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文檔簡介
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 /
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