5-01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(dān)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。

5-03當(dāng)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。
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。

5-05試舉例說明有些應(yīng)用程序愿意采用不可靠的UDP，而不愿意采用可靠的TCP。
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，而不愿意采用可靠的TCP。

5-06 接收方收到有差錯的UDP用戶數(shù)據(jù)報時應(yīng)如何處理？
丟棄，不接收。

5-09端口的作用是什么？為什么端口號要劃分為三種？
端口的作用是對TCP/IP體系的應(yīng)用進程進行統(tǒng)一的標(biāo)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0~1023。標(biāo)記常規(guī)的服務(wù)進程；
登記端口號，數(shù)值為1024~49151，標(biāo)記沒有熟知端口號的非常規(guī)的服務(wù)進程。

5-14一個UDP用戶數(shù)據(jù)報的首部的十六進制表示是：06 32 00 45 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)器還是從服務(wù)器發(fā)送給客戶？使用UDP的這個服務(wù)器程序是什么？
06 32是源端口 十六進制轉(zhuǎn)十進制6*16²+3*16¹+2*16⁰=1586；
00 45是目的端口 十六進制轉(zhuǎn)十進制4*16¹+5*16⁰=69；
00 1c是用戶數(shù)據(jù)包的總長度=16+12=28；
數(shù)據(jù)部分長度為：28-首部長度=28-8=20；
由于目的端口69<1023是熟知端口（服務(wù)器端使用的端口號），因此該UDP數(shù)據(jù)報是從客戶發(fā)給服務(wù)器的，程序是TFFTP。

5-16在停止等待協(xié)議中如果不使用編號是否可行？為什么？
分組和確認(rèn)分組都必須進行編號，才能明確哪個分則得到了確認(rèn)。

5-17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（即悄悄地丟棄它而其他什么也不做）是否可行？試舉出具體例子說明理由。

收到重復(fù)幀不確認(rèn)相當(dāng)于確認(rèn)丟失

5-19試證明：當(dāng)用n比特進行分組的編號時，若接收窗口等于1（即只能按序接收分組），則僅在發(fā)送窗口不超過2n-1時，連續(xù)ARQ協(xié)議才能正確運行。窗口單位是分組。

5-21假定使用連續(xù)ARQ協(xié)議，發(fā)送窗口大小是3，而序號范圍是[0，15]，而傳輸媒體保證在接收方能夠按序收到分組。在某一時刻，在接收方，下一個期望收到的序號是5。試問：
（1）在發(fā)送方的發(fā)送窗口中可能出現(xiàn)的序號組合有哪些？
序號到4為止的分組都已收到。若這些確認(rèn)都已到達(dá)發(fā)送方，則發(fā)送窗口的范圍是[5,7]，假定所有的確認(rèn)都丟失了，發(fā)送方?jīng)]有收到這些確認(rèn)。這時，發(fā)送窗口應(yīng)為[2,4]。因此，發(fā)送窗口可以是[2,4],[3,5],[4,6],[5,7]中的任何一個。
（2）接收方已經(jīng)發(fā)送出的、但在網(wǎng)絡(luò)中（即還未到達(dá)發(fā)送方）的確認(rèn)分組可能有哪些？說明這些確認(rèn)分組是用來確認(rèn)哪些序號的分組。
接收方期望收到序號5的分組，說明序號為2，3，4的分組都已收到，并且發(fā)送了確認(rèn)。對序號為1的分組的確認(rèn)肯定被發(fā)送方收到了，否則發(fā)送方不可能發(fā)送4號分組?？梢姡瑢π蛱?，3，4的分組的確認(rèn)有可能仍滯留在網(wǎng)格中。這些確認(rèn)是用來確認(rèn)序號為2，3，4的分組。

5-23主機A向主機B連續(xù)發(fā)送了兩個TCP報文段，其序號分別是70和100。試問：
（1）第一個報文段攜帶了多少字節(jié)的數(shù)據(jù)？
第一個報文段的數(shù)據(jù)序號是70到99，共30字節(jié)的數(shù)據(jù)。
（2）主機B收到第一個報文段后發(fā)回的確認(rèn)中的確認(rèn)號應(yīng)當(dāng)是多少？
確認(rèn)號應(yīng)為100。當(dāng)報文被接受后排序到99，希望接收第100個字節(jié)，所以發(fā)送確認(rèn)號100。
（3）如果B收到第二個報文段后發(fā)回的確認(rèn)中的確認(rèn)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)？
第三個報文段的數(shù)據(jù)序號是100到179，共80字節(jié)的數(shù)據(jù)。
（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(dá)了B。B在第二個報文段到達(dá)后向A發(fā)送確認(rèn)。試問這個確認(rèn)號應(yīng)為多少？
70，第一個報文沒有收到，就不會對后續(xù)報文進行確認(rèn)。b希望a重傳序列號為70的報文，所以發(fā)送確認(rèn)號為70。

