計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)答案-第五章

1、第五章傳輸層5 01 試說明運(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。5 02網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)報或虛電路服務(wù)對上面的運(yùn)輸層有何影響？答：網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)報或虛電路服務(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 和無連接的 IP 時，這種傳輸是面向連接的還是面向無連接的？答：都是。這要在不同層次來看，在運(yùn)輸層是面向連接的，在網(wǎng)絡(luò)層則是無連接的。5 04 試用畫圖解釋運(yùn)輸層的復(fù)用。畫圖說明許多個運(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)報上。5 05試舉例說明有些應(yīng)用程序愿意采用不可靠的UDP ，而不用采用可靠的TCP 。答： VOIP ：由于語音信息具有一定的冗余度，人耳對VOIP 數(shù)據(jù)報損失由一定的承受度，但對傳輸時延的變化較敏感。有差錯的UDP 數(shù)據(jù)報在接收端被直接拋棄，TCP 數(shù)據(jù)報出錯則會引起重傳，可能帶來較大的時延擾動。因此 VO

3、IP 寧可采用不可靠的UDP ，而不愿意采用可靠的TCP 。5 06接收方收到有差錯的UDP 用戶數(shù)據(jù)報時應(yīng)如何處理？答：丟棄5 07如果應(yīng)用程序愿意使用UDP 來完成可靠的傳輸，這可能嗎？請說明理由答：可能，但應(yīng)用程序中必須額外提供與TCP 相同的功能。5 08為什么說UDP 是面向報文的，而TCP 是面向字節(jié)流的？答：發(fā)送方UDP 對應(yīng)用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付IP 層。 UDP對應(yīng)用層交下來的報文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報文的邊界。接收方 UDP 對 IP 層交上來的 UDP 用戶數(shù)據(jù)報，在去除首部后就原封不動地交付上層的應(yīng)用進(jìn)程，一次交付一個完整的報文。發(fā)送方

4、 TCP 對應(yīng)用程序交下來的報文數(shù)據(jù)塊，視為無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流（無邊界約束，可分拆 /合并），但維持各字節(jié)5 09端口的作用是什么？為什么端口要劃分為三種？答：端口的作用是對 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；1登記端口號，數(shù)值為102449151，標(biāo)記沒有熟知端口號的非常規(guī)的服務(wù)進(jìn)程；5 10試說明運(yùn)輸層中偽首部的作用。答：用于計算運(yùn)輸層數(shù)據(jù)報校驗和。5 11某個應(yīng)用進(jìn)程使用運(yùn)輸層的用戶數(shù)據(jù)報UDP ，然而繼續(xù)向下交給IP 層后，又封裝成IP 數(shù)據(jù)報。既然都是數(shù)據(jù)報，可否跳過 UDP

5、 而直接交給 IP 層？哪些功能 UDP 提供了但 IP 沒提提供？答：不可跳過 UDP 而直接交給 IP 層IP 數(shù)據(jù)報 IP 報承擔(dān)主機(jī)尋址，提供報頭檢錯；只能找到目的主機(jī)而無法找到目的進(jìn)程。UDP 提供對應(yīng)用進(jìn)程的復(fù)用和分用功能，以及提供對數(shù)據(jù)差分的差錯檢驗。5 12一個應(yīng)用程序用UDP ，到 IP 層把數(shù)據(jù)報在劃分為4 個數(shù)據(jù)報片發(fā)送出去，結(jié)果前兩個數(shù)據(jù)報片丟失，后兩個到達(dá)目的站。過了一段時間應(yīng)用程序重傳UDP ，而 IP 層仍然劃分為4 個數(shù)據(jù)報片來傳送。結(jié)果這次前兩個到達(dá)目的站而后兩個丟失。試問：在目的站能否將這兩次傳輸?shù)?個數(shù)據(jù)報片組裝成完整的數(shù)據(jù)報？假定目的站第一次收到的后兩個

6、數(shù)據(jù)報片仍然保存在目的站的緩存中。答：不行重傳時， IP 數(shù)據(jù)報的標(biāo)識字段會有另一個標(biāo)識符。僅當(dāng)標(biāo)識符相同的IP 數(shù)據(jù)報片才能組裝成一個IP 數(shù)據(jù)報。前兩個IP 數(shù)據(jù)報片的標(biāo)識符與后兩個IP 數(shù)據(jù)報片的標(biāo)識符不同，因此不能組裝成一個IP 數(shù)據(jù)報。5 13一個 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)來傳送。試問應(yīng)當(dāng)劃分為幾個IP 數(shù)據(jù)報片？說明每一個IP 數(shù)據(jù)報字段長度和片偏移字段的值。答：6個數(shù)據(jù)字段的長度：前5 個是 1480 字節(jié)，最后一個是800 字節(jié)。片偏移字段的值分別是：0， 1480 ， 2960 ， 4440 ， 5920 和 7400.5 14一

