第七章運輸層章節(jié)練習

1、第七章 運輸層7-01（1）試說明運輸層的作用。網絡層提供數據報或虛電路服務對上面的運輸層有何影響？（2）當應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連接的？（3）接收端收到有差錯的udp用戶數據報時應如何處理？答：（1）從通信和信息處理的角度來看，運輸層向它上面的應用層提供通信服務。運輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信。（2）都是。這要從不同層次來看。在運輸層是面向連接的，在網絡層則是無連接的。（3）丟棄。7-04解釋為什么突然釋放運輸連接就可能丟失用戶數據而使用tcp的連接釋放方法就可保證不丟失數據。答：當主機1和主機2之間連接建立后，主機1發(fā)送了一個t

2、cp數據段并正確抵達主機2，接著主機1發(fā)送另一個tcp數據段，這次很不幸，主機2在收到第二個tcp數據段之前發(fā)出了釋放連接請求，如果就這樣突然釋放連接，顯然主機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2發(fā)出了釋放連接的請求，那么即使收到主機1的確認后，只會釋放主機2到主機1方向的連接，即主機2不再向主機1發(fā)送數據，而仍然可接收主機1發(fā)來的數據，所以可保證不丟失數據。7-05試用具體例子說明為什么在運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什么情況。答：我們知道，3次握手完成兩個重要的功能，既要雙方做好發(fā)送數據的準備工作（雙方都知道彼此已準備好），也要允許雙

3、方就初始序列號進行協(xié)商，這個序列號在握手過程中被發(fā)送和確認。 現在把三次握手改成僅需要兩次握手，死鎖是可能發(fā)生的。作為例子，考慮計算機a和b之間的通信，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)送了確認應答分組。按照兩次握手的協(xié)定，a認為連接已經成功地建立了，可以開始發(fā)送數據分組?？墒牵琤在a的應答分組在傳輸中被丟失的情況下，將不知道a是否已準備好，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認為連接還未建立成功，將忽略a發(fā)來的任何數據分組，只等待連接確認應答分組。而a在發(fā)出的分組超時后，重復發(fā)送同樣的分組。這樣就形成了死鎖。7-06一個tc

4、p報文段的數據部分最多為多少字節(jié)？為什么？如果用戶要傳送的數據的字節(jié)長度超過tcp報文段中的序號字段可能編出的最大序號，問還能否用tcp來傳送？答：65495字節(jié)。此數據部分加上tcp首部的20字節(jié)，再加上ip數據報的首部的20字節(jié)，正好是ip數據報的最大長度。當然，ip首部包含了選擇，則ip首部長度超過20字節(jié)，這時tcp報文段的數據部分的長度將小于65495字節(jié)。7-10設tcp使用的最大窗口為64kb，即64*1024字節(jié)。而傳輸信道貌岸然的帶寬可認為 是不受限制的。若報文段的平均時延為20ms，問所能得到的最大的吞吐量是多少？答：可見在報文段平均往返時延20ms內，發(fā)送方最多能發(fā)送64

5、×1024×8比特，所以最大的吞吐量為=64×1024×8÷（20×10-3）=26214400bit/s=26.21mbit/s7-11試計算一個包括5段鏈路的運輸連接的單程端到端時延。5段鏈路程中有2段是衛(wèi)星鏈路。每條衛(wèi)星鏈路又由上行鏈路和下行鏈路兩部分組成?？梢匀∵@兩部分的傳播時延之和為250ms，每一個廣域網的范圍為1500km，其傳播時延可按150000km/s來計算。各數據鏈路數率為48kbit/s，幀長為960bit。答：5段鏈路的傳播時延=250×2+（1500/150000）×3×100

6、0=530ms 5段鏈路的發(fā)送時延=960÷（48×1000）×5×1000=100ms所以5段鏈路單程端到端時延=530+100=630ms7-13用tcp傳送512字節(jié)的數據，設窗口為100字節(jié)，而tcp報文段每次也是傳送100字節(jié)的數據。再設發(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7-15的工作示意圖，從連接建立階段到連接釋放都要畫上。解：7-23一個udp用戶數據報的數據字段為8192字節(jié)。要使用以太網來傳送。試問應當劃分為幾個數據報片？說明每一個數據報片的數據字段長度和片偏移字段的值。答：6個。數據字段的長度：前5個是14

