， AS1網絡 2AS1網絡 2R1AS3 ， AS1網絡 3AS1網絡 3R1AS3 ， AS1網絡 4AS1 ， AS2網絡 4R1AS3，AS1，AS2網絡 5AS1 ， AS3網絡 5-AS3五 經過初始路由表建立和路

15、由信息更新之后，得到網絡最終路由表。 內部路由表為：R1目的網絡跳數下一跳網絡 12R11網絡 21-網絡 31-R11目的網絡跳數下一跳網絡 11-網絡 21-網絡 32R10.0.0.01R1R2目的網絡跳數下一跳網絡 41-0.0.0.01R2R3目的網絡跳數下一跳網絡 51-0.0.0.01R3外部路由表為R1目的網絡下一跳路徑網絡 1-AS1網絡 2-AS1網絡 3-AS1網絡 4R2AS1 ， AS2網絡 5R3AS1 ， AS3R2目的網絡下一跳路徑網絡 1R1AS2，AS1網絡 2R1AS2，AS1網絡 3R1AS2，AS1網絡 4-AS2網絡 5R1AS2 ，AS1， AS3

16、R3目的網絡下一跳路徑網絡 1R1AS3，AS1網絡 2R1AS3，AS1網絡 3R1AS3，AS1網絡 4R1AS3 ，AS1， AS2網絡 5-AS3為反映網絡變化， 動態的路由表項都有一個生存期。 因此， 路由器之間需要過一段時間 相互發送 RIP 、 BGP 報文，更新路由表。六 若網絡 1 中的主機 A 要傳送包到達網絡 5 中的主機 B ，路徑選擇過程如下：1、A 首先根據其系統中配置的網關 （即包從直接相連的路由器的出口地址） ，將包傳到與所 在網絡直接相連的路由器 R11 上。2、R11 根據包的目標地址網絡 5 查路由表（參見第五中的最終路由表） ，發現路由表中找不 到目標地

17、址對應的項。從而將包按照默認路由表項送到 AS1 的邊界路由器。3、R1 根據包的目標地址網絡 5 查內部路由表（參見第五中的最終路由表） ，發現路由表中 找不到目標地址對應的項。于是查其外部路由表，發現目標地址應該遞送到自治系統 AS3 的邊界路由器 R3 。4、R3 接收到包之后查內部路由表， 發現目的網絡是與路由器直接相連的網絡， 于是將包直 接在網絡中交付給主機 B。流量控制說明只有 TCP 連接才有流量控制機制一 流量控制的原因應用層 A傳輸層 發送緩沖網絡層鏈路層物理層B應用層接收緩沖 傳輸層網絡層鏈路層物理層主機 1上的進程 A 與主機 B 上的進程通過 TCP 協議連接通信，

18、在建立連接的時候傳輸 層給進程 A 分配發送緩沖，給 B 分配接受緩沖。 A 交付的數據放在發送緩沖區中，待傳輸 層處理。傳送到主機 2，交付至傳輸層，由接收緩沖暫時存儲，待B 接收。由 A 向 B 發送數據，若 A 發送數據過快，量過大，且 B 處理不及時，接收緩沖就會被占滿。接收緩沖被 占滿后， 后面傳過來的數據就會因無法存儲而丟棄。 因此要根據接收緩沖區的空余空間大小 來發送數據量，每次所發的數據量不超過緩存空間空余量。二 流量控制的方法（1）A 與 B 開始建立連接的時候， A 向 B 發送請求包， B 向 A 發送應答包。 B 在應答包的 TCP 頭部“窗口大小”字段內填入當時計算出接收緩沖空余容量（發送窗口）。A 收到應答包后，獲悉發送窗口大小，下次發送的數據量就會確保小于等于發送窗口。（2）三次握手建立 TCP 連接之后， A 每發送一個數據包給 B，B 都要向 A ，發送一個應答 包，這個包的 TCP 頭部的窗口大小字段記錄 B 接收緩存的空余量。下次發送的數據量就會 確保小于等于發送窗口。三 發送窗口的計算 發送窗口 = 接收緩存大小 -已經占用的接收緩存大小 =空余的接收緩存大小 目前 TCP 連接已經不采用發送一個包返回一個應答包的傳輸方式。而是傳輸一批數據 包后再集中發一個確認，叫積累確認。在積累確認中， 某時刻接收