7、UDP 用戶數(shù)據(jù)報的首部十六進(jìn)制表示是：06 32 00 45 00 1CE2 17. 試求源端口、目的端口、用戶數(shù)據(jù)報的總長度、數(shù)據(jù)部分長度。這個用戶數(shù)據(jù)報是從客戶發(fā)送給服務(wù)器發(fā)送給客戶？使用UDP 的這個服務(wù)器程序是什么？解：源端口1586 ，目的端口69 ， UDP 用戶數(shù)據(jù)報總長度28 字節(jié)，數(shù)據(jù)部分長度20 字節(jié)。此 UDP 用戶數(shù)據(jù)報是從客戶發(fā)給服務(wù)器（因為目的端口號3 ），則將 cwnd 設(shè)置為 ssthresh若發(fā)送窗口值還容許發(fā)送報文段，就按擁塞避免算法繼續(xù)發(fā)送報文段。若收到了確認(rèn)新的報文段的 ACK ，就將 cwnd 縮小到 ssthresh 乘法減小：是指不論在慢開始階段

8、還是擁塞避免階段，只要出現(xiàn)一次超時（即出現(xiàn)一次網(wǎng)絡(luò)擁塞），就把慢開始門限6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，ssthresh 值就下降得很快，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，在收到對所有報文段的確認(rèn)后（即經(jīng)過一個往返時間），就把擁塞窗口cwnd增加一個MSS大小，使擁塞窗口緩慢增大，以防止網(wǎng)絡(luò)過早出現(xiàn)擁塞。5 38設(shè) TCP 的 ssthresh 的初始值為8(單位為報文段)。當(dāng)擁塞窗口上升到12 時網(wǎng)絡(luò)發(fā)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?shù)母鲹砣翱诖笮　Ｄ隳苷f明擁塞控制窗

9、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， 8，9.5 39TCP 的擁塞窗口cwnd 大小與傳輸輪次n 的關(guān)系如下所示：cwnd1248163233343536373839n12345678910111213cwnd4041422122232425261248n14151617181920212223242526（ 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間間隔。（ 3）指明 TCP 工作在擁塞避免階段的時間間隔。（ 4）在第 16 輪次和第 22

10、 輪次之后發(fā)送方是通過收到三個重復(fù)的確認(rèn)還是通過超市檢測到丟失了報文段？（ 5）在第 1 輪次，第 18 輪次和第24 輪次發(fā)送時，門限ssthresh分別被設(shè)置為多大？（ 6）在第幾輪次發(fā)送出第70 個報文段？（ 7）假定在第26 輪次之后收到了三個重復(fù)的確認(rèn)，因而檢測出了報文段的丟失，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） 慢開始時間間隔：【 1， 6】和【 23， 26】（ 3） 擁塞避免時間間隔：【6， 16】和【 17 ， 22 】（ 4）在第16輪次之后發(fā)送方通過收到三個重復(fù)的確認(rèn)檢測

11、到丟失的報文段。在第22 輪次之后發(fā)送方是通過超時檢測到丟失的報文段。（ 5） 在第 1 輪次發(fā)送時，門限ssthresh 被設(shè)置為 32在第 18輪次發(fā)送時，門限ssthresh被設(shè)置為發(fā)生擁塞時的一半，即21.在第 24輪次發(fā)送時，門限ssthresh是第 18 輪次發(fā)送時設(shè)置的21（ 6） 第 70 報文段在第 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 4.5 40TCP 在進(jìn)行流量控制時是以分組的丟失作為產(chǎn)生擁塞的標(biāo)志。有沒有不是因擁塞而引起的分組丟失的情況 ? 如有，請舉出三種情況。答：當(dāng) Ip 數(shù)據(jù)報在傳輸過程中需要分片，但其

