计算机网络 TCP的连接建立与释放

计算机网络实验指导书-TCP协议分析及应用层命令实验指导教师：韩家伟孙玉钰实验4TCP报文段分析及应用层命令实验1．实验目的1．掌握使用IRIS工具对TCP与UDP协议进行抓包分析的方法。

2．掌握TCP协议的报文格式及其优缺点。

3．熟悉应用层命令。

2．实验设备与环境1．Iris网络分析软件2．网络数据包捕获3．捕获TCP报文段并分析（一）实验内容1．启动网络嗅探工具，设置好过滤条件，捕获UDP用户数据报和TCP报文段。

2．分析UDP与TCP协议。

（二）TCP协议实验指导传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)是一种可靠的面向连接的传送协议。

它在传送数据时是分段进行的，主机之间交换数据必须建立一个会话。

它用比特流通信，即数据被作为无结构的字节流。

通过每个TCP传输的字段指定顺序号，以获得可靠性。

它是在OSI参考模型的第4层，TCP是使用IP的网际间互联功能而提供可靠的数据传输，IP不停地把报文放到网络上，而TCP负责确信报文到达。

在协同IP的操作中TCP负责握手过程、报文管理、流量控制、错误检测和处理(控制)，并根据一定的编号顺序对非正常顺序的报文给予重新排列顺序。

TCP是面向连接的协议。

在面向连接的环境中，开始传输数据之前，在两个终端之间必须先建立一个连接。

对于一个要建立的连接，通信双方必须用彼此的初始化序列号seq和来自对方成功传输确认的应答号ack(指明希望收到的下一个八位组的编号)来同步，习惯上将同步信号写为SYN，应答信号写为ACK。

整个同步的过程称为三次握手，如图4-1所示。

图4-1 TCP连接的建立对于一个已经建立的连接，TCP使用四次握手来结束通话（使用一个带有FIN附加标记的报文段）。

如图4-2所示。

图4-2 TCP连接的释放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期，但还没有收到确认，就要重传这一报文段。

《计算机网络》考试试题及答案解析3一、判断题(每小题2分，共20分）1、数字电话所占用的信道带宽一般要比模拟电话所占用的信道带宽大。

（）2、提高网络服务质量QoS属于应用层的工作。

（）3、对模拟信号进行数字化的技术称为脉码调制PCM技术。

（）4、数字通信系统可以采用FDM多路复用技术行。

（）5、拥塞控制就是流量控制。

（）6、数据传输率为100Mbps，电缆长度为100m；以及数据传输率为10Mbps，电缆长度为1km 的两个以太网，其性能相差无几。

（）7、电路交换(Circuit Switching)技术是在发送端和接收端之间建立一条物理线路。

（）8、网络层路由选择功能是为每个进入路由器的报文选择一条输出线路。

（）9、网桥和路由器都能阻止广播风暴。

（）10、TCP的传输连接的建立和释放都要采用三次握手过程。

（）二、填空题(1~5每空1分，6～12每空2分，共20分）1、分层路由选择算法是为了解决网络规模过大而引起（）问题。

2、V-D路由算法和L-S路由算法都是Internet（）。

3、在TCP协议中，当TCP报文中的SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接建立请求报文，若接收方同意建立TCP连接，则应在返回的TCP报文将“SYN”标志位置（），“ACK”标志位置（）。

4、传输层是（）之间的协议。

5、漏桶算法和令牌桶算法都是用于（）。

6、在数据链路层的滑动窗口协议中，当发送窗口允许发送帧的最大顺序号为15时，接收窗口的最大尺寸应为（）。

7、1公里长，数据传输率为1Gbps的以太网，电信号的传播延迟为200m/μs，其最小帧长度应为（）字节。

8、数据传输率为10Mbps的令牌环网上有50个站点均匀地分布在1km的环上，每个站点引入1位延迟，电信号的传播速度为200m/ s，则该环可以同时容纳的数据位数为（）位。

9、在HDLC协议中，用户数据为0，经过位填充后的数据应该是( )。

10、要使2400波特率的电话线能够支持33.6Kbps的数据传输率，要求载波信号每波特必须携带（）位二进制数据。

tcp的工作原理TCP（Transmission ControlProtocol）是一种用于在计算机网络中进行可靠数据传输的协议。

下面是TCP的工作原理的简要解释：1.连接建立：TCP使用三次握手的方式建立连接。

客户端发送一个连接请求报文段（SYN），服务器回复确认报文段（SYN-ACK），客户端再次回复确认报文段（ACK），完成连接的建立。

2.可靠性保证：TCP通过序列号和确认应答机制来保证数据的可靠传输。

发送方将数据分割为多个报文段，并为每个报文段分配一个序列号。

接收方接收到报文段后，发送确认应答，通知发送方已经接收到数据。

如果发送方在一定时间内未收到确认应答，会重新发送数据。

3.流量控制：TCP使用滑动窗口机制来进行流量控制。

发送方根据接收方的处理能力和网络状况，动态调整发送数据的速率，确保不会造成接收方的缓冲区溢出。

4.拥塞控制：TCP使用拥塞控制算法来避免网络拥塞的发生。

通过监测网络的拥塞程度，发送方动态调整发送速率，减少对网络的负载，以防止网络拥塞的出现。

5.数据校验：TCP使用校验和机制来验证数据的完整性。

发送方在发送数据时计算校验和，并将其附加到报文段中。

接收方在接收到数据后计算校验和，与接收到的校验和进行比较，以确保数据在传输过程中没有发生损坏。

6.连接释放：当数据传输完成或不再需要连接时，TCP使用四次挥手的方式释放连接。

一方发送连接释放请求报文段（FIN），另一方回复确认报文段（ACK），然后另一方发送连接释放请求报文段（FIN），最后一方回复确认报文段（ACK），完成连接的释放。

