可靠传输与 TCP 习题课 | QuetzalSidera 的个人博客

本文整理可靠传输与 TCP 的配套习题。参考笔记见可靠传输与 TCP。

除题目另有说明外，拥塞窗口题采用配套笔记中的经典 Reno 离散轮次模型：初始 cwnd=1 MSS，发送窗口取 min(rwnd, cwnd)。

一、TCP 基础

1. TCP 特点

下列描述中，不是 TCP 服务特点的是（）。

字节流
全双工
可靠
支持广播

答案

解析

TCP 提供点对点、全双工的可靠字节流，一条连接只有两个端点，即：TCP 不支持广播，故选 D。

2. TCP 首部

下列关于 TCP 首部格式的描述中，错误的是（）。

首部长度为 20～60 B，固定部分为 20 B
端口号字段依次表示源端口号与目的端口号
首部长度总是 4 B 的整数倍
TCP 校验和伪首部中的 IP 协议字段为 17

答案

解析

TCP 的 IP 协议号为 6，17 是 UDP 的协议号，故 D 错误。数据偏移字段以 4 B 为单位，取值 5～15，所以 TCP 首部为 20～60 B 且总是 4 B 的整数倍。

TCP 报文段标志字段中的（）置 1 时，表示必须释放连接并重新建立连接。

URG
RST
ACK
FIN

答案

解析

RST=1 表示复位连接，常用于异常或不存在的连接状态。FIN=1 只关闭本端的发送方向，不等于立即复位整条连接。

参见控制位

2021 统考真题

若大小为 12 B 的应用层数据分别通过 1 个 UDP 数据报和 1 个 TCP 段传输，则该 UDP 数据报和 TCP 段实现的有效载荷（应用层数据）最大传输效率分别是（）。

37.5%，16.7%
37.5%，37.5%
60.0%，16.7%
60.0%，37.5%

答案

解析

不使用选项时，UDP 首部为 8 B，TCP 首部最短为 20 B：

\eta_{UDP}=\frac{12}{12+8}=60\%,\qquad\eta_{TCP}=\frac{12}{12+20}=37.5\%.

二、传输性能与工作过程

1. 吞吐率计算

窗口限制每个 RTT 内可保持在途的数据量。信道足够快且忽略其他限制时，吞吐率上界为 $W/RTT$ 。

TCP 发送窗口的最大尺寸为 64 KB，网络平均往返时间为 20 ms。只考虑单向传输且假设信道带宽不受限，TCP 可获得的最大数据传输速率是多少？

答案

约 26.2 Mb/s。

解析

一个 RTT 最多确认一个窗口的数据：

R_{\max}=\frac{64\times1024\times8}{20\times10^{-3}}=26.2144\times10^6\ \mathrm{bit/s}\approx26.2\ \mathrm{Mb/s}.

一个 TCP 连接的信道带宽为 100 Mb/s，单个报文大小为 1000 B，发送窗口固定为 60 个报文，单向端到端时延为 20 ms 。只考虑单向传输，忽略确认报文的发送时延和各层首部开销。TCP 最大平均数据传输速率和信道利用率分别是多少？

答案

最大平均速率约为 11.98 Mb/s，信道利用率约为 11.98%。

解析

TCP 窗口吞吐率时序：发送 60 个报文段后等待确认，标出报文传输时延与 RTT — 题库大题 05 解析图：一个窗口的发送周期为 RTT 加单个报文段传输时延

单个报文的传输时延为

T_D=\frac{1000\times8}{100\times10^6}=0.08\ \mathrm{ms},

而 $RTT=2\times20=40\ \mathrm{ms}$ 。从发送首个报文到收到其确认的周期为

T=T_D+RTT=40.08\ \mathrm{ms}.

窗口内的 60 个报文段连续发送只需 $60T_D=4.8\ \mathrm{ms}$ ；下一窗口仍需等待首段确认，因此周期按 $RTT+T_D$ 计算。

一个窗口共 60 000 B：

R=\frac{60\times1000\times8}{40.08\times10^{-3}}\approx11.98\ \mathrm{Mb/s},\qquadU=\frac{11.98}{100}\approx11.98\%.

