試說明運輸層在協(xié)議棧中的地位和作用

1、第五章 傳輸層501 試說明運輸層在協(xié)議棧中的地位和作用，運輸層的通信和網(wǎng)絡層的通信有什么重要區(qū)別？為什么運輸層是必不可少的？答：運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，向它上面的應用層提供服務 運輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信，但網(wǎng)絡層是為主機之間提供邏輯通信（面向主機，承擔路由功能，即主機尋址及有效的分組交換）。 各種應用進程之間通信需要“可靠或盡力而為”的兩類服務質(zhì)量，必須由運輸層以復用和分用的形式加載到網(wǎng)絡層。 502 網(wǎng)絡層提供數(shù)據(jù)報或虛電路服務對上面的運輸層有何影響？答：網(wǎng)絡層提供數(shù)據(jù)報或虛電路服務不影響上面的運輸層的運行機制。 但提供不同的服務質(zhì)量。5

2、03 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無連接的？答：都是。這要在不同層次來看，在運輸層是面向連接的，在網(wǎng)絡層則是無連接的。504 試用畫圖解釋運輸層的復用。畫圖說明許多個運輸用戶復用到一條運輸連接上，而這條運輸連接有復用到IP數(shù)據(jù)報上。 505 試舉例說明有些應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 接收方收到有差錯的UDP用戶數(shù)據(jù)報時應如何處理？答：丟棄507 如果應用程序愿意使用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是面向報文的，而TCP是面向字節(jié)流的？答：發(fā)送方 UDP 對應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用進程，一次交付一個完整的報文。發(fā)送方TCP對應用程序交下來的報文數(shù)據(jù)塊，視

4、為無結構的字節(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？為什么端口要劃分為三種？答：端口的作用是對TCP/IP體系的應用進程進行統(tǒng)一的標志，使運行不同操作系統(tǒng)的計算機的應用進程能夠互相通信。熟知端口，數(shù)值一般為01023.標記常規(guī)的服務進程；登記端口號，數(shù)值為102449151，標記沒有熟知端口號的非常規(guī)的服務進程；510 試說明運輸層中偽首部的作用。 答：用于計算運輸層數(shù)據(jù)報校驗和。511 某個應用進程使用運輸層的用戶數(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而直接交給IP層？哪些功能UDP提供了但IP沒提提供？答：

5、不可跳過UDP而直接交給IP層 IP數(shù)據(jù)報IP報承擔主機尋址，提供報頭檢錯；只能找到目的主機而無法找到目的進程。 UDP提供對應用進程的復用和分用功能，以及提供對數(shù)據(jù)差分的差錯檢驗。512 一個應用程序用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，結果前兩個數(shù)據(jù)報片丟失，后兩個到達目的站。過了一段時間應用程序重傳UDP，而IP層仍然劃分為4個數(shù)據(jù)報片來傳送。結果這次前兩個到達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)報的標識字段會有另一個標識符。 僅當標識

6、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)報片的標識符與后兩個IP數(shù)據(jù)報片的標識符不同，因此不能組裝成一個IP數(shù)據(jù)報。513 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。試問應當劃分為幾個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7400.514 一UDP用戶數(shù)據(jù)報的首部十六進制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17.試求源端口、目的端口、用戶數(shù)據(jù)報的總長度、數(shù)據(jù)部分長度。

7、這個用戶數(shù)據(jù)報是從客戶發(fā)送給服務器發(fā)送給客戶？使用UDP的這個服務器程序是什么？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)給服務器（因為目的端口號3），則將cwnd設置為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。若收到了確認新的報文段的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（即出現(xiàn)一次網(wǎng)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(wǎng)絡頻繁出現(xiàn)擁塞時，ssthresh 值就下降得

8、很快，以大大減少注入到網(wǎng)絡中的分組數(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)絡過早出現(xiàn)擁塞。 538 設TCP的ssthresh的初始值為8(單位為報文段)。當擁塞窗口上升到12時網(wǎng)絡發(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輪次之后發(fā)送方是通過收到三個重復的確認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的確

10、認，因而檢測出了報文段的丟失，那么擁塞窗口cwnd和門限ssthresh應設置為多大？答：（1）擁塞窗口與傳輸輪次的關系曲線如圖所示（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的確認檢測到丟失的報文段。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被設置為32 在第18輪次發(fā)送時，門限ssthresh被設置為發(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)送時設置的21 （6） 第70報文

11、段在第7輪次發(fā)送出。 （7） 擁塞窗口cwnd和門限ssthresh應設置為8的一半，即4.540 TCP在進行流量控制時是以分組的丟失作為產(chǎn)生擁塞的標志。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Ip數(shù)據(jù)報在傳輸過程中需要分片，但其中的一個數(shù)據(jù)報未能及時到達終點，而終點組裝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)到達終點，但終點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。541 用TCP傳送512字節(jié)的數(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)

12、。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程中，主機B能否先不發(fā)送ACK=x+1的確認? (因為后面要發(fā)送的連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，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，浪費網(wǎng)絡資源。543 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_SE

13、NT，以及從狀態(tài)SYN_ENT到狀態(tài)SYN_RCVD的變遷?答：當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-ESTABLISHED544 試以具體例子說明為什么一個運輸連接可以有多種方式釋放?？梢栽O兩個互相通信的用戶分別連接在網(wǎng)絡的兩結點上。答：設A,B建立了運輸連接。協(xié)議應考慮一下實際可能性： A或B故障，應設計超時機制，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545 解釋為什么突然釋放運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：當主機1和主機2

14、之間連接建立后，主機1發(fā)送了一個TCP數(shù)據(jù)段并正確抵達主機2，接著主機1發(fā)送另一個TCP數(shù)據(jù)段，這次很不幸，主機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，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(shù)據(jù)，而仍然可接受主機1發(fā)來的數(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(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)的準備工作（雙方都知道彼

15、此已準備好），也要允許雙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。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(jīng)成功地建立了，可以開始發(fā)送數(shù)據(jù)分組。可是，B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(shù)據(jù)分組，只等待連接確認應答分組。 而A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。547 一個客戶向服務器請求建立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中捎帶上一些數(shù)據(jù)，請求服務器發(fā)送一個長度為L字節(jié)的文件。假定：（1）客戶和服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸速率是R字節(jié)/秒，客戶與服務器之間的往返時間是RTT（固定值）。（2）服務器發(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），客戶收到服務器發(fā)來的報文段后就及時發(fā)送確認。（4）所有的協(xié)議首部開銷都可忽略，所有確認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器發(fā)送的整個文件多需的時間T是： T=2RTT+L/R 當nMR(RTT)+M或 T=2R