总结起来，TCP通过连接建立、可靠性保证、流量控制、拥塞控制、数据校验和连接释放等机制来实现可靠的数据传输。

它是互联网上最常用的传输协议之一，被广泛应用于各种网络通信场景。

⽹络知识梳理--OSI七层⽹络与TCPIP五层⽹络架构及⼆层三层⽹络作为⼀个合格的运维⼈员，⼀定要熟悉掌握OSI七层⽹络和TCP/IP五层⽹络结构知识。

废话不多说！下⾯就逐⼀展开对这两个⽹络架构知识的说明：⼀、OSI七层⽹络协议OSI是Open System Interconnect的缩写，意为开放式系统互联。

OSI参考模型各个层次的划分遵循下列原则：1）根据不同层次的抽象分层2）每层应当有⼀个定义明确的功能3）每层功能的选择应该有助于制定⽹络协议的国际标准。

4)各层边界的选择应尽量节省跨过接⼝的通信量。

5)层数应⾜够多，以避免不同的功能混杂在同⼀层中，但也不能太多，否则体系结构会过于庞⼤6)同⼀层中的各⽹络节点都有相同的层次结构，具有同样的功能。

7)同⼀节点内相邻层之间通过接⼝(可以是逻辑接⼝)进⾏通信。

8)七层结构中的每⼀层使⽤下⼀层提供的服务，并且向其上层提供服务。

9)不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。

根据以上标准，OSI参考模型分为(从上到下):物理层->数据链路层->⽹络层->传输层->会话层->表⽰层->应⽤层。

1)物理层涉及在信道上传输的原始⽐特流。

2)数据链路层的主要任务是加强物理层传输原始⽐特流的功能，使之对应的⽹络层显现为⼀条⽆错线路。

发送包把输⼊数据封装在数据帧，按顺序传送出去并处理接收⽅回送的确认帧。

3)⽹络层关系到⼦⽹的运⾏控制，其中⼀个关键问题是确认从源端到⽬的端如何选择路由。

4)传输层的基本功能是从会话层接收数据⽽且把其分成较⼩的单元传递给⽹络层。

5)会话层允许不同机器上的⽤户建⽴会话关系。

6)表⽰层⽤来完成某些特定的功能。

7)应⽤层包含着⼤量⼈们普遍需要的协议。

各层功能见下表：七层模型的每⼀层都具有清晰的特征。

基本来说:1)第七⾄第四层(应⽤层->表⽰层->会话层->传输层)处理数据源和数据⽬的地之间的端到端通信，2)第三⾄第⼀层（⽹络层->数据链路层->物理层）处理⽹络设备间的通信。