TCP 报文段载荷为 1500 B，最大分组存活时间为 120 s。为使 TCP 序号不会在旧报文仍可能存活时循环回来并发生重叠，不考虑帧长限制，线路允许的最快有效载荷速率是多少？

答案

应小于约 286.3 Mb/s，即约 35.8 MB/s。

解析

TCP 序号按字节编号，32 位序号空间包含 $2^{32}$ 个字节。序号空间的使用时间应不少于 MSL：

R<\frac{2^{32}\times8}{120}\approx2.8633\times10^8\ \mathrm{bit/s}=286.3\ \mathrm{Mb/s}.

按报文段计算时，约发送 $2^{32}/1500$ 个满载报文段后回绕；报文段数再乘每段 1500 B，载荷长度相消，因此结果仍由 $2^{32}$ 字节的序号空间决定。TCP 首部不消耗数据序号。

2. TCP 工作过程

下列关于 TCP 工作过程的描述中，错误的是（）。

TCP 建立连接需要三次握手
连接建立后，两端应用进程进行全双工字节流传输
只有客户端可以主动提出释放连接的请求
典型 TCP 连接释放需要四次挥手

答案

解析

连接任一端都可以主动关闭，客户端与服务器身份不限制关闭发起方，故 C 错误。

2021 统考真题

若客户首先向服务器发送 FIN 段请求断开 TCP 连接，则当客户收到服务器发送的 FIN 段并向服务器发送 ACK 段后，客户的 TCP 状态转换为（）。

CLOSE_WAIT
TIME_WAIT
FIN_WAIT_1
FIN_WAIT_2

答案

解析

主动关闭方发送最终 ACK 后进入 TIME-WAIT，等待 2MSL 后才进入 CLOSED。

TCP 使用滑动窗口实现流量控制。发送方收到对方的零窗口通知后，应启动（）计时器；计时器超时后发送零窗口探测报文段。

重传
保活
时间等待
持续

答案

解析

零窗口触发持续计时器。若探测后的确认仍通告零窗口，发送方重新设置持续计时器，避免非零窗口更新丢失后双方永久等待。

保活计时器用于关闭长期空闲的 TCP 连接，避免持续占据资源。持续计时器用于零窗口探测。

三、序号与时延

1. 序号计算

主机 A 与 B 建立 TCP 连接。A 首个 SYN 报文段的 seq=211；释放连接时，A 向 B 发送的第四次挥手报文段的 seq=985。本次通信中 A 向 B 共发送了（）字节数据。

771
772
773
774

答案

解析

SYN 消耗序号 211，首个数据字节从 212 开始。最终纯 ACK 使用 seq=985，说明最后一个 FIN 使用 seq=984，因此最后一字节数据对应 seq=983。则数据长度为 $L$ ：

L=983-212+1=772

计算数据长度的题目，关键在于计算出数据第一块 $seq_{begin}$ 与最后一块 $seq_{end}$ 的序号，数据长度 $L$ 等于
$L=seq_{end}-seq_{begin}+1$

某客户与服务器建立 TCP 连接，当连接断开时，客户先向服务器发送一个标志 FIN=1 的报文段 A，此报文段中 seq 值为 $x$ 、ack 值为 $y$ 。一段时间后，客户收到了服务器发来的一个标志 FIN=1 的报文段 B，则下列关于报文段 B 的说法中，正确的是（）。

B 的 seq 一定为 $y$
B 的 seq 一定为 $y+1$
B 的 ack 一定为 $x$
B 的 ack 一定为 $x+1$

答案

解析

按题库默认的 FIN 不携带数据，A 中的 FIN 消耗一个序号，所以服务器确认该方向时使用 ack=x+1。服务器在半关闭期间仍可继续发送数据，其 FIN 的 seq 取决于实际发送量，不一定为 $y$ 或 $y+1$ 。（若 FIN 携带数据，确认号还需再加上其负载长度。）

仍设 A 的 FIN=1 报文段为 seq=x、ack=y。若服务器在半关闭期间发送数据后，以 seq=z 的 FIN=1 报文段结束发送（FIN 单独发送且不携带数据），求服务器在半关闭期间发送的数据量；若未给出 MSS，能否确定报文段数？

答案

可以确定发送了 z-y B 数据，但无法仅据此确定报文段数。

解析

服务器收到 A 的 FIN 后，发送方向的下一个序号从 y 开始；服务器发送的数据占用 y～z-1，而 seq=z 的 FIN 占用下一个序号。因此数据长度为

L=z-y.

