計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論與實踐 習(xí)題及答案 第5章

習(xí)題一、選擇題1. 運(yùn)輸層的基本功能是將（B）數(shù)據(jù)封裝成運(yùn)輸層報文。 A.數(shù)據(jù)鏈路層 B.應(yīng)用層 C.會話層 D.網(wǎng)絡(luò)層2. （A）是面向連接的服務(wù)。 A.TCP B.UDP C.IP D.以太網(wǎng)3. 運(yùn)輸層的端口是指（C）。 A.服務(wù)器的端口 B.路由器的端口 C.應(yīng)用進(jìn)程的標(biāo)識 D.交換機(jī)的端口4. TCP協(xié)議用滑動窗口實現(xiàn)（A）。 A.流量控制 B.擁塞控制 C.連接建立 D.差錯改正5. 擁塞控制是根據(jù)（A）的狀況決定發(fā)送端向網(wǎng)絡(luò)注入的數(shù)據(jù)大小和速率。 A.網(wǎng)絡(luò) B.應(yīng)用進(jìn)程 C.接收端 D.網(wǎng)卡6. 接收端在收到數(shù)據(jù)字節(jié)序號為100的報文后將向發(fā)送端發(fā)送確認(rèn)號為（B）的確認(rèn)報文。 A.100 B.101 C.0 D.17. 下面的關(guān)于傳輸控制協(xié)議表述不正確的是（A）。 A.主機(jī)尋址 B.進(jìn)程尋址 C.流量控制 D.差錯檢測8. TCP協(xié)議采取的保證數(shù)據(jù)包可靠傳遞的措施不包括（D）。 A.超時重傳機(jī)制 B.確認(rèn)應(yīng)答機(jī)制 C.校驗和機(jī)制 D.用戶認(rèn)證與加密機(jī)制9. 滑動窗口的作用是（A）。 A.流量控制 B.擁塞控制 C.路由控制 D.差錯控制10. 慢開始和擁塞避免算法的作用是（B）。 A.流量控制 B.擁塞控制 C.路由控制 D.差錯控制二、填空題1. 運(yùn)輸層的基本服務(wù)又可分成兩種，分別是（UDP）服務(wù)和（TCP）服務(wù)。2. （IP地址）和（端口號）的綁定組成了套接字（Socket）。3. 從流量控制的角度，發(fā)送窗口一定不能超過接收窗口，實際的發(fā)送窗口的上限值應(yīng)該等于（cwnd）與（rwnd）中最小的一個。4. TCP連接采用三次握手方法。首先發(fā)送方向接收方發(fā)送報文，報文中的同步位SYN＝(1)，表示向接收方提出連接請求，同時報文中的初始序號seq=x，是發(fā)送方為自己選取的初始序列號。接收方收到此報文后，若同意連接，作為第2次握手，接收方向發(fā)送方回送同步位SYN＝(1)、確認(rèn)位ACK=(1)、初始序列號seq＝y(tǒng)，以及確認(rèn)序號ack＝(x+1)的報文段，對發(fā)送方的連接請求進(jìn)行確認(rèn)。最后一次握手，發(fā)送方向接收方發(fā)送確認(rèn)位ACK=(1)、確認(rèn)序號ack=(y+1)的報文段，對第2次握手時接收方發(fā)來的報文進(jìn)行確認(rèn)，完成連接的建立。三、判斷題1. 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）屬于應(yīng)用層協(xié)議。（錯）2. 運(yùn)輸層用進(jìn)程編號（PID）來標(biāo)識主機(jī)間通信的應(yīng)用進(jìn)程。（對）3. TCP和UDP都具有差錯檢測功能。（對）4. TCP和UDP都使用端口來標(biāo)識主機(jī)間通信的應(yīng)用進(jìn)程。（對）5. 流量控制也就是擁塞控制。（錯）6. UDP協(xié)議是為TCP協(xié)議提供的一種服務(wù)。（錯）7. DNS使用UDP53端口。（對）8. 只有TCP協(xié)議才使用SYN標(biāo)志位。（對）9. TCP的連接分請求和應(yīng)答兩個階段。（錯）10. 到目前為止尚未發(fā)現(xiàn)TCP協(xié)議的任何安全漏洞。（錯）四、簡答題1. 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)輸層的通信和網(wǎng)絡(luò)層的通信有以下重要區(qū)別：通信的主體不同：運(yùn)輸層的服務(wù)對象是應(yīng)用程序，而網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)對象是主機(jī)。通信的范圍不同：運(yùn)輸層提供的是端到端的通信，即通信的兩個端點是計算機(jī)程序，而網(wǎng)絡(luò)層提供的是主機(jī)到主機(jī)的通信。服務(wù)的性質(zhì)不同：運(yùn)輸層提供的是可靠的服務(wù)，包括錯誤檢測和修正、保證數(shù)據(jù)順序和完整性等，而網(wǎng)絡(luò)層提供的是盡最大努力交付的服務(wù)，不保證數(shù)據(jù)包的順序、完整性或可靠性。運(yùn)輸層是必不可少的，原因如下：端到端通信：運(yùn)輸層負(fù)責(zé)實現(xiàn)端到端的通信，這是許多應(yīng)用場景的基本需求，如電子郵件、文件傳輸?shù)?。