计算机网络 第三章 运输层(练习题)

第 3 章运输层练习题 一 选择题 1 当一个 TCP 报文段到达目的主机时 通过什么来定向套接字 A 封装报文段的数据报中的源 IP 地址 B 目的端口号 C 源端口号 D 以上所有 答案 D 提示 TCP 套接字是通过一个四元组 IP 地址 源 端口号 目的 IP 地址 目的端口号 来标 识的 当一个 TCP 报文段从网络到达一台主机时 主机使用全部四 个值来将报文段定向 多 2 路分解 到相应的套接字 2 UDP 具有以下哪些特征 A 在服务器上维护连接状态信息 B 通过三次握手建立连接 C 调节发送速率 D 以上都不是 答案 D 3 当一个 UDP 报文段到达某个主机时 为了将报文段提交给合 适的套接字 操作系统使用 A 源 IP 地址 B 源端口号 C 目的端口号 D 以上全部 答案 C 提示 UDP 套接字是由一个包含目的 IP 地址和目的端口号组成的二元组来全面标识的 在多路 3 分解时 目标主机通过检查报文段中的目的端口号 将报文段定向到相应套接字 4 在什么样的情况下 停止等待协议的效率会变得很 低 疑难 重点 一般 了解 自学 4 第 3 章运输层 A 当源主机和目的主机之间的距离很近而且传输速率很 高时 B 当源主机和目的主机之间的距离很远而且传输速率很 高时 C 当源主机和目的主机之间的距离很近而且传输速率很 低时 D 当源主机和目的主机之间的距离很远而且传输速率很 低时 答案 B 提示 使用停止等待协议 发送方在确认接收方已经 正确地接收了当前传送的分组之前不会发 送新的数据 所以在传输效率很高的前提下 主机之 间距离越远 不必要的等待时间就越长 5 5 流水线操作具有以下哪些特点 A 发送方必须能缓存它已发送了但还没有收到确认的分 组 B 每一个正在传输的分组具有独一无二的顺序号 C 发送方在收到确认信号之前可传输多个分组 D 以上都是 答案 D 6 TCP 什么时候对报文段采用快速重传 A 报文段的定时器过期 B 估计往返时延过长 C 收到之前发出的一个报文段的三个重复 6 ACK D 以上都不是 答案 C 提示 当接收方检测到数据流中出现了缺失 它会简 单的对收到的最后一个有序字节给出重复 确认 即产生一个该数据的重复的 ACK 如果 TCP 发送方收到了同一数据的三个重复确认 就表示该被确认了三次的数据段后面的数据已经丢失 了 此时 TCP 执行快速重传 RFC2581 7 在 TCP 连接中 假设一旦窗口大小到达 W 时就会出现分组丢失 并假设 RTT 是不变的 那么 近似平均传输速度是 A 7 W MSS RTT B MSS RTT C 0 75 W MSS RTT D W MSS 2 RTT 疑难 重点 一般 了解 自学 8 第 3 章运输层 答案 C 8 不要求掌握 考虑静态拥塞窗口延时模型 如果服 务器在完成第一个窗口中分组传送前接收 到了第一个窗口中的第一个分组的确认信号 那么一 个大小为 O 的对象的延时为 A Latency 2 RTT O R K 1 S R RTT WS R B Latency 2 RTT O R S R RTT WS R C Latency 2 RTT O R D Latency 2 RTT 答案 C 9 9 不要求掌握 考虑动态拥塞窗口延时模型 下面那 些组成部分会导致延时 A 对象传输时间 O R B 往返时间 RTT C 所有停滞时间之和 D 以上所有的 答案 D 10 不要求掌握 考虑动态拥塞窗口延时模型 P 的值 等于 A RTT O B 服务器处于停滞的次数 C 10 涵盖该对象的窗口的数量 D 以上都不是 答案 B 二 判断题 1 考虑一个使用持久连接的 HTTP 服务器 假设服务器为每个用户产生一个独立 的进程 那么每 一个进程将有不同的服务器端口号 答案 错 疑难 重点 一般 了解 自学 11 第 3 章运输层 提示 HTTP 的默认端口是 80 一个 Web 服务器可以为它所处理的每个请求产生一个新的 HTTP 进程 每个进程都使用 80 端口 2 主机 A 经过 TCP 连接向主机 B 发送一个大文件 假定主机 B 没有数据发往主机 A 那么由于 主机 