白话计算机网络-计算机网络考研辅导 习题及答案 ch05传输层

第5章传输层

L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】选解

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()0

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MSSKKB,RTT二5ms,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()o

A.25msB.30msC.160msD.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(cwnc,rwnd)o先分析cwnd,在5个RTT轮次后,cwnd达到32KB,如

表5-3所示。

表5-3cwnd

RTTt=0t=lt=2t=3t=4t=5

cwnd12481632

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r^d=64-31=33KBo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32K第

所以最少的时间是经过5个RTT轮次，RTT的值是5ms,5X5=25ms。

3.12016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=200mso

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ICP连接建立过程中，H3收到的S发送过来的第二次握手ICP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，门限俏是32KB,在此阶段，每返

回一个确认，cwndin1,即cwnd=cwnd+1。

第1轮：c\\Tid=l+l=2a

第2轮：cwnd=2+l=3»cwnd=3+l=4,>

第3轮：cwnd=4+l=5,cwnd=5+l=6,cwnd=6+l=7,cwnd=7+l=8（>

第4轮：cwnd=8+l=9,……

收到8个确认段后，H3的拥塞窗口大小c\vnd=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2X2=4,跳到4,而是每收到一个ACK,

cwnd加Lcwnd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

8o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

8X2=16。

所以H3的发送窗口大小为min（9,12）=9o

（3）发送方的发送窗口怎么会是0呢？没有超时V3-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.c\vnd),就变为。了，如图5-29所

/J''o

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20X1024=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101o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,卜一个要发送的字节序号是20581o

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。

20KB9(5X200)=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RTTo

1.5X200=300s

报文段

ACK

图5-29报文段传输过程

时间时间

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，井一直有数据发送；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（）o

A.1KBB.8KBC.16KBD.32KB

图中：

RI〜R3为路由器：

Switch为lOOBase-T交换机;

Hub为lOOBgtf-T集线器：

主机Hl〜H4的默认域名服务

器均配置为201.1.1.1.

19716«^7

【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=l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=lo

甲的真实发送窗LI大小应该是min(rwnd=l,cwnd=16)=lo

5.[2014研】主机甲和主机乙已建立了TCP连接，甲始终以MSSKKB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.10KBB.12KBC.14KBD.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5-4cwnd

RTTt12345678910

cwnd12456789101112

发送窗口大小为min(rwnd=10,cwnd=12)=10<>

6.12014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

川通过差错校验，保障可靠数据传输

A.仅IB.仅I、IIC.仅II、IIID.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、2012B.2046、2013

C.2047、2012D,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1913〜2c12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（）0

A.(SYN=0,ACK=0,seq=11221,ack=11221)

B.(SYN=1,ACK=1seq=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（）0

A.300B.500

C.1200D.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。

10.12010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.1000B.2000

C.3000D.4000

【解析】选A。

主机甲发送数据前的拥塞窗口大小为cwnd=40()0,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)=4000o

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+A,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+A)=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100()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。

后沿前沿

后沿前沿

发送窗口

发送窗口毕缩;

1

10001000woo1000I1000100010001000|

已发送，Sn下一个待

SfSn卜一个待

f未确认发送字节

发送字节

图5-31第10题解析图

11.12009研】主机甲与主机乙之间已建立一个T