(2025年)考研《计算机网络》第五章传输层练习题及参考答案

(2025年)考研《计算机网络》第五章传输层练习题及参考答案一、单项选择题1.以下关于传输层协议的描述，正确的是（）。A.传输层为应用进程提供端到端的逻辑通信B.传输层只负责数据的可靠传输C.传输层不提供复用和分用功能D.传输层和网络层的功能是完全相同的答案：A解析：传输层为应用进程提供端到端的逻辑通信，A正确。传输层不仅负责数据的可靠传输（如TCP），还有不可靠传输（如UDP），B错误。传输层提供复用和分用功能，复用是指多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务，分用是运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程，C错误。传输层和网络层功能不同，网络层是为主机之间提供逻辑通信，传输层是为应用进程之间提供端到端的逻辑通信，D错误。2.UDP数据报首部不包含以下哪个字段（）。A.源端口号B.目的端口号C.序号D.长度答案：C解析：UDP数据报首部包含源端口号、目的端口号、长度和检验和字段，不包含序号字段。序号字段是TCP数据报首部中的字段，用于实现可靠传输等功能，所以选C。3.TCP协议在建立连接时采用的握手机制是（）。A.两次握手B.三次握手C.四次握手D.五次握手答案：B解析：TCP协议在建立连接时采用三次握手机制。第一次握手：客户端向服务器发送SYN包，请求建立连接；第二次握手：服务器收到SYN包后，向客户端发送SYN+ACK包，表示同意建立连接；第三次握手：客户端收到SYN+ACK包后，向服务器发送ACK包，连接建立成功。所以选B。4.在TCP协议中，发送方的窗口大小取决于（）。A.接收方允许的窗口和拥塞窗口B.仅接收方允许的窗口C.仅拥塞窗口D.发送方自己设定的窗口答案：A解析：在TCP协议中，发送方的窗口大小取决于接收方允许的窗口和拥塞窗口。接收方允许的窗口是接收方根据自己的缓存空间等情况通知发送方的，而拥塞窗口是发送方根据网络拥塞情况动态调整的。发送方的实际发送窗口取接收方允许的窗口和拥塞窗口中的最小值，所以选A。5.以下关于TCP可靠传输机制的描述，错误的是（）。A.采用确认机制来保证数据的可靠传输B.使用序号来对字节流进行编号C.超时重传是可靠传输的重要手段D.TCP不使用滑动窗口机制答案：D解析：TCP采用确认机制，接收方收到数据后会发送确认信息给发送方，保证数据的可靠传输，A正确。TCP使用序号对字节流进行编号，方便接收方按序接收和处理数据，B正确。超时重传是当发送方发送数据后在一定时间内没有收到确认信息，就会重新发送该数据，是可靠传输的重要手段，C正确。TCP使用滑动窗口机制，通过滑动窗口可以实现流量控制和高效的数据传输，D错误。6.UDP协议适用于以下哪种场景（）。A.对实时性要求高，但对数据准确性要求相对较低的场景B.对数据准确性要求高，但对实时性要求相对较低的场景C.要求数据可靠传输的场景D.对带宽要求极高的场景答案：A解析：UDP是无连接、不可靠的传输协议，它不需要建立连接，开销小，传输速度快，适用于对实时性要求高，但对数据准确性要求相对较低的场景，如实时视频、音频流等。对数据准确性要求高、要求数据可靠传输的场景一般使用TCP协议，B、C错误。UDP并没有对带宽要求极高的特点，D错误。所以选A。7.在TCP连接释放时，客户端发送FIN包后进入（）状态。A.FINWAIT1B.FINWAIT2C.TIMEWAITD.CLOSEWAIT答案：A解析：在TCP连接释放时，客户端发送FIN包后进入FINWAIT1状态，表示客户端已经没有数据要发送了，请求关闭连接。当客户端收到服务器的ACK确认信息后进入FINWAIT2状态；客户端收到服务器的FIN包并发送ACK后进入TIMEWAIT状态；服务器收到客户端的FIN包后进入CLOSEWAIT状态。所以选A。8.以下哪个因素不会影响TCP拥塞窗口的大小（）。A.网络拥塞情况B.接收方的缓存大小C.