操作系统的网络管理管理和配置网络连接和通信操作系统的网络管理：管理和配置网络连接和通信操作系统是计算机系统的核心组件，负责管理和协调计算机的各种资源和功能。

网络管理是操作系统的重要功能之一，它涉及管理和配置计算机网络中的连接和通信。

一、网络配置网络配置是指操作系统对计算机网络进行初始化和设置的过程。

在进行网络配置之前，首先需要确定网络的拓扑结构，即网络中各个计算机和网络设备之间的连接关系。

操作系统通过以下几个方面来实现网络配置：1. IP地址分配：IP地址是标识网络中计算机的唯一地址，通过IP 地址可以实现计算机之间的通信。

操作系统根据网络配置文件或者动态主机配置协议（DHCP）来为计算机分配IP地址。

2. 子网掩码设置：子网掩码用于划分网络，将IP地址分为网络地址和主机地址两部分。

操作系统通过设置子网掩码来确定计算机所在的子网范围。

3. 默认网关配置：默认网关是连接不同子网之间的网关设备，它负责转发数据包到目标子网。

操作系统通过设置默认网关来实现计算机之间的跨子网通信。

4. DNS配置：DNS（域名系统）用于将域名转换为对应的IP地址，方便计算机进行网络通信。

操作系统通过配置DNS服务器的IP地址来实现域名解析。

二、网络连接管理网络连接管理涉及建立、维护和关闭计算机与网络之间的连接。

操作系统通过以下几方面来实现网络连接管理：1. 建立连接：当计算机需要与网络建立连接时，操作系统负责与网络设备进行握手和建立通信链路。

它根据网络配置文件或用户输入的网络参数，通过使用各种协议（如TCP/IP）来实现连接建立。

2. 维护连接：一旦连接建立成功，操作系统需要负责维护连接的状态和可靠性。

它通过使用心跳机制、超时重传等技术来监测连接的健康状况，并在连接出现异常时进行恢复。

3. 关闭连接：当不再需要与网络保持连接时，操作系统负责关闭连接并释放相关资源。

它发送关闭连接的请求，并等待对方的确认，确保连接的正常关闭。

TCP协议通讯工作原理一、TCP三次握手传输控制协议(Transport Control Protocol)是一种面向连接的，可靠的传输层协议。

面向连接是指一次正常的TCP传输需要通过在TCP客户端和TCP服务端建立特定的虚电路连接来完成，该过程通常被称为“三次握手”。

可靠性可以通过很多种方法来提供保证，在这里我们关心的是数据序列和确认。

TCP通过数据分段(Segment)中的序列号保证所有传输的数据可以在远端按照正常的次序进行重组，而且通过确认保证数据传输的完整性。

要通过TCP 传输数据，必须在两端主机之间建立连接。

举例说明，TCP客户端需要和TCP服务端建立连接，过程如下所示：TCP ClientFlagsTCP Server1 Send SYN (seq=w)----SYN--->SYN Received2 SYN/ACK Received<---SYN/ACK----Send SYN (seq=x)，ACK (w+1)3 Send ACK (x+1)----ACK--->ACK Received，Connection Establishedw: ISN (Initial Sequence Number) of the Clientx: ISN of the Server在第一步中，客户端向服务端提出连接请求。

这时TCP SYN标志置位。

客户端告诉服务端序列号区域合法，需要检查。

客户端在TCP报头的序列号区中插入自己的ISN。

服务端收到该TCP分段后，在第二步以自己的ISN回应(SYN标志置位)，同时确认收到客户端的第一个TCP分段(ACK标志置位)。

在第三步中，客户端确认收到服务端的ISN(ACK标志置位)。

到此为止建立完整的TCP连接，开始全双工模式的数据传输过程。

二、TCP标志这里有必要介绍一下TCP分段中的标志(Flag)置位情况。

如下图所示:*SYN：同步标志同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)栏有效。

40．简述TCP所提供服务的主要特点。

1面向连接的传输,传输数据前需要先建立连接,数据传输完毕后需要释放连接.2端到端通信,不支持广播通信3高可靠性,确保传输数据的正确性,不出现丢失或乱序4全双工方式传输5采用字节流方式6提供紧急数据传送功能.41．简述传输层中预防拥塞的主要策略。

重传策略,乱序缓存策略,确认策略,流控制策略,确定超时策略.42．简述CSMA/CD中二进制指数退避算法的规则及其次序控制方法。

1对每个数据帧,当第一次发生冲突时,设置一个参量L=2,2退避间隔取1到L个时间片中的一个随机数,1个时间片等于两站点之间的最大传播时延的两倍3当数据帧再次发生冲突,则将参量L加倍,4设置一个最大重传次数,超过该次数,则不再重传,并报告出错.方法是按后进先出LIFO的次序控制,即未发生冲突或很少发生冲突的数据帧,具有优先发挞的概率;而发生过多次冲突的数据帧,发送成功的概率就更小.简述移动主机登录到外地代理的过程。

1外地代理定期广播一个分组,宣布自己的存在及其地址2移动主机登录到外地代理,并给出其原来所在地的地址,当前数据链路层地址以及一些安全性信息3外地代理与移动主机的主代理联系,核实移动主机是否真的在那4主代理检查安全性信息,如果核实通过,则通知外地代理继续5当外地代理从主代理处得到确认后,在它的表中加入一个表项,并通知移动主机登录成功.1.简述最短路由选择算法的基本思想。

建立一个子网图，为了在一对给定的路由器之间选择一条路由路径，路由算法只需在图中找到这对节点之间的最短路径。

对于路径长度的测量有多种方法，一种方法是计算站点数量，另外也可以计算距离、信道带宽、平均通信量、通信开销、队列长度、传播时延等。

2. 简述数据报子网中拥塞控制的措施。

答：1)警告位。

在分组的头部设置一个特殊的位来指示警告状态。

当分组到达它的目的端的时候，传输实体将这一位复制到下一个确认分组中，这一位也被送回到源主机，源主机就可以消减流量2)抑制分组。

计算机网络基础模拟题及答案一、单选题（共30题，每题1分，共30分）1、目前，实际存在与使用的广域网基本都是采用( )。

A、网状拓扑B、总线型拓扑C、星形拓扑D、环形拓扑正确答案：A2、普通电话线路的带宽约为3kHz，则其码元速率为6kBaud。

若每个码元可能取的离散值的个数为16（即N=16），则最大数据传输速率可达（）kbps。

A、12B、24C、32D、36正确答案：B3、()被用于计算机内部的数据传输A、异步传输B、串行传输C、同步传输D、并行传输正确答案：B4、利用—根同轴电缆互联主机构成以太网，则主机间的通信方式为(A、半双工B、不确定C、单工D、全工正确答案：A5、OSI 参考模型中的( )提供诸如电子邮件、文件传输和 Web 服务。

