白话计算机网络-计算机网络考研辅导-参考答案 ch05传输层

第5章传输层1.下列选项中，不属于物理层接口规范定义范畴的是（）。A．接口形状 B．引脚功能 C．物理地址 D．信号电平【解析】选C。物理层接口规范要描述机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。这些特性不包括物理地址。1.【2018研】UDP协议实现分用（demultiplexing）时所依据的头部字段是（）。A．源端口号 B．目的端口号 C．长度 D．校验和【解析】选B。传输层源点执行多到一复用（multiplexing），传输层终点执行一到多分用（demultiplexing），所以选B。2.【2017研】若甲向乙发起一个TCP连接，最大段长MSS=1KB，RTT=5ms，乙开辟的接收缓存为64KB，则甲从连接建立成功至发送窗口达到32KB，需经过的时间至少是（）。A．25ms B．30ms C．160ms D．165ms【解析】选A。分析“至少”两字，显然，如果甲方在慢启动阶段发送窗口大小达到32KB，时间最少。发送窗口大小是min(cwnd，rwnd)。先分析cwnd，在5个RTT轮次后，cwnd达到32KB，如表5-3所示。表5-3cwndRTTt=0t=1t=2t=3t=4t=5cwnd12481632再分析rwnd。rwnd是接收方通告的窗口大小。本题中没明确说明接收方接收缓存的消耗情况，假设接收方应用进程没有提取任何数据，接收数据都保留在缓存内，4个RTT轮次后，共接收数据1+2+4+8+16=31KB，接收方通告的rwnd=64–31=33KB。发送窗口大小为min(32,33)=32，就是说第5个RTT轮次后，发送窗口大小能达到32KB。所以最少的时间是经过5个RTT轮次，RTT的值是5ms，5×5=25ms。3.【2016研】假设图5-28中的H3访问Web服务器S时，S为新建的TCP连接分配了20KB（K=1024）的接收缓存，最大段长MSS=1KB，平均往返时间RTT=200ms。H3建立连接时的初始序号为100，且持续以MSS大小的段向S发送数据，拥塞窗口初始阈值为32KB；S对收到的每个段进行确认，并通告新的接收窗口。假定TCP连接建立完成后，S端的TCP接收缓存仅有数据存入而无数据取出。请回答下列问题。（1）在TCP连接建立过程中，H3收到的S发送过来的第二次握手TCP段的SYN和ACK标志位的值分别是多少？确认序号是多少？（2）H3收到的第8个确认段所通告的接收窗口是多少？此时H3的拥塞窗口变为多少？H3的发送窗口变为多少？（3）当H3的发送窗口等于0时，下一个待发送的数据段序号是多少？H3从发送第1个数据段到发送窗口等于0时刻为止，平均数据传输速率是多少（忽略段的传输延时）？（4）若H3与S之间通信已经结束，在t时刻H3请求断开该连接，则从t时刻起，S释放该连接的最短时间是多少？【解析】（1）S发送第二次握手SYN=1和ACK=1的确认号为101。（2）注意题目说明S的TCP接收缓存仅有数据存入而无数据取出，所以必须分析S缓存的状态。第8个确认段说明S已收到8个段，此时，S缓存大小为20–8=12，此刻S通告的rwnd=12，发送窗口大小是rwnd和cwnd中的较小值，所以还需分析cwnd。TCP初始化时，cwnd置1，首先TCP进入慢启动阶段，门限值是32KB，在此阶段，每返回一个确认，cwnd加1，即cwnd=cwnd+1。第1轮：cwnd=1+1=2。第2轮：cwnd=2+1=3，cwnd=3+1=4。第3轮：cwnd=4+1=5，cwnd=5+1=6，cwnd=6+1=7，cwnd=7+1=8。第4轮：cwnd=8+1=9，……收到8个确认段后，H3的拥塞窗口大小cwnd=9。在慢启动阶段，cwnd每一轮数值翻一番，变化趋势是1，2，4，8，……但变化的过程不是2×2=4，跳到4，而是每收到一个ACK，cwnd加1。cwnd一次次加1，一直加到4。例如，第3轮会收到4个ACK，cwnd由4增大到8。第4轮会收到8个ACK，cwnd由8增大到16。