B 不能随数据捎带确认信息 所以主机 B 将不向主机 12 A 发送确认 答案 错 提示 确认并不是捎带在数据上的 3 在整个连接过程持续期间 RcvWindow 的大小是不会 改变 答案 错 提示 在全双工连接中 连接双方的发送方各自保留 一个接收窗口以提供流量控制 接收窗口 是动态的 在连接的整个生命周期中是不断变化的 4 假定主机 A 通过 TCP 连接向主机 B 发送一个大文件 如果对于当前连接的一个报文段 的顺序 号为 m 则对于后续报文段的顺序号将必然是 13 m 1 答案 错 提示 顺序号的设定是以传送的字节流为单位 而不 是以报文段为单位 一个报文段的顺序号 是该报文段中数据段的第一个字节在字节流中的编号 5 TCP 报文段在它的首部中有一个 RcvWindow 字段 答案 对 6 假定在一个 TCP 连接中最后的 SampleRTT 等于 1s 那么对于这一连接的 TimeoutInterval 的当 前值必定 1s 答案 错 提示 超时时间是 EstimatedRTT 和 14 SampleRTT 的函数 不能由一个 SampleRTT 值决定 7 假定主机 A 通过 TCP 连接向主机 B 发送一个顺序号为 38 的 4 字节报文段 该报文段的确认号 必定是 42 疑难 重点 一般 了解 自学 15 第 3 章运输层 答案 错 提示 某些情况下 比如该报文段发送超时 接收方 会发送一个重复的 ACK 即确认号仍然是 38 8 假设主机 A 希望通过 TCP 向主机 B 发送数据 同时 主机 B 也希望通过 TCP 向主机 A 发送数据 那么就需要建立两个 TCP 连接 答案 错 提示 TCP 连接提供了全双工数据传输 9 MSS 是指包括头部的 TCP 报文段的最大值 答案 错 提示 NSS 最大数据段尺寸 对每次从缓冲区中攫 取并放入数据段中的最大数据量进行了限 制 它是数据段中应用程序级数据的最大量 而不是 16 包括 TCP 头部的报文段最大尺寸 10 在 TCP 中 主机放入报文段中的确认信号是主机期 望从发送者收到的下一个字节的顺序号 答案 对 三 复习题 3 1 3 3 节 1 考虑在主机 A 和主机 B 之间有一条 TCP 连接 假定从主机 A 传送到主机 B 的 TCP 报文段使用 的源端口号是 x 而目的端口号是 y 那么对于从主 机 B 传送到主机 A 的 TCP 报文段而言 源 端口号和目的端口号分别是多少 答案 源端口号 y 目的端口号 x 2 请阐述应用程序开发者为什么更倾向于选择在 UDP 上运行应用程序而不是在 TCP 上运行的原 因 答案 应用程序的开发者也许不希望应用程序使用 17 TCP 拥塞控制机制 使用拥塞控制时会扼杀 疑难 重点 一般 了解 自学 18 第 3 章运输层 应用程序的发送速率 一般来说 IP 电话和 IP 视频会议应用程序的设计者会选择 UDP 作为低 层协议 是因为希望避开 TCP 的拥塞控制 而且 其中一些应用程序本来就不 需要 TCP 提供的 可靠数据传输 3 当应用程序运行在 UDP 上时 某应用程序是否能够得到可靠的数据传输 如果能 如何实现 答案 可以 应用程序的开发者可以在应用层协议上 提供可靠的数据传输 但这需要大量的工 作和调试 19 3 5 节 4 是非判断题 a 主机 A 经过 TCP 连接向主机 B 发送一个大文件 假设主机 B 没有数据发往主机 A 因为 主机 B 不能随数据捎带确认信息 所以主机 B 将不向主机 A 发送确认 b 在该连接的整个过程中 TCP 的 RcvWindow 的大小不会变化 c 假定主机 A 通过一个 TCP 连接向主机 20 B 发送一个大文件 主机 A 发送的未被确认的字节 数不会超过接受缓存的大小 d 假定主机 A 通过 TCP 连接向主机 B 发送一个大文件 如果对于当前连接的一个报文段 顺 序号为 m 则对于后续报文段的顺序号将必然是 m 1 e TCP 报文段在它的首部中有一个 RcvWindow 字段 f 假定在一个 TCP 连接中最后的 SampleRTT 等于 1s 那么对于这一连接的 TimeoutInterval 的当前值必定 1s 