A、传输层B、应用层C、会话层D、表示层正确答案：B6、物理层的重要特性不包括（）。

A、电气特性B、结构特性C、功能特性D、机械特性正确答案：B7、在ISO/OSI模型中，网络层的主要功能是（）。

A、数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复B、在通信实体之间传送以帧为单位的数据C、提供可靠的端一端服务，透明地传送报文D、路由选择、拥塞控制与网络互连正确答案：D8、IEEE802.3标准以太网的物理地址长度为( )位。

A、48B、64C、32D、8正确答案：A9、实现数字信号和模拟信号互相转换的设备是 ( )。

A、报文交换设备B、编/解码器C、调制解调器D、信源正确答案：C10、ADSL技术主要解决的问题是( )。

A、宽带传输B、宽带接入C、宽带交换D、多媒体技术正确答案：B11、网桥是在（）上实现不同网络的互连设备。

A、网络层B、物理层C、数据链路层D、对话层正确答案：C12、虚拟局域网是基于( )实现的。

A、网卡B、集线器C、交换机D、网桥正确答案：C13、CSMA/CD 是一种（）工作方式。

A、全双工B、半双工C、单工D、其他方式正确答案：B14、TCP正常的建立连接与释放连接，通信两端交换的报文总数为（）。

1.计算机网络：是把地理位置不同且具有独立功能的若干台计算机，通过通信线路和设备相互连接起来，存在一个能为用户自动管理资源的网络操作系统，按照网络通信协议信息传输和资源共享的信息系统；2.通信子网：是指所有转接结点以及连接这些结点的链路的集合体，提供网络通信功能，负责完成网络数据的传输、控制、变换、转发等通信任务；3.数据通信：是指按照一定的通信协议，将数据以某种信号的方式，通过数据通信系统来完成数据信息的传输、交换、存储和处理的过程；4.模拟信号：拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号；5.数字信号：数字信号指自变量是离散的、因变量也是离散的信号；6.DCE：即数据电路终接设备，是数据终端设备进入通信网的媒介，如果网络传输的是模拟信号，它可以将数字信号进行转换，使之适合于模拟信道传输，DCE的主要功能是信号转换；7.曼彻斯特编码（规则）：在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从低到高跳变表示“0”，从高到低跳变表示“1”；8.MODEM：调制解调器是一种计算机硬件，它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的模拟信号，而这些模拟信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收，并译成计算机可懂的语言；9.串行传输(：数据在一个信道上按位的次序传输的方式；10.并行传输)：数据在多个信道上同时传输的方式；11.单工通信()：发送器和接收器之间只有一个传输通道，数据信息沿一个固定的方式从发送器传到接收器12.半双工通信：信息可以在两个设备之间双向传输，但某一时刻信息只能沿一个方向传输；13.全双工通信：两个通信设备之间可以同时双向传输信息，通过回波抵消或频分复用的方法实现在一对传输线上双向传输；14. ISDN：综合业务数字网，是一个数字电话网络国际标准，是一种典型的电路交换网络系统，实现了端到端的数字连接；15.基带传输：在数字信道上直接传送基带信号的方法称为基带传输，不需要调制解调器，适合与短距离的数据传输。