5-30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間為20ms，問所能得到的最大吞吐量是多少？
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=65535*8/20=26.2Mb/s。

5-31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(dá)到的最大吞吐量是多少？信道的利用率是多少？
往返時延等于兩倍的端到端傳播時延，即20ms=0.02s；
發(fā)送時延等于窗口數(shù)據(jù)量除以帶寬，即65535*8/10⁹秒；
TCP每發(fā)送一個窗口，需要進行等待確認(rèn)信息回來，所以每發(fā)送完一個窗口，最快需要經(jīng)過一個往返時延才可以發(fā)送下一個窗口（確認(rèn)信息很小不考慮發(fā)送時延），所以在一個傳輸輪次中，包含一個發(fā)送時延和一個往返時延，而傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是一個窗口的大小（這里不考慮TCP、IP首部和幀的構(gòu)成）。
所以最大吞吐量為一個窗口的大小除以一個傳輸輪次的時間，即65535*8/(65535*8/10⁹+0.02)=25.54Mb/s。
信道利用率為25.54Mb/s/1000Mb/s=2.55%。

5-37在TCP的擁塞控制中，什么是慢開始、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)算法？這里每一/種算法各起什么作用？“乘法減小”和“加法增大”各用在什么情況下？

慢開始：
在主機剛剛開始發(fā)送報文段時可先將擁塞窗口cwnd設(shè)置為一個最大報文段MSS的數(shù)值。在每收到一個對新的報文段的確認(rèn)后，將擁塞窗口增加至多一個MSS的數(shù)值。用這樣的方法逐步增大發(fā)送端的擁塞窗口cwnd，可以分組注入到網(wǎng)絡(luò)的速率更加合理。我們還要指出,慢開始的“慢”并不是指cwnd的增長速率慢，而是指在TCP開始發(fā)送報文段時先設(shè)置cwnd=1，使得發(fā)送方在開始時只發(fā)送一個報文段(目的是試探一下網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況),然后再逐漸增大cwnd，這當(dāng)然比設(shè)置大的cwnd值一下子把許多報文段注入到網(wǎng)絡(luò)中要“慢得多”。這對防止網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞是一個非常好的方法。

擁塞避免：
當(dāng)擁塞窗口值大于慢開始門限時，停止使用慢開始算法而改用擁塞避免算法。擁塞避免算法使發(fā)送的擁塞窗口每經(jīng)過一個往返時延RTT就增加一個MSS的大小。

快重傳算法：
發(fā)送端只要一連收到三個重復(fù)的ACK即可斷定有分組丟失了，就應(yīng)該立即重傳丟失的報文段而不必繼續(xù)等待為該報文段設(shè)置的重傳計時器的超時。

快恢復(fù)算法：
當(dāng)發(fā)送端收到連續(xù)三個重復(fù)的ACK時，就重新設(shè)置慢開始門限ssthresh。與慢開始不同之處是擁塞窗口cwnd不是設(shè)置為1，而是設(shè)置為ssthresh。若收到的重復(fù)的AVK為n個（n>3），則將cwnd設(shè)置為ssthresh。若發(fā)送窗口值還容許發(fā)送報文段，就按擁塞避免算法繼續(xù)發(fā)送報文段。若收到了確認(rèn)新的報文段的ACK，就將cwnd縮小到ssthresh乘法減小。

乘法減小：
是指不論在慢開始階段還是擁塞避免階段，只要出現(xiàn)一次超時（即出現(xiàn)一次網(wǎng)絡(luò)擁塞），就把慢開始門限值ssthresh設(shè)置為當(dāng)前的擁塞窗口值乘以0.5。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)頻繁出現(xiàn)擁塞時，ssthresh值就下降得很快，以大大減少注入到網(wǎng)絡(luò)中的分組數(shù)。

加法增大：
是指執(zhí)行擁塞避免算法后，在收到對所有報文段的確認(rèn)后（即經(jīng)過一個往返時間），就把擁塞窗口cwnd增加一個MSS大小，使擁塞窗口緩慢增大，以防止網(wǎng)絡(luò)過早出現(xiàn)擁塞。

5-38設(shè)TCP的ssthresh的初始值為8（單位為報文段）。當(dāng)擁塞窗口上升到12時網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了超時，TCP使用慢開始和擁塞避免。試分別求出第1輪次到第15輪次傳輸?shù)母鲹砣翱诘拇笮?。你能說明擁塞窗口每一次變化的原因嗎？
（1）TCP連接初始化時，cwnd=1；
（2）執(zhí)行慢開始算法，使用慢開始算法后，每經(jīng)過一個傳輸輪次(transmission round)，擁塞窗口cwnd就加倍。隨后的窗口大小為2，4，8；
（3）當(dāng)cwnd=8=ssthresh，進入了擁塞避免階段，擁塞避免算法的思路是讓擁塞窗口cwnd緩慢地增大，即每經(jīng)過一個往返時間RTT就把發(fā)送方的擁塞窗口cwnd加1，而不是像慢開始階段那樣加倍增長。其窗口大小依次為9，10，11，12，直到12發(fā)生擁塞；
（4）更新ssthresh=6。進入慢開始，設(shè)置cwnd=1，重復(fù)（2），慢開始階段窗口依次為1，2，4，6，進入擁塞避免階段窗口大小依次為7，8，9；
所以，第1次到第15次傳輸?shù)母鲹砣翱诖笮∫来螢?，2，4，8，9，10，11，12，1，2，4，6，7，8，9。