21 g 假定主机 A 通过 TCP 连接向主机 B 发送一个顺序号为 38 的 4 字节报文段 这一报文段的 确认号必定是 42 答案 a 错 b 错 c 对 d 错 e 对 f 错 g 错 5 假定主机 A 通过 TCP 连接向主机 B 连续发送两个 TCP 报文段 第一个报文段的顺序号为 90 第二个报文段顺序号是 110 22 a 第一报文段中有多少数据 b 假定第一个报文段丢失而第二个报文段到达主机 B 那么在主机 B 发往主机 A 的确认报文 中 确认号应该是多少 答案 a 20 bytes b 确认号 90 疑难 重点 一般 了解 自学 23 第 3 章运输层 6 考虑在 3 5 节讨论中的 Telnet 的例子 在用户 键入字符 C 数秒之后 用户又键入字符 R 那么在用户键入字符 R 之后 总共发送了多少个 报文段 这些报文段的顺序号和确认号字段 应该是填入什么 答案 3 个报文段 第一个报文段 顺序号 43 确认号 80 第二个报文段 顺序号 80 确认号 44 第三个报文段 顺序号 44 确认号 81 3 7 节 7 假定两个 TCP 连接存在于一个带宽为 R b s 的瓶 颈链路上 它们都要发送一个很大的文件 在瓶 颈链路以相同的方向上传输 并且两者是同时开始 传输文件 那么 TCP 将为每个连接分配多大 的传输速率 24 答案 R 2 8 是非判断题 考虑 TCP 的拥塞控制 发送方在定 时器超时时 其阈值将被设置为原来值的一半 答案 错误 其阀值被设置为当前拥塞窗口值的一半 四 求解题 1 假设客户机 A 面向服务器 S 发起一个 Telnet 会 话 与此同时 客户机也向服务器 S 发起一个 Telnet 会话 请给出下面报文段的源端口号和目的端口号 a 从 A 发往 S 的报文段 b 从 B 发往 S 的报文段 c 从 S 发往 A 的报文段 d 从 S 发往 B 的报文段 e 如果 A 和 B 是不同的主机 那么从 A 发往 S 报文 段的源端口号是否可能与从 B 发往 S 的报 文段的源端口号相同 25 f 如果他们是同一台主机情况会怎么样 答案 源端口号 目的端口号 疑难 重点 一般 了解 自学 26 第 3 章运输层 a A S 467 23 b B S 513 23 c S A 23 467 d S B 23 513 e 可能相同 f 不可能相同 2 参见图 3 5 从服务器发回客户机进程的报文段 中的源端口号和目的端口号是多少 传送运输层 报文段的网络层数据报中的 IP 地址是多少 答案 假设主机 A B C 的 IP 地址分别为 a b c 注意 a b c 各自独立 对主机 A 源端口 80 源 IP 为 b 目的端口为 27 26145 目的 IP 为 a 对主机 C 左边的进程 源端口 80 源 IP 为 b 目的 端口为 7532 目的 IP 为 c 对主机 C 右边的进程 源端口 80 源 IP 为 b 目的 端口 26145 目的 IP 为 c 3 UDP 和 TCP 使用 1 的补码来计算校验和 假设你有下 面 3 个 8 比特字节 01010101 01110000 01001100 请问这些 8 比特字节和的 1 的补码是多 少 注意到尽管 UDP 和 TCP 使用 16 比特 的字来计算校验和 但对于这个问题 你应该考虑 8 比特被加数 写出所有工作过程 UDP 为什么要用该和的 1 的补码 即为什么不直接使用 该和呢 使用该 1 的补码方案 接收方如何 检测出差错 1 比特的差错将可能未被检测出来吗 2 比特的差错呢 答案 01010101 28 01110000 110 0 0101 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 结果求补为 11101101 进行差错校验时 接收方将四个字一起相加 三个原 有的字和一个校验和 如果校验和 包含一个 0 接收方将得知分组出现了差错 所有的 一位错误都将被检验出来 但不能检查 出两位出错的情况 比如 如果第一个字的最后一个 位转换成 0 第二个字的最后一位被转 疑难 重点 一般 了解 自学 29 第 3 