传输层一知识点:一传输层的功能1.提供应用进程间的逻辑通信(网络层提供主机之间的逻辑通信)两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应用进程互相通信应用进程之间的通信又称为端到端的通信这里“逻辑通信”的意思是:传输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据,但事实上这两个传输层之间并没有一条水平方向的物理连接2.对收到的报文进行差错检测(网络层只检查IP数据报首部)3.根据应用的不同,传输层需要有两种不同的传输协议,即面向连接的TCP和无连接的UDP(网络层无法同时实现两种协议二传输层寻址与端口(理解)数据链路层按MAC地址寻址,网络层按IP地址来寻址的,而传输层是按端口号来寻址的端口就是传输层服务访问点(TSAP)不同的应用进程的报文可以通过不同的端口向下交付给传输层,再往下由传输层统一处理交给网络层,这一过程称为复用端口用一个16bit端口号进行标志,共允许有64k个端口号1.熟知端口,其数值一般为0-1023当一种新的应用程序出现时,必须为它指派一个熟知端口,以便其他应用进程和其交互常用端口:FTP: 21,20; SMTP:25 ; 80 ;2.一般端口,用来随时分配给请求通信的客户进程我们知道,一台拥有IP地址的主机可以提供许多服务,实际上是通过“IP地址+端口号”来区分不同的服务的称为插口或套接字套接口即:插口=(IP地址,端口号)三无连接服务与面向连接服务(重点)传输层提供了两种类型的服务:无连接服务和面向连接服务相应的实现分别是用户数据报协议UDP和传输控制协议TCP当采用TCP协议时,传输层向上提供的是一条全双工的可靠逻辑信道;当采用UDP协议时,传输层向上提供的是一条不可靠的逻辑信道的主要特点(1)传送数据前无需建立连接,数据到达后也无需确认(2)不可靠交付(3)报文头部短,传输开销小,时延较短的主要特点(1)面向连接,不提供广播或多播服务(2)可靠交付(3)报文段头部长,传输开销大常见的使用UDP的应用层协议有:DNS,TFTP,RIP,BOOTP,DHCP,SNMP,NFS,IGMP等使用TCP的应用层协议有:SMTP,TELNET,HTTP,FTP等四用户数据报协议UDP概述UDP和TCP最大的区别在于它是无连接的,UDP只在IP的数据报服务之上增加了端口的功能和差错检测的功能虽然UDP用户数据报只能提供不可靠的交付,但UDP在某些方面有其特殊的优点:(1)发送数据之前不需要建立连接(2)UDP的主机不需要维持复杂的连接状态表(3)UDP用户数据报只有8个字节的首部开销(4)网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低这对某些实时应用(如IP电话实时视频会议)是很重要的数据报UDP数据报有两个字段:数据字段和首部字段首部字段有8个字节,由4个字段组成,每个字段都是两个字节:(1)源端口,即源端口号(2)目的端口,即目的端口号(3)长度,即UDP用户数据报的长度(4)检验和,即检测UDP用户数据报在传输中是否有错六TCP连接管理(重点,必考)TCP的传输连接有三个阶段,即:连接建立数据传送和连接释放TCP传输连接的管理就是使传输连接的建立和释放都能正常地进行TCP的连接和建立都是采用客户服务器方式主动发起连接建立的应用进程叫做客户(client)被动等待连接建立的应用进程叫做服务器(server)“三次握手”一定要会!!TCP传输连接的建立采用“3次握手”的方法,如图所示:第一次握手,A向B发送连接请求,即一个SYN字段为1的报文段;第二次握手,B收到连接请求报文段后,如同意,则发回确认第三次握手,A收到B的确认信息后,再加以确认采用3次握手”的方法,目的是为了防止报文段在传输连接建立过程中出现差错通过3次报文段的交互后,通信双方的进程之间就建立了一条传输连接,然后就可以用全双工的方式在该传输连接上正常的传输数据报文段了七TCP可靠传输数据编号与确认TCP协议是面向字节的并使每一个字节对应于一个序号在连接建立时,双方要商定初始序号TCP每次发送的报文段的首部中的序号字段数值表示该报文段中的数据部分的第一个字节的序号TCP的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认接收端返回的确认号是已收到的数据的最高序号加1因此确认号表示接收端期望下次收到的数据中的第一个数据字节的序号的重传机制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由于TCP的下层是一个互联网环境,IP数据报所选择的路由变化很大因而传输层的往返时延的方差也很大为了计算超时计时器的重传时间,TCP采用了一种自适应的算法:(1)记录每一个报文段发出的时间,以及收到相应的确认报文段的时间这两个时间之差就是报文段的往返时延(2)将各个报文段的往返时延样本加权平均,就得出报文段的平均往返时延RTT(3)每测量到一个新的往返时延样本,就按下式重新计算一次平均往返时延RTT:平均往返时延RTT =α×(旧的RTT)+ (1-α)×(新的往返时延样本)在上式中,0≤α<1若α很接近于1,表示新算出的平均往返时延RTT和原来的值相比变化不大八TCP流量控制和拥塞控制1.