計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸層課后習(xí)題答案.doc

第五章傳輸層501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(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。503當(dāng)應(yīng)用程序使用面向連接的TCP和無連接的IP時(shí)，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。505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(bào)損失由一定的承受度，但對傳輸時(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，可能帶來較大的時(shí)延擾動(dòng)。因此VOIP寧可采用不可靠的UDP，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。508為什么說UDP是面向報(bào)文的，而TCP是面向字節(jié)流的？答：發(fā)送方UDP對應(yīng)用程序交下來的報(bào)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(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IP層交上來的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對應(yīng)用程序交下來的報(bào)文數(shù)據(jù)塊，視為無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流（無邊界約束，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)記沒有熟知端口號(hào)的非常規(guī)的服務(wù)進(jìn)程；510試說明運(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UDP而直接交給IP層？哪些功能UDP提供了但I(xiàn)P沒提提供？答：不可跳過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(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：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)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)來傳送。試問應(yīng)當(dāng)劃分為幾個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)片？說明每一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)字段長度和片偏移字段的值。答：6個(gè)數(shù)據(jù)字段的長度：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：06320045001CE217.試求源端口、目的端口、用戶數(shù)據(jù)報(bào)的總長度、數(shù)據(jù)部分長度。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(bào)是從客戶發(fā)給服務(wù)器（因?yàn)槟康亩丝谔?hào)1023，是熟知端口）、服務(wù)器程序是TFFTP。515使用TCP對實(shí)時(shí)話音數(shù)據(jù)的傳輸有沒有什么問題？使用UDP在傳送數(shù)據(jù)文件時(shí)會(huì)有什么問題？答：如果語音數(shù)據(jù)不是實(shí)時(shí)播放（邊接受邊播放）就可以使用TCP，因?yàn)門CP傳輸可靠。接收端用TCP講話音數(shù)據(jù)接受完畢后，可以在以后的任何時(shí)間進(jìn)行播放。但假定是實(shí)時(shí)傳輸，則必須使用UDP。UDP不保證可靠交付，但UCP比TCP的開銷要小很多。因此只要應(yīng)用程序接受這樣的服務(wù)質(zhì)量就可以使用UDP。516在停止等待協(xié)議中如果不使用編號(hào)是否可行？為什么？答:分組和確認(rèn)分組都必須進(jìn)行編號(hào)，才能明確哪個(gè)分則得到了確認(rèn)。522主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送一個(gè)很長的文件，其長度為L字節(jié)。假定TCP使用的MSS有1460字節(jié)。（1）在TCP的序號(hào)不重復(fù)使用的條件下，L的最大值是多少？（2）假定使用上面計(jì)算出文件長度，而運(yùn)輸層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層所使用的首部開銷共66字節(jié)，鏈路的數(shù)據(jù)率為10Mb/s，試求這個(gè)文件所需的最短發(fā)送時(shí)間。解：（1）L_max的最大值是232=4GB,G=230.(2)滿載分片數(shù)Q=L_max/MSS取整=2941758發(fā)送的總報(bào)文數(shù)N=Q*(MSS+66)+（L_max-Q*MSS）+66=4489122708+682=4489123390總字節(jié)數(shù)是N=4489123390字節(jié)，發(fā)送4489123390字節(jié)需時(shí)間為：N*8/（10*106）=3591.3秒，即59.85分，約1小時(shí)。523主機(jī)A向主機(jī)B連續(xù)發(fā)送了兩個(gè)TCP報(bào)文段，其序號(hào)分別為70和100。試問：（1）第一個(gè)報(bào)文段攜帶了多少個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)？（2） 主機(jī)B收到第一個(gè)報(bào)文段后發(fā)回的確認(rèn)中的確認(rèn)號(hào)應(yīng)當(dāng)是多少？