但本题明确说“第8个确认段所通告的窗口”，不是到第4轮结束时，而是在第4轮中间，第8个ACK到达后的cwnd=8+1=9，不是8×2=16。所以H3的发送窗口大小为min(9,12)=9。（3）发送方的发送窗口怎么会是0呢？没有超时与3-ACK事件，发送方的拥塞窗口大小cwnd始终在增大。由于接收方没取出任何数据，所以可用的缓存就是接收窗口，其持续缩小。当其缩小为0时，发送方的发送窗口为min(rwnd,cwnd)，就变为0了，如图5-29所示。H3的发送窗口大小等于0时，S收到20KB数据，缓存用完时，通告0窗口。也就是说，H3已发送完20KB数据，共发送20×1024=20480字节数据。H3在三次握手后，第1次握手的序号是100，因规则1，第3次握手的序号是101。因规则2，发出的第1个携带数据的报文段的序号也是101，所以发送的字节序号是101～20580，下一个要发送的字节序号是20581。H3从发送第1个数据段开始，到发送窗口大小等于0时刻为止，共经历5轮，各轮发送报文段数分别是1、2、4、8、5。20KB÷(5×200)=20KB/s（4）如图5-30所示，连接释放虽然采用四次握手方式，但第2、3次消息间的时间可忽略不计，所以整个过程所花费的时间只是1.5倍的RTT。1.5×200=300s图5-29报文段传输过程图5-30断开连接过程假设RTT为2小时，客户端8点发出第1条消息，服务器9点收到第1条消息，立即发送第2、3条消息，客户端10点收到第2、3条消息，立即发出第4条消息，到达服务器时是11点，此刻四次握手结束。整个时间是1.5倍的RTT。4.【2015研】主机甲和主机乙新建一个TCP连接，甲的拥塞控制初始阈值为32KB，甲向乙始终以MSS=1KB大小的段发送数据，并一直有数据发送；乙为该连接分配16KB接收缓存，并对每个数据段进行确认，忽略段传输延迟。若乙收到的数据全部存入缓存，不被取走，则甲从连接建立成功时刻起，未发送超时的情况下，经过4个RTT后，甲的发送窗口是（）。A．1KB B．8KB C．16KB D．32KB【解析】选A。题目给出了两个条件，一个是门限值，慢启动到门限值后，转换到拥塞避免阶段；另一个是接收缓存不被取走，这样就会导致接收窗口持续缩小。从发送方的拥塞窗口大小cwnd=1时算起，第1个RTT后，cwnd=2；第2个RTT后，cwnd=4；第3个RTT后，cwnd=8；第4个RTT后，cwnd=16，还未达到门限值。接收方的接收缓存不被取走。接收方第1轮收到1个报文段，第2轮收到2个报文段，第3轮收到4个报文段，第4轮收到8个报文段，缓存的可用空间为16−1−2−4−8=1，此刻乙通告的接收窗口大小rwnd=1。甲的真实发送窗口大小应该是min(rwnd=1,cwnd=16)=1。5.【2014研】主机甲和主机乙已建立了TCP连接，甲始终以MSS=1KB大小的段发送数据，并一直有数据发送；乙每收到一个数据段都会发出一个接收窗口为10KB的确认段。若甲在t时刻发生超时时拥塞窗口为8KB，则从t时刻起，不再发生超时的情况下，经过10个RTT后，甲的发送窗口是（）。A．10KB B．12KB C．14KB D．15KB【解析】选A。超时的处理策略有两种，一是将门限值设为cwnd的一半，二是进入慢启动阶段。将门限值缩小为4。在第2轮后，达到门限值，转换到拥塞避免阶段，此后无超时，cwnd一直线性增大。在第10轮时，cwnd=12，如表5-4所示。表5-4cwndRTTt12345678910cwnd12456789101112发送窗口大小为min(rwnd=10,cwnd=12)=10。6.【2014研】下列关于UDP协议的叙述中，正确的是（）。Ⅰ提供无连接服务Ⅱ提供复用/分用服务Ⅲ通过差错校验，保障可靠数据传输A．仅Ⅰ B．仅Ⅰ、Ⅱ C．仅Ⅱ、Ⅲ D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ【解析】选B。UDP传输层不提供可靠性服务，是无连接的，所以选B。7.【2013研】主机甲与主机乙之间已建立一个TCP连接，双方持续有数据传输，且数据无差错与丢失。