计算机网络第五章课后答案.docx
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第五章
5—01试说明运输层在协议栈中的地位和作用,运输层的通信
和网络层的通信有什么重要区别?
为什么运输层是必不可少
的?
答:
运输层处于面向通信部分的最高层,同时也是用户功能中
的最低层,向它上面的应用层提供服务
运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信,但网络层是为
主机之间提供逻辑通信(面向主机,承担路由功能,即主机寻
址及有效的分组交换)。
各种应用进程之间通信需要“可靠或尽力而为”的两类服务质
量,必须由运输层以复用和分用的形式加载到网络层。
5—02网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何
影响?
答:
网络层提供数据报或虚电路服务不影响上面的运输层的运
行机制。
但提供不同的服务质量。
5—03当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时,这
种传输是面向连接的还是面向无连接的?
答:
都是。
这要在不同层次来看,在运输层是面向连接的,在
网络层则是无连接的。
5—04试用画图解释运输层的复用。
画图说明许多个运输用户
复用到一条运输连接上,而这条运输连接有复用到IP数据报
上。
5—05试举例说明有些应用程序愿意采用不可靠的UDP,而
不用采用可靠的TCP。
答:
VOIP:
由于语音信息具有一定的冗余度,人耳对VOIP
数据报损失由一定的承受度,但对传输时延的变化较敏感。
有差错的UDP数据报在接收端被直接抛弃,TCP数据报出错
则会引起重传,可能带来较大的时延扰动。
因此VOIP宁可采
用不可靠的UDP,而不愿意采用可靠的TCP。
5—06接收方收到有差错的UDP用户数据报时应如何处理?
答:
丢弃
5—07如果应用程序愿意使用UDP来完成可靠的传输,这可
能吗?
请说明理由
答:
可能,但应用程序中必须额外提供与TCP相同的功能。
5—08为什么说UDP是面向报文的,而TCP是面向字节流
的?
答:
发送方UDP对应用程序交下来的报文,在添加首部后就
向下交付IP层。
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。
接收方UDP对IP层交上来的UDP用户数据报,在去除首
部后就原封不动地交付上层的应用进程,一次交付一个完整的
报文。
发送方TCP对应用程序交下来的报文数据块,视为无结构的
字节流(无边界约束,课分拆/合并),但维持各字节
5—09端口的作用是什么?
为什么端口要划分为三种?
答:
端口的作用是对TCP/IP体系的应用进程进行统一的标志,
使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信。
熟知端口,数值一般为0~1023.标记常规的服务进程;登记端
口号,数值为1024~49151,标记没有熟知端口号的非常规的
服务进程;
5—10试说明运输层中伪首部的作用。
答:
用于计算运输层数据报校验和。
5—11某个应用进程使用运输层的用户数据报UDP,然而继
续向下交给IP层后,又封装成IP数据报。
既然都是
数据报,可否跳过UDP而直接交给IP层?
哪些功能UDP提
供了但IP没提提供?
答:
不可跳过UDP而直接交给IP层
IP数据报IP报承担主机寻址,提供报头检错;只能找到目的
主机而无法找到目的进程。
UDP提供对应用进程的复用和分用功能,以及提供对数据差
分的差错检验。
5—12一个应用程序用UDP,到IP层把数据报在划分为4个
数据报片发送出去,结果前两个数据报片丢失,后两个到达目
的站。
过了一段时间应用程序重传UDP,而IP层仍然划分为
4个数据报片来传送。
结果这次前两个到达目的站而后两个丢
失。
试问:
在目的站能否将这两次传输的4个数据报片组装成
完整的数据报?
假定目的站第一次收到的后两个数据报片仍
然保存在目的站的缓存中。
答:
不行
重传时,IP数据报的标识字段会有另一个标识符。
仅当标识
符相同的IP数据报片才能组装成一个IP数据报。
前两个IP数据报片的标识符与后两个IP数据报片的标识符不
同,因此不能组装成一个IP数据报。
5—14一UDP用户数据报的首部十六进制表示是:
063200
45001CE217.试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、
数据部分长度。
这个用户数据报是从客户发送给服务器发送给
客户?
使用UDP的这个服务器程序是什么?
解:
源端口1586,目的端口69,UDP用户数据报总长度28
字节,数据部分长度20字节。
此UDP用户数据报是从客户发给服务器(因为目的端口号
<1023,是熟知端口)、服务器程序是TFFTP。
5—15使用TCP对实时话音数据的传输有没有什么问题?
使
用UDP在传送数据文件时会有什么问题?
答:
如果语音数据不是实时播放(边接受边播放)就可以使用
TCP,因为TCP传输可靠。
接收端用TCP讲话音数据接受完
毕后,可以在以后的任何时间进行播放。
但假定是实时传输,
则必须使用UDP。
UDP不保证可靠交付,但UCP比TCP的开销要小很多。
因
此只要应用程序接受这样的服务质量就可以使用UDP。
5—16在停止等待协议中如果不使用编号是否可行?
为什
么?
答:
分组和确认分组都必须进行编号,才能明确哪个分则得到
了确认。
5—17在停止等待协议中,如果收到重复的报文段时不予理睬
(即悄悄地丢弃它而其他什么也没做)是否可行?
