計算機網(wǎng)絡(luò)第五章課后答案

1、第五章501 試說明運輸層在協(xié)議棧中的地位和作用，運輸層的通信和網(wǎng)絡(luò)層的通信有什么重要區(qū)別？為什么運輸層是必不可少的？答：運輸層處于面向通信部分的最高層，同時也是用戶功能中的最低層，向它上面的應(yīng)用層提供服務(wù)運輸層為應(yīng)用進程之間提供端到端的邏輯通信，但網(wǎng)絡(luò)層是為主機之間提供邏輯通信（面向主機，承擔路由功能，即主機尋址及有效的分組交換）。各種應(yīng)用進程之間通信需要“ 可靠或盡力而為” 的兩類服務(wù)質(zhì)量，必須由運輸層以復(fù)用和分用的形式加載到網(wǎng)絡(luò)層。502 網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)報或虛電路服務(wù)對上面的運輸層有何影響？答：網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)報或虛電路服務(wù)不影響上面的運輸層的運行機制。但提供不同的服務(wù)質(zhì)量。503 當應(yīng)用

2、程序使用面向連接的TCP 和無連接的IP 時，這種傳輸是面向連接的還是面向無連接的？答：都是。這要在不同層次來看，在運輸層是面向連接的，在網(wǎng)絡(luò)層則是無連接的。504 試用畫圖解釋運輸層的復(fù)用。畫圖說明許多個運輸用戶復(fù)用到一條運輸連接上，而這條運輸連接有復(fù)用到IP 數(shù)據(jù)報上。505 試舉例說明有些應(yīng)用程序愿意采用不可靠的UDP ，而不用采用可靠的TCP 。答：VOIP：由于語音信息具有一定的冗余度，人耳對VOIP數(shù)據(jù)報損失由一定的承受度，但對傳輸時延的變化較敏感。有差錯的UDP 數(shù)據(jù)報在接收端被直接拋棄，TCP 數(shù)據(jù)報出錯則會引起重傳，可能帶來較大的時延擾動。因此VOIP寧可采用不可靠的UDP，

3、而不愿意采用可靠的 TCP 。506 接收方收到有差錯的UDP用戶數(shù)據(jù)報時應(yīng)如何處理？答：丟棄507 如果應(yīng)用程序愿意使用UDP 來完成可靠的傳輸，這可能嗎？請說明理由答：可能，但應(yīng)用程序中必須額外提供與TCP 相同的功能。508 為什么說UDP 是面向報文的，而TCP 是面向字節(jié)流的？答：發(fā)送方 UDP 對應(yīng)用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付 IP 層。UDP 對應(yīng)用層交下來的報文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報文的邊界。接收方 UDP 對 IP 層交上來的 UDP 用戶數(shù)據(jù)報，在去除首部后就原封不動地交付上層的應(yīng)用進程，一次交付一個完整的報文。發(fā)送方TCP 對應(yīng)用程序交下來的報

4、文數(shù)據(jù)塊，視為無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流（無邊界約束，課分拆/合并），但維持各字節(jié)509 端口的作用是什么？為什么端口要劃分為三種？答：端口的作用是對TCP/IP體系的應(yīng)用進程進行統(tǒng)一的標志，使運行不同操作系統(tǒng)的計算機的應(yīng)用進程能夠互相通信。熟知端口，數(shù)值一般為 01023.標記常規(guī)的服務(wù)進程；登記端口號，數(shù)值為1024 49151，標記沒有熟知端口號的非常規(guī)的服務(wù)進程；510 試說明運輸層中偽首部的作用。答：用于計算運輸層數(shù)據(jù)報校驗和。511 某個應(yīng)用進程使用運輸層的用戶數(shù)據(jù)報UDP，然而繼續(xù)向下交給IP 層后，又封裝成IP 數(shù)據(jù)報。既然都是數(shù)據(jù)報，可否跳過UDP而直接交給IP 層？哪些功能UDP提供了