滑动窗口的概念TCP采用大小可变的滑动窗口进行流量控制窗口大小的单位是字节在TCP报文段首部的窗口字段写入的数值就是当前给对方设置的发送窗口数值的上限因特网建议标准定义了以下四种算法:慢开始塞避免快重传和快恢复慢开始算法的做法是: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,其用法如下:当cwnd<ssthresh时,使用慢开始算法;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(“拥塞避免”并非指完全能够避免了拥塞,而只是使网络比较不容易出现拥塞)不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段,只要发现网络出现拥塞(其根据是没有按时收到ACK或收到了重复的ACK),就要将慢开始门限ssthresh设置为出现拥塞时的发送窗口值的一半(但不能小于2)3.快重传和快恢复快重传和快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的超时快恢复算法如下:(1)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(2)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 +3×MSS(3)若收到的重复的ACK 为n个(n>3),则将cwnd设置为ssthresh+n×MSS(4)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(5)若收到了确认新的报文段的ACK,就将cwnd缩小到ssthresh例题精讲【例1】在TCP/IP参考模型中,传输层的主要作用是在互联网络的源主机和目的主机对等实体之间建立用于会话的( C )A.点到点连接B.操作连接C.端到端连接D.控制连接【例2】如果用户程序使用UDP协议进行数据传输,那么( D )层协议必须承担可靠性方面的全部工作A.数据链路层B.网际层C.传输层D.应用层【例3】TCP协议是面向连接的协议,提供连接的功能是(1)( A )的;采用(2)( B )技术来实现可靠数据流的传送为了提高效率,又引入了滑动窗口协议,协议规定重传(3)(B )的报文段,这种报文段的数量最多可以(4)( D );TCP采用滑动窗口协议可以实现(5)( C )(1)A.全双工 B.单工 C.半双工 D.单方向(2)A.超时重传 B.肯定确认(捎带一个报文段的序号)C.超时重传和肯定确认D.丢失重传和否定性确认(3)A.未被确认及至窗口首端的所有报文段 B.未被确认C.未被确认及至退回N值的所有报文段D.仅丢失(4)A.是任意的个C.大于发送窗口的大小D.等于发送窗口的大小(5)A.端到端的流量控制 B.整个网络的拥塞控制C.端到端的流量控制和网络的拥塞控制D.整个网络的差错控制【例7】假定TCP采用2次握手代替3次握手来建立连接,也就是说省去第三个报文,是否可能会发生死锁解本题考查对TCP连接管理中三次握手原理的理解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,死锁是可能发生的作为例子,考虑计算机A和B之间的通信,假定A给B发送一个连接请求分组,B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,B认为连接已经成功地建立了,可以开始发送数据分组可是,A在B的应答分组在传输中被丢失的情况下,将不知道B是否已准备好,也不知道B发送数据使用的初始序列号,A 甚至怀疑B是否收到自己的连接请求分组在这种情况下,A认为连接还未建立成功,将忽略B发来的任何数据分组,只等待连接确认应答分组而B在发出的分组超时后,重复发送同样的分组,这样就形成了死锁(如图练习题精选一单项选择题七层模型中,提供端到端的透明数据传输服务差错控制和流量控制的层是(C )A.物理层B.网络层C.传输层D.会话层2.传输层为( B )之间提供逻辑通信A.主机B.进程C.路由器D.操作系统3.( C )是TCP/IP模型传输层中的无连接协议协议协议协议协议4.以下哪项不是UDP协议的特性( A )A.提供可靠服务B.提供无连接服务C.提供端到端服务D.提供全双工服务5.下列不属于通信子网的是( D )A.物理层B.数据链路层C.网络层D.传输层6.可靠的传输协议中的“可靠”指的是( D )A.使用面向连接的会话B.使用“尽力而为”的传输C.使用滑动窗口来维持可靠性D.使用确认机制来确保传输的数据不丢失7.下列关于TCP协议的叙述中,正确的是( D )是一个点到点的通信协议提供了无连接的可靠数据传输将来自上层的字节流组织成数据报,然后交给IP协议将收到的报文段组成字节流交给上层8.一个TCP连接的数据传输阶段,如果发送端的发送窗口值由2000变为3000,意味着发送端可以( C )A.在收到一个确认之前可以发送3000个TCP报文段B.在收到一个确认之前可以发送1000个字节C.在收到一个确认之前可以发送3000个字节D.在收到一个确认之前可以发送2000个TCP报文段9.一条TCP连接的建立过程和释放过程,分别包括( C )个步骤,3 ,3 ,4 ,310.下列关于因特网中的主机和路由器的说法,错误的是( B )A.主机通常需要实现IP协议B.路由器必须实现TCP协议C.主机通常需要实现TCP协议D.路由器必须实现IP协议二综合应用题1.简述TCP和UDP协议的主要特点和应用场合答:UDP的主要特点是:(1)传送数据前无需建立连接,没有流量控制机制,数据到达后也无需确认(2)不可靠交付,只有有限的差错控制机制(3)报文头部短,传输开销小,时延较短因此,UDP协议简单,在一些特定的应用中运行效率高通常用于可靠性较高的网络环境(如局域网)或不要求可靠传输的场合,另外也常用于客户机/服务器模式中TCP的主要特点是:(1)面向连接,提供了可靠的建立连接和拆除连接的方法,还提供了流量控制和拥塞控制的机制(2)可靠交付,提供了对报文段的检错确认重传和排序等功能(3)报文段头部长,传输开销大因此,TCP常用于不可靠的互联网中为应用程序提供面向连接的可靠的端到端的字节流服务2.