超时事件D.发送方的初始窗口设置答案：B解析：TCP拥塞窗口的大小主要根据网络拥塞情况动态调整。当发生超时事件时，说明网络可能出现拥塞，会减小拥塞窗口大小，所以网络拥塞情况和超时事件会影响拥塞窗口大小，A、C不符合题意。发送方的初始窗口设置会影响拥塞窗口的初始值，进而影响后续的拥塞窗口变化，D不符合题意。接收方的缓存大小主要影响接收方允许的窗口大小，而不是拥塞窗口大小，所以选B。9.UDP协议中，检验和字段（）。A.只检验首部B.只检验数据部分C.同时检验首部和数据部分D.不进行检验答案：C解析：UDP协议中的检验和字段同时检验首部和数据部分。在计算检验和时，会将首部和数据部分一起进行计算，以保证数据在传输过程中没有出错。所以选C。10.TCP协议中的SYN洪泛攻击是利用了（）。A.TCP三次握手的漏洞B.UDP无连接的特点C.TCP滑动窗口机制的缺陷D.传输层端口号的管理漏洞答案：A解析：SYN洪泛攻击是攻击者向目标服务器发送大量的SYN包，而不完成三次握手的后续步骤，使服务器为这些半连接分配资源，最终耗尽服务器资源，无法正常为其他用户提供服务，这是利用了TCP三次握手的漏洞。和UDP无连接特点无关，B错误。与TCP滑动窗口机制没有直接关系，C错误。也不是利用传输层端口号的管理漏洞，D错误。所以选A。二、多项选择题1.以下属于传输层协议的有（）。A.TCPB.UDPC.IPD.HTTP答案：AB解析：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）是传输层的两个重要协议，A、B正确。IP是网络层协议，负责主机之间的逻辑通信，C错误。HTTP是应用层协议，用于传输超文本等数据，D错误。2.TCP协议的特点包括（）。A.面向连接B.可靠传输C.无连接D.不可靠传输答案：AB解析：TCP协议是面向连接的，在传输数据之前需要先建立连接，传输完成后再释放连接，A正确。TCP采用确认机制、超时重传、滑动窗口等机制保证数据的可靠传输，B正确。无连接和不可靠传输是UDP协议的特点，C、D错误。3.UDP协议的优点有（）。A.传输速度快B.开销小C.可靠传输D.适用于实时应用答案：ABD解析：UDP是无连接的协议，不需要建立连接和释放连接的过程，开销小，传输速度快，适用于对实时性要求高的应用，如实时视频、音频流等，A、B、D正确。UDP是不可靠传输协议，不能保证数据一定能正确到达接收方，C错误。4.在TCP拥塞控制中，常见的算法有（）。A.慢开始B.拥塞避免C.快重传D.快恢复答案：ABCD解析：在TCP拥塞控制中，常见的算法有慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复。慢开始是指在开始发送数据时，拥塞窗口初始值较小，然后指数增长；拥塞避免是当拥塞窗口增长到一定程度后，改为线性增长；快重传是当接收方收到失序的报文段后，立即发送对已收到的最高序号的确认信息，发送方收到多个重复确认后，不等超时就重传丢失的报文段；快恢复是在快重传后，将拥塞窗口大小调整为慢开始门限的一半，然后线性增长。所以选ABCD。5.TCP连接释放的过程包括（）。A.客户端发送FIN包B.服务器发送ACK确认C.服务器发送FIN包D.客户端发送ACK确认答案：ABCD解析：TCP连接释放一般需要四个步骤。首先客户端发送FIN包，表示客户端没有数据要发送了，请求关闭连接；服务器收到FIN包后发送ACK确认；然后服务器发送FIN包，表示服务器也没有数据要发送了，请求关闭连接；最后客户端收到FIN包后发送ACK确认。所以选ABCD。三、判断题1.传输层的主要功能是实现主机之间的通信。（）答案：错误解析：传输层的主要功能是为应用进程之间提供端到端的逻辑通信，而网络层是实现主机之间的通信，所以该说法错误。2.UDP协议不提供任何差错检测机制。（）答案：错误解析：UDP协议提供了检验和字段，用于同时检验首部和数据部分，以检测数据在传输过程中是否出错，所以该说法错误。