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计算机网络书后习题解答计算机网络书后习题解答 北京邮电大学计算机学院北京邮电大学计算机学院 王小茹制作王小茹制作 Ch6 传输层传输层 习题习题 28 考虑在一条具有 考虑在一条具有 10 毫秒来回路程时间的线路上采用慢启动拥塞毫秒来回路程时间的线路上采用慢启动拥塞 控制而不发生网络拥塞情况下的效应 此时 接收窗口为控制而不发生网络拥塞情况下的效应 此时 接收窗口为 24KB 且最大 且最大 数据段长为数据段长为 2KB 请问 需要多长时间才能发送第一个完全窗口 请问 需要多长时间才能发送第一个完全窗口 解题思路 本题主要的考点在于传输层慢启动拥塞控制的原理 慢启动拥塞控制算法使得传输层的发送方在每次向网络发送数据时都要考虑两个潜在 的问题 即网络容量和接收方容量 为此 每个发送方都维持两个窗口 接收窗口和拥塞窗 口 而发送方每次可以发送的字节数是由这两个窗口的最小值决定的 当建立一条连接时 发送方要确定接收窗口的初始值和拥塞窗口的初始值 其中 接收窗口初始值 由接收方通过 TCP 头部的窗口域告知 24KB 本题 拥塞窗口初始值 1 个 TCP 报文 2KB 1 个报文的长度 因为 拥塞窗口 接收窗口 所以 发送方将采用拥塞窗口规定的 2KB 开始发送数据 有了上述的初始工作 就可以开始解题了 解题如下 T 0 第 1 次发送 发送窗口 拥塞窗口 2KB 1 个 TCP 报文 发送 2KB t 10 毫秒 得到确认 题目中提示不发生网络拥塞 所以拥塞窗口变为 4KB 2 个 TCP 报文 T 10 毫秒 第 2 次发送 发送窗口 4KB t 20 毫秒 得到确认 拥塞窗口变为 8KB 4 个 TCP 报文 t 20 毫秒 第 3 次发送 发送窗口 8KB t 30 毫秒 得到确认 拥塞窗口变为 16KB 8 个 TCP 报文 t 30 毫秒 第 4 次发送 发送窗口 16KB t 40 毫秒 得到确认 拥塞窗口变为 32KB 8 个 TCP 报文 t 40 毫秒 第 5 次发送 发送窗口 MIN 拥塞窗口 接收窗口 24KB 因此 需要 40 毫秒才能发送第一个完全窗口 习题习题 29 假设假设 TCP 的拥塞窗口被设置为的拥塞窗口被设置为 18KB 并且发生了一个超时 如 并且发生了一个超时 如 果接下来的果接下来的 4 次传输全部成功的话 则次传输全部成功的话 则窗口将是多大 假设最大数据段长窗口将是多大 假设最大数据段长 度为度为 1KB 解题思路 在 TCP 的慢启动拥塞控制算法中 除了使用慢启动的接收窗口和拥塞窗口外 还使用 了第 3 个参数 阈值 常规情况下 初始值为 64KB 当发生超时时 阈值 当前拥塞窗 口值的一半 而拥塞窗口则重新 1 个最大 TCP 报文 阈值的作用是 发送窗口 阈值 则发送窗口 拥塞窗口以线性方式增长 本题将先利用上面的分析 重新确定发生超时后 拥塞窗口和阈值的取值 然后再利用 习题 28 的解题思路就可以完成了 解答如下 发生超时 则阈值 发生超时时拥塞窗口值 2 18KB 2 9KB 拥塞窗口 1 个 TCP 报文 1KB 重新发送 第1次 发送窗口 1KB 得到确认后拥塞窗口 2KB 第2次 发送窗口 2KB 得到确认后拥塞窗口 4KB 第3次 发送窗口 4KB 得到确认后拥塞窗口 8KB 第4次 发送窗口 8KB 得到确认后拥塞窗口 9KB 则 4 次发送后 窗口 8KB 习题习题 31 一台一台 TCP 机器在机器在 1Gbps 的通道上使用的通道上使用 65535 字节的发送窗口 单字节的发送窗口 单 程延迟时间等于程延迟时间等于 10ms 请问可以得到的最大吞吐率是多少 线路效率是多 请问可以得到的最大吞吐率是多少 线路效率是多 少 少 解答如下 先算发送一次的时间 10ms 2 20 ms 每 20ms 可以发送一个窗口大小的数据 包括确认 则每秒 50 个窗口 最大吞吐率 在 IP 层上计算 65535 8 50 26 214Mbps 线路的利用率 26 214Mbps 1Gbps 2 6 习题习题 32 一台主机在一条线路上发送 一台主机在一条线路上发送 1500 字节的字节的 TCP 净荷 其中最大分净荷 其中最大分 组生存期组生存期为为 120s 要想不让序号回绕 该线路的最快速度为多少 将 要想不让序号回绕 该线路的最快速度为多少 将 TCP IP 和以太网的开销都考虑进去 假设以太网帧可以被连续发送 和以太网的开销都考虑进去 假设以太网帧可以被连续发送 解题思路 需要考虑的问题有 1 重复 TCP 数据报文 由于 TCP 中 是面向字节流的传送 即编号也是按照字节分发的 所以对于 32 位的序 列号空间 有 232个字节可以在一轮中被编号 如果在 120s 的生存期内 由于发送速度太快使得需要回绕 则就会有相同编号的两个 字节出现在网络中 继而引发网络问题 所以 在 120s 内 最大只能出现 232个字节 2 开销问题 在传输层 TCP 固定头部 20 字节 在网络层 IP 头部 20 字节 在数据链路层 以太网开销 26 个字节 总开销 66 字节 3 分片问题 每个 TCP 净荷长度为 1500 字节 因此需要把大的 TCP 字节流分片 解答如下 在 120s 内 最多只能出现 232个字节 在 1s 内 最多只能出现 232字节 120 35791394 个字节 本题中 一个 TCP 净荷长度为 1500 个字节 所以上述字节可以被分成 23861 个 TCP 净荷 考虑到开销 则在 1s 内 共有 23861 个数据帧 而每个帧的长度为 1566 个字节 所以 速度 1566 8 23861 299Mbps 允许的最大速度是 299Mbps 比这个速度快 就要有在同一时间里出现两个序号相同的 TCP 报文的危险 习题习题 33 在一个网络中 最大的 在一个网络中 最大的 TPDU 长度为长度为 128 字节 最大的字节 最大的 TPDU 生生 存期为存期为 30s 序号为 序号为 8 位 请问每个连接的最大数据率是多少 位 请问每个连接的最大数据率是多少 解题思路 本题区别于习题 32 因为本题不是 TCP 协议 因此不是采用按