报文段数还取决于 MSS 和实际分段方式，题干未给出，不能由序号差唯一确定。

2013 统考真题

主机甲与主机乙之间已建立一个 TCP 连接，双方持续有数据传输，且数据无差错与丢失。若甲收到一个来自乙的 TCP 段，该段的序号为 1913、确认序号为 2046、有效载荷为 100 B，则甲立即发送给乙的 TCP 段的序号和确认序号分别是（）。

2046，2012
2046，2013
2047，2012
2047，2013

答案

解析

收到的 ack=2046 表示乙期望甲下次从序号 2046 发送，所以甲的 seq=2046。乙的 100 B 数据覆盖 1913～2012，甲应确认下一个字节 2013：

ack=1913+100=2013.

2011 统考真题

主机甲与主机乙之间已建立一个 TCP 连接，主机甲向主机乙发送了 3 个连续的 TCP 段，分别包含 300 B、400 B 和 500 B 的有效载荷，第 3 个段的序号为 900。若主机乙仅正确接收到第 1 个段和第 3 个段，则主机乙发送给主机甲的确认序号是（）。

300
500
1200
1400

答案

解析

第 3 个段的 seq=900，所以第 2 个段的结束序号为 899。第 2 个段携带 400 B，起始序号为

900-400=500.

乙未收到第 2 个段，只能确认第 1 个段及其之前的连续字节；下一期望序号为 500，故选 B。

2. 时延计算

TCP 客户与服务器的通信已经结束，端到端往返时间为 $RTT$ 。时刻 $t$ 客户请求断开连接，从 $t$ 起服务器释放该连接的最短时间是（）。

$0.5RTT$
$RTT$
$1.5RTT$
$2RTT$

答案

解析

客户 FIN 在 $0.5RTT$ 后到达服务器。最短情况下服务器没有剩余数据，将 ACK 与自身 FIN 合并发送；客户收到后立即发送最终 ACK，该 ACK 再用 $0.5RTT$ 到达服务器。因此服务器在

0.5RTT+0.5RTT+0.5RTT=1.5RTT

后进入 CLOSED。

2024 统考真题

假设主机 H 通过 TCP 向服务器发送长度为 3000 B 的报文，往返时间 RTT=10 ms，最长报文段寿命 MSL=30 s，最大报文段长度 MSS=1000 B，忽略 TCP 段的传输时延，报文传输结束后 H 首先请求断开连接，则从 H 请求建立 TCP 连接时刻起，到 H 进入 CLOSED 状态为止，所需的时间至少是（）。

30.03 s
30.04 s
60.03 s
60.04 s

答案

解析

按本题采用的经典初始窗口 1 MSS：

$t=0$ 发送 SYN， $t=1RTT$ 收到 SYN + ACK；第三次握手携带首个 1000 B；
$t=2RTT$ 收到首段 ACK，cwnd 增至 2 MSS，发送剩余 2000 B；
$t=3RTT$ 收到剩余数据的 ACK，立即发送 FIN；
服务器立即合并回复 ACK + FIN，H 在 $t=4RTT$ 收到 FIN、回复 ACK 并进入 TIME-WAIT。

因此

T_{\min}=4RTT+2MSL=4\times10\ \mathrm{ms}+60\ \mathrm{s}=60.04\ \mathrm{s}.

