32. Рассмотрим эффект использования алгоритма медленного старта на линии с RTT равным 10 мс, без перегрузок. Размер окна получателя 24 Кбайт, а максимальный размер сегмента равен 2 Кбайт. Через какое время может быть передано полное окно?
33. Предположим, окно перегрузки протокола TCP установлено на 18 Кбайт, когда происходит тайм-аут. Каким будет размер окна, если четыре последующие передачи будут успешными? Предполагается, что максимальный размер равен 1 Кбайт.
34. Имеется соединение, использующее протокол TCP Reno. Исходный размер окна перегрузки — 1 Кбайт, исходный порог — 64 Кбайт. Допустим, аддитивное увеличение производится с шагом в 1 Кбайт. Каким будет размер окна перегрузки на восьмом круге передачи, если первым является нулевой круг?
35. Текущее значение RTT протокола TCP равно 30 мс, а следующие подтверждения приходят через 26, 32 и 24 мс. Каково будет новое значение RTT? Используйте α = 0,9.
36. TCP-устройство передает 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?
37. Какова максимальная скорость, с которой хост может отправлять в линию TCP-пакеты, содержащие 1500 байт пользовательских данных, 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 фреймы Ethernet могут передаваться непрерывно.
38. Чтобы устранить ограничения в IPv4, IETF приложила немало усилий и разработала IPv6, однако эта версия до сих пор внедряется неохотно. При этом для решения проблем, связанных с ограничениями в TCP, настолько серьезных усилий не требуется. Объясните почему.
39. Чему равна максимальная скорость передачи данных для каждого соединения, если максимальный размер сегмента равен 128 байт, максимальное время жизни сегмента равно 30 с, при этом используются 8-разрядные порядковые номера сегментов?
40. Имеется TCP-соединение, в котором максимальное время жизни сегмента составляет 128 с. Предполагается, что параметр временной метки не используется. Что в таком случае можно сказать о максимальной скорости передачи данных?
41. Рассмотрим TCP-соединение между отправителем и получателем с такими параметрами: отправителю нужно передать получателю ровно 30 сегментов; порог медленного старта ssthresh — 4; исходный размер окна перегрузки cwnd (на нулевом круге передачи) — 1; RTT для пути между отправителем и получателем — 500 мс; максимальный размер сегмента — 1000 байт; пропускная способность узких мест — 64 Кбит/с. Представьте, что:
а) отправитель получает три дубликата подтверждения для 14-го сегмента и успешно повторяет его передачу на следующем круге;
б) в ходе первой попытки сегменты 25–30 теряются в одном сеансе передачи;
в) не происходит никаких других потерь.
Чему равна средняя пропускная способность данного соединения на этапе предотвращения перегрузки (в килобитах в секунду)? Чему равна средняя пропускная способность (в килобитах) всего соединения? Чему равен средний коэффициент потерь в рамках всей передачи? На каких кругах передачи заполняется буфер узкого места? На каком круге передачи в этом буфере находится больше всего пакетов? Чему равна максимальная дополнительная задержка, которая добавляется к сквозной задержке из-за такой буферизации (в миллисекундах)?
42. Предположим, вы измеряете время, необходимое для получения сегмента. Когда возникает прерывание, вы считываете показания системного таймера в миллисекундах. После полной обработки сегмента вы снова проверяете его показания. В результате миллиона измерений вы получаете значения 0 мс 270 000 раз и 1 мс 730 000 раз. Какой вывод можно сделать на основании этих результатов?
43. CPU выполняет 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 четыре раза? Для простоты предположим, что все инструкции, даже обращения к памяти, выполняются с максимальной скоростью — 1000 MIPS.
44. 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. Какое максимальное время жизни пакетов следует выбрать, чтобы гарантировать отсутствие в сетях будущего пакетов с одинаковыми номерами при скорости линий 75 Тбит/с и 64-разрядных порядковых номерах? Предполагается, что порядковый номер присваивается каждому байту, как в TCP.
45. Имеется компьютер, работающий со скоростью 1000 MIPS (1 инструкция за 1 нс). Он должен выполнить 50 инструкций для обработки заголовка пакетов, независимо от объема пользовательских данных, и по 10 инструкций на каждые 8 байт этих данных. Сколько пакетов в секунду может обработать компьютер, если размер пакетов составляет: а) 128 байт и б) 1024 байта? Чему в обоих случаях равна полезная пропускная способность в байтах в секунду?
46. В гигабитной линии протяженностью более 4000 км ограничивающим фактором является не пропускная способность, а время задержки. Рассмотрим MAN со средней удаленностью отправителя от получателя 20 км. При какой скорости передачи данных RTT из-за конечности скорости света будет равно времени передачи одного пакета размером 1 Кбайт?
47. Рассчитайте произведение пропускной способности на задержку в следующих сетях:
а) T1 (1,5 Мбит/с);
б) Ethernet (10 Мбит/с);
в) Т3 (45 Мбит/с);
г) STS-3 (155 Мбит/с).
Предполагается, что RTT = 100 мс. Не забудьте, что в TCP-заголовке на размер окна отводится 16-разрядное поле. Как этот факт отразится на результатах вычислений?
48. 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?
49. По каким причинам тест пропускной способности сети доступа, выполняемый на стороне клиента, может не отражать реальную скорость канала доступа?
50. Рассмотрите TCP-заголовок (илл. 6.36). Каждый отправляемый TCP-сегмент включает четыре неиспользуемых бита. Как скажется на производительности удаление этих битов со смещением всех последующих полей на четыре бита влево?
51. Файловый сервер, код которого представлен на илл. 6.6, далек от совершенства. Неплохо было бы внести в него некоторые улучшения. Проделайте следующие изменения:
а) пусть у клиента появится третий аргумент, указывающий байтовый диапазон;
б) добавьте флаг –w в программу клиента, который позволил бы записывать файл на сервер.
52. Почти все сетевые протоколы должны уметь работать с сообщениями. Если вы помните, протоколы передают их путем добавления/отделения заголовков. Некоторые протоколы могут разбивать сообщение на несколько фрагментов, а потом восстанавливать его. Попробуйте разработать библиотеку управления сообщениями с поддержкой создания нового сообщения, добавления/отделения заголовка, разбиения одного сообщения на два, объединения двух сообщений в одно и сохранения копии сообщения. Минимизируйте, насколько это возможно, копирование данных из одного буфера в другой. Важно, чтобы эти операции работали только с указателями, не затрагивая данные в сообщении.
53. Разработайте и реализуйте систему сетевого общения (чат) для нескольких групп пользователей. Координатор чата располагается по общеизвестному сетевому адресу, использует для связи с клиентами UDP, настраивает чат-серверы перед каждой сессией общения и поддерживает каталог чат-сессий. На каждую сессию выделяется один обслуживающий сервер. Для связи с клиентами сервер использует TCP. Клиентская программа позволяет пользователям начинать разговор, присоединяться к уже ведущейся дискуссии и покидать сессию. Разработайте и реализуйте код координатора, сервера и клиента.