3.TCP协议在建立连接时不需要进行任何确认操作。（）答案：错误解析：TCP协议在建立连接时采用三次握手机制，每一次握手都涉及到确认操作，第一次客户端发送SYN包，第二次服务器发送SYN+ACK包（包含对客户端SYN包的确认），第三次客户端发送ACK包（对服务器SYN包的确认），所以该说法错误。4.拥塞窗口的大小只与网络的带宽有关。（）答案：错误解析：拥塞窗口的大小主要根据网络拥塞情况动态调整，不仅仅与网络带宽有关，还与超时事件等因素有关，当发生超时事件时，说明网络可能出现拥塞，会减小拥塞窗口大小，所以该说法错误。5.UDP协议可以实现多播和广播。（）答案：正确解析：UDP协议支持多播和广播。多播是将数据发送给一组特定的主机，广播是将数据发送给网络中的所有主机，UDP的无连接特性使得它可以方便地实现多播和广播功能，所以该说法正确。四、简答题1.简述TCP三次握手的过程及作用。答案：TCP三次握手的过程如下：第一次握手：客户端向服务器发送一个SYN包，其中包含客户端选择的初始序号seq=x，并将SYN标志位置为1，表示请求建立连接。此时客户端进入SYNSENT状态。第二次握手：服务器收到客户端的SYN包后，向客户端发送一个SYN+ACK包。其中SYN标志位置为1，表示同意建立连接，ACK标志位置为1表示对客户端SYN包的确认，确认号ack=x+1，同时服务器选择自己的初始序号seq=y。此时服务器进入SYNRCVD状态。第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包后，向服务器发送一个ACK包。ACK标志位置为1，表示对服务器SYN包的确认，确认号ack=y+1，序号seq=x+1。此时客户端和服务器都进入ESTABLISHED状态，连接建立成功。TCP三次握手的作用主要有以下几点：同步双方的初始序号：通过三次握手，客户端和服务器可以交换各自的初始序号，为后续的数据传输提供编号基础，保证数据的有序传输。建立连接：双方确认对方的存在和通信能力，确保双方都有发送和接收数据的能力，从而建立起可靠的连接。防止已失效的连接请求报文段突然又传送到服务器，导致错误的连接建立。如果没有三次握手，当客户端发送的第一个连接请求报文段在网络中长时间滞留，客户端可能已经放弃该请求并重新发送新的连接请求，而滞留的报文段到达服务器后，服务器会误以为是新的连接请求，从而建立一个错误的连接。2.比较TCP和UDP的优缺点。答案：TCP的优点：可靠传输：TCP采用确认机制、超时重传、滑动窗口等机制，能够保证数据在传输过程中不丢失、不重复、按序到达，适用于对数据准确性要求高的场景，如文件传输、网页浏览等。流量控制：通过滑动窗口机制，TCP可以根据接收方的缓存大小动态调整发送方的发送速率，避免接收方因缓存溢出而丢失数据。拥塞控制：TCP具有拥塞控制机制，能够根据网络拥塞情况动态调整发送窗口大小，避免网络拥塞，提高网络资源的利用率。TCP的缺点：传输效率低：由于TCP需要建立连接、进行确认和重传等操作，会带来一定的开销，导致传输效率相对较低，不适合对实时性要求高的场景。实现复杂：TCP的可靠传输、流量控制和拥塞控制等机制使得其实现较为复杂，需要消耗更多的系统资源。UDP的优点：传输速度快：UDP是无连接的协议，不需要建立连接和释放连接的过程，开销小，传输速度快，能及时响应实时数据的传输需求，适用于对实时性要求高的场景，如实时视频、音频流等。实现简单：UDP的协议结构简单，没有复杂的确认和重传机制，实现起来相对容易，对系统资源的消耗较少。UDP的缺点：不可靠传输：UDP不保证数据的可靠传输，可能会出现数据丢失、重复或乱序的情况，不适合对数据准确性要求高的场景。没有流量控制和拥塞控制：UDP没有流量控制和拥塞控制机制，可能会导致网络拥塞，影响其他用户的正常使用。3.简述UDP协议的特点。答案：UDP协议具有以下特点：无连接：在传输数据之前，不需要建立连接，发送方直接将数据报发送出去，接收方直接接收数据报，省去了建立和释放连接的开销，提高了传输效率。