試說(shuō)明運(yùn)輸層在協(xié)議棧中的地位和作用

1、第五章 傳輸層501 試說(shuō)明運(yùn)輸層在協(xié)議棧中的地位和作用，運(yùn)輸層的通信和網(wǎng)絡(luò)層的通信有什么重要區(qū)別？為什么運(yùn)輸層是必不可少的？答：運(yùn)輸層處于面向通信部分的最高層，同時(shí)也是用戶功能中的最低層，向它上面的應(yīng)用層提供服務(wù) 運(yùn)輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的邏輯通信，但網(wǎng)絡(luò)層是為主機(jī)之間提供邏輯通信（面向主機(jī)，承擔(dān)路由功能，即主機(jī)尋址及有效的分組交換）。 各種應(yīng)用進(jìn)程之間通信需要“可靠或盡力而為”的兩類服務(wù)質(zhì)量，必須由運(yùn)輸層以復(fù)用和分用的形式加載到網(wǎng)絡(luò)層。 502 網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)報(bào)或虛電路服務(wù)對(duì)上面的運(yùn)輸層有何影響？答：網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)報(bào)或虛電路服務(wù)不影響上面的運(yùn)輸層的運(yùn)行機(jī)制。 但提供不同的服務(wù)質(zhì)量。5

2、03 當(dāng)應(yīng)用程序使用面向連接的TCP和無(wú)連接的IP時(shí)，這種傳輸是面向連接的還是面向無(wú)連接的？答：都是。這要在不同層次來(lái)看，在運(yùn)輸層是面向連接的，在網(wǎng)絡(luò)層則是無(wú)連接的。504 試用畫圖解釋運(yùn)輸層的復(fù)用。畫圖說(shuō)明許多個(gè)運(yùn)輸用戶復(fù)用到一條運(yùn)輸連接上，而這條運(yùn)輸連接有復(fù)用到IP數(shù)據(jù)報(bào)上。 505 試舉例說(shuō)明有些應(yīng)用程序愿意采用不可靠的UDP，而不用采用可靠的TCP。答：VOIP：由于語(yǔ)音信息具有一定的冗余度，人耳對(duì)VOIP數(shù)據(jù)報(bào)損失由一定的承受度，但對(duì)傳輸時(shí)延的變化較敏感。 有差錯(cuò)的UDP數(shù)據(jù)報(bào)在接收端被直接拋棄，TCP數(shù)據(jù)報(bào)出錯(cuò)則會(huì)引起重傳，可能帶來(lái)較大的時(shí)延擾動(dòng)。因此VOIP寧可采用不可靠的UDP

3、，而不愿意采用可靠的TCP。506 接收方收到有差錯(cuò)的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)應(yīng)如何處理？答：丟棄507 如果應(yīng)用程序愿意使用UDP來(lái)完成可靠的傳輸，這可能嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由答：可能，但應(yīng)用程序中必須額外提供與TCP相同的功能。508 為什么說(shuō)UDP是面向報(bào)文的，而TCP是面向字節(jié)流的？答：發(fā)送方 UDP 對(duì)應(yīng)用程序交下來(lái)的報(bào)文，在添加首部后就向下交付 IP 層。UDP 對(duì)應(yīng)用層交下來(lái)的報(bào)文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報(bào)文的邊界。接收方 UDP 對(duì) IP 層交上來(lái)的 UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)，在去除首部后就原封不動(dòng)地交付上層的應(yīng)用進(jìn)程，一次交付一個(gè)完整的報(bào)文。發(fā)送方TCP對(duì)應(yīng)用程序交下來(lái)的報(bào)文數(shù)據(jù)塊，視

4、為無(wú)結(jié)構(gòu)的字節(jié)流（無(wú)邊界約束，課分拆/合并），但維持各字節(jié)509 端口的作用是什么？為什么端口要?jiǎng)澐譃槿N？答：端口的作用是對(duì)TCP/IP體系的應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)志，使運(yùn)行不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的應(yīng)用進(jìn)程能夠互相通信。熟知端口，數(shù)值一般為01023.標(biāo)記常規(guī)的服務(wù)進(jìn)程；登記端口號(hào)，數(shù)值為102449151，標(biāo)記沒(méi)有熟知端口號(hào)的非常規(guī)的服務(wù)進(jìn)程；510 試說(shuō)明運(yùn)輸層中偽首部的作用。 答：用于計(jì)算運(yùn)輸層數(shù)據(jù)報(bào)校驗(yàn)和。511 某個(gè)應(yīng)用進(jìn)程使用運(yùn)輸層的用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP，然而繼續(xù)向下交給IP層后，又封裝成IP數(shù)據(jù)報(bào)。既然都是數(shù)據(jù)報(bào)，可否跳過(guò)UDP而直接交給IP層？哪些功能UDP提供了但I(xiàn)P沒(méi)提提供？答：

