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一、综合题

1． 试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。说明如不这样做可能会出现什么情况。

【答案】我们知道，3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都知道彼此已准备好），也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。

现在把三次握手改成仅需要两次握手，有可能发生死锁的现象。例如，考虑计算机A 和B 之间的通信，假定B 给A 发送一个连接请求分组，A 收到了这个分组，并发送了确认应答分组。按照两次握手的协定，A 认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。可是，B 在A 的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道A 是否已准备好，不知道A 建议什么样的序列号，B 甚至怀疑A 是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，B 认为连接还未建立成功，将忽略A 发来的任何数据分组，只等待连接确认应答分组。而A 在发出的分组超时后，就会重复发送同样的分组，这样就形成了死锁。

2． 试述电子邮件的最主要的组成部件，用户代理UA 的作用是什么？没有UA 行不行？

【答案】（1）电子邮件的主要组成部件有三个：用户代理、邮件服务器、以及邮件发送协议和邮件读取协议。

（2）用户代理UA 是用户与电子邮件系统的接口，在多数情况下，是指在用户PC 机中运行的程序。用户代理向用户提供一个很友好的接口来发送和接收邮件。

用户代理的功能主要包括：①撰写，给用户提供方便地编辑信件的环境；②显示，能方便地在计算机屏幕上显示出来信；③处理，包括发送邮件和接收邮件；④通信，发信人在撰写完邮件后，要利用邮件发送协议发送到用户所使用的邮件服务器。

（3）没有用户代理是不行的。因为并非所有的计算机都能运行邮件服务器程序。有些计算机可能没有足够的存储器来运行允许程序在后台运行的操作系统，或是可能没有足够的CPU 能力来运行邮件服务器程序。更重要的是，邮件服务器程序必须不间断地运行，每天不间断地连接在因特网上，否则可能使很多外面发来的邮件丢失。因此，让用户的PC 机运行邮件服务器程序是不现实的。让来信暂时存储在ISP 邮件服务器中，当用户方便时就从邮件服务器的用户信箱中读取来信，是比较合理的做法。

3． 假定使用连续ARQ 协议，发送窗口大小是3, 而序号范围是[0, 15]，而传输媒体保证在接收方能够按序收到分组。在某一时刻，在接收方，下一个期望收到的序号是5。试问：

（1）在发送方的发送窗口中可能有出现的序号组合有哪些种？

（2）接收方已经发送出的、但在网络中（即还未到达发送方）的确认分组可能有哪些？说明这些确认分组是用来确认哪些序号的分组。

【答案】（1）接收方下一个期望收到的序号为5, 说明序号为5之前的分组已经发送并收到，而序号为5的分组还没有收到，即序号为5的分组已经发送或者还没有发送，因此可能的序号组合为P ，3, 4]、[3, 4, 5]、[4, 5，6]、[5，6，7];

（2）如果接收方期望收到序号为5的分组，则说明它已经接收了序号4以前的分组并给出了确认。如果这些确认没有被发送方收到，则确认消息可能包括2、3、4。由于发送方已经发送了序号为2、3、4的分组，因此必然收到了序号1的确认。一旦接收方发出序号1的确认，则不会再发送小于1的确认，因此可能停留在网络中的确认号为2、3、4。

4． 浏览器与服务器通信过程填空，如图。

图

【答案】①首先浏览器通过DNS 获得服务器IP 地址，并建立TCP 连接；

②浏览器向服务器发送HTTP 请求；

③服务器向浏览器发送对浏览器请求的HTTP 应答；

④断开TCP 连接。

5． 试以具体例子说明为什么一个运输连接可以有多种方式释放。可以设两个互相通信的用户分别连接在网络的两结点上。

【答案】假设两个互相通信的用户分别为A 和B ，并假设A 和B 之间已经建立连接。

释放的方式可能有：

（1）主机A 发出释放连接的请求；

（2）主机B 发出释放连接的请求；

（3）由于网络以及其他未知原因，网络不提供传输服务，主机A 与主机B 之间的连接释放。

6． 图1是二进制序列的曼彻斯特编码，码元1是前低后高，试画出该二进制序列的差分曼彻斯特编码。如果以100Mbps 数据率发送该二进制序列，则所需要的信道带宽至少为多少？

【答案】（1）对于曼彻斯特编码，码元1是一个时钟周期内前低后高，码元0是一个时钟周期内前高后低，所以该二进制比特序列为11001。

图1 曼彻斯特编码

根据差分曼彻斯特编码的规则：若码元为1，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平一样；若码元为0, 则其前半个码元的电平与上一个码元的电平相反。如图2所示。

图2差分曼彻斯特编码

（2）在曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的系统中，编码的方法是将1个码元分成两个相等间隔。其频带宽度比原始的基带信号増加了一倍。需要的编码的时钟频率为发送速率的两倍，已知二进制序列的发送速率为100Mbps , 则所需的编码的时钟频率为200MHz ，即传输信号的信道的带宽至少为200MHz 。

7． 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？

【答案】（1）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。慢开始作用：用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口cwnd ，可以使分组注入到网络的速率更加合理；

（2）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。拥塞避免作用：这样可使拥塞窗口cwnd 按线性规律缓慢增长；

（3）快重传：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的超时提示。快重传作用：由于不用等待重传计时器到时，所以采用快重传后可以使整个网络的吞吐量提高；

（4）快恢复：①当发送端收到连续三个重复的ACK 时，就执行“乘法减小”算法，把慢开始门限ssthresh 减半；②由于发送方现在认为网络很可能没有发生拥塞，因此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 减半后的值，然后开始执行拥塞避免算法，使