不可靠传输：UDP不保证数据一定能正确到达接收方，也不保证数据的顺序。如果数据在传输过程中丢失、重复或乱序，UDP不会进行重传和排序等操作。面向报文：UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界，在添加首部后直接发送出去。接收方收到UDP数据报后，去除首部就将报文原封不动地交付给应用层。没有拥塞控制：UDP没有拥塞控制机制，发送方不会根据网络拥塞情况调整发送速率。这可能会导致在网络拥塞时，UDP数据报仍然不断发送，进一步加剧网络拥塞。首部开销小：UDP数据报首部只有8个字节，包括源端口号、目的端口号、长度和检验和字段，相比TCP首部的开销要小得多。支持多播和广播：UDP可以将数据报发送给多个接收方（多播）或网络中的所有主机（广播），适用于一些需要向多个目标发送数据的场景。4.解释TCP拥塞控制中的慢开始和拥塞避免算法。答案：慢开始算法基本思想：在开始发送数据时，将拥塞窗口cwnd（CongestionWindow）初始化为一个较小的值（通常为1个最大报文段MSS）。然后每收到一个对新的报文段的确认后，拥塞窗口大小就增加一个MSS。这样，拥塞窗口大小会以指数形式增长。算法过程：当发送方开始发送数据时，将cwnd初始化为1个MSS。假设当前发送方的发送窗口等于拥塞窗口（忽略接收方窗口的限制），则发送方可以发送1个MSS的数据。当收到接收方对这1个MSS数据的确认后，cwnd增加到2个MSS，此时发送方可以发送2个MSS的数据。再次收到确认后，cwnd增加到4个MSS，以此类推，拥塞窗口呈指数增长。慢开始门限：为了避免拥塞窗口增长过快导致网络拥塞，引入了慢开始门限ssthresh（SlowStartThreshold）。当拥塞窗口cwnd小于慢开始门限时，使用慢开始算法；当cwnd大于等于慢开始门限时，停止使用慢开始算法，改用拥塞避免算法。拥塞避免算法基本思想：当拥塞窗口cwnd增长到慢开始门限ssthresh时，不再以指数形式增长，而是每收到一个对新的报文段的确认后，将拥塞窗口大小增加1/cwnd个MSS，这样拥塞窗口大小以线性形式增长，避免网络拥塞。算法过程：当cwnd达到ssthresh后，每收到一个确认，cwnd增加1/cwnd个MSS。例如，当cwnd=8个MSS时，每收到一个确认，cwnd增加1/8个MSS。这样，拥塞窗口的增长速度会变得缓慢，逐渐逼近网络的最大承载能力，从而避免因窗口增长过快而导致网络拥塞。拥塞处理：当发生超时事件时，说明网络可能出现拥塞，此时将慢开始门限ssthresh设置为当前拥塞窗口cwnd的一半，同时将拥塞窗口cwnd重新设置为1个MSS，重新开始慢开始算法。五、综合应用题1.假设主机A向主机B发送一个UDP数据报，UDP首部中的源端口号为5000，目的端口号为80，数据部分长度为100字节。请计算该UDP数据报的总长度，并分析接收方如何根据端口号将数据交付给相应的应用进程。答案：计算UDP数据报的总长度UDP数据报由首部和数据部分组成。UDP首部长度固定为8个字节，已知数据部分长度为100字节。所以UDP数据报的总长度=首部长度+数据部分长度=8+100=108字节。接收方根据端口号将数据交付给相应的应用进程的过程接收方的网络层将接收到的UDP数据报从IP数据报中提取出来，交给传输层处理。传输层检查UDP数据报首部中的目的端口号。在这个例子中，目的端口号为80。接收方的操作系统会维护一个端口号与应用进程的映射表。当传输层发现目的端口号为80时，会在映射表中查找与端口号80对应的应用进程。通常，端口号80是HTTP服务器默认使用的端口号，所以操作系统会将该UDP数据报的数据部分交付给运行在端口80上的HTTP服务器应用进程。这样，应用进程就可以对收到的数据进行进一步的处理。2.已知TCP连接中，发送方的初始拥塞窗口cwnd=1个MSS，慢开始门限ssthresh=16个MSS。发送方在发送数据过程中，依次收到了以下事件：收到3个对新的报文段的确认。发生超时事件。又收到