章运输层 换成 1 4 考虑我们改正 rdt2 1 协议的动机 考虑下图所示的 接收方与如果 3 11 所示的发送方的运行时 该接收方可能会引起发送方和接收方进入死锁状态 即双方都在等待不可能发生的事件 请说 明这种情况 答案 假定发送方处于 等待来自上层的调用 1 状态 接 收方处于 等待来自下层的 1 状态 发送方发送一个序号为 1 的数据报文后 状态转换 为 等待 ACK NAK 1 即等待一个 ACK 或者 NAK 报文 假如现在接收方正确的接收到序号为 1 的 数据报文 它发送一个 ACK 状态转为 等 待来自下层的 0 即等待序号为 0 的数据报文 但 30 现在该 ACK 报文受损 当发送者接收到受损 的 ACK 它重新发送序号为 1 的数据包 而这时的接 收者因为一直在等待序号为 0 的数据报文 将始终以 NAK 报文来响应接收到的序号为非 0 的数 据报文 在这种情况下 发送方始终发送序号 为 1 的数据报文 而接收方始终以 NAK 作为回应 双方将进入死锁状态 5 在 rdt3 0 协议中 从接收方向发送方发送的 ACK 分 组没有序号 尽管他们具有 ACK 字段 该域 包括了他们正在确认的分组的序号 为什么这些 ACK 分组不需要序号呢 答案 解决这个问题 最好首先要考虑我们为什么需要序号 发送方使用序号 从而使接收方确 认是否接收到冗余的分组 对于 ACK 分组 发送者 并不需要这样的信息 ACK 分组上的序号 来 疑难 重点 一般 了解 自学 31 第 3 章运输层 确定是否是冗余的 ACK 在 rdt3 0 协议中 一个冗 余的 ACK 是显而易见的 因为接收到一个原 先的 ACK 分组它就将转换到下一个状态 冗余的 ACK 并非发送者所需从而将发送者被忽略 6 画出 rtd3 0 协议中接收方的有限状态机 FSM 的图 答案 rdt3 0 协议和 rdt2 2 协议的发送方的不同在于前者 有超时控制机制 超时控制的引入增加 了发送方到接收方数据流中存在冗余分组的可能性 Rdt2 2 协议中的接收方已经能够处理冗余 分组 在 rdt2 2 中 如果接收方发送的 ACK 丢失 发送方将重新发送原数据 从而 rdt3 0 中的接收方也像 rdt2 2 中的接收方那样工作 7 画出在数据分组和确认分组发生混淆情况下 32 rdt3 0 协议的操作的轨迹 你画的轨迹应当类似 于图 3 16 中使用的那个图 答案 假定协议已经执行一段时间 发送者处于 等待来自 上层的调用 状态 接收者处于 等 待来自下层的 0 数据分组和 ACK 分组发生损坏的 场景如图所示 疑难 重点 一般 了解 自学 33 第 3 章运输层 Sender sends M0 Sender ignores A1 Timeout sender resends M0 sender sends M0 sender sends M1 Ignore ACK Timeout sender resends M1 M0 corrupted A1 M0 A0 34 M1 A1 M0 A0 M1 A1 corrupted M1 A1 M0 Packet garbled receiver resends last ACK A1 35 Corrupted data Corrupted ACK 图 1 rdt 3 0 scenarios corrupted data corrupted ACK 8 考虑一个能够丢失分组 但是其最大时延已知的 信道 修改 rdt2 1 协议 以包括发送方超时和 重传机制 简要论证为什么你的协议能够通过该信道 正确通信 答案 我们增加一个计时器 它的值大于已知的往返时延 我们还将一个超时事件增加到 等待 ACK NAK 0 和 等待 ACK NAK 1 状态的变化事件 中 如果超时事件发生 将重新传输最近发 送的数据包 让我们来看一下为什么这个协议能够使 36 该信道正确通信 假定超时是由于在发送者到接受者的数据通道上发生 数据包的丢失而产生 在这种情况下 接收者永远不会接收到原先的数据 以接收者的角度 来看 当超时重传发生时 接收者并 不知道这是重传的分组 而把它当作原先的数据一样 看待 假定 A