5、不可跳過(guò)UDP而直接交給IP層 IP數(shù)據(jù)報(bào)IP報(bào)承擔(dān)主機(jī)尋址，提供報(bào)頭檢錯(cuò)；只能找到目的主機(jī)而無(wú)法找到目的進(jìn)程。 UDP提供對(duì)應(yīng)用進(jìn)程的復(fù)用和分用功能，以及提供對(duì)數(shù)據(jù)差分的差錯(cuò)檢驗(yàn)。512 一個(gè)應(yīng)用程序用UDP，到IP層把數(shù)據(jù)報(bào)在劃分為4個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片發(fā)送出去，結(jié)果前兩個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片丟失，后兩個(gè)到達(dá)目的站。過(guò)了一段時(shí)間應(yīng)用程序重傳UDP，而IP層仍然劃分為4個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片來(lái)傳送。結(jié)果這次前兩個(gè)到達(dá)目的站而后兩個(gè)丟失。試問(wèn)：在目的站能否將這兩次傳輸?shù)?個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片組裝成完整的數(shù)據(jù)報(bào)？假定目的站第一次收到的后兩個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)片仍然保存在目的站的緩存中。答：不行 重傳時(shí)，IP數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)字段會(huì)有另一個(gè)標(biāo)識(shí)符。 僅當(dāng)標(biāo)識(shí)

6、符相同的IP數(shù)據(jù)報(bào)片才能組裝成一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)。 前兩個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)片的標(biāo)識(shí)符與后兩個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)片的標(biāo)識(shí)符不同，因此不能組裝成一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)。513 一個(gè)UDP用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字段為8192季節(jié)。在數(shù)據(jù)鏈路層要使用以太網(wǎng)來(lái)傳送。試問(wèn)應(yīng)當(dāng)劃分為幾個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)片？說(shuō)明每一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)字段長(zhǎng)度和片偏移字段的值。答：6個(gè) 數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度：前5個(gè)是1480字節(jié)，最后一個(gè)是800字節(jié)。 片偏移字段的值分別是：0，1480，2960，4440，5920和7400.514 一UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的首部十六進(jìn)制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17.試求源端口、目的端口、用戶數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度。

7、這個(gè)用戶數(shù)據(jù)報(bào)是從客戶發(fā)送給服務(wù)器發(fā)送給客戶？使用UDP的這個(gè)服務(wù)器程序是什么？解：源端口1586，目的端口69，UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)總長(zhǎng)度28字節(jié)，數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度20字節(jié)。 此UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)是從客戶發(fā)給服務(wù)器（因?yàn)槟康亩丝谔?hào)3），則將cwnd設(shè)置為ssthresh若發(fā)送窗口值還容許發(fā)送報(bào)文段，就按擁塞避免算法繼續(xù)發(fā)送報(bào)文段。若收到了確認(rèn)新的報(bào)文段的ACK，就將cwnd縮小到ssthresh乘法減?。菏侵覆徽撛诼_始階段還是擁塞避免階段，只要出現(xiàn)一次超時(shí)（即出現(xiàn)一次網(wǎng)絡(luò)擁塞），就把慢開始門限值 ssthresh 設(shè)置為當(dāng)前的擁塞窗口值乘以 0.5。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)頻繁出現(xiàn)擁塞時(shí)，ssthresh 值就下降得

8、很快，以大大減少注入到網(wǎng)絡(luò)中的分組數(shù)。 加法增大：是指執(zhí)行擁塞避免算法后，在收到對(duì)所有報(bào)文段的確認(rèn)后（即經(jīng)過(guò)一個(gè)往返時(shí)間），就把擁塞窗口 cwnd增加一個(gè) MSS 大小，使擁塞窗口緩慢增大，以防止網(wǎng)絡(luò)過(guò)早出現(xiàn)擁塞。 538 設(shè)TCP的ssthresh的初始值為8(單位為報(bào)文段)。當(dāng)擁塞窗口上升到12時(shí)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了超時(shí)，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?shù)母鲹砣翱诖笮　Ｄ隳苷f(shuō)明擁塞控制窗口每一次變化的原因嗎？答：擁塞窗口大小分別為：1，2，4，8，9，10，11，12，1，2，4，6，7，8，9.539 TCP的擁塞窗口cwnd大小與傳輸輪次n的關(guān)系如下所示：cwnd n