若甲收到1个来自乙的TCP段，该段的序号为1913、确认序号为2046、有效载荷为100字节，则甲立即发送给乙的TCP段的序号和确认序号分别是（）。A．2046、2012 B．2046、2013C．2047、2012 D．2047、2013【解析】选B。因题目已说明数据无差错与丢失，直接推导序号和确认号变化即可。甲收到TCP段的确认号为2046，甲下一个报文段的序号为2046。确认号是对已接收字节的确认，乙的TCP段的序号为1913，长度为100字节，就是序号为1913～2012的字节已被正确接收，下一个希望接收的是2013号字节。所以甲发送数据的序号是2046，确认号是2013。8.【2011研】主机甲向主机乙发送一个（SYN＝1，seq＝11220）的TCP段，期望与主机乙建立TCP连接，若主机乙接受该连接请求，则主机乙向主机甲发送的正确的TCP段可能是（）。A．(SYN＝0，ACK＝0，seq＝11221，ack＝11221)B．(SYN＝1，ACK＝1，seq＝11220，ack＝11220)C．(SYN＝1，ACK＝1，seq＝11221，ack＝11221)D．(SYN＝0，ACK＝0，seq＝11220，ack＝11220)【解析】选C。建立连接采用三次握手，甲发送TCP段是第1次握手，序号为11220，根据规则1，这个序号被用掉，甲的下一个报文段的序号是11221，这也是乙的第2次握手TCP段中的确认号。答案中只有A、C符合。第2次握手，标志位SYN=1，ACK=1，按此条件，只有C符合。9.【2011研】主机甲与主机乙之间已建立一个TCP连接，主机甲向主机乙发送了3个连续的TCP段，分别包含300B、400B和500B的有效载荷，第3个段的序号为900。若主机乙仅正确接到第1和第3个段，则主机乙发送给主机甲的确认序号是（）。A．300 B．500 C．1200 D．1400【解析】选B。假设第1个段的序号为x，数据为300B，则第2个段的序号为x+300，数据为400B，第3个段的序号为x+700，现在第三个段的序号为900，则x=200。若主机乙仅正确接到第1和第3个段，因TCP确认是累积确认，故只能对第1个段确认，确认号是500。10.【2010研】主机甲和主机乙之间已建立一个TCP连接，TCP最大段长为1000字节，若主机甲当前的拥塞窗口为4000字节，在主机甲向主机乙连续发送2个最大段后，成功收到主机乙发送的第一段的确认段，确认段中通告的接收窗口大小为2000字节，则此时主机甲还可以向主机乙发送的最大字节数是（）。A．1000 B．2000 C．3000 D．4000【解析】选A。主机甲发送数据前的拥塞窗口大小为cwnd=4000，题目没说明当时通告的接收窗口，我们就认为真实的发送窗口大小是min(rwnd=x,cwnd=4000)=4000。判断拥塞窗口cwnd的变化，要看发送方是在慢启动阶段，还是在拥塞避免阶段。但不论在哪个阶段，没有超时和3-ACK事件，拥塞窗口大小cwnd就不会减小，只会增大。收到主机乙发来的确认后，主机甲的cwnd=4000+Δ，但确认中的接收窗口通告值rwnd=2000，所以甲的发送窗口大小是min(rwnd=2000,cwnd=4000+Δ)=2000。再分析发送窗口的滑动情况，因为收到的只是第一段的确认，关闭1000字节，又因发送窗口大小为2000，前沿收缩了，所以可发送的数据为1000B。注意，读者可能会疑惑TCP要求说前沿不能收缩，现在怎么办呢？以报文段的通告值为准，收缩，如图5-31所示。图5-31第10题解析图11.【2009研】主机甲与主机乙之间已建立一个TCP连接，主机甲向主机乙发送了两个连续的TCP段，分别包含300B和500B的有效载荷，第一个段的序列号为200，主机乙正确接收到这两个数据段后，发送给主机甲的确认序列号是（）。A．200 B．500 C．800 D．1000【解析】选D。本题中的序列号就是序号。TCP中的序号是按数据字节数进行编号的。第一个段的序列号为200，携带300B数据，则第二个段的序号为500，携带500B数据，下一个数据字节的序号是1000，所以主机乙发送的确认号为1000。12.【2009研】一个TCP连接总是以1