（3） 如果主機(jī)B收到第二個(gè)報(bào)文段后發(fā)回的確認(rèn)中的確認(rèn)號(hào)是180，試問A發(fā)送的第二個(gè)報(bào)文段中的數(shù)據(jù)有多少字節(jié)？（4）如果A發(fā)送的第一個(gè)報(bào)文段丟失了，但第二個(gè)報(bào)文段到達(dá)了B。B在第二個(gè)報(bào)文段到達(dá)后向A發(fā)送確認(rèn)。試問這個(gè)確認(rèn)號(hào)應(yīng)為多少？解：（1）第一個(gè)報(bào)文段的數(shù)據(jù)序號(hào)是70到99，共30字節(jié)的數(shù)據(jù)。（2）確認(rèn)號(hào)應(yīng)為100.（3）80字節(jié)。（4）70524一個(gè)TCP連接下面使用256kb/s的鏈路，其端到端時(shí)延為128ms。經(jīng)測試，發(fā)現(xiàn)吞吐量只有120kb/s。試問發(fā)送窗口W是多少？（提示：可以有兩種答案，取決于接收等發(fā)出確認(rèn)的時(shí)機(jī)）。解：來回路程的時(shí)延等于256ms(=128ms2).設(shè)窗口值為X(注意:以字節(jié)為單位),假定一次最大發(fā)送量等于窗口值,且發(fā)射時(shí)間等于256ms,那么,每發(fā)送一次都得停下來期待再次得到下一窗口的確認(rèn),以得到新的發(fā)送許可.這樣,發(fā)射時(shí)間等于停止等待應(yīng)答的時(shí)間,結(jié)果,測到的平均吞吐率就等于發(fā)送速率的一半,即8X(2561000)=2560.001X=8192所以,窗口值為8192.525為什么在TCP首部中要把TCP端口號(hào)放入最開始的4個(gè)字節(jié)？答：在ICMP的差錯(cuò)報(bào)文中要包含IP首部后面的8個(gè)字節(jié)的內(nèi)容，而這里面有TCP首部中的源端口和目的端口。當(dāng)TCP收到ICMP差錯(cuò)報(bào)文時(shí)需要用這兩個(gè)端口來確定是哪條連接出了差錯(cuò)。526為什么在TCP首部中有一個(gè)首部長度字段，而UDP的首部中就沒有這個(gè)這個(gè)字段？答：TCP首部除固定長度部分外，還有選項(xiàng)，因此TCP首部長度是可變的。UDP首部長度是固定的。527一個(gè)TCP報(bào)文段的數(shù)據(jù)部分最多為多少個(gè)字節(jié)？為什么？如果用戶要傳送的數(shù)據(jù)的字節(jié)長度超過TCP報(bào)文字段中的序號(hào)字段可能編出的最大序號(hào)，問還能否用TCP來傳送？答：65495字節(jié)，此數(shù)據(jù)部分加上TCP首部的20字節(jié)，再加上IP首部的20字節(jié)，正好是IP數(shù)據(jù)報(bào)的最大長度65535.（當(dāng)然，若IP首部包含了選擇，則IP首部長度超過20字節(jié)，這時(shí)TCP報(bào)文段的數(shù)據(jù)部分的長度將小于65495字節(jié)。）數(shù)據(jù)的字節(jié)長度超過TCP報(bào)文段中的序號(hào)字段可能編出的最大序號(hào)，通過循環(huán)使用序號(hào)，仍能用TCP來傳送。528主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送TCP報(bào)文段，首部中的源端口是m而目的端口是n。當(dāng)B向A發(fā)送回信時(shí)，其TCP報(bào)文段的首部中源端口和目的端口分別是什么？答：分別是n和m。529在使用TCP傳送數(shù)據(jù)時(shí)，如果有一個(gè)確認(rèn)報(bào)文段丟失了，也不一定會(huì)引起與該確認(rèn)報(bào)文段對應(yīng)的數(shù)據(jù)的重傳。試說明理由。答：還未重傳就收到了對更高序號(hào)的確認(rèn)。530設(shè)TCP使用的最大窗口為65535字節(jié)，而傳輸信道不產(chǎn)生差錯(cuò)，帶寬也不受限制。若報(bào)文段的平均往返時(shí)延為20ms，問所能得到的最大吞吐量是多少?答：在發(fā)送時(shí)延可忽略的情況下，最大數(shù)據(jù)率=最大窗口*8/平均往返時(shí)間=26.2Mb/s。531通信信道帶寬為1Gbs，端到端時(shí)延為10ms。TCP的發(fā)送窗口為65535字節(jié)。試問:可能達(dá)到的最大吞吐量是多少?信道的利用率是多少?答：L=655368+408=524600C=109b/sL/C=0.0005246sTd=1010-3s0.02104864Throughput=L/(L/C+2Td)=524600/0.0205246=25.5Mb/sEfficiency=(L/C)/(L/C+2D)=0.0255最大吞吐量為25.5Mb/s。信道利用率為25.5/1000=2.55%532答：Karn算法：在計(jì)算平均往返時(shí)延RTT時(shí)，只要報(bào)文段重傳了，就不采用其往返時(shí)延樣本。設(shè)新往返時(shí)延樣本TiRTT（1）=a*RTT（i-1）+（1-a）*T（i）；RTT（i）=a*RTT（i-1）+（1-a）*T（i）/2；RTT（1）=a*0+(1-a)*T(1)=(1-a)*T(1);RTT（1）=a*0+(1-a)*T(1)/2=RTT（1）/2RTT（2）=a*RTT（1）+（1-a）*T（2);RTT（2）=a*RTT（1）+（1-a）*T（2)/2; =a*RTT（1）/2+（1-a）*T（2)/2=RTT（2）/2RTO=beta*RTT,在統(tǒng)計(jì)意義上，重傳時(shí)間最后會(huì)減小到使用karn算法的1/2.533答：（1）據(jù)RFC2988建議，RTO=RTTs+4*RTTd。其中RTTd是RTTs的偏差加權(quán)均值。初次測量時(shí)，RTTd（1）=RTT（1）/2；后續(xù)測量中，RTTd（i）=（1-Beta）*RTTd（i-1）+Beta*RTTs-RTT（i）；Beta=1/4依題意，RTT（1）樣本值為1.5秒，則RTTs（1）=RTT（1）=1.5sRTTd(1)=RTT(1)/2=0.75sRTO(1)=RTTs(1)+4RTTd(1)=1.5+4*0.75=4.5(s)（2） RTT=2.5RTTs=1.5sRTTd（1）=0.75sRTTd=（1-Beta）*RTTd（1）