现代 TCP 的初始拥塞窗口可能大于 1 MSS；本题结论依赖题库采用的经典慢启动模型。

四、窗口计算

1. 窗口演化

窗口演化题的固定步骤： 将每条边写成 $(cwnd_1,rwnd_1)\xrightarrow[\text{发送量}]{\text{时间}}(cwnd_2,rwnd_2)$ ，节点表示一个发送轮次开始时的状态；箭头上方标注时长或事件，下面标注该轮发送量。先用当前状态计算 $W=\min(cwnd,rwnd)$ 和本轮发送量，收到确认后按拥塞控制规则更新 cwnd。接收缓存只存入数据时，rwnd 还要扣除本轮已到达的数据量。式中的 $\infty$ 仅表示解题时可忽略 rwnd，并非接收方实际通告了无限窗口；若后续需要跟踪 rwnd 而其初值未知，则标作问号。

先求 $W=\min(rwnd,cwnd)$ ，再扣除已发送但尚未确认的数据，得到当前可用窗口。

A 与 B 建立 TCP 连接， $MSS=1\ \mathrm{KB}$ 。某时 ssthresh=2 KB、cwnd=4 KB；下一 RTT 内 A 发送 4 KB 数据并全部得到确认，确认报文通告 rwnd=2 KB。再下一个 RTT 内，A 最多能发送（）数据。

2 KB
8 KB
5 KB
4 KB

答案

解析

状态与发送量单位均为 KB：

(4,?)\xrightarrow[\text{发送 }4]{1\,\mathrm{RTT}}(5,2).

当前处于拥塞避免阶段，全部确认后 cwnd 增至 5 KB；接收方只通告 rwnd=2 KB。因此发送窗口为

W=\min(5,2)=2\ \mathrm{KB}.

2010 统考真题

主机甲和主机乙之间已建立一个 TCP 连接，TCP 最大段长为 1000 B。若主机甲的当前拥塞窗口为 4000 B，在主机甲向主机乙连续发送两个最大段后，成功收到主机乙发送的第一个段的确认段，确认段中通告的接收窗口大小为 2000 B，则此时主机甲还可以向主机乙发送的最大字节数是（）。

1000
2000
3000
4000

答案

解析

状态与发送量单位均为 B。题干未给出初始 rwnd，也不足以确定收到 ACK 后 cwnd 的精确值；但新 ACK 不会使其低于 4000 B：

(4000,?)\xrightarrow[\text{发送 }2\times1000]{\text{首段 ACK 到达}}(cwnd',2000),\qquad cwnd'\ge 4000.

总发送窗口为

W=\min(cwnd',2000)=2000\ \mathrm{B}.

第二个 1000 B 报文段仍未确认并占用窗口，所以可用窗口为 $2000-1000=1000\ \mathrm{B}$ 。

2015 统考真题

主机甲和主机乙新建一个 TCP 连接，甲的拥塞控制初始阈值为 32 KB，甲始终向乙以 $MSS=1\ \mathrm{KB}$ 大小的段发送数据，并一直有数据发送；乙为该连接分配 16 KB 接收缓存，并对每个数据段进行确认，忽略段传输延迟。若乙收到的数据全部存入缓存，不被取走，则甲从连接建立成功时刻起，未出现发送超时的情况下，经过 4RTT 后，甲的发送窗口是（）。

1 KB
8 KB
16 KB
32 KB

答案

解析

状态与发送量单位均为 KB：

\begin{aligned}(1,16)&\xrightarrow[\text{发送 }1]{1\,\mathrm{RTT}}(2,15),\\(2,15)&\xrightarrow[\text{发送 }2]{1\,\mathrm{RTT}}(4,13),\\(4,13)&\xrightarrow[\text{发送 }4]{1\,\mathrm{RTT}}(8,9),\\(8,9)&\xrightarrow[\text{发送 }8]{1\,\mathrm{RTT}}(16,1).\end{aligned}

四轮慢启动分别发送 1、2、4、8 KB，累计写入接收缓存 15 KB。此时

rwnd=16-15=1\ \mathrm{KB},\qquad cwnd=16\ \mathrm{KB},

故发送窗口为 1 KB。

甲向乙发起 TCP 连接， $MSS=1\ \mathrm{KB}$ 。乙每个确认段均通告 rwnd=10 KB。时刻 $t$ 发生超时，此时 cwnd=16 KB；此后不再超时。经过 10RTT，甲的发送窗口是（）。