5、但IP 沒提提供？答：不可跳過UDP而直接交給 IP 層IP 數(shù)據(jù)報IP 報承擔主機尋址，提供報頭檢錯；只能找到目的主機而無法找到目的進程。UDP提供對應(yīng)用進程的復(fù)用和分用功能，以及提供對數(shù)據(jù)差分的差錯檢驗。512 一個應(yīng)用程序用UDP，到 IP 層把數(shù)據(jù)報在劃分為4 個數(shù)據(jù)報片發(fā)送出去，結(jié)果前兩個數(shù)據(jù)報片丟失，后兩個到達目的站。過了一段時間應(yīng)用程序重傳 UDP，而 IP 層仍然劃分為4 個數(shù)據(jù)報片來傳送。結(jié)果這次前兩個到達目的站而后兩個丟失。試問：在目的站能否將這兩次傳輸?shù)? 個數(shù)據(jù)報片組裝成完整的數(shù)據(jù)報？假定目的站第一次收到的后兩個數(shù)據(jù)報片仍然保存在目的站的緩存中。答：不行重傳時，IP 數(shù)

6、據(jù)報的標識字段會有另一個標識符。僅當標識符相同的IP 數(shù)據(jù)報片才能組裝成一個IP 數(shù)據(jù)報。前兩個IP 數(shù)據(jù)報片的標識符與后兩個IP 數(shù)據(jù)報片的標識符不同，因此不能組裝成一個IP 數(shù)據(jù)報。514 一UDP 用戶數(shù)據(jù)報的首部十六進制表示是：06 32 0045 00 1C E2 17. 試求源端口、目的端口、用戶數(shù)據(jù)報的總長度、數(shù)據(jù)部分長度。這個用戶數(shù)據(jù)報是從客戶發(fā)送給服務(wù)器發(fā)送給客戶？使用UDP的這個服務(wù)器程序是什么？解：源端口1586，目的端口69，UDP用戶數(shù)據(jù)報總長度28字節(jié)，數(shù)據(jù)部分長度20字節(jié)。此UDP 用戶數(shù)據(jù)報是從客戶發(fā)給服務(wù)器（因為目的端口號<1023，是熟知端口）、服務(wù)器

7、程序是TFFTP 。515 使用TCP 對實時話音數(shù)據(jù)的傳輸有沒有什么問題？使用UDP 在傳送數(shù)據(jù)文件時會有什么問題？答：如果語音數(shù)據(jù)不是實時播放（邊接受邊播放）就可以使用TCP ，因為TCP 傳輸可靠。接收端用TCP 講話音數(shù)據(jù)接受完畢后，可以在以后的任何時間進行播放。但假定是實時傳輸，則必須使用UDP。UDP不保證可靠交付，但 UCP 比TCP 的開銷要小很多。因此只要應(yīng)用程序接受這樣的服務(wù)質(zhì)量就可以使用UDP。516 在停止等待協(xié)議中如果不使用編號是否可行？為什么？答: 分組和確認分組都必須進行編號，才能明確哪個分則得到了確認。517 在停止等待協(xié)議中，如果收到重復(fù)的報文段時不予理睬（即

8、悄悄地丟棄它而其他什么也沒做）是否可行？試舉出具體的例子說明理由。答：收到重復(fù)幀不確認相當于確認丟失518 假定在運輸層使用停止等待協(xié)議。發(fā)送發(fā)在發(fā)送報文段M0后再設(shè)定的時間內(nèi)未收到確認，于是重傳M0，但M0又遲遲不能到達接收方。不久，發(fā)送方收到了遲到的對M0的確認，于是發(fā)送下一個報文段M1，不久就收到了對 M1的確認。接著發(fā)送方發(fā)送新的報文段M0，但這個新的 M0在傳送過程中丟失了。正巧，一開始就滯留在網(wǎng)絡(luò)中的M0現(xiàn)在到達接收方。接收方無法分辨 M0是舊的。于是收下 M0，并發(fā)送確認。顯然，接收方后來收到的M0是重復(fù)的，協(xié)議失敗了。試畫出類似于圖5-9 所示的雙方交換報文段的過程。答：舊的M

9、0被當成新的M0。522 主機A 向主機B 發(fā)送一個很長的文件，其長度為L 字節(jié)。假定TCP 使用的MSS有1460字節(jié)。（1）在 TCP 的序號不重復(fù)使用的條件下，L 的最大值是多少？（2）假定使用上面計算出文件長度，而運輸層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層所使用的首部開銷共 66 字節(jié)，鏈路的數(shù)據(jù)率為10Mb/s，試求這個文件所需的最短發(fā)送時間。解 ：（1）L_max 的最大值是232=4GB,G=230.(2) 滿載分片數(shù)Q=L_max/MSS取整=2941758發(fā)送的總報文數(shù)N=Q*(MSS+66)+ （ L_max - Q*MSS ）+66=4489122708+682=4489123390總字

