计算机网络传输层---课后综合题

线路：TCP报文下放到物理层传输。

TCP报文段中，“序号”长度为32bit，为了让序列号不会循环，则最多能传输2^32B的数据，则最多能传输：2^32/1500B个报文

结果：

吞吐率=一个周期内传输的数据/周期时间

假设窗口大小为xbit，则一个周期内传输的数据能传输xbit数据

周期时间=发送端的发送时延+A到B的传播时延+确认报文的发送时延（忽略）+确认报文的传播时延=x/256k + （128*10^-3 ）*2

x=2^16bit=2^13B

注意两点：

1.数据偏移表示的就是TCP首部长度，TCP由TCP首部和数据部分组成，数据偏移表示的是TCP数据部分距离起始有多远，那就是首部长度了。单位为4B，所以首部长度要是4B的整数倍。

补充：IP片偏移单位为8B，片偏移的数据部分要为8B的整数倍。

2.可以通过端口查看TCP连接使用了什么协议？是客户端到服务器还是服务器到客户端？（客户端口随意，服务器端口固定）

例如上面例子，源端口：3368，目的端口：21

那么使用的就是FTP协议，并且这个报文段是从客户端发送到服务器端的。

首先分析一下IP分组前40B的内容：

由于TCP分组下放到网络层，会添加IP首部，所以IP的组成：20B的首部+数据部分，这个数据部分就是TCP的内容。

所以，对于一个IP分组：上面一整行共20B，表示IP首部，下面一整行表示TCP内容。

IP首部结构中一行=32bit=4B，对应的就是 "45 00 00 30”这样的一段：

1.1

哪几个是由H发送的：

H的IP地址为192.168.0.8，转化为16进制：C0 A8 00 08

查看IP首部的结构，源IP地址为192.168.0.8的IP分组有：1,3,4

也可以通过标识判断：发送方每产生一个IP数据报，标识字段自动+1。

那么，服务器就先后发送了2，5号IP分组，服务器S不仅仅只是和主机H进行通信，所以其标识字段是不连续的。

1.2

TCP连接的建立，是主机H与服务器S刚通信时就必须完成的。所以三次握手应该是主机H与服务器S通信的前3个IP分组：1，2，3

也可以通过IP首部首部的标志字段判断：

1：SYN=1，ACK=0

2：SYN=1，ACK=1

3：SYN=0，ACK=1

3,4号SYN，ACK和seq相同，为什么不是4：因为标识字段3：019c ，4：019d，说明H先发送3号，而TCP的建立一定是H先发送的两个IP分组建立的。

1.3

以太网数据帧长最少64字节，根据以太网数据帧的结构，那么数据部分（即IP数据报）最少要有46B。

根据IP首部“总长度”字段：

1,2号为30H=48B，3,5号为28H=40B，需要填充。

2.1 

TCP建立连接时，只有最后一次连接能携带数据，也就是在1,2,3中只有3能携带数据，H发送的是1，3，4号IP分组，所以能携带数据的是3，4号分组。

携带的数据部分怎么算：IP分组的总长度 - IP首部 - TCP首部 （TCP的“数据偏移”字段）

拿第一个分组说，其总长度为30H，单位1B，总长度=30H=48B；IP首部长度为5H，单位是4，所以IP首部长度为5*4=20B，TCP首部长度为7H，单位为4，4*7=28B，数据部分：

48-20-28=0，所以第一个IP分组不携带数据。

其他同理，得发送的数据：

0+0+16B=16B

也可以从TCP的“确认号”来分析，确认号表示服务器S期待收到主机H下次发送的报文序号是多少。从刚开始的84 6b 41 b6到84 6b 41 d6，两者相减也能得到16B

3.1

经过多少路由器看“生存时间”字段：

刚开始S发出时生存时间字段为40H，发送给H的第一个分组“生存时间”字段值为31H

40H-31H=FH=15，则表示经过了15个路由器。

1

H3请求建立TCP连接，虽然这个过程不携带数据，但是会消耗一个seq。

所以H3从序号101开始发送数据。

以MSS大小的段向S发送数据，发送窗口取min{拥塞窗口，接收窗口}

当发送方返回对8个报文段的确认时，拥塞窗口变为16，而此时的接收窗口为5，取最小值，所以下次发送5个报文段

2.1

当H3收到8个确认段时，说明S已经收到了8个TCP段，所以通告给H3的接收窗口是20-8=12。

2.2

慢开始阶段，H3每收到一个确认报文段，拥塞窗口+1，例如：

主机发送1个报文，收到1个报文段确认，拥塞窗口变为1+1=2。主机发送2个报文段，收到2个报文段的确认，拥塞窗口变为2+2=4，所以我们看到的是拥塞窗口成倍增加的现象

这里收到了8个确认段，所以主机H3的拥塞窗口为8+1=9，发送窗口=min{9，12}=9。

补充：而在拥塞避免阶段，每收到一个确认报文段，只会时拥塞窗口+1/n（n分之1）的MSS。因为一个轮次中有n个确认帧，所以拥塞窗口+（n*1/n=1）个MSS。

3

刚开始seq=101，总共发送了20K的数据，所以发送窗口为0时，下一个数据段序号是：

20*1024+101=20581

平均传输速率，20KB数据，总共往返5轮：

20KB/（5*200ms）=20KB/s

4.最短时间表示：H3给服务器发送断开连接请求，服务器确认后，也不再发送数据。

时间为1.5*MSS=1.5*200=300ms

（1）持久，非持久，控制连接

（2）第一个字节序号：101；第二次挥手seq：102+18000=18102

（3）H收到2101的确认段时，拥塞窗口+1：则为2+1=3MSS

由于拥塞控制初始阈值为4MSS，所以当接收到7101确认帧后，拥塞窗口增加为5MSS

（4）数据总大小18000B，总共6个传输轮次：

18000B/60ms=0.3MB/s=2.4Mb/s