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计算机网络(谢希仁第五版)第五章课后习题详解

来源:用户分享 时间:2025/5/30 3:39:44 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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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= C=109b/s L/C=0.s Td=10×10-3s 0.

Throughput=L/(L/C+2×Td)=/0.=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—32 什么是Karn算法?在TCP的重传机制中,若不采用Karn算法,而是在收到确认时

都认为是对重传报文段的确认,那么由此得出的往返时延样本和重传时间都会偏小。试

问:重传时间最后会减小到什么程度?

答:Karn算法:在计算平均往返时延RTT时,只要报文段重传了,就不采用其往返时延

样本。

设新往返时延样本Ti

RTT(1)=a*RTT(i-1)+(1-a)*T(i); RTT^(i)=a* RTT(i-1)+(1-a)*T(i)/2; RTT(1)=a*0+(1-a)*T(1)= (1-a)*T(1); RTT^(1)=a*0+(1-a)*T(1)/2= RTT(1)/2 RTT(2)= a*RTT(1)+(1-a)*T(2); RTT^(2)= a*RTT(1)+(1-a)*T(2)/2; = a*RTT(1)/2+(1-a)*T(2)/2= RTT(2)/2

RTO=beta*RTT,在统计意义上,重传时间最后会减小到使用karn算法的1/2.

5—33 假定TCP在开始建立连接时,发送方设定超时重传时间是RTO=6s。

(1)当发送方接到对方的连接确认报文段时,测量出RTT样本值为1.5s。试计算现在的

RTO值。

(2)当发送方发送数据报文段并接收到确认时,测量出RTT样本值为2.5s。试计算现在

的RTO值。 答:

(1)据RFC2988建议,RTO=RTTs+4*RTTd。其中RTTd是RTTs的偏差加权均值。

初次测量时,RTTd(1)= RTT(1)/2;

后续测量中,RTTd(i)=(1-Beta)* RTTd(i-1)+Beta*{ RTTs- RTT(i)} ;

Beta=1/4

依题意,RTT(1)样本值为1.5秒,则

RTTs(1)=RTT(1)=1.5s RTTd(1)=RTT(1)/2=0.75s RTO(1)=RTTs(1)+4RTTd(1)=1.5+4*0.75=4.5(s)

(2)RTT(2)=2.5 RTTs(1)=1.5s RTTd(1)=0.75s

RTTd(2)=(1-Beta)* RTTd(1)+Beta*{ RTTs(1)- RT (2)}=0.75*3/4+{1.5-2.5}/4=13/16

RTO(2)=RTTs(1)+4RTTd(2)=1.5+4*13/16=4.75s

5—34 已知第一次测得TCP的往返时延的当前值是30 ms。现在收到了三个接连的确认

报文段,它们比相应的数据报文段的发送时间分别滞后的时间是:26ms,32ms和24ms。

设α=0.9。试计算每一次的新的加权平均往返时间值RTTs。讨论所得出的结果。 答:a=0.1, RTTO=30

RTT1=RTTO*(1-a) +26*a=29.6 RTT2=RTT1*a+32(1-a)=29.84 RTT3=RTT2*a+24(1-a)=29.256

三次算出加权平均往返时间分别为29.6,29.84和29.256ms。 可以看出,RTT的样本值变化多达20%时,加权平均往返

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km/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/)*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—37 在TCP的拥塞控制中,什么是慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复算法?这里每

一种算法各起什么作用? “乘法减小”和“加法增大”各用在什么情况下? 答:慢开始:

在主机刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口cwnd设置为一个最大报文段

MSS的数值。在每收到一个对新的报文段的确认后,将拥塞窗口增加至多一个MSS的数值

。用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口cwnd,可以分组注入到网络的速率更加合理 。

拥塞避免:

当拥塞窗口值大于慢开始门限时,停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。

拥塞避免算法使发送的拥塞窗口每经过一个往返时延RTT就增加一个MSS的大小。 快重传算法规定:

发送端只要一连收到三个重复的ACK即可断定有分组丢失了,就应该立即重传丢手的报

文段而不必继续等待为该报文段设置的重传计时器的超时。 快恢复算法:

当发送端收到连续三个重复的ACK时,就重新设置慢开始门限 ssthresh 与慢开始不同之处是拥塞窗口 cwnd 不是设置为 1,而是设置为ssthresh 若收到的重复的AVK为n个(n>3),则将cwnd设置为ssthresh

若发送窗口值还容许发送报文段,就按拥塞避免算法继续发送报文段。 若收到了确认新的报文段的ACK,就将cwnd缩小到ssthresh 乘法减小:

是指不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段,只要出现一次超时(即出现一次网络拥塞)

,就把慢开始门限值 ssthresh 设置为当前的拥塞窗口值乘以 0.5。

当网络频繁出现拥塞时,ssthresh 值就下降得很快,以大大减少注入到网络中的分组

数。

加法增大:

是指执行拥塞避免算法后,在收到对所有报文段的确认后(即经过一个往返时间),就

把拥塞窗口 cwnd增加一个 MSS 大小,使拥塞窗口缓慢增大,以防止网络过早出现拥塞 。

5—38 设TCP的ssthresh的初始值为8(单位为报文段)。当拥塞窗口上升到12时网络发

生了超时,TCP使用慢开始和拥塞避免。试分别求出第1次到第15次传输的各拥塞窗口大

小。你能说明拥塞控制窗口每一次变化的原因吗?

答:拥塞窗口大小分别为:1,2,4,8,9,10,11,12,1,2,4,6,7,8,9.

5—39 TCP的拥塞窗口cwnd大小与传输轮次n的关系如下所示: cwnd n 1

1 2 2 4 3 8 4 16 5 32 6 33 7 34 8 35 9 36 10 37 11 38 12 39 13 cwnd n 40 14 41 15 42 16 21 17 22 18 23 19 24 20 25 21 26 22 1 23 2 24 4 25 8 26

(1)试画出如图5-25所示的拥塞窗口与传输轮次的关系曲线。 (2)指明TCP工作在慢开始阶段的时间间隔。 (3)指明TCP工作在拥塞避免阶段的时间间隔。

(4)在第16轮次和第22轮次之后发送方是通过收到三个重复的确认还是通过超市检测

到丢失了报文段?

(5)在第1轮次,第18轮次和第24轮次发送时,门限ssthresh分别被设置为多大? (6)在第几轮次发送出第70个报文段?

(7)假定在第26轮次之后收到了三个重复的确认,因而检测出了报文段的丢失,那么

拥塞窗口cwnd和门限ssthresh应设置为多大? 答:(1)拥塞窗口与传输轮次的关系曲线如图所示(课本后答案): (2) 慢开始时间间隔:【1,6】和【23,26】 (3) 拥塞避免时间间隔:【6,16】和【17,22】

(4) 在第16轮次之后发送方通过收到三个重复的确认检测到丢失的报文段。在第22轮

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