TCP與UDP必考題

1、問(wèn)題及解答:1 .端口（port）和套接字（socket）的區(qū)別是什么？2 .是否TCP和UDP都需要計(jì)算往返時(shí)間RTT?3 .在TCP傳送數(shù)據(jù)時(shí)，有沒(méi)有規(guī)定一個(gè)最大重傳次數(shù)？4 .為什么TCP在建立連接時(shí)不能每次都選擇相同的、固定的初始序號(hào)？5 .TCP連接很像一條連接發(fā)送端和接收端的雙向管道。當(dāng)TCP在連續(xù)發(fā)送報(bào)文段時(shí)，若要管道得到充分的利用，則發(fā)送窗口的大小應(yīng)怎樣選擇？6 .TCP發(fā)送方和接收方都需要滑動(dòng)窗口嗎？各有什么作用？7 .滑動(dòng)窗口的窗口大小可以動(dòng)態(tài)調(diào)整嗎？調(diào)整窗口大小可以起到什么作用？8 .在UDP協(xié)議中需要滑動(dòng)窗口協(xié)議嗎？為什么？這樣有什么好處有什么壞處？1 .端口（port

2、）和套接字（socket）的區(qū)別是什么？答：套接字包含了端口，因?yàn)樘捉幼?（IP地址，端口號(hào)）。套接字是TCP連接的端點(diǎn)。套接字又稱為插口”。但我們已經(jīng)講過(guò)，套接字（socket）有多種意思。當(dāng)使用API時(shí)，套接字往往被看成是操作系統(tǒng)的一種抽象，這時(shí)，套接字和一個(gè)文件描述符是很相似的，并且是應(yīng)用編程接口API的一部分。套接字由應(yīng)用程序產(chǎn)生，并指明它將由客戶還是服務(wù)器來(lái)使用。當(dāng)應(yīng)用進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)套接字時(shí)，要指明該套接字使用的端口號(hào)。端口則是應(yīng)用層服務(wù)的的一種代號(hào)，它用來(lái)標(biāo)志應(yīng)用層的進(jìn)程。端口是一個(gè)16bit的整數(shù)。各種服務(wù)器使用的端口號(hào)都是保留端口號(hào)，以便使客戶能夠找到服務(wù)器。例如萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器使用

3、的端口號(hào)是80。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)用層的數(shù)據(jù)通過(guò)端口向下交付到運(yùn)輸層。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，運(yùn)輸層的數(shù)據(jù)通過(guò)適當(dāng)?shù)亩丝谙蛏辖桓兜綉?yīng)用層的某個(gè)應(yīng)用程序2 .是否TCP和UDP都需要計(jì)算往返時(shí)間RTT?答：TCP有的，UDP沒(méi)有的，UDP發(fā)出去其實(shí)就不管了，它是需要在應(yīng)用軟件（應(yīng)用層）來(lái)做一個(gè)數(shù)據(jù)傳送保障的機(jī)制的。重發(fā)也是通過(guò)軟件端實(shí)現(xiàn)。TCP本身協(xié)議就具有保障數(shù)據(jù)的功能。3 .在TCP傳送數(shù)據(jù)時(shí)，有沒(méi)有規(guī)定一個(gè)最大重傳次數(shù)？答：我們知道以太網(wǎng)規(guī)定重傳16次就認(rèn)為傳輸失敗，然后報(bào)告上層。但TCP沒(méi)有規(guī)定最大重傳次數(shù)，而是通過(guò)設(shè)置一些計(jì)時(shí)器來(lái)解決有關(guān)傳輸失敗的問(wèn)題4 .為什么TCP在建立連接時(shí)不能每次都選擇相

