第五章 运输层#

5.1 单选题#

操作系统给每一个进程都分配有唯一的进程号 ID，以下哪个不是网络通信使用端口号而不使用进程号 ID 标识应用进程的原因。

• A. 进程号不仅具有本地意义，而且是动态变化的
• B. 不同操作系统进程号格式不同
• C. 通信双方无法事先得知对方的 PID
• D. 进程号只具有本地意义

答案：D

解析： 这是一个经典的概念题。不使用进程号（PID）而使用端口号的原因主要有：

1. 进程号不仅具有本地意义，而且是动态变化的（对应 A、B）：操作系统启动不同进程的顺序不同，PID 就会不同；不同操作系统 PID 格式也不同。网络协议需要一种标准的、静态的标识符。
2. 通信双方无法事先得知对方的 PID（对应 C）：客户端不知道服务器进程当前的 PID 是多少，但知道它监听的“熟知端口”（如 HTTP 80）。

关于 D：虽然“进程号只具有本地意义”这句话本身是对的，但端口号也只具有本地意义（标识本地主机上的某个服务）。因此，D 选项描述的特性是两者共有的，并不是“弃用 PID 选用端口”的区别性原因。我们选用端口是因为它的标准化和独立于 OS 进程管理的特性。

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5.2 单选题#

下列关于 UDP 协议的叙述中，正确的是 ( ) I. UDP 是无连接的传输层协议，发送数据前不需要建立连接。 II. UDP 支持复用（多个应用进程通过不同端口发送数据）和分用（接收端根据端口号将数据交付给不同进程）。 III. UDP 虽然有校验和，但提供可靠传输。

• A. 仅 I
• B. 仅 I、II
• C. 仅 II、III
• D. I、II、III

答案：B

解析：

• I 正确：UDP 是无连接的传输层协议，发送数据前不需要建立连接。
• II 正确：UDP 支持复用（多个应用进程通过不同端口发送数据）和分用（接收端根据端口号将数据交付给不同进程）。
• III 错误：UDP 虽然有校验和（Checksum），但如果校验出错误，它通常只是简单地丢弃该数据报，不提供重传机制，因此它不能保障可靠数据传输。可靠传输是 TCP 的特性。

综上，仅 I 和 II 正确。

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5.3 单选题#

以下关于 IP 和 UDP 协议计算检验和说法，正确的是

• A. IP 协议和 UDP 协议都只计算首部检验和
• B. IP 协议和 UDP 协议都计算数据部分检验和
• C. IP 协议只计算数据部分检验和，UDP 协议计算首部检验和
• D. IP 协议只计算首部检验和，UDP 协议计算首部和数据部分检验和

答案：D

解析：

• IP 协议：IP 数据报在网络层每经过一个路由器，TTL（生存时间）都会减 1，因此首部会发生变化。为了减少路由器的处理开销，IP 协议只对首部计算检验和，不检查数据部分。

• UDP 协议：UDP 提供端到端的传输，为了保证数据的完整性，UDP 的检验和覆盖首部、伪首部以及数据部分。

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5.5 单选题#

每一条 TCP 连接唯一地被通信两端的两个端点所确定，即 TCP 连接 ::=

• A. {socket1, socket2}
• B. {socket1, socket2} = {(IP1: port1), (IP2: port2)}
• C. {IP1, IP2}
• D. {port1, port2}

答案：B

解析： TCP 连接是端到端的，由通信两端的**套接字（Socket）**唯一确定。

• 套接字 = (IP地址 : 端口号)。
• 因此，一条 TCP 连接可以表示为：{ (IP1 : port1), (IP2 : port2) }。
• 选项 A 格式错误，将 IP 和端口分开组合了。
• 选项 C 和 D 搭配错乱。

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5.6 简答题#

主机 A 向主机 B 连续发送了两个 TCP 报文段，其序号分别是 70 和 100。试问： (1) 第一个报文段携带的数据有多少字节？ (2) 主机 B 收到第一个报文段后发回的确认中的确认号应当是多少？ (3) 如果 B 收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是 180，试问第二个报文段的数据有多少字节？ (4) 如果第一个报文段丢失了，但第二个报文段到达了 B。B 在第二个报文段到达后向 A 发送的确认号是多少？

答案：

1. 30
2. 100
3. 80
4. 70

解析：

• (1)：第一个报文段序号 70，第二个报文段序号 100。说明第一个报文段携带的数据长度 = $100 - 70 = 30$ 字节。
• (2)：B 收到第一个报文段（70-99）后，期待下一个字节是 100，因此确认号（Ack）为 100。
• (3)：B 收到第二个报文段后确认号是 180。说明第二个报文段结束于 179。数据长度 = $180 - 100 = 80$ 字节。
• (4)：TCP 使用累积确认。如果第一个报文段（70-99）丢失，即使收到了第二个（100-179），B 仍然处于等待 70 的状态。因此 B 发送的确认号依然是它期待的第一个字节号，即 70。

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5.7 填空题#

设 $\alpha = 0.1$。已知 TCP 的往返时延的当前值是 30ms。现在收到了三个接连的确认报文段… 试计算新的估计的往返时延值 $RTT_S$ 分别是 [填空1] ms，[填空2] ms，[填空3] ms。

答案：29.6；29.84；29.26 (保留两位小数)

解析： 计算公式：新 $RTT_S$ = $(1 - \alpha) \times$ 旧 $RTT_S$ $+ \alpha \times$ 新 $RTT$ 样本 $\alpha = 0.1$，所以公式为：$RTT_S = 0.9 \times Old + 0.1 \times Sample$。

1. 第一个样本 26ms： $RTT_1 = 0.9 \times 30 + 0.1 \times 26 = 27 + 2.6 = 29.6 \text{ ms}$
2. 第二个样本 32ms（使用上一步更新后的 RTT 作为旧值）： $RTT_2 = 0.9 \times 29.6 + 0.1 \times 32 = 26.64 + 3.2 = 29.84 \text{ ms}$
3. 第三个样本 24ms（使用上一步更新后的 RTT 作为旧值）： $RTT_3 = 0.9 \times 29.84 + 0.1 \times 24 = 26.856 + 2.4 = 29.256 \approx 29.26 \text{ ms}$

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8 (14年考研33题) 单选题#

在 OSI 参考模型中，直接为会话层提供服务的是 ()

• A. 应用层
• B. 表示层
• C. 传输层
• D. 网络层

答案：C

解析： OSI 模型遵循下层为上层服务的原则。

• 第 7 层：应用层
• 第 6 层：表示层
• 第 5 层：会话层
• 第 4 层：传输层

因此，传输层直接为会话层提供服务。