10 KB
12 KB
14 KB
15 KB

答案

解析

按 Reno，超时后 ssthresh=8 KB、cwnd 重置为 1 MSS。接收窗口始终为 10 KB。

状态与发送量单位均为 KB。前 5RTT 为

\begin{aligned}(1,10)&\xrightarrow[\text{发送 }1]{1\,\mathrm{RTT}}(2,10),\\(2,10)&\xrightarrow[\text{发送 }2]{1\,\mathrm{RTT}}(4,10),\\(4,10)&\xrightarrow[\text{发送 }4]{1\,\mathrm{RTT}}(8,10),\\(8,10)&\xrightarrow[\text{发送 }8]{1\,\mathrm{RTT}}(9,10),\\(9,10)&\xrightarrow[\text{发送 }9]{1\,\mathrm{RTT}}(10,10).\end{aligned}

后 5RTT 为

\begin{aligned}(10,10)&\xrightarrow[\text{发送 }10]{1\,\mathrm{RTT}}(11,10),\\(11,10)&\xrightarrow[\text{发送 }10]{1\,\mathrm{RTT}}(12,10),\\(12,10)&\xrightarrow[\text{发送 }10]{1\,\mathrm{RTT}}(13,10),\\(13,10)&\xrightarrow[\text{发送 }10]{1\,\mathrm{RTT}}(14,10),\\(14,10)&\xrightarrow[\text{发送 }10]{1\,\mathrm{RTT}}(15,10).\end{aligned}

第 10 RTT 结束时状态为 (15，10)：cwnd 继续增长，但发送量始终受 rwnd=10 KB 限制。

W=\min(rwnd,cwnd)=10\ \mathrm{KB}.

TCP 的 ssthresh 初始为 8 个报文段；cwnd 上升到 12 时发生超时，随后重新执行慢启动与拥塞避免。第 13 次传输时 cwnd 为（）个报文段。

答案

解析

窗口与发送量的单位均为报文段数。超时前第 1～4 轮为

\begin{aligned}(1,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }1]{1\,\mathrm{RTT}}(2,\infty),\\(2,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }2]{1\,\mathrm{RTT}}(4,\infty),\\(4,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }4]{1\,\mathrm{RTT}}(8,\infty),\\(8,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }8]{1\,\mathrm{RTT}}(9,\infty).\end{aligned}

第 5～8 轮为

\begin{aligned}(9,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }9]{1\,\mathrm{RTT}}(10,\infty),\\(10,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }10]{1\,\mathrm{RTT}}(11,\infty),\\(11,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }11]{1\,\mathrm{RTT}}(12,\infty),\\(12,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }12]{1\,\mathrm{RTT}\ \text{后超时}}(1,\infty).\end{aligned}

超时后 ssthresh=12/2=6、cwnd=1。第 9～12 轮为

\begin{aligned}(1,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }1]{1\,\mathrm{RTT}}(2,\infty),\\(2,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }2]{1\,\mathrm{RTT}}(4,\infty),\\(4,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }4]{1\,\mathrm{RTT}}(6,\infty),\\(6,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }6]{1\,\mathrm{RTT}}(7,\infty).\end{aligned}

因此第 13 次传输开始时 cwnd=7。

甲、乙刚建立 TCP 连接， $MSS=2\ \mathrm{KB}$ 。乙及时清空缓存，使 rwnd 始终为 20 KB；ssthresh=16 KB， $RTT=10\ \mathrm{ms}$ ，忽略发送时延且不发生拥塞。甲的发送窗口第一次达到 20 KB 需要（）。

40 ms
50 ms
60 ms
70 ms

答案

解析

状态与发送量单位均为 KB：

\begin{aligned}(2,20)&\xrightarrow[\text{发送 }2]{1\,\mathrm{RTT}}(4,20),\\(4,20)&\xrightarrow[\text{发送 }4]{1\,\mathrm{RTT}}(8,20),\\(8,20)&\xrightarrow[\text{发送 }8]{1\,\mathrm{RTT}}(16,20),\\(16,20)&\xrightarrow[\text{发送 }16]{1\,\mathrm{RTT}}(18,20),\\(18,20)&\xrightarrow[\text{发送 }18]{1\,\mathrm{RTT}}(20,20).\end{aligned}

cwnd 经慢启动三轮达到 16 KB，再以每 RTT 2 KB 的速度增长到 20 KB。共需

5RTT=50\ \mathrm{ms}.