5-39TCP的擁基窗口cwnd大小與傳輸輪次n的關(guān)系如下所示：

（1）試畫出如圖5-25所示的擁塞窗口與傳輸輪次的關(guān)系曲線。
（2）指明TCP工作在慢開始階段的時間間隔。
（2）慢開始時間間隔：[1，6]和[23，26]。
（3）指明TCP工作在擁塞避免階段的時間間隔。
（3）擁塞避免時間間隔：[6，16]和[17，22]。
（4）在第16輪次和第22輪次之后發(fā)送方是通過收到三個重復(fù)的確認(rèn)還是通過超時檢測到丟失了報文段？
（4）在第16輪次之后發(fā)送方從新門限值開始，是通過收到三個重復(fù)的確認(rèn)檢測到丟失的報文段。
在第22輪次之后發(fā)送方啟動慢開始，是通過超時檢測到丟失的報文段。
（5）在第1輪次、第18輪次和第24輪次發(fā)送時，門限ssthresh分別被設(shè)置為多大？
（5）在第1輪次發(fā)送時，門限 ssthresh 被設(shè)置為32。
在第18輪次發(fā)送時，門限ssthresh被設(shè)置為發(fā)生擁塞時的一半，即21。
在第24輪次發(fā)送時，門限ssthresh是13。
（6）在第幾輪次發(fā)送出第70個報文段？
（6）第70報文段在第7輪次發(fā)送出。
（7）假定在第26輪次之后收到了三個重復(fù)的確認(rèn)，因而檢測出了報文段的丟失，那么擁塞窗口cwmd 和門限ssthresh應(yīng)設(shè)置為多大？
（7）擁塞窗口cwnd 和門限ssthresh應(yīng)設(shè)置為8的一半，即4。

5-49下面是以十六進制格式存儲的一個UDP首部：
CB84000D001C001C 試問：
（1）源端口號是什么？
CB84是源端口 十六進制轉(zhuǎn)十進制 12*16³+11*16²+8*16+4=52100。
（2）目的端口號是什么？
000D是目的端口 十六進制轉(zhuǎn)十進制 13*16⁰=13。
（3）這個用戶數(shù)據(jù)報的總長度是多少？
001C是用戶數(shù)據(jù)報的總長度 16+12=28。
（4）數(shù)據(jù)長度是多少？
數(shù)據(jù)部分長度為：28-首部長度=28-8=20。
（5）這個分組是從客戶到服務(wù)器方向的，還是從服務(wù)器到客戶方向的？
目的端口號是13（熟知端口），分組是從客戶到服務(wù)器。
（6）客戶進程是什么？
Daytime。

5-52UDP和IP的不可靠程度是否相同？請加以解釋。
UDP用戶數(shù)據(jù)報的校驗和既校驗UDP用戶數(shù)據(jù)報的首部又校驗整個的UDP用戶數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)部分，而IP數(shù)據(jù)報的校驗和僅僅校驗IP數(shù)據(jù)報的首部。UDP用戶數(shù)據(jù)報的校驗和還增加了偽首部，即還校驗了下面的IP數(shù)據(jù)報的源IP地址和目的IP地址。

5-74流量控制和擁塞控制的最主要的區(qū)別是什么？發(fā)送窗口的大小取決于流量還是擁塞控制？
擁塞控制：防止過多的數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)中，這樣可以使網(wǎng)絡(luò)中的路由器或鏈路不致過載。擁塞控制所要做的都有一個前提：網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。擁塞控制是一個全局性的過程，涉及到所有的主機、路由器，以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳輸性能有關(guān)的所有因素。
流量控制：指點對點通信量的控制，是端到端的問題。流量控制所要做的就是抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以便使接收端來得及接收。
發(fā)送窗口的大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度，并且動態(tài)地在變化。發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口等于擁塞窗口。如果再考慮到接收方的接收能力，那么發(fā)送窗口還可能小于擁塞窗口。
發(fā)送方控制擁塞窗口的原則是：只要網(wǎng)絡(luò)沒有出現(xiàn)擁塞，擁塞窗口就再增大一些，以便把更多的分組發(fā)送出去。但只要網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，擁塞窗口就減少一些，以減少注入到網(wǎng)絡(luò)中的分組數(shù)。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-485366.html

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