4、同的、固定的初始序號(hào)？答：從理論上講是可能會(huì)出現(xiàn)這種狀況的。但概率太小了。序列號(hào)的范圍在0-2的32次方之間。建立tcp的雙方是獨(dú)立隨機(jī)在其中選取的。所以基本上認(rèn)為雙方不會(huì)選擇到相同的序列號(hào)。5 .TCP連接很像一條連接發(fā)送端和接收端的雙向管道。當(dāng)TCP在連續(xù)發(fā)送報(bào)文段時(shí)，若要管道得到充分的利用，則發(fā)送窗口的大小應(yīng)怎樣選擇？答：我們可以用下面的圖來(lái)說(shuō)明這一問(wèn)題。圖中在發(fā)送端和接收端之間的兩個(gè)白色長(zhǎng)條表示TCP全雙工通信的發(fā)送管道和接收管道。管道是對(duì)信道的一種抽象，便于討論問(wèn)題（可以不涉及下層互連網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)）。假定在t=0時(shí)發(fā)送端使用慢開(kāi)始算法來(lái)發(fā)送報(bào)文段，因此在t=0時(shí)只能發(fā)送一個(gè)報(bào)文段（圖中

5、標(biāo)有1的綠色長(zhǎng)方條就代表報(bào)文段1）。圖中的時(shí)間都是按離散的時(shí)間單位表示。為簡(jiǎn)化分析，我們還假定，發(fā)送窗口僅由發(fā)送端的擁塞窗口來(lái)確定，接收端不對(duì)發(fā)送窗口加以限制。假定在t=1時(shí)，報(bào)文段1的第一個(gè)比特正好走完四分之一的管道，同時(shí)該報(bào)文段的最后一個(gè)比特正好發(fā)送完畢。t=4,報(bào)文段1的前沿到達(dá)接收端。t=5時(shí)，接收端將報(bào)文段1接收完畢。假定接收端立即發(fā)送確認(rèn)報(bào)文段。我們所用的標(biāo)記是：對(duì)報(bào)文段n的確認(rèn)報(bào)文段我們用具有標(biāo)記n的紅色小長(zhǎng)方條表示。t=9,對(duì)報(bào)文段1的確認(rèn)的前沿到達(dá)發(fā)送端。t=10,發(fā)送端將發(fā)送窗口加1變?yōu)?（可以發(fā)送報(bào)文段2和3）,并開(kāi)始發(fā)送報(bào)文段2（這一步圖中省略了，沒(méi)有畫出）。t=11,

6、報(bào)文段2走完發(fā)送管道的四分之一，發(fā)送端開(kāi)始發(fā)送報(bào)文段3。t=12,報(bào)文段2和3填滿發(fā)送管道的一半。t=14,報(bào)文段2的前沿到達(dá)接收端。t=15,接收端收完報(bào)文段2,并發(fā)送對(duì)報(bào)文段2的確認(rèn)。t=16,接收端收完報(bào)文段3,并發(fā)送對(duì)報(bào)文段3的確認(rèn)。t=19,對(duì)報(bào)文段2的確認(rèn)前沿傳播到發(fā)送端。t=20,發(fā)送端收到對(duì)報(bào)文段2的確認(rèn)，將發(fā)送窗口加1變?yōu)?（可以發(fā)送報(bào)文段4,5和6）,并開(kāi)始發(fā)送報(bào)文段4（這一步圖中省略了，沒(méi)有畫出）。對(duì)報(bào)文段3的確認(rèn)的前沿也在這個(gè)時(shí)間傳播到發(fā)送端。再以后的過(guò)程我們用下面的另一張圖來(lái)說(shuō)明。t=21,發(fā)送端收到對(duì)報(bào)文段3的確認(rèn)，將發(fā)送窗口再加1變?yōu)?（可以發(fā)送報(bào)文段4,5,6和

