23. Фрагментация и дефрагментация дейтаграмм выполняется протоколом IP и невидима для протокола TCP. Означает ли это, что протокол TCP не должен беспокоиться о данных, приходящих в неверном порядке?
24. RTP используется для передачи звукозаписей, по качеству соответствующих компакт-дискам. При этом для передачи одного отсчета каждого из стереоканалов используется пара 16-битных слов, передающихся 44 100 раз в секунду. Сколько пакетов в секунду должен уметь передавать RTP?
25. Возможно ли поместить код RTP в ядро операционной системы наряду с UDP? Ответ поясните.
26. Процессу хоста 1 был назначен порт р, а процессу хоста 2 — порт q. Может ли быть одновременно несколько соединений между этими двумя портами?
27. На рис. 6.31 мы видели, что в дополнение к 32-разрядному полю Номер подтверждение в четвертом слове имеется бит ACK. Приносит ли он какую-либо пользу? Ответ поясните.
28. Максимальный размер полезной нагрузки TCP-сегмента может быть равен 65 495 байт. Почему было выбрано такое странное число?
29. Опишите два способа, которыми можно попасть в состояние SYNRCVD на рис. 6.33.
30. Рассмотрите эффект использования алгоритма медленного старта в линии со значением времени прохождения сигнала в оба конца, равным 10 мс, без перегрузок. Размер окна получателя 24 Кбайт, а максимальный размер сегмента равен 2 Кбайт. Через какое время может быть послано полное окно?
31. Предположим, окно перегрузки протокола TCP установлено на 18 Кбайт, когда происходит тайм-аут. Каким будет размер окна, если четыре последующих передачи будут успешными? Максимальный размер предполагается равным 1 Кбайт.
32. Текущее значение оценки времени прохождения сигнала в оба конца протокола TCP RTT равно 30 мс, а следующие подтверждения приходят через 26, 32 и 24 мс. Каково будет новое значение RTT? Используйте а = 0,9.
33. TCP-машина посылает окна по 65 535 байт по гигабитному каналу, в котором время прохождения сигнала в один конец равно 10 мс. Какова максимальная достижимая пропускная способность канала? Чему равна эффективность использования линии?
34. Какова максимальная скорость, с которой хост может посылать в линию TCP-пакеты, содержащие 1500 байт полезной нагрузки, если максимальное время жизни пакета в сети равно 120 с? Требуется, чтобы порядковые номера не зацикливались. При расчете учитывайте накладные расходы на TCP, IP и Ethernet. Предполагается, что кадры Ethernet могут посылаться непрерывно.
35. Чтобы исправить ограничения на адреса в IPv4, IETF приложила немало усилий и разработала IPv6, однако эта версия до сих пор внедряется неохотно. А к исправлению ограничений на адреса в TCP никто таких усилий не прилагает. Объясните, почему это так.
36. Чему равна максимальная скорость передачи данных для каждого соединения, если максимальный размер сегмента равен 128 байт, максимальное время жизни сегмента равно 30 с и используются 8-разрядные порядковые номера сегментов?
37. Предположим, вы измеряете время, необходимое для получения сегмента. Когда возникает прерывание, вы читаете показания системных часов в миллисекундах. После полной обработки сегмента вы снова читаете показания часов. В результате миллиона измерений вы получаете значения 0 мс 270 000 раз и 1 мс 730 000 раз. Какой вывод можно сделать на основании полученных результатов?
38. Центральный процессор выполняет 1000 млн инструкций в секунду (1000 MIPS). Данные могут копироваться 64-разрядными словами. На копирование каждого слова требуется 10 инструкций. Может ли такая система управлять гигабитной линией, если каждый приходящий пакет должен быть скопирован четырежды? Для простоты предположим, что все инструкции, даже обращения к памяти, выполняются с максимальной скоростью, 1000 MIPS.
39. Для решения проблемы повторного использования старых порядковых номеров пакетов, в то время как старые пакеты еще существуют, можно использовать 64-разрядные порядковые номера. Однако теоретически оптоволоконный кабель может обладать пропускной способностью до 75 Тбит/с. Каким следует выбрать максимальное время жизни пакетов, чтобы гарантировать отсутствие в сети будущего пакетов с одинаковыми номерами при скорости линий 75 Тбит/с и 64-разрядных порядковых номерах? Предполагается, что порядковый номер дается каждому байту, как в протоколе TCP.