在一个1Gb/s的TCP连接上,发送窗口的大小为65535B,单程延迟时间等于10ms问可以取得的最大吞吐率是多少线路效率是多少2.答:根据题意,往返时延RTT=10ms×2=20ms,每20ms可以发送一个窗口大小的数据,每秒50个窗口(1000ms÷20ms=50)每秒能发送数据即吞吐量:65535×8×50=s线路效率:s÷1000Mb/s≈%所以,最大吞吐率是s,线路效率约为%3.有一个TCP连接,当它的拥塞窗口大小为64个分组大小时超时,假设该线路往返时间RTT是固定的即为3s,不考虑其他开销,即分组不丢失,该TCP连接在超时后处于慢开始阶段的时间是多少秒答:根据题意,当超时的时候,慢开始门限值ssthresh变为拥塞窗口大小的一半即ssthresh=64/2=32个分组此后,拥塞窗口重置为1,重新启用慢开始算法根据慢开始算法的指数增长规律,经过5个RTT,拥塞窗口大小变为2=32,达到ssthresh此后便改用拥塞避免算法因此,该TCP连接在超时后重新处于慢开始阶段的时间是5×RTT=15s应用层(重点)知识点讲解一网络应用模型(理解)每个应用层协议都是为了解决某一类应用问题,而问题的解决又往往是通过位于不同主机中的多个应用进程之间的通信和协同工作来完成的应用层的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议这些应用进程之间相互通信和协作通常采用一定的模式,常见的有:客户/服务器模型和P2P模型1.客户/服务器模型客户/服务器模型所描述的是进程之间服务和被服务的关系客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程其中,客户是服务请求方,服务器是服务提供方模型P2P(Peer to Peer)模型即对等网络模型相对于传统的集中式客户/服务器模型,P2P弱化了服务器的概念,系统中的各个节点不再区分服务器和客户端的角色关系,每个节点既可充当客户,也可充当服务器,结点之间可以直接交换资源和服务而不必通过服务器二域名系统DNS(重点)1.层次域名空间由于点分十进制的IP地址难记,在因特网中我们还可用域名来标识一台主机连接在因特网上的任何一台主机或者路由器都具有层次性结构的唯一名称,即域名(domainname)域名只是一个逻辑概念,它并不代表计算机的物理地址域名的结构由若干个分量组成,各分量之间用点隔开:….三级域名.二级域名.顶级域名各分量分别代表不同级别的域名各级域名由上一级的域名管理机构管理,最高的顶级域名由因特网的相关机构管理现在的顶级域名TLD 有三大类:(1)国家顶级域名nTLD:如:表示中国,.us表示美国,.uk表示英国,等等(2)国际顶级域名iTLD:采用.int国际性的组织可在.int下注册(3)通用顶级域名gTLD:如,,.org等等2.域名服务器:负责域名和IP地址的翻译共有以下三种不同类型的域名服务器:(1)本地域名服务器:也称默认域名服务器,距离用户较近,当所要查询的主机也属于同一个ISP时,该本地域名服务器立即将查询的域名转换为它的IP地址(2)根域名服务器:通常用来管辖顶级域名(如)当一个本地域名服务器不能立即回答某个主机的查询时,该本地域名服务器就以DNS客户的身份向某一根域名服务器查询(3)授权域名服务器:主机所登记注册的域名服务器,通常是该主机的本地ISP的一个域名服务器3.域名解析过程(重点)当客户端需要域名解析时,通过本机的域名解析器构造一个域名请求报文,并发往本地域名服务器域名请求报文指明了所要求的域名解析方法,包括两类:递归查询和递归与迭代相结合的方法当指定的域名服务器收到域名解析请求报文时,首先检查所请求的域名是否在所管辖的范围内如果域名服务器能完成域名解析的任务,就将请求的域名转换成相应的IP地址,并将结果返回给发送请求的客户端否则,域名服务器检查客户端要求的解析方法类型:(1)如果要求递归查询,则请求另外一个域名服务器,并最终通过应答报文将结果转交给客户端(2)如果要求使用递归和迭代相结合的方法,则产生一个应答报文并传回给客户端,该应答报文指定了客户端下次应该请求的域名服务器三文件传送协议FTP(重点)文件传送协议FTP是因特网上使用的最广泛的文件传送协议,适合于在异构网络中任意计算机之间传送文件的工作原理在进行文件传输时,FTP的客户和服务器之间要建立两个连接:(1)控制连接,由控制进程进行操纵,使用端口号21,用来传输控制命令(如连接请求,传送请求等)它在整个会话期间一直保持打开(2)数据连接,由数据传送进程操纵,使用端口号20,用来传输文件它在接收到FTP客户文件传送请求后被创建,在传送完毕后关闭,数据传送进程也结束运行由于FTP使用了两个不同的端口号,所以数据连接与控制连接不会发生混乱使用两个独立的连接的主要好处是使协议更加简单和更容易实现,同时在传输文件时还可以利用控制连接(例如,客户发送请求终止传输)四电子邮件电子邮件又称E mail1.