一个 TCP 连接的 $MSS=1\ \mathrm{KB}$ 。cwnd=34 KB 时收到 3 个冗余 ACK；接下来 4RTT 内报文段传输均成功。全部报文段得到确认后， cwnd 是（）。

8 KB
16 KB
20 KB
21 KB

答案

解析

按题目采用的简化 Reno，3 个冗余 ACK 触发窗口调整；状态单位为 KB：

(34,\infty)\xrightarrow{\text{3 个冗余 ACK}}(17,\infty).

ssthresh=cwnd=\frac{34}{2}=17\ \mathrm{KB}.

随后四轮为

\begin{aligned}(17,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }17]{1\,\mathrm{RTT}}(18,\infty),\\(18,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }18]{1\,\mathrm{RTT}}(19,\infty),\\(19,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }19]{1\,\mathrm{RTT}}(20,\infty),\\(20,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }20]{1\,\mathrm{RTT}}(21,\infty).\end{aligned}

cwnd=17+4=21\ \mathrm{KB}.

严格 Reno 在快恢复期间会临时令 cwnd=ssthresh+3 MSS；本题按教辅简化模型计算。

甲向乙发起 TCP 连接， $MSS=1\ \mathrm{KB}$ 、 $RTT=3\ \mathrm{ms}$ 。乙的接收缓存为 16 KB，且只存入数据而不取出。甲从连接建立成功到发送窗口达到 8 KB 的最短时间，以及此时乙接收缓存的可用空间分别是（）。

3 ms，15 KB
9 ms，9 KB
6 ms，13 KB
12 ms，8 KB

答案

解析

状态与发送量单位均为 KB：

\begin{aligned}(1,16)&\xrightarrow[\text{发送 }1]{1\,\mathrm{RTT}}(2,15),\\(2,15)&\xrightarrow[\text{发送 }2]{1\,\mathrm{RTT}}(4,13),\\(4,13)&\xrightarrow[\text{发送 }4]{1\,\mathrm{RTT}}(8,9).\end{aligned}

三轮慢启动耗时 3RTT=9 ms，累计发送

1+2+4=7\ \mathrm{KB},

接收缓存还剩 $16-7=9\ \mathrm{KB}$ 。此时发送窗口为 $\min(8,9)=8\ \mathrm{KB}$ 。

2009 统考真题

一个 TCP 连接总以 1 KB 的最大段长发送 TCP 段，发送方有足够多的数据要发送，当拥塞窗口为 16 KB 时发生了超时，若接下来的 4RTT 时间内的 TCP 段的传输都是成功的，则当第 4 个 RTT 时间内发送的所有 TCP 段都得到肯定应答时，拥塞窗口大小是（）。

7 KB
8 KB
9 KB
16 KB

答案

解析

超时后 ssthresh=8 KB、cwnd=1 KB。状态与发送量单位均为 KB：

\begin{aligned}(1,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }1]{1\,\mathrm{RTT}}(2,\infty),\\(2,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }2]{1\,\mathrm{RTT}}(4,\infty),\\(4,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }4]{1\,\mathrm{RTT}}(8,\infty),\\(8,\infty)&\xrightarrow[\text{发送 }8]{1\,\mathrm{RTT}}(9,\infty).\end{aligned}

前三轮执行慢启动，第四轮进入拥塞避免；确认完成后 cwnd=9 KB，故选 C。

2. 序号窗口综合计算

2021 统考真题

设主机甲通过 TCP 向主机乙发送数据，部分过程如下图所示。甲在 $t_0$ 时刻发送一个序号 seq=501、封装 200 B 数据的段，在 $t_1$ 时刻收到乙发送的序号 seq=601、确认序号 ack_seq=501、接收窗口 rcvwnd=500 B 的段，则甲在未收到新的确认段之前，可以继续向乙发送的数据序号范围是（）。

