第五章 | 计算机网络原理 谢希仁（第八版）_ 习题答案（Part 1）

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计算机网络原理 谢希仁（第八版）

第五章 运输层 习题答案 (Part 1)

5-01 ~ 5-05

5-01 试说明运输层在协议栈中的地位和作用，运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别？为什么运输层是必不可少的？

答：运输层处于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层，向它上面的应用层提供服务 运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信，但网络层是为主机之间提供逻辑通信（面向主机，承担路由功能，即主机寻址及有效的分组交换）。 各种应用进程之间通信需要“可靠或尽力而为”的两类服务质量，必须由运输层以复用和分用的形式加载到网络层。

5-02 网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响？

答：网络层提供数据报或虚电路服务不影响上面的运输层的运行机制。 但提供不同的服务质量。

5-03 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面向无连接的？

答：都是。这要在不同层次来看，在运输层是面向连接的，在网络层则是无连接的。

5-04 试用画图解释运输层的复用。画图说明许多个运输用户复用到一条运输连接上，而这条运输连接有复用到IP数据报上。

答：

在图中，主机H3同时和主机H1和主机H2进行通信。
H1和H3两个应用进程（HTTP和SMTP）进行通信，这需要使用两个TCP连接。这两个TCP连接所传送的报文段，使用下面的网络层IP数据报进行传送。
H2和H3的应用进程（HTTP）进行通信，这需要使用一个TCP进行连接。这个TCP连接所传送的报文段，也要使用下面的网络层IP数据报进行传送。
在网络层所传送的IP数据报已看不到运输层以上的复用情况。

5-05 试举例说明有些应用程序愿意采用不可靠的UDP，而不用采用可靠TCP。

答：VOIP：由于语音信息具有一定的冗余度，人耳对VOIP数据报损失由一定的承受度，但对传输时延的变化较敏感。有差错的UDP数据报在接收端被直接抛弃，TCP数据报出错则会引起重传，可能带来较大的时延扰动。因此VOIP宁可采用不可靠的UDP，而不愿意采用可靠的TCP。

5-06 ~ 5-10

5-06 接收方收到有差错的UDP用户数据报时应如何处理？

答：丢弃。

5-07 如果应用程序愿意使用UDP来完成可靠的传输，这可能吗？请说明理由。

答：可能，但应用程序中必须额外提供与TCP相同的功能。

5-08 为什么说UDP是面向报文的，而TCP是面向字节流的？

答：
发送方 UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付 IP 层。
UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。接收方 UDP 对 IP 层交上来的 UDP 用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文。
发送方TCP对应用程序交下来的报文数据块，视为无结构的字节流（无边界约束，课分拆/合并），但维持各字节。

5-09 端口的作用是什么？为什么端口要划分为三种？

答：
端口的作用是对TCP/IP体系的应用进程进行统一的标志，使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信。熟知端口，数值一般为0——1023.标记常规的服务进程；登记端口号，数值为1024——49151，标记没有熟知端口号的非常规的服务进程。

5-10 试说明运输层中伪首部的作用。

答：
用于计算运输层数据报校验和。

5-11 ~ 5-15

5-11 某个应用进程使用运输层的用户数据报UDP，然而继续向下交给IP层后，又封装成IP数据报。既然都是数据报，可否跳过UDP而直接交给IP层？哪些功能UDP提供了但IP没提提供？

答：
不可跳过UDP而直接交给IP层IP数据报IP报承担主机寻址，提供报头检错；只能找到目的主机而无法找到目的进程。UDP提供对应用进程的复用和分用功能，以及提供对数据差分的差错检验。

5-12 一个应用程序用UDP，到IP层把数据报在划分为4个数据报片发送出去，结果前两个数据报片丢失，后两个到达目的站。过了一段时间应用程序重传UDP，而IP层仍然划分为4个数据报片来传送。结果这次前两个到达目的站而后两个丢失。试问：在目的站能否将这两次传输的4个数据报片组装成完整的数据报？假定目的站第一次收到的后两个数据报片仍然保存在目的站的缓存中。

答：
不行。
重传时，IP数据报的标识字段会有另一个标识符。仅当标识符相同的IP数据报片才能组装成一个IP数据报。前两个IP数据报片的标识符与后两个IP数据报片的标识符不同，因此不能组装成一个IP数据报。

5-13 一个UDP用户数据的数据字段为8192字节。在数据链路层要使用以太网来传送。试问应当划分为几个IP数据报片？说明每一个IP数据报字段长度和片偏移字段的值。

答：
UDP数据报 = 首部8字节 + 数据部分组成。
因为数据字段为8192字节，所以数据报总长度 = 8192 + 8 = 8200 字节。
以太网的最大传输单元MTU = 1500。
因为要划分为几个IP数据报，而每个IP数据报的首部占20字节，所以字段部分最大占1480字节。
划分的时候，可以划分为 8200 / 1480 = 5，余 800 字节。
所以应当划分为 6 个IP数据报片，前 5 个都是 1480 字节，第 6 个是 800 字节。一个字段即为8个字节。
第一个IP数据报字段长度：1480，第一片偏移字段：1480 * 0 / 8 = 0
第二个IP数据报字段长度：1480，第二片偏移字段：1480 * 1 / 8 = 185
第三个IP数据报字段长度：1480，第三片偏移字段：1480 * 2 / 8 = 370
第四个IP数据报字段长度：1480，第四片偏移字段：1480 * 3 / 8 = 555
第五个IP数据报字段长度：1480，第五片偏移字段：1480 * 4 / 8 = 740
第六个IP数据报字段长度：800， 第六片偏移字段：1480 * 5 / 8 = 925
UDP数据报的首部存在于第一个IP数据报片中，所以第一个IP数据报字段为：首部8字节 + 1472数据部分。

5-14 一UDP用户数据报的首部十六进制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17.试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。这个用户数据报是从客户发送给服务器还是服务器发送给客户？使用UDP的这个服务器程序是什么？

解：
源端口：1586（前4个字节0632）
目的端口：69（00 45）
用户数据报总长度：28 字节（00 1C，其中首部占8字节）
数据部分长度：20 字节
这个用户数据报是：从客户发送给服务器
服务器程序：TFTP。
UDP数据报由首部字段和数据字段组成，其中首部占8个字节（TCP数据报首部占20字节），格式如下:

以上求出的长度为UDP数据报的总长度28字节，由于UDP数据报的首部占8字节，所以数据字段长度占20字节
因为目的端口号 69 < 1023，是常用的服务端口，所以这个数据报是发往服务器端的
0~1023：常用的服务端口
1024~49151是被注册的端口，也成为“用户端口”
其中 1024~5000为临时端口
因为端口号为69，所以使用 UDP 的这个服务器程序是TFTP
TFTP：是TCP/IP协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议，提供不复杂、开销不大的文件传输服务。端口号为69。

5-15 使用TCP对实时话音数据的传输有没有什么问题？使用UDP在传送数据文件时会有什么问题？

答：
如果语音数据不是实时播放（边接受边播放）就可以使用TCP，因为TCP传输可靠。
接收端用TCP讲话音数据接受完毕后，可以在以后的任何时间进行播放。但假定是实时传输，则必须使用UDP。
UDP不保证可靠付，但UCP比TCP的开销要小很多。因此只要应用程序接受这样的服务质量就可以使用UDP。

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