试举出具体
的例子说明理由。
答:
收到重复帧不确认相当于确认丢失
5—18假定在运输层使用停止等待协议。
发送发在发送报文段
M0后再设定的时间内未收到确认,于是重传M0,但M0又
迟迟不能到达接收方。
不久,发送方收到了迟到的对M0的确
认,于是发送下一个报文段M1,不久就收到了对M1的确认。
接着发送方发送新的报文段M0,但这个新的M0在传送过程
中丢失了。
正巧,一开始就滞留在网络中的M0现在到达接收
方。
接收方无法分辨M0是旧的。
于是收下M0,并发送确认。
显然,接收方后来收到的M0是重复的,协议失败了。
试画出类似于图5-9所示的双方交换报文段的过程。
答:
旧的M0被当成新的M0。
5—22主机A向主机B发送一个很长的文件,其长度为L字
节。
假定TCP使用的MSS有1460字节。
(1)在TCP的序号不重复使用的条件下,L的最大值是多少?
(2)假定使用上面计算出文件长度,而运输层、网络层和数
据链路层所使用的首部开销共66字节,链路的数据率为
10Mb/s,试求这个文件所需的最短发送时间。
解:
(1)L_max的最大值是2^32=4GB,G=2^30.
(2)满载分片数Q={L_max/MSS}取整=2941758发送的总报文
数
N=Q*(MSS+66)+{(L_max-Q*MSS)
+66}=4489122708+682=4489123390
总字节数是N=4489123390字节,发送4489123390字节需时
间为:
N*8/(10*10^6)=3591.3秒,即59.85分,约1小时。
5—23主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段,其序号
分别为70和100。
试问:
(1)第一个报文段携带了多少个字节的数据?
(2)主机B收到第一个报文段后发回的确认中的确认号应当
是多少?
(3)如果主机B收到第二个报文段后发回的确认中的确认号
是180,试问A发送的第二个报文段中的数据有多少字节?
(4)如果A发送的第一个报文段丢失了,但第二个报文段到
达了B。
B在第二个报文段到达后向A发送确认。
试问这个
确认号应为多少?
解:
(1)第一个报文段的数据序号是70到99,共30字节的
数据。
(2)确认号应为100.
(3)80字节。
(4)70
5—25为什么在TCP首部中要把TCP端口号放入最开始的4
个字节?
答:
在ICMP的差错报文中要包含IP首部后面的8个字节的
内容,而这里面有TCP首部中的源端口和目的端口。
当TCP
收到ICMP差错报文时需要用这两个端口来确定是哪条连接
出了差错。
5—26为什么在TCP首部中有一个首部长度字段,而UDP的
首部中就没有这个这个字段?
答:
TCP首部除固定长度部分外,还有选项,因此TCP首部
长度是可变的。
UDP首部长度是固定的。
5—27一个TCP报文段的数据部分最多为多少个字节?
为什
么?
如果用户要传送的数据的字节长度超过TCP报文
字段中的序号字段可能编出的最大序号,问还能否用TCP来
传送?
答:
65495字节,此数据部分加上TCP首部的20字节,再加
上IP首部的20字节,正好是IP数据报的最大长度65535.(当
然,若IP首部包含了选择,则IP首部长度超过20字节,
这时TCP报文段的数据部分的长度将小于65495字节。
)
数据的字节长度超过TCP报文段中的序号字段可能编出的最
大序号,通过循环使用序号,仍能用TCP来传送。
5—28主机A向主机B发送TCP报文段,首部中的源端口是
m而目的端口是n。
当B向A发送回信时,其TCP报文段的
首部中源端口和目的端口分别是什么?
答:
分别是n和m。
5—29在使用TCP传送数据时,如果有一个确认报文段丢失
了,也不一定会引起与该确认报文段对应的数据的重传。
试说
明理由。
答:
还未重传就收到了对更高序号的确认。
5—30设TCP使用的最大窗口为65535字节,而传输信道不
产生差错,带宽也不受限制。
若报文段的平均往返时延为
20ms,问所能得到的最大吞吐量是多少?
答:
在发送时延可忽略的情况下,最大数据率=最大窗口*8/
平均往返时间=26.2Mb/s。
5—31通信信道带宽为1Gb/s,端到端时延为10ms。
TCP的
发送窗口为65535字节。
试问:
可能达到的最大吞吐量是多少?
信道的利用率是多少?
答:
L=65536×8+40×8=524600
C=109b/s
L/C=0.0005246s
Td=10×10-3s
0.02104864
Throughput=L/(L/C+2×Td)=524600/0.0205246=25.5Mb/s
Efficiency=(L/C)//(L/C+2×D)=0.0255
最大吞吐量为25.5Mb/s。
信道利用率为25.5/1000=2.55%
5—35试计算一个包括5段链路的运输连接的单程端到端时
延。
5段链路程中有2段是卫星链路,有3段是广域网链路。
每条卫星链路又由上行链路和下行链路两部分组成。
可以取这
两部分的传播时延之和为250ms。
每一个广域网的范围为
1500km,其传播时延可按150000km/s来计算。
各数据链路
速率为48kb/s,帧长为960位。
答:
5段链路的传播时延=250*2+(1500/150000)
*3*1000=530ms
5段链路的发送时延=960/(48*1000)*5*1000=100ms
所以5段链路单程端到端时延=530+100=630ms
5—36重复5-35题,但假定其中的一个陆地上的广域网的传
输时延为150ms。
答:
760ms
5—45解释为什么突然释放运输连接就可能会丢失用户数据,
而使用TCP的连接释放方法就可保证不丢失数据。
答:
当主机1和主机2之间连接建立后,主机1发送了一个
TCP数据段并正确抵达主机2,接着主机1发送另一个TCP
数据段,这次很不幸,主机2在收到第二个TCP数据段之前
发出
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