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39 作业题和思考题解析 ​

这篇文章是前面习题的解析，题目来自各个大厂的笔试题和《TCP/IP》详解，还在不停的完善中，目前以有的如下：

收到 IP 数据包解析以后，它怎么知道这个分组应该投递到上层的哪一个协议（UDP 或 TCP）

解析：IP 头里有一个 "协议" 字段，指出在上层使用的协议，比如值为 6 表示数据交给 TCP、值为 17 表示数据交给 UDP

TCP 提供了一种字节流服务，而收发双方都不保持记录的边界，应用程序应该如何提供他们自己的记录标识呢？

解析：应用程序使用自己约定的规则来表示消息的边界，比如有一些使用回车 + 换行（"\r\n"），比如 Redis 的通信协议（RESP protocol）

A B 两个主机之间建立了一个 TCP 连接，A 主机发给 B 主机两个 TCP 报文，大小分别是 500 和 300，第一个报文的序列号是 200，那么 B 主机接收两个报文后，返回的确认号是（）

  • A、200
  • B、700
  • C、800
  • D、1000

答案：D，500+300+200

客户端的使用 ISN=2000 打开一个连接，服务器端使用 ISN=3000 打开一个连接，经过 3 次握手建立连接。连接建立起来以后，假定客户端向服务器发送一段数据 Welcome the server!（长度 20 Bytes），而服务器的回答数据 Thank you!（长度 10 Bytes），试画出三次握手和数据传输阶段报文段序列号、确认号的情况。

答案：较简单，我先偷懒不画

TCP/IP 协议中，MSS 和 MTU 分别工作在哪一层？

参考：MSS-> 传输层，MTU：链路层

在 MTU=1500 字节的以太网中，TCP 报文的最大载荷为多少字节？

参考：1500（MTU） - 20（IP 头大小） - 20（TCP 头大小）= 1460

小于（）的 TCP/UDP 端口号已保留与现有服务一一对应，此数字以上的端口号可自由分配？

  • A、80
  • B、1024
  • C、8080
  • D、65525

参考：B，保留端口号

下列 TCP 端口号中不属于熟知端口号的是（）

  • A、21
  • B、23
  • C、80
  • D、3210

参考：D，小于 1024 的端口号是熟知端口号

关于网络端口号，以下哪个说法是正确的（）

  • A、通过 netstat 命令，可以查看进程监听端口的情况
  • B、https 协议默认端口号是 8081
  • C、ssh 默认端口号是 80
  • D、一般认为，0-80 之间的端口号为周知端口号 (Well Known Ports)

参考：A

TCP 协议三次握手建立一个连接，第二次握手的时候服务器所处的状态是（）

  • A、SYN_RECV
  • B、ESTABLISHED
  • C、SYN-SENT
  • D、LAST_ACK

参考：A，收到了 SYN，发送 SYN+ACK 以后的状态，完整转换图见文章

下面关于三次握手与 connect() 函数的关系说法错误的是（）

  • A、客户端发送 SYN 给服务器
  • B、服务器只发送 SYN 给客户端
  • C、客户端收到服务器回应后发送 ACK 给服务器
  • D、connect() 函数在三次握手的第二次返回

参考：B，服务端发送 SYN+ACK

HTTP 传输完成，断开进行四次挥手，第二次挥手的时候客户端所处的状态是：

  • A、CLOSE_WAIT
  • B、LAST_ACK
  • C、FIN_WAIT2
  • D、TIME_WAIT

参考：C，详细的状态切换图看文章

正常的 TCP 三次握手和四次挥手过程（客户端建连、断连）中，以下状态分别处于服务端和客户端描述正确的是

  • A、服务端：SYN-SEND，TIME-WAIT 客户端：SYN-RCVD，CLOSE-WAIT
  • B、服务端：SYN-SEND，CLOSE-WAIT 客户端：SYN-RCVD，TIME-WAIT
  • C、服务端：SYN-RCVD，CLOSE-WAIT 客户端：SYN-SEND，TIME-WAIT
  • D、服务端：SYN-RCVD，TIME-WAIT 客户端：SYN-SEND，CLOSE-WAIT

参考：C，SYN-RCVD 出现在被动打开方服务端，排除 A、B，TIME-WAIT 出现在主动断开方客户端，排除 D

下列 TCP 连接建立过程描述正确的是：

  • A、服务端收到客户端的 SYN 包后等待 2*MSL 时间后就会进入 SYN_SENT 状态
  • B、服务端收到客户端的 ACK 包后会进入 SYN_RCVD 状态
  • C、当客户端处于 ESTABLISHED 状态时，服务端可能仍然处于 SYN_RCVD 状态
  • D、服务端未收到客户端确认包，等待 2*MSL 时间后会直接关闭连接

参考：C，建连与 2*ML 没有关系，排除 A、D，服务端在收到 SYN 包且发出去 SYN+ACK 以后 进入 SYN_RCVD 状态，排除 B。如果客户端给服务端的 ACK 丢失，客户端进入 ESTABLISHED 状态时，服务端仍然处于 SYN_RCVD 状态。

TCP 连接关闭，可能有经历哪几种状态：

  • A、LISTEN
  • B、TIME-WAIT
  • C、LAST-ACK
  • D、SYN-RECEIVED

参考：B、C 参考四次挥手的内容

TCP 状态变迁中，存在 TIME_WAIT 状态，请问以下正确的描述是？

  • A、TIME_WAIT 状态可以帮助 TCP 的全双工连接可靠释放
  • B、TIME_WAIT 状态是 TCP 是三次握手过程中的状态
  • C、TIME_WAIT 状态是为了保证重新生成的 socket 不受之前延迟报文的影响
  • D、TIME_WAIT 状态是为了让旧数据包消失在网络中

参考：B 明显错误，TIME_WAIT 不是挥手阶段的状态。A、C、D 都正确

假设 MSL 是 60s，请问系统能够初始化一个新连接然后主动关闭的最大速率是多少？（忽略 1~1024 区间的端口）

  • 参考：系统可用端口号的范围：65536 - 1024 = 64512，主动关闭方会保持 TIME_WAIT 时间 2*MSL = 120s，那最大的速率是：64512 / 120 = 537.6

设 TCP 的 ssthresh（慢开始门限）的初始值为 8（单位为报文段）。当拥塞窗口上升到 12 时网络发生了超时，TCP 使用慢开始和拥塞避免。试分别求出第 1 次到第 15 次传输的各拥塞窗口大小。

  • 参考：过程如下表所示。
次数拥塞窗口描述备注
11慢开始，指数增加
22慢开始，指数增加
34慢开始，指数增加
48慢开始，指数增加
59拥塞避免，线性增加
610拥塞避免，线性增加
711拥塞避免，线性增加
812拥塞避免，线性增加ssthresh 减半变为 6，拥塞窗口降为 1
91慢开始
102慢开始
114慢开始
126拥塞避免，线性增加
137拥塞避免，线性增加
148拥塞避免，线性增加
159拥塞避免，线性增加