10、節(jié)數(shù)是N=4489123390字節(jié)，發(fā)送4489123390字節(jié)需時間為：N*8/（10*106）=3591.3秒，即59.85分，約1 小時。523 主機A 向主機B 連續(xù)發(fā)送了兩個TCP 報文段，其序號分別為70和100。試問：（1）第一個報文段攜帶了多少個字節(jié)的數(shù)據(jù)？（2）主機 B 收到第一個報文段后發(fā)回的確認中的確認號應(yīng)當是多少？（3）如果主機 B 收到第二個報文段后發(fā)回的確認中的確認號是180，試問A 發(fā)送的第二個報文段中的數(shù)據(jù)有多少字節(jié)？（4）如果 A 發(fā)送的第一個報文段丟失了，但第二個報文段到達了B。B 在第二個報文段到達后向A 發(fā)送確認。試問這個確認號應(yīng)為多少？解 ：（1）第一

11、個報文段的數(shù)據(jù)序號是70到99，共30字節(jié)的數(shù)據(jù)。（2）確認號應(yīng)為100.（3）80字節(jié)。（4）70525 為什么在TCP 首部中要把TCP 端口號放入最開始的4個字節(jié)？答：在ICMP 的差錯報文中要包含IP 首部后面的8 個字節(jié)的內(nèi)容，而這里面有TCP 首部中的源端口和目的端口。當TCP收到ICMP 差錯報文時需要用這兩個端口來確定是哪條連接出了差錯。526 為什么在TCP 首部中有一個首部長度字段，而UDP 的首部中就沒有這個這個字段？答：TCP 首部除固定長度部分外，還有選項，因此TCP 首部長度是可變的。UDP首部長度是固定的。527 一個TCP 報文段的數(shù)據(jù)部分最多為多少個字節(jié)？為什

12、么？如果用戶要傳送的數(shù)據(jù)的字節(jié)長度超過TCP 報文字段中的序號字段可能編出的最大序號，問還能否用TCP 來傳送？答：65495 字節(jié)，此數(shù)據(jù)部分加上 TCP首部的20字節(jié)，再加上IP 首部的20字節(jié)，正好是IP 數(shù)據(jù)報的最大長度65535.（當然，若IP 首部包含了選擇，則IP 首部長度超過 20字節(jié)，這時TCP 報文段的數(shù)據(jù)部分的長度將小于65495 字節(jié)。）數(shù)據(jù)的字節(jié)長度超過TCP 報文段中的序號字段可能編出的最大序號，通過循環(huán)使用序號，仍能用TCP 來傳送。528 主機A 向主機B 發(fā)送TCP 報文段，首部中的源端口是m 而目的端口是n。當B 向A 發(fā)送回信時，其TCP 報文段的首部中源

13、端口和目的端口分別是什么？答：分別是n 和m。529 在使用TCP 傳送數(shù)據(jù)時，如果有一個確認報文段丟失了，也不一定會引起與該確認報文段對應(yīng)的數(shù)據(jù)的重傳。試說明理由。答：還未重傳就收到了對更高序號的確認。530 設(shè)TCP 使用的最大窗口為65535 字節(jié)，而傳輸信道不產(chǎn)生差錯，帶寬也不受限制。若報文段的平均往返時延為20ms，問所能得到的最大吞吐量是多少?答：在發(fā)送時延可忽略的情況下，最大數(shù)據(jù)率= 最大窗口*8/平均往返時間=26.2Mb/s。531 通信信道帶寬為1Gb s ，端到端時延為 10ms。TCP 的發(fā)送窗口為65535 字節(jié)。試問:可能達到的最大吞吐量是多少?信道的利用率是多少?