7、80字節(jié)，最后一個是800字節(jié)。片偏移字段的值分別是：0，185，370，555，740和925。7-24在tcp的擁塞控制中，什么是慢開始、擁塞避免、快重傳和快恢復算法？這里每一種算法各起什么作用？“乘法減少”和“加法增大”各用在什么情況下？答：慢開始：在主機剛剛開始發(fā)送報文段時可先將擁塞窗口 cwnd 設置為一個最大報文段 mss 的數值。在每收到一個對新的報文段的確認后，將擁塞窗口增加至多一個 mss 的數值。用這樣的方法逐步增大發(fā)送端的擁塞窗口 cwnd，可以使分組注入到網絡的速率更加合理。 擁塞避免：當擁塞窗口值大于慢開始門限時，停止使用慢開始算法而改用擁塞避免算法。擁塞避免算法使發(fā)

8、送端的擁塞窗口每經過一個往返時延rtt就增加一個mss的大小。快重傳算法規(guī)定，發(fā)送端只要一連收到三個重復的 ack 即可斷定有分組丟失了，就應立即重傳丟失的報文段而不必繼續(xù)等待為該報文段設置的重傳計時器的超時?？旎謴退惴ǎ?1) 當發(fā)送端收到連續(xù)三個重復的 ack 時，就重新設置慢開始門限 ssthresh。(2) 與慢開始不同之處是擁塞窗口 cwnd 不是設置為 1，而是設置為 ssthresh + 3 *mss。 (3) 若收到的重復的 ack 為 n 個（n > 3），則將 cwnd 設置為 ssthresh + n * mss。(4) 若發(fā)送窗口值還容許發(fā)送報文段，就按擁塞避免算

9、法繼續(xù)發(fā)送報文段。(5) 若收到了確認新的報文段的 ack，就將 cwnd 縮小到 ssthresh?！俺朔p小“是指不論在慢開始階段還是擁塞避免階段，只要出現一次超時（即出現一次網絡擁塞），就把慢開始門限值 ssthresh 設置為當前的擁塞窗口值乘以 0.5。當網絡頻繁出現擁塞時，ssthresh 值就下降得很快，以大大減少注入到網絡中的分組數?！凹臃ㄔ龃蟆笔侵笀?zhí)行擁塞避免算法后，當收到對所有報文段的確認就將擁塞窗口 cwnd增加一個 mss 大小，使擁塞窗口緩慢增大，以防止網絡過早出現擁塞。 7-28網絡允許的最大報文段長度為128字節(jié)，序號用8bit表示，報文段在網絡中的生存時間為30

10、秒。試求每一條tcp連接所能達到的最高數據率。答：具有相同編號的tcp報文段不應該同時在網絡中傳輸，必須保證，當序列號循環(huán)回來重復使用的時候，具有相同序列號的tcp報文段已經從網絡中消失?，F在存活時間是30秒，那么在30秒的時間內發(fā)送發(fā)送的tcp報文段的數目不能多于255個。 255×128×8÷30=8704 b/s所以每條tcp連接所能達到的最高速率是8.704 kb/s7-30一個tcp連接下面使用256kbit/s的鏈路，其端到端時延為128ms。經測試，發(fā)現吞吐量只有120kbit/s。試問發(fā)送窗口是多少？答：來回路程的時延=128×2=256ms。 設發(fā)送窗口為x字節(jié)，假定一次最大發(fā)送量等于窗口值，那么，每發(fā)送一次都得停下來等待得到本窗口的確認，以得到新的發(fā)送許可，這樣8x8x 256×10-3 =120×103， x=7228字節(jié)256×1037-32一udp用戶數據報的首部十六進制表示是：06 12 00 45 00