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一、综合题

1． 假定站点A 和B 在同一个10Mb/s以太网网段上，这两个站点之间的传播时延为225比特时间。现假定A 开始发送一帧，并且在A 发送结束之前B 也发送一帧。如果A 发送的是以太网所容许的最短的帧，那么A 在检测到和B 发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？换言之，如果A 在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A 所发送的帧不会和B 所发送的帧发生碰撞？（提示：在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在MAC 帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）

【答案】假设在时间t=0比特时间，A 开始传输一巾贞，A 传输一个512+64比特时间的最小长度帧。因此A 将在t=512+64比特时间完成帧传输。在最坏的情况下，B 在t=224时开始发送数据，t=224+225=449，B 的第一个比特到达A 。因为

撞。

如果A 在发送完毕之前并没有监测到碰撞，那么就能肯定A 所发送的帧B 不会和发送的帧发生碰撞。

2． 通信信道宽为lGb/s, 端到端时延为10ms 。TCP 发送窗口为65535字节。试问：可能达到的最大吞吐量为多少？信道的利用率是多少？

【答案】往返延迟时间=单程延迟时间，最大吞吐量=窗口值大小×单位时间内发送的窗口

数量，线路效率=单位时间内最大吞吐量/线路速率。 由上述分析可知，往返延迟时间=此单位时间内最大吞吐量=线路效率=单位时间内最大吞吐量/线路速率=

所以，最大吞吐率为26.214Mb/s，信道的利用率是2.6214%。

3． 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无连接的？

【答案】这种传输是面向连接的还是无连接的要从不同层次来看，从运输层来看是面向连接的，从网络层来看则是无连接的。

在最佳状态下，每20ms 发送一个窗口大小的数据，那么每秒可发送1000/20=50个窗口，因所以A 在完成传输前一定会监测到碰

4． 在因特网中将IP 数据报分片传送的数据报在最后的目的主机进行组装。还可以有另一种做法，即数据报片通过一个网络就进行一次组装，试比较这两种方法的优劣。

【答案】前一种方法对于所传数据报来讲仅需要进行一次分段一次组装，用于分段和组装的

开销相对较小。但主机若在最终组装时发现分组丢失，则整个数据报要重新传输，时间开销很大。

后一种方法分段和组装的次数要由各个网络所允许的最大数据报长度来决定，分段和组装的开销相对较大。但若通过一个网络后组装时发现分段丢失，可以及时地重传数据报，时间开销较前者小，同时可靠性提高。但是并非所有的数据报片都经过同样的路由器，在每一个中间路由器进行组装时可能总会缺少几个数据报片。另外，组装后的分组可能在进入后面网络时分片，这样增加了路由器处理的开销。

5． 在蜂窝移动通信网中，移动站的漫游所产生的切换，对正在工作的TCP 连接有什么影响？

【答案】在TCP 连接中，只要发生报文段的丢失或出错，TCP 就要重传这个丢失或出错的报文段。在移动用户的情况下，TCP 报文段的丢失，既可能是由于移动用户切换引起的，也可能是由于网络发生了拥塞。由于移动用户更新相关联的基站需要一定的时间。这就可能造成TCP 报文段的丢失，但TCP 并不知道现在出现的分组丢失的原因，只要出现TCP 报文段频繁丢失，TCP 的拥塞控制就会采取措施，减小其拥塞窗口，从而使TCP 发送方的报文段发送速率减低。

6． 什么是Kam 算法？在TCP 的重传机制中，若不采用Kam 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少。试问：重传时间最后会减少到什么程度？

【答案】Kam 算法：在计算加权平均

这样得出的加权平均

设新往返时延样本Ti , 则有

在统计意义上，重传时间最后会减小到使用Kam 算法的

7． 详述TCP 拥塞控制方法的原理。

【答案】（1）慢速启动算法。

慢启动算法的做法是：在连接建立时，将拥塞窗口cwnd 初始化为一个最大报文段长度MSS 的数值。此后，每收到一个对新的报文段的确认，就将拥塞窗口cwnd 增加至多一个MSS 的数值，通常表现为按指数规律增长。

为防止拥塞窗口cwnd 的增长引起网络阻塞，还需要一个状态变量，即慢开始门限ssthresh ，

时，只要报文段重传了，就不采用其往返时延样本，和RTO 就较为准确。

其用法如下：

当cwnd

当cwnd>ssthresh时，停止使用慢开始算法，改用拥塞避免算法；

当cwnd=ssthresh时，既可使用慢开始算法，也可使用拥塞避免算法。

其中，拥塞避免算法的做法是：发送端的拥塞窗口cwnd 每经过一个往返时延RTT 就增加一个MSS 的大小，通常表现为按线性规律增长。

（2）快速重传算法。

快速重传和快速恢复是对以上拥塞控制算法的改进，以避免有时一条TCP 连接会因等待重传计时器的超时而空闲很长的时间。

快速重传算法规定，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，就应立即重传丢失的报文段而不必继续等待为该报文段设置的重传计时器超时。

（3）丢包检测机制有如下两种：

①重复ACK 信令。重复ACK 有两个作用，其一，发送端可以确信该ACK 序列号之前的TCP 报文段都已经被接收端成功接收；其二，发送端可以据此判断出接收端接收到的TCP 报文段发生了乱序的情况和接收端当前期待的TCP 报文段序列号，从而触发其拥塞控制策略。

②超时重传。TCP 每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到了规定时间，但此时还没有收到确认，那么就要重传这一报文段。

8． 试述实现报文鉴别和实体鉴别的方法。

【答案】（1）报文鉴别

报文摘要MD 是进行报文鉴别的简单方法。如图1所示，A 把较长的报文X 经过报文摘要算法运算后得出很短的报文摘要H 。然后用自己的私钥对H 进行D 运算，即进行数字签名。得出已签名的报文摘要D （H ）后，并将其追加在报文X 后面发送给B 。B 收到报文后首先把已签名的D （H ）和报文X 分离。然后再做两件事：第一，用A 的公钥对D （H ）进行E 运算，得出报文摘要H 。第二，对报文X 进行报文摘要运算，看是否能够得出同样的报文摘要H 。如一样，就能以极高的概率断定收到的报文是A 产生的，否则就不是。

图1 用报文摘要鉴别报文