14、答：L=65536×8+40×8=524600C=109b/sL/C=0.0005246sTd=10×10-3s0.02104864Throughput=L/(L/C+2×Td)=524600/0.0205246=25.5Mb/sEfficiency=(L/C)/(L/C+2×D)=0.0255最大吞吐量為25.5Mb/s 。信道利用率為25.5/1000=2.55%535 試計算一個包括5 段鏈路的運輸連接的單程端到端時延。5 段鏈路程中有2 段是衛(wèi)星鏈路，有3 段是廣域網(wǎng)鏈路。每條衛(wèi)星鏈路又由上行鏈路和下行鏈路兩部分組成?？梢匀∵@兩部分的傳

15、播時延之和為 250ms 。每一個廣域網(wǎng)的范圍為1500km，其傳播時延可按150000kms 來計算。各數(shù)據(jù)鏈路速率為48kbs ，幀長為960 位。答：5 段鏈路的傳播時延=250*2+ （1500/150000 ）*3*1000=530ms5 段鏈路的發(fā)送時延=960/（48*1000）*5*1000=100ms所以5 段鏈路單程端到端時延=530+100=630ms536 重復(fù)5-35題，但假定其中的一個陸地上的廣域網(wǎng)的傳輸時延為150ms 。答：760ms545 解釋為什么突然釋放運輸連接就可能會丟失用戶數(shù)據(jù)，而使用TCP 的連接釋放方法就可保證不丟失數(shù)據(jù)。答：當主機1 和主機2 之

16、間連接建立后，主機1 發(fā)送了一個TCP 數(shù)據(jù)段并正確抵達主機2，接著主機1 發(fā)送另一個TCP數(shù)據(jù)段，這次很不幸，主機2 在收到第二個TCP 數(shù)據(jù)段之前發(fā)出了釋放連接請求，如果就這樣突然釋放連接，顯然主機1發(fā)送的第二個TCP 報文段會丟失。而使用TCP 的連接釋放方法，主機2 發(fā)出了釋放連接的請求，那么即使收到主機1 的確認后，只會釋放主機2 到主機1 方向的連接，即主機2 不再向主機1 發(fā)送數(shù)據(jù)，而仍然可接受主機1 發(fā)來的數(shù)據(jù)，所以可保證不丟失數(shù)據(jù)。546 試用具體例子說明為什么在運輸連接建立時要使用三次握手。說明如不這樣做可能會出現(xiàn)什么情況。答：3 次握手完成兩個重要的功能，既要雙方做好發(fā)送

17、數(shù)據(jù)的準備工作（雙方都知道彼此已準備好），也要允許雙方就初始序列號進行協(xié)商，這個序列號在握手過程中被發(fā)送和確認。假定B 給A 發(fā)送一個連接請求分組，A 收到了這個分組，并發(fā)送了確認應(yīng)答分組。按照兩次握手的協(xié)定，A 認為連接已經(jīng)成功地建立了，可以開始發(fā)送數(shù)據(jù)分組?？墒?，B 在A 的應(yīng)答分組在傳輸中被丟失的情況下，將不知道 A 是否已準備好，不知道A 建議什么樣的序列號，B 甚至懷疑A 是否收到自己的連接請求分組，在這種情況下，B 認為連接還未建立成功，將忽略A 發(fā)來的任何數(shù)據(jù)分組，只等待連接確認應(yīng)答分組。而A 發(fā)出的分組超時后，重復(fù)發(fā)送同樣的分組。這樣就形成了死鎖。部分題目還有另外的答案，僅供參

18、考：5-01 試說明運輸層在協(xié)議棧中的地位和作用。運輸層的通信和網(wǎng)絡(luò)層的通信有什么重要的區(qū)別？為什么運輸層是必不可少的？運輸層是七層模型中最重要最關(guān)鍵的一層，是唯一負責總體數(shù)據(jù)傳輸和控制的一層。運輸層要達到兩個主要目的：第一提供可靠的端到端的通信；第二，向會話層提供獨立于網(wǎng)絡(luò)的運輸服務(wù)。在討論為實現(xiàn)這兩個目標所應(yīng)具有的功能之前，先考察一下運輸層所處的地位。首先，運輸層之上的會話層、表示層及應(yīng)用層均不包含任何數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，而網(wǎng)絡(luò)層又不一定需要保證發(fā)送站的數(shù)據(jù)可靠地送至目的站；其次會話層不必考慮實際網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、屬性、連接方式等實現(xiàn)的細節(jié)。根據(jù)運輸層在七層模型中的目的和地位，它的主要功能是對一個進