可靠性：運(yùn)輸層通過TCP協(xié)議提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，確保數(shù)據(jù)正確無誤地到達(dá)目的地，這對于數(shù)據(jù)完整性要求高的應(yīng)用至關(guān)重要。流量控制：運(yùn)輸層通過TCP協(xié)議實現(xiàn)流量控制，避免發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)過快導(dǎo)致接收方來不及處理。擁塞控制：運(yùn)輸層通過TCP協(xié)議實現(xiàn)擁塞控制，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞導(dǎo)致通信效率下降。復(fù)用和分用：運(yùn)輸層通過端口號實現(xiàn)復(fù)用和分用，多個應(yīng)用程序可以通過不同的端口號共享同一網(wǎng)絡(luò)連接。因此，運(yùn)輸層在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信中扮演著至關(guān)重要的角色，它為應(yīng)用層提供了可靠、高效的通信服務(wù)，是整個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中不可或缺的一層。2. 端口的作用是什么？答：端口在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中扮演著至關(guān)重要的角色。它的作用可以分為以下幾個方面：服務(wù)的標(biāo)識符：在網(wǎng)絡(luò)中，一臺主機(jī)可以提供多種服務(wù)，如HTTP（網(wǎng)頁服務(wù)）、FTP（文件傳輸服務(wù)）、SMTP（郵件傳輸服務(wù)）等。端口為這些服務(wù)提供了唯一的標(biāo)識符，使得網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機(jī)可以通過這些端口與提供特定服務(wù)的主機(jī)進(jìn)行通信。區(qū)分不同的服務(wù)：在TCP/IP通信協(xié)議中，端口號與特定的服務(wù)相對應(yīng)。例如，80端口通常被分配給HTTP服務(wù)，而21端口被分配給FTP服務(wù)。這樣，即使在同一臺主機(jī)上運(yùn)行著多個服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備也能通過端口號來識別和訪問正確的服務(wù)。多路復(fù)用和多路分解：端口使得一個主機(jī)上的多個進(jìn)程能夠通過不同的端口號同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。換句話說，端口允許一臺計算機(jī)同時處理多個網(wǎng)絡(luò)連接。通信會話的區(qū)分：在傳輸層，TCP和UDP協(xié)議使用端口號來區(qū)分同一個主機(jī)上的不同通信會話。即使是在同一臺主機(jī)上，不同的端口號也能夠保證數(shù)據(jù)包被正確地送達(dá)目標(biāo)進(jìn)程。安全隔離：通過合理配置端口，管理員可以為不同的服務(wù)設(shè)置不同的安全策略，比如限制訪問特定端口的服務(wù)，從而增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性。端口掃描與安全檢測：在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，端口掃描是一種常用的檢測手段。通過掃描一個網(wǎng)絡(luò)中的開放端口，可以發(fā)現(xiàn)可能的服務(wù)漏洞，從而采取相應(yīng)的防護(hù)措施。綜上所述，端口是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中不可或缺的一部分，它為不同的服務(wù)和進(jìn)程提供了必要的通信渠道，同時也使得網(wǎng)絡(luò)的管理和安全控制變得更加有效。3. TCP協(xié)議實現(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ㄓ心男看穑篢CP（傳輸控制協(xié)議）是一個面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。它通過以下幾種方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸：數(shù)據(jù)包排序：TCP將每個數(shù)據(jù)包都分配一個序列號，這樣接收端就可以按正確的順序重新組合接收到的數(shù)據(jù)包。流量控制：TCP使用滑動窗口機(jī)制進(jìn)行流量控制。接收端會告訴發(fā)送端其當(dāng)前可用的緩沖區(qū)大小，以防止發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)過多導(dǎo)致接收端緩沖區(qū)溢出。