7、7）,并開(kāi)始發(fā)送報(bào)文段5。此時(shí)，報(bào)文段4已完全進(jìn)入發(fā)送管道，前沿到了管道的四分之一處。、斗上山 發(fā)送我t = 24接收端t = 25t = 26t = 27、斗上山 發(fā)送我接收端t = 35t = 36t = 37t = 38以后的過(guò)程讀者自己都可以看懂。這里只再提幾點(diǎn)。發(fā)送端每收到一個(gè)對(duì)沒(méi)有確認(rèn)過(guò)的報(bào)文段的確認(rèn)，就將發(fā)送窗口加1。因此在陸續(xù)收到確認(rèn)47后，將發(fā)送窗口加4,即增大到8,可以連續(xù)發(fā)送報(bào)文段815o管道空間是有限的。從圖中表示的例子可以看出，這樣的管道至多可容納4個(gè)報(bào)文段。當(dāng)發(fā)送窗口很小時(shí)，管道在大部分時(shí)間內(nèi)是比較空的（見(jiàn)前面的第一張圖）。這說(shuō)明在TCP連接中傳輸數(shù)據(jù)的效率比較低。

8、當(dāng)發(fā)送窗口增大時(shí)，管道逐漸被填滿。可以看出，在t=3438時(shí)，發(fā)送管道一直是被填滿的，這說(shuō)明發(fā)送管道被利用得很充分。因?yàn)閳?bào)文段的傳輸需要時(shí)間，因此對(duì)報(bào)文段的確認(rèn)總是會(huì)滯后一段時(shí)間。上面的例子表明，在單方向發(fā)送報(bào)文段（另一個(gè)方向發(fā)送確認(rèn)）的情況下，發(fā)送管道和接收管道往往不能同時(shí)被充分利用（除非發(fā)送窗口的數(shù)值較大）c但如果雙向都能發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文段，那么發(fā)送管道和接收管道就都能夠被利用得較充分。我們還可看出，接收管道（即接收端發(fā)送確認(rèn)報(bào)文段的管道）在任何情況下都沒(méi)有填滿。這是因?yàn)榇_認(rèn)報(bào)文段很短，只需很短的時(shí)間就可發(fā)送出去。但接收一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文段需要較多的時(shí)間，這就造成確認(rèn)報(bào)文段不可能連續(xù)地從接收端發(fā)送出

9、去。6 .TCP發(fā)送方和接收方都需要滑動(dòng)窗口嗎？各有什么作用？二|答：發(fā)送方和接受方都維持了一個(gè)窗口，窗口內(nèi)部包含了那些可以接受的序列號(hào)。發(fā)送方的窗口大小從0開(kāi)始，以后可以增大到某一個(gè)預(yù)設(shè)的最大值。由于發(fā)送方可能在將來(lái)的某個(gè)時(shí)刻重傳未被確認(rèn)的幀，所以它必須把已經(jīng)送出去的幀保留一段時(shí)間，直到他知道接受方已經(jīng)接受了這些幀。當(dāng)?shù)趎幀的確認(rèn)到來(lái)時(shí)，第n-1,第n-2等也都被自動(dòng)地確認(rèn)接受方的窗口總是固定大小的。接受方為其窗口內(nèi)的每一個(gè)序列號(hào)保留了一個(gè)緩沖區(qū)。與每個(gè)緩沖區(qū)相連關(guān)聯(lián)的還有一位，用來(lái)指明該緩沖區(qū)是滿的還是空的。任何時(shí)候當(dāng)一幀到達(dá)時(shí)，接受方通過(guò)between函數(shù)檢查它的序列號(hào)，看是否落在窗口內(nèi)。如果確實(shí)落在窗口內(nèi)，并且以前還沒(méi)有收到這一幀，則接受該幀，并且保存起來(lái)7 .滑動(dòng)窗口的窗口大小可以動(dòng)態(tài)調(diào)整嗎？調(diào)整窗口大小可以起到什么作用？答：理論上是可以動(dòng)態(tài)調(diào)整的，但具體要要看設(shè)備。一般稍微好點(diǎn)的設(shè)備都會(huì)支持的。作用：調(diào)節(jié)收發(fā)雙方的速度問(wèn)題。如：發(fā)端快一點(diǎn)10MP/S但收端