12、中的一個數(shù)據(jù)報未能及時到達(dá)終點(diǎn)，而終點(diǎn)組裝IP 數(shù)據(jù)報已超時，因而只能丟失該數(shù)據(jù)報； IP 數(shù)據(jù)報已經(jīng)到達(dá)終點(diǎn)，但終點(diǎn)的緩存沒有足夠的空間存放此數(shù)據(jù)報；數(shù)據(jù)報在轉(zhuǎn)發(fā)過程中經(jīng)過一個局域網(wǎng)的網(wǎng)橋，但網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報的幀沒有足夠的差錯空間而只好丟棄。5 41用 TCP 傳送512 字節(jié)的數(shù)據(jù)。設(shè)窗口為100 字節(jié)，而TCP 報文段每次也是傳送100 字節(jié)的數(shù)據(jù)。再設(shè)發(fā)送端和接收端的起始序號分別選為100 和 200 ，試畫出類似于圖5-31 的工作示意圖。從連接建7立階段到連接釋放都要畫上。5 42在圖5-32 中所示的連接釋放過程中，主機(jī)B 能否先不發(fā)送ACK=x+1的確認(rèn)?(因為后面要發(fā)送的連

13、接釋放報文段中仍有ACK=x+1這一信息 )答：如果 B 不再發(fā)送數(shù)據(jù)了，是可以把兩個報文段合并成為一個，即只發(fā)送FIN+ACK報文段。但如果B 還有數(shù)據(jù)報要發(fā)送，而且要發(fā)送一段時間，那就不行，因為 A 遲遲收不到確認(rèn)，就會以為剛才發(fā)送的FIN 報文段丟失了，就超時重傳這個FIN 報文段，浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。5 43在圖 (5-33)中，在什么情況下會發(fā)生從狀態(tài)LISTEN到狀態(tài)SYN_SENT，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，即同時主動打開TCP連接。這時的每一方的狀態(tài)變遷都是：CLOSED-SYN-SENT-SYN-RCVD-ESTABLISHED5

14、 44試以具體例子說明為什么一個運(yùn)輸連接可以有多種方式釋放?？梢栽O(shè)兩個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)考慮一下實際可能性：A 或 B 故障，應(yīng)設(shè)計超時機(jī)制，使對方退出，不至于死鎖；A 主動退出，B 被動退出B 主動退出，A 被動退出5 45解釋為什么突然釋放運(yùn)輸連接就可能會丟失用戶數(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 之間連接建立后，主機(jī)1 發(fā)送了一個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 TCP 數(shù)據(jù)段，這次很不幸，主機(jī)2 在收到第二個TCP 數(shù)據(jù)段之前發(fā)出了釋放連接請求，如果就這樣突然釋放連接

15、，顯然主機(jī)1 發(fā)送的第二個TCP 報文段會丟失。而使用TCP 的連接釋放方法，主機(jī) 2 發(fā)出了釋放連接的請求，那么即使收到主機(jī)1 的確認(rèn)后，只會釋放主機(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)來的數(shù)據(jù)，所以可保證不丟失數(shù)據(jù)。5 46試用具體例子說明為什么在運(yùn)輸連接建立時要使用三次握手。說明如不這樣做可能會出現(xiàn)什么情況。答：3 次握手完成兩個重要的功能，既要雙方做好發(fā)送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作（雙方都知道彼此已準(zhǔn)備好），也要允許雙方就初始序列號進(jìn)行協(xié)商，這個序列號在握手過程中被發(fā)送和確認(rèn)。假定 B 給 A 發(fā)送一個連接請求分組，A 收到了這個分組，并發(fā)送了確認(rèn)應(yīng)

16、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，B 甚至懷疑 A 是否收到自己的連接請求分組，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)出的分組超時后，重復(fù)發(fā)送同樣的分組。這樣就形成了死鎖。5 47一個客戶向服務(wù)器請求建立TCP 連接?？蛻粼赥CP 連接建立的三次握手中的最后一個報文段8中捎帶上一些數(shù)據(jù)，請求服務(wù)器發(fā)送一個長度為L 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)器之間的往返時間是RTT （固定值）。（ 2）服務(wù)器發(fā)送的TCP 報文段的長度都是M 字節(jié)，而發(fā)送窗口大小是nM 字節(jié)。（ 3）所有傳送的報文段都不會出錯（無重傳），客戶收到服務(wù)器發(fā)來的報文段后就及時發(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)報文段和連接建立階段的報文段的長度都可忽略（即忽略這些報文段的發(fā)送時間） 。試證明，從客戶開始發(fā)起連接建立到接收服務(wù)器發(fā)送的整個文件多需的時間T 是：T=2RTT+L/R當(dāng) nMR(RTT)+M或T=2RTT+L/R+(K