主机甲发送序号 501 且含 200 字节数据的报文段，随后收到确认号 501 和接收窗口 500 字节的报文段 — 2021 年统考题原图：确认号、已发送数据与接收窗口共同决定可用窗口

501～1000
601～1100
701～1000
801～1100

答案

解析

ack=501、rwnd=500 B 给出的窗口覆盖序号 501～1000。甲已发送的 200 B 覆盖 501～700，因此还能发送 701～1000，共 300 B。

需要注意题干说明是“继续发送”，还是“可以发送”。“继续发送”只统计当前尚未发送的序号；已经发送但尚未确认的字节仍占用发送窗口，不能再次计入。

2016 统考真题

假定下图中的 H3 访问 Web 服务器 S 时，S 为新建的 TCP 连接分配了 20 KB（K=1024）的接收缓存，最大段长 MSS=1 KB，平均往返时间 RTT=200 ms。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 32 KB；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：

Web 服务器 S 经过三台路由器连接到包含交换机、集线器和主机 H3 的局域网拓扑 — 2016 年统考综合题原图；本题只使用 H3 与 Web 服务器 S 之间的 TCP 条件

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？
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？
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？（忽略段的传输时延。）
若 H3 与 S 之间的通信已经结束，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？

答案

① SYN=1、ACK=1、ack=101；② rwnd=12 KB、cwnd=9 KB、发送窗口 9 KB；③ seq=20581，平均速率 163.84 kb/s；④ 300 ms。

解析

① 第二次握手。 H3 的 SYN 使用 seq=100 并消耗一个序号，故 S 回复

SYN=1,\quad ACK=1,\quad ack=100+1=101.

② 第 8 个确认。 S 已缓存 8 KB，剩余空间为

rwnd=20-8=12\ \mathrm{KB}.

经典慢启动从 1 MSS 开始，每个新 ACK 增加 1 MSS；收到第 8 个确认后 cwnd=9 KB。因此

W=\min(12,9)=9\ \mathrm{KB}.

③ 零窗口。 缓存填满时共接收 20 KB。首个数据字节序号为 101，故

seq_{next}=101+20\times1024=20581.

五轮发送量依次为 1、2、4、8、5 KB，共用 $5RTT=1\ \mathrm{s}$ ：

R=\frac{20\times1024\times8}{1}=163.84\ \mathrm{kb/s}.

④ 服务器释放。 H3 的 FIN 经 $0.5RTT$ 到达 S；最短情况下 S 合并回复 ACK + FIN，该报文经 $0.5RTT$ 到达 H3，H3 的最终 ACK 再经 $0.5RTT$ 到达 S。因此

T_{S,\min}=1.5RTT=300\ \mathrm{ms}.

2025 统考真题

主机甲通过 TCP 向主机乙发送数据的部分过程如下图所示，seq 为序号，ack_seq 为确认序号，rcvwnd 为接收窗口。甲在 $t_0$ 时刻的拥塞窗口和发送窗口均为 2000 B，拥塞控制阈值为 8000 B， $MSS=1000\ \mathrm{B}$ ，甲始终以 MSS 大小发送 TCP 段。若甲在 $t_1$ 时刻收到如图所示的确认段，则甲在未收到新的确认段之前，还可继续向乙发送的 TCP 段数是（）。

主机甲连续发送序号 2001 和 3001 的两个 1000 字节报文段，随后收到确认号 3001 和接收窗口 4000 字节的报文段 — 2025 年统考题原图：新确认推进窗口，同时仍有一个报文段未确认

答案

解析

ack=3001 确认了序号 2001～3000。当前处于慢启动，收到一个新 ACK 后

cwnd=2000+1000=3000\ \mathrm{B}.

接收窗口为 4000 B，故发送窗口为 3000 B。序号 3001～4000 的一个报文段仍未确认，占用 1000 B；可用窗口为 2000 B，还能发送 2 个 MSS。

慢启动状态下，收到一个 ACK 后，增加一个 MSS，而一个 RTT 翻倍只是推论，不可机械套入。