从无到有学习计算机网络-关于TCP拥塞窗口的典型题目分析

41.假设图中的H3访问Web服务器S时，S为新建的TCP连接分配了20KB（K=1024）的接收缓存，最大段长MSS=1KB，平均往返时间RTT=200ms。H3建立连接时的初始序号为100，且持续以MSS大小的段向S发送数据，拥塞窗口初始阈值为32KB；S对收到的每个段进行确认，并通告新的接收窗口。假定TCP连接建立完成后，S端的TCP接收缓存仅有数据存入而无数据取出。请回答下列问题。
（1）在TCP连接建立过程中，H3收到的S发送过来的第二次握手TCP段的SYN和ACK标志位的值分别是多少？确认序号是多少？
（2）H3收到的第8个确认段所通告的接收窗口是多少？此时H3的拥塞窗口变为多少？H3的发送窗口变为多少？
（3）当H3的发送窗口等于0时，下一个待发送的数据段序号是多少？H3从发送第1个数据段到发送窗口等于0时刻为止，平均数据传输速率是多少（忽略段的传输延时）？
（4）若H3与S之间通信已经结束，在t时刻H3请求断开该连接，则从t时刻起，S释放该连接的最短时间是多少？

解答：
（1）第二次握手TCP段的SYN=1，（1分）ACK=1；（1分）确认序号是101。（1分）
（2）题目规定S对收到的每个段（MSS大小的段）进行确认，并通告新的接收窗口，而且TCP接收缓存仅有数据存入而无数据取出（因此S每次确认一次收到的段，S的可用缓存，即接收窗口会减少一个MSS，并告知H3）。H3收到的第8个确认段后，被所通告的接收窗口是20-8=12KB；（1分）

在慢开始算法里，发送方H3先设置拥塞窗口cwnd=1KB（先设置为1个MSS=1KB），接下来H3每收到一个对新报文段的确认，就使发送方H3的拥塞窗口加1KB。H3共收到8个确认段，所以此时H3的拥塞窗口变为1+8=9KB；（1分）

H3发送窗口=min{H3的拥塞窗口，S的接收窗口}(教材5-4)，所以H3的发送窗口变为min{9，12}=9KB。（1分）
（3）TCP是用字节作为窗口和序号的单位。当H3的发送窗口等于0KB时，也就是S接收窗口等于0KB时，
下一个待发送段的序号是20K+101=20×1024+101=20581；（疑问：tcp经历了3次握手，第一次seq = 100. 第二次握手 seq = 101 ， 第三次握手 = 101，(可以发送数据）（1分）

H3从发送第1个段到发送窗口等于0KB时刻为止，经过五个传输轮次，（第1轮：窗口拥塞为1,发送1*MSS ；第2轮：窗口拥塞为2，发送2*MSS,.第3轮：窗口拥塞为4，发送4*MSS;第4轮：窗口拥塞为8，发送8个MSS;第5轮：S的接收窗口变为5，因此H3的拥塞窗口5，发送5个MSS,执行慢开始），每个传输轮次的时间就是往返RTT，因此平均数据传输速率是20KB/(5×200ms)=20KB/s=20.48kbps。（1分）

 

1. 通信结束后，H3向S发送连接释放报文段。S收到H3的连接释放报文段后，马上发出确认报文段。此时S已经没有数据需要传输，于是它也马上发出连接释放报文段。H3在收到S的连接释放报文段后，发出确认报文段（这一部分，表明2次握手和3次握手之间，服务器S没有等待确认的延迟，因此这两次握手的间隔时间不用考虑，也就是说这两次握手是同时间发生,合计时间为1.5个RTT往返时间）。S在收到这份确认后就释放TCP连接。因此从t时刻起，S释放该连接的最短时间是：H3的连接释放报文段传送到S的时间+S的连接释放报文段传送到H3的时间+H3的确认报文段传送到S的时间=1.5×200ms=300ms。（1分）（虽然是4次挥手，但是第二，第三次挥手都是从同一端，同时发出的）