9、112243841653263373483593610371138123913cwnd n401441154216211722182319242025212622123224425826（1）試畫出如圖5-25所示的擁塞窗口與傳輸輪次的關(guān)系曲線。（2）指明TCP工作在慢開始階段的時(shí)間間隔。（3）指明TCP工作在擁塞避免階段的時(shí)間間隔。（4）在第16輪次和第22輪次之后發(fā)送方是通過(guò)收到三個(gè)重復(fù)的確認(rèn)還是通過(guò)超市檢測(cè)到丟失了報(bào)文段？（5）在第1輪次，第18輪次和第24輪次發(fā)送時(shí)，門限ssthresh分別被設(shè)置為多大？（6）在第幾輪次發(fā)送出第70個(gè)報(bào)文段？（7）假定在第26輪次之后收到了三個(gè)重復(fù)的確

10、認(rèn)，因而檢測(cè)出了報(bào)文段的丟失，那么擁塞窗口cwnd和門限ssthresh應(yīng)設(shè)置為多大？答：（1）擁塞窗口與傳輸輪次的關(guān)系曲線如圖所示（課本后答案）：（2） 慢開始時(shí)間間隔：【1，6】和【23，26】（3） 擁塞避免時(shí)間間隔：【6，16】和【17，22】（4） 在第16輪次之后發(fā)送方通過(guò)收到三個(gè)重復(fù)的確認(rèn)檢測(cè)到丟失的報(bào)文段。在第22輪次之后發(fā)送方是通過(guò)超時(shí)檢測(cè)到丟失的報(bào)文段。（5） 在第1輪次發(fā)送時(shí)，門限ssthresh被設(shè)置為32 在第18輪次發(fā)送時(shí)，門限ssthresh被設(shè)置為發(fā)生擁塞時(shí)的一半，即21. 在第24輪次發(fā)送時(shí)，門限ssthresh是第18輪次發(fā)送時(shí)設(shè)置的21 （6） 第70報(bào)文

11、段在第7輪次發(fā)送出。 （7） 擁塞窗口cwnd和門限ssthresh應(yīng)設(shè)置為8的一半，即4.540 TCP在進(jìn)行流量控制時(shí)是以分組的丟失作為產(chǎn)生擁塞的標(biāo)志。有沒(méi)有不是因擁塞而引起的分組丟失的情況?如有，請(qǐng)舉出三種情況。答：當(dāng)Ip數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過(guò)程中需要分片，但其中的一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)未能及時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，而終點(diǎn)組裝IP數(shù)據(jù)報(bào)已超時(shí)，因而只能丟失該數(shù)據(jù)報(bào)；IP數(shù)據(jù)報(bào)已經(jīng)到達(dá)終點(diǎn)，但終點(diǎn)的緩存沒(méi)有足夠的空間存放此數(shù)據(jù)報(bào)；數(shù)據(jù)報(bào)在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中經(jīng)過(guò)一個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)橋，但網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報(bào)的幀沒(méi)有足夠的差錯(cuò)空間而只好丟棄。541 用TCP傳送512字節(jié)的數(shù)據(jù)。設(shè)窗口為100字節(jié)，而TCP報(bào)文段每次也是傳送100字節(jié)的數(shù)據(jù)

12、。再設(shè)發(fā)送端和接收端的起始序號(hào)分別選為100和200，試畫出類似于圖5-31的工作示意圖。從連接建立階段到連接釋放都要畫上。542 在圖5-32中所示的連接釋放過(guò)程中，主機(jī)B能否先不發(fā)送ACK=x+1的確認(rèn)? (因?yàn)楹竺嬉l(fā)送的連接釋放報(bào)文段中仍有ACK=x+1這一信息)答：如果B不再發(fā)送數(shù)據(jù)了，是可以把兩個(gè)報(bào)文段合并成為一個(gè)，即只發(fā)送FIN+ACK報(bào)文段。但如果B還有數(shù)據(jù)報(bào)要發(fā)送，而且要發(fā)送一段時(shí)間，那就不行，因?yàn)锳遲遲收不到確認(rèn)，就會(huì)以為剛才發(fā)送的FIN報(bào)文段丟失了，就超時(shí)重傳這個(gè)FIN報(bào)文段，浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。543 在圖(5-33)中，在什么情況下會(huì)發(fā)生從狀態(tài)LISTEN到狀態(tài)SYN_SE