40. В результате расчета выяснилось, что гигабитная линия отправляет хосту 80 000 пакетов в секунду, оставляя ему только 6250 инструкций на их обработку — половина производительности процессора отдается приложениям. При этом предполагалось, что размер пакета должен быть 1500 байт. Выполните подсчеты заново для пакетов ARPANET (128 байт). В обоих случаях предполагается, что в размер пакета включены все накладные расходы.
41. В гигабитной линии протяженности более 4000 км ограничивающим фактором является не пропускная способность, а время задержки. Рассмотрим региональную сеть со средней удаленностью отправителя от получателя 20 км. При какой скорости передачи данных время прохождения сигнала в оба конца будет равно времени передачи одного пакета размером 1 Кбайт?
42. Рассчитайте произведение пропускной способности на задержку в следующих сетях:
1) T1 (1,5 Мбит/с);
2) Ethernet (10 Мбит/с);
3) Т3 (45 Мбит/с);
4) STS-3 (155 Мбит/с).
Предполагается, что RTT = 100 мс. Не забудьте о том, что в заголовке TCP на размер окна отводится 16-разрядное поле. Как это замечание отразится на результатах вычислений?
43. Чему равно произведение пропускной способности на задержку для канала геостационарной спутниковой связи с пропускной способностью 50 Мбит/с? Если все пакеты имеют размер 1500 байт (включая накладные расходы), какого размера должно быть окно в пакетах?
44. Файловый сервер, моделируемый листингом 6.1, далек от совершенства. Можно внести некоторые улучшения. Проделайте следующие изменения:
1) Пусть у клиента появится третий аргумент, указывающий байтовый диапазон.
2) Добавьте флаг -w в программу клиента, который позволил бы записывать файл на сервер.
45. Почти все сетевые протоколы должны уметь работать с сообщениями. Если вы помните, протоколы передают сообщения путем добавления/отделения заголовков. Некоторые протоколы могут разбивать сообщение на несколько фрагментов, а потом восстанавливать его из этих фрагментов. Попробуйте разработать библиотеку управления сообщениями, реализовав поддержку создания нового сообщения, добавления/отделения заголовка, разбиения одного сообщения на два, объединения двух сообщений в одно и сохранения копии сообщения. Насколько это возможно, минимизируйте копирование данных из одного буфера в другой. Важно, чтобы эти операции работали только с указателями, не затрагивая данных, содержащихся в сообщении.
46. Разработайте и реализуйте систему сетевого общения (чат), рассчитанную на несколько групп пользователей. Координатор чата должен располагаться по общеизвестному сетевому адресу, использовать для связи с клиентами протокол UDP, настраивать чат-серверы перед каждой сессией общения и поддерживать каталог чат-сессий. На каждую сессию должен выделяться один обслуживающий сервер. Для связи с клиентами сервер должен использовать TCP. Клиентская программа должна позволять пользователям начинать разговор, присоединяться к уже ведущейся дискуссии и покидать сессию. Разработайте и реализуйте код координатора, сервера и клиента.
Глава 7
Прикладной уровень
Завершив изучение базовых сведений о компьютерных сетях, мы переходим к уровню, на котором расположены все приложения. Все уровни, находящиеся ниже прикладного, служат для обеспечения надежной доставки данных, но никаких полезных для пользователя действий не производят. В этой главе мы изучим некоторые реальные сетевые приложения.
Разумеется, даже прикладной уровень нуждается в обслуживающих протоколах, с помощью которых осуществляется функционирование приложений. Соответственно, прежде чем начать рассмотрение самих приложений, мы изучим один из таких протоколов. Речь идет о службе имен доменов, DNS, обеспечивающей присвоение имен в Интернете. Затем мы рассмотрим три реально действующих приложения: электронную почту, Всемирную паутину и, наконец, мультимедиа. Мы закончим эту главу рассказом о доставке контента, в том числе и в равноранговых (пиринговых — peer-to-peer или сокращенно р2р) сетях.