19、行的對話或連接提供可靠的傳輸服務(wù)；在通向網(wǎng)絡(luò)的單一物理連接上實現(xiàn)該連接的利用復(fù)用；在單一連接上進行端到端的序號及流量控制；進行端到端的差錯控制及恢復(fù)；提供運輸層的其它服務(wù)等。運輸層反映并擴展了網(wǎng)絡(luò)層子系統(tǒng)的服務(wù)功能，并通過運輸層地址提供給高層用戶傳輸數(shù)據(jù)的通信端口，使系統(tǒng)間高層資源的共享不必考慮數(shù)據(jù)通信方面的問題。運輸層的最終目標是為用戶提供有效、可靠和價格合理的服務(wù)。圖. 給出了運輸層與網(wǎng)絡(luò)層、運輸服務(wù)用戶三者之間的關(guān)系。在一個系統(tǒng)中，運輸實體通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與其它運輸實體通信，向運輸層用戶（可以是應(yīng)用進程，也可以是會話層協(xié)議）提供運輸服務(wù)。運輸層的服務(wù)包括的內(nèi)容有：服務(wù)的類型、服務(wù)的等級、數(shù)據(jù)

20、運輸、用戶接口、連接管理、快速數(shù)據(jù)運輸、狀態(tài)報告、安全保密等。可以把運輸層看做公交車的調(diào)度，而網(wǎng)絡(luò)層只是負責運輸乘客而已5.3. 當應(yīng)用程序使用面向連接的TCP 和無連接的IP 時，這種傳輸是面向連接的還是無連接的？TCP/IP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)層是無連接的（數(shù)據(jù)包只管往網(wǎng)上發(fā)，如何傳輸和到達以及是否到達由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來管理）。而" 端口" ，是傳輸層的內(nèi)容，是面向連接的。協(xié)議里面低于1024的端口都有確切的定義，它們對應(yīng)著因特網(wǎng)上常見的一些服務(wù)。5.5. 試舉例說明有些應(yīng)用程序愿意采用不可的UDP ，而不愿意采用可靠的TCP 。UDP主要用于那些面向查詢- 應(yīng)答的服務(wù)，例如NFS 。

21、相對于FTP 或Telnet，這些服務(wù)需要交換的信息量較小。使用UDP的服務(wù)包括NTP（網(wǎng)落時間協(xié)議）和DNS（DNS也使用TCP ）。UDP 是無連接的，即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接。UDP 使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，同時也不使用擁塞控制。UDP 是面向報文的。UDP 沒有擁塞控制，很適合多媒體通信的要求。 UDP 支持一對一、一對多、多對一和多對多的交互通信。UDP 的首部開銷小，只有 8 個字節(jié)。UDP 在數(shù)據(jù)傳送之前不需要先建立連接。原地主機的運輸層在收到UDP 報文之后，不需要給出任何確認。雖然UDP不提供可靠的交付，但在某種情況下UDP 是一種最有效的工作方式。TCP

22、則提供面向連接的服務(wù)。在傳送數(shù)據(jù)之前必須建立連接，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束之后要釋放連接。TCP 不提供廣播或多播服務(wù)。由于 TCP 要提供可靠的、面向連接的運輸服務(wù)，因此不可避免的增加了許多的開銷，如確認、流量控制、計時器以及連接管理等。這部僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的手不增大了很多、還要占用許多的處理及資源。5.9. 端口的作用是什么？為什么端口號要劃分為三種？一臺擁有IP 地址的主機可以提供許多服 務(wù)，比如web 服務(wù)ftp 服務(wù)和smtp 服務(wù)等，這些服務(wù)完全可以通過1 個IP 地址來實現(xiàn)。那么，主機是怎樣區(qū)分不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)呢？顯然不能只靠IP 地址，因為IP 地址與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的關(guān)系是一對多的關(guān)系。實際上是通

23、過“IP 地址+端口號”來區(qū)分不同的服務(wù)的。因此客戶在發(fā)起通信請求時，必須先知道對方服務(wù)器的IP 地址和端口號因此可將運輸層的端口號分為下面幾類。（1）公認端口（Well Known Ports）： 從 0 到1023，它們緊密綁定（bindin g ）于一些服務(wù)。通常這些端口的通訊明確表明了某種服務(wù)的協(xié)議。例如：80端口實際上總是HTTP 通訊。（2）注冊端口（Registered Ports）： 從 1024到49151。它們松散地綁定于一些服務(wù)。也就是說有許多服務(wù)綁定于這些端口，這些端口同樣用于許多其它目的。許多系統(tǒng)處理動態(tài)端口從1024左右開始。（3）動態(tài)和/或私有端口（Dynamicand /