擁塞控制：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時，TCP會降低發(fā)送速率，等待網(wǎng)絡(luò)擁塞緩解后再提高發(fā)送速率。TCP使用一系列算法（如慢開始、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)）來管理網(wǎng)絡(luò)擁塞。錯誤檢測：TCP使用校驗和（checksum）來檢測數(shù)據(jù)包在傳輸過程中是否發(fā)生錯誤。在發(fā)送端，每個數(shù)據(jù)包都附加一個校驗和；在接收端，對每個數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗和計算，如果計算結(jié)果與附加的校驗和不匹配，則數(shù)據(jù)包被丟棄。重傳機(jī)制：如果接收端未能按預(yù)期收到數(shù)據(jù)包，它會發(fā)送一個"重傳"信號給發(fā)送端，請求重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。TCP使用一個重傳計時器來監(jiān)控未被確認(rèn)的數(shù)據(jù)包。連接管理：TCP通過三次握手（3-wayhandshake）建立連接，并在數(shù)據(jù)傳輸完成后通過四次揮手（4-wayhandshake）關(guān)閉連接。這確保了雙方都清楚連接的狀態(tài)，避免了資源泄露或無效的數(shù)據(jù)傳輸。這些機(jī)制共同確保了TCP能夠提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，無論網(wǎng)絡(luò)環(huán)境如何變化，都能保證數(shù)據(jù)的完整性、有序性和正確性。4. 如何理解TCP協(xié)議中的滑動窗口？答：通過動態(tài)調(diào)整窗口大小，在確保數(shù)據(jù)可靠性的同時，允許數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中以高效的方式傳輸。發(fā)送方和接收方通過維護(hù)和更新各自的窗口，協(xié)同工作以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀況，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎头€(wěn)定性。5. UDP協(xié)議針對哪些數(shù)據(jù)計算檢驗和？答：UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）的校驗和是對整個UDP數(shù)據(jù)報文進(jìn)行計算的，包括其偽首部、首部和數(shù)據(jù)部分。具體來說，其計算范圍是UDP偽首部（12字節(jié)）、UDP首部（8字節(jié)）以及UDP負(fù)載數(shù)據(jù)。偽首部包括源地址、目的地址、UDP數(shù)據(jù)長度和協(xié)議類型字段，而首部則包含源端口、目的端口、長度和校驗和字段。6. 擁塞控制的常用算法有哪些？答：慢啟動算法：當(dāng)一個TCP連接剛剛建立時，發(fā)送方會以較小的發(fā)送速率發(fā)送數(shù)據(jù)，然后逐步增加發(fā)送速率，直到達(dá)到預(yù)設(shè)的最大發(fā)送速率。這種算法可以避免一開始就發(fā)送大量的數(shù)據(jù)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。擁塞避免算法：該算法通過限制發(fā)送方的發(fā)送速率來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。當(dāng)檢測到擁塞時，發(fā)送方會降低發(fā)送速率，并在一段時間后逐漸增加發(fā)送速率，以避免再次發(fā)生擁塞。快重傳算法：該算法通過快速重傳丟失的數(shù)據(jù)包來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。當(dāng)檢測到某個數(shù)據(jù)包丟失時，發(fā)送方會快速重傳該數(shù)據(jù)包，并減少發(fā)送速率，直到確認(rèn)該數(shù)據(jù)包已經(jīng)被接收或者超過一定的重傳次數(shù)?？旎謴?fù)算法：該算法通過快速恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。當(dāng)檢測到某個數(shù)據(jù)包丟失時，發(fā)送方會快速重傳該數(shù)據(jù)包，并在一段時間后逐漸增加發(fā)送速率，以盡快恢復(fù)正常的數(shù)據(jù)傳輸。五、綜合題1. 設(shè)發(fā)送端為A，接收端為B，忽略擁塞窗口，當(dāng)前A的滑動窗口大小為10個分組單位，在連續(xù)發(fā)送編號為1到5的5個分組后，收到B以累積確認(rèn)方式確認(rèn)已經(jīng)收到3號分組的信息，同時接收方窗口rwnd修改成了3，問： （1）此時可以明確B已經(jīng)收到的分組是哪些？