13、NT，以及從狀態(tài)SYN_ENT到狀態(tài)SYN_RCVD的變遷?答：當(dāng)A和B都作為客戶，即同時(shí)主動(dòng)打開TCP連接。這時(shí)的每一方的狀態(tài)變遷都是：CLOSED-SYN-SENT-SYN-RCVD-ESTABLISHED544 試以具體例子說(shuō)明為什么一個(gè)運(yùn)輸連接可以有多種方式釋放。可以設(shè)兩個(gè)互相通信的用戶分別連接在網(wǎng)絡(luò)的兩結(jié)點(diǎn)上。答：設(shè)A,B建立了運(yùn)輸連接。協(xié)議應(yīng)考慮一下實(shí)際可能性： A或B故障，應(yīng)設(shè)計(jì)超時(shí)機(jī)制，使對(duì)方退出，不至于死鎖； A主動(dòng)退出，B被動(dòng)退出 B主動(dòng)退出，A被動(dòng)退出545 解釋為什么突然釋放運(yùn)輸連接就可能會(huì)丟失用戶數(shù)據(jù)，而使用TCP的連接釋放方法就可保證不丟失數(shù)據(jù)。答：當(dāng)主機(jī)1和主機(jī)2

14、之間連接建立后，主機(jī)1發(fā)送了一個(gè)TCP數(shù)據(jù)段并正確抵達(dá)主機(jī)2，接著主機(jī)1發(fā)送另一個(gè)TCP數(shù)據(jù)段，這次很不幸，主機(jī)2在收到第二個(gè)TCP數(shù)據(jù)段之前發(fā)出了釋放連接請(qǐng)求，如果就這樣突然釋放連接，顯然主機(jī)1發(fā)送的第二個(gè)TCP報(bào)文段會(huì)丟失。而使用TCP的連接釋放方法，主機(jī)2發(fā)出了釋放連接的請(qǐng)求，那么即使收到主機(jī)1的確認(rèn)后，只會(huì)釋放主機(jī)2到主機(jī)1方向的連接，即主機(jī)2不再向主機(jī)1發(fā)送數(shù)據(jù)，而仍然可接受主機(jī)1發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，所以可保證不丟失數(shù)據(jù)。546 試用具體例子說(shuō)明為什么在運(yùn)輸連接建立時(shí)要使用三次握手。說(shuō)明如不這樣做可能會(huì)出現(xiàn)什么情況。答：3次握手完成兩個(gè)重要的功能，既要雙方做好發(fā)送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作（雙方都知道彼

15、此已準(zhǔn)備好），也要允許雙方就初始序列號(hào)進(jìn)行協(xié)商，這個(gè)序列號(hào)在握手過(guò)程中被發(fā)送和確認(rèn)。假定B給A發(fā)送一個(gè)連接請(qǐng)求分組，A收到了這個(gè)分組，并發(fā)送了確認(rèn)應(yīng)答分組。按照兩次握手的協(xié)定，A認(rèn)為連接已經(jīng)成功地建立了，可以開始發(fā)送數(shù)據(jù)分組?？墒?，B在A的應(yīng)答分組在傳輸中被丟失的情況下，將不知道A是否已準(zhǔn)備好，不知道A建議什么樣的序列號(hào)，B甚至懷疑A是否收到自己的連接請(qǐng)求分組，在這種情況下，B認(rèn)為連接還未建立成功，將忽略A發(fā)來(lái)的任何數(shù)據(jù)分組，只等待連接確認(rèn)應(yīng)答分組。 而A發(fā)出的分組超時(shí)后，重復(fù)發(fā)送同樣的分組。這樣就形成了死鎖。547 一個(gè)客戶向服務(wù)器請(qǐng)求建立TCP連接?？蛻粼赥CP連接建立的三次握手中的最后一個(gè)報(bào)文段中捎帶上一些數(shù)據(jù)，請(qǐng)求服務(wù)器發(fā)送一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)字節(jié)的文件。假定：（1）客戶和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸速率是R字節(jié)/秒，客戶與服務(wù)器之間的往返時(shí)間是RTT（固定值）。（2）服務(wù)器發(fā)送的TCP報(bào)文段的長(zhǎng)度都是M字節(jié)，而發(fā)送窗口大小是nM字節(jié)。（3）所有傳送的報(bào)文段都不會(huì)出錯(cuò)（無(wú)重傳），客戶收到服務(wù)器發(fā)來(lái)的報(bào)文段后就及時(shí)發(fā)送確認(rèn)。（4）所有的協(xié)議首部開銷都可忽略，所有確認(rèn)報(bào)文段和連接建立階段的報(bào)文段的長(zhǎng)度都可忽略（即忽略這些報(bào)文段的發(fā)送時(shí)間）。試證明，從客戶開始發(fā)起連接建立到接收服務(wù)器發(fā)送的整個(gè)文件多需的時(shí)間T是： T=2RTT+L/R 當(dāng)nMR(RTT)+M或 T=2R