电子邮件系统的组成结构一个电子邮件系统有三个主要构件:(1)用户代理:用户与电子邮件系统的接口,如Outlook,Foxmail基本功能是:撰写显示和处理(2)邮件服务器:因特网上所有的ISP都有邮件服务器,功能是发送和接收邮件,同时还要向发信人报告邮件传送的情况(已交付被拒绝丢失等)(3)电子邮件使用的协议:如用于SMTPPOP3等电子邮件的发送和接收过程:(重点)(1)发信人调用用户代理来编辑要发送的邮件用户代理用SMTP把邮件传送给发送端邮件服务器(2)发送端邮件服务器将邮件放入邮件缓存队列中,等待发送(3)运行在发送端邮件服务器的SMTP客户进程,发现在邮件缓存中有待发送的邮件,就向运行在接收端邮件服务器的SMTP服务器进程发起TCP连接的建立(4)TCP连接建立后,SMTP客户进程开始向远程的SMTP服务器进程发送邮件当所有的待发送邮件发完了,SMTP就关闭所建立的TCP连接(5)运行在接收端邮件服务器中的SMTP服务器进程收到邮件后,将邮件放入收信人的用户邮箱中,等待收信人在方便时进行读取(6)收信人在打算收信时,调用用户代理,使用POP3(或IMAP)协议将自己的邮件从接收端邮件服务器的用户邮箱中的取回(如果邮箱中有来信的话)协议(重点)简单邮件传送协议(SMTP,SimpleMailTransferProtocol)所规定的就是在两个相互通信的SMTP进程之间应如何交换信息SMTP运行在TCP基础之上,使用25号端口,也使用客户/服务器模型SMTP规定了14条命令和21种应答信息SMTP通信的三个阶段如下:(1)连接建立:连接是在发送主机的SMTP客户和接收主机的SMTP服务器之间建立的SMTP不使用中间的邮件服务器(2)邮件传送(3)连接释放:邮件发送完毕后,SMTP应释放TCP连接协议(重点)邮局协议(POP,PostOfficeProtocol)是一个非常简单但功能有限的邮件读取协议,现在使用的是它的第三个版本POP3POP也使用客户服务器的工作方式在接收邮件的用户PC机中必须运行POP客户程序,而在用户所连接的ISP的邮件服务器中则运行POP服务器程序五万维网WWW(重点)浏览器和服务器之间进行交互的协议称为超文本传输协议HTT P另外,Web页的地址称为统一资源定位符URL2.统一资源定位符URL万维网使用统一资源定位符URL(UniformResourceLocator)是对可以从因特网上得到的资源(包括目录文件等)的位置和访问方法的一种简洁的表示URL的一般形式:<URL的访问方式>:文本传输协议HTTPHTTP是面向事务的应用层协议,它规定了在浏览器和服务器之间的请求和响应的格式和规则一旦获得了服务器的IP地址,浏览器将通过TCP向浏览器发送连接建立请求每个服务器上都有一个服务进程,它不断地监听TCP的端口80,当监听到连接请求后便与浏览器建立连接TCP连接建立后,浏览器就向服务器发送要求获取某一Web页面的HTTP请求服务器收到HTTP请求后,将构建所请求的Web页的必需信息,并通过HTTP响应返回给浏览器浏览器再将信息进行解释,然后将Web页显示给用户最后,TCP连接释放因此,HTTP有两类报文:(1)请求报文———从客户向服务器发送连接请求;(2)响应报文———从服务器到客户的回答例题精讲【例1】DNS协议主要用于实现下列哪项网络服务功能( A )A.域名到IP地址的映射B.物理地址到IP地址的映射地址到域名的映射地址到物理地址的映射【例2】一台主机希望解析域名如果这台主机的配置的DNS地址为A,Internet根域名服务器为B,而存储域名与其IP地址对应关系的域名服务器为C,那么这台主机通常先查询( A )A.域名服务器AB.域名服务器 BC.域名服务器 CD.不确定【例3】FTP用于传输文件的端口是( B )【例4】从协议分析的角度,WWW 服务的第一步操作是WWW 浏览器完成对WWW 服务器的( B )A.地址解析B.域名解析C.传输连接建立D.会话连接建立【例5】因特网提供了大量的应用服务,大致可以分为通信获取信息和共享计算机等三类(1)( A )是世界上使用极广泛的一类因特网服务,以文本形式或HTML格式进行信息传递,而图像等文件可以作为附件进行传递(2)( D )是用来在计算机之间进行文件传输的因特网服务利用该服务不仅可以从远程计算机获取文件,还能将文件从本地机器传送到远程计算机(3)( C )是目前因特网最丰富多彩的应用服务,其客户端软件称为浏览器(4)( D )应用服务将主机变成远程服务器的一个虚拟终端;在命令方式下运行时,通过本地计算机传送命令,在远程计算机上运行相应程序,并将相应的运行结果传送到本地计算机显示(1)mail(2)(3)(4)【例6】在TCP/IP协议族中,应用层的各种服务是建立在传输层提供服务的基础上下列哪组协议需要使用传输层的TCP协议建立连接( B )DHCPFTP SMTPHTTPFTPTELNET FTPTFTP练习题:一单项选择题1.用户提出服务请求,网络将用户请求传送到服务器;服务器执行用户请求,完成所要求的操作并将结果送回用户,这种工作模式称为( A )A.客户服务器模式B.点到点模式CD模式 D.令牌环模式2.域名是与以下哪个地址一一对应的( D )地址地址 C.主机名称 D.以上都不是客户发起对FTP服务器的连接建立的第一阶段建立( D )A.控制传输连接B.数据连接C.会话连接D.控制连接协议在使用时建立了两条连接:控制连接和数据连接,它们所使用的端口号分别是( D ),21 ,80 ,20 ,205.在因特网中能够提供任意两台计算机之间传输文件的协议是( B )6.在电子邮件应用程序向邮件服务器发送邮件时,最常使用的协议是( B )7.在因特网电子邮件系统中,电子邮件应用程序( B )A.发送邮件和接收邮件都采用SMTP协议B.发送邮件通常使用SMTP协议,而接收邮件通常使用POP3协议C.发送邮件通常使用POP3协议,而接收邮件通常使用SMTP协议D.发送邮件和接收邮件都采用POP3协议上每个网页都有一个唯一的地址,这些地址统称为( C )地址 B.域名地址C.统一资源定位符地址9.在Internet上浏览信息时,WWW 浏览器和WWW 服务器之间传输网页使用的协议是( B )浏览器所支持的基本文件类型是( B )二综合应用题1.为什么要引入域名的概念.答:IP地址很难记忆,引入域名后,便于人们记忆和识别,域名解析可以把域名转换成IP地址。