计算机网络样题D

填空题

1. MAC地址转EUI-64地址
答案：0201:4AFF:FE83:721C
解释：
1. 插入FFFE：将MAC 00-01-4A-83-72-1C拆分为00-01-4A和83-72-1C，中间插入FFFE → 00014A + FFFE + 83721C。
2. 反转U/L位：首字节00（二进制00000000）→ 02（00000010）。
3. 格式转换：0201:4AFF:FE83:721C（IPv6接口标识符）。

2. 半双工以太网的冲突控制技术
答案：CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）
解释：
• 设备发送前监听信道是否空闲（载波监听）。

• 若检测到冲突（多设备同时发送），立即停止并随机延迟后重试。

3. 5类UTP的最大传输距离
答案：100米
解释：
• 超5类（Cat5e）和6类（Cat6）UTP的极限距离均为100米（信号衰减限制）。

4. 网桥的工作原理
答案：学习、泛洪、转发、过滤
解释：
1. 学习：记录源MAC地址与端口的映射。
2. 泛洪：若目的MAC未知，向所有端口（除接收口）广播。
3. 转发：若目的MAC已知，仅发送到对应端口。
4. 过滤：不转发同一网段内的帧（基于MAC表）。

5. 三种视频格式
答案：MP4、AVI、MOV（或其他合理格式）
解释：
• 常见格式：MP4（H.264编码）、AVI（未压缩）、MOV（Apple）、MKV（封装格式）。

6. 万维网（WWW）的三大组成部分
答案：资源（HTML）、URL、HTTP
解释：
1. 资源：网页内容（HTML/CSS/JS文件）。
2. URL：统一资源定位符（如https://example.com）。
3. HTTP：超文本传输协议（用于请求和响应）。

7. 三种动态获取IP地址的方法
答案：DHCP、RARP、BOOTP
解释：
1. DHCP（主流）：动态分配IP、子网掩码、网关等。
2. RARP：通过MAC地址获取IP（已淘汰，被DHCP取代）。
3. BOOTP：DHCP的前身，功能较简单。

8. IPv6头部特有字段
答案：流标签（Flow Label）
解释：
• 作用：标识同一流量的分组（如视频流），便于路由器进行优先级处理。

• IPv4无此功能：IPv4依赖ToS字段（服务类型），功能较弱。

总结
| 题号 | 答案 | 关键点 | | ---- | ---------------------- | ------------------------------- | | 1 | 0201:4AFF:FE83:721C | MAC→EUI-64：插入FFFE，反转U/L位 | | 2 | CSMA/CD | 半双工冲突检测机制 | | 3 | 100米 | UTP的物理限制 | | 4 | 学习、泛洪、转发、过滤 | 网桥的四大核心功能 | | 5 | MP4/AVI/MOV | 常见视频容器格式 | | 6 | 资源、URL、HTTP | WWW的基础架构 | | 7 | DHCP/RARP/BOOTP | 动态IP分配协议 | | 8 | 流标签 | IPv6的QoS优化字段 |

判断题

1. 在OSI参考模型中，最上层是物理层。
答案：×
解释：
• OSI模型的最上层是应用层（第7层），最底层才是物理层（第1层）。

• 正确顺序：应用层→表示层→会话层→传输层→网络层→数据链路层→物理层。

2. 带宽的基本单位是bps，吞吐量的基本单位是Mbps。
答案：×
解释：
• 带宽和吞吐量的单位均为bps（比特每秒）。

• 区别：

• 带宽：理论最大速率（如100Mbps）。

• 吞吐量：实际有效传输速率（可能因拥塞、协议开销等低于带宽）。

3. 一个IPv4地址表示193.168.125.0/30，其中30表示主机的位数。
答案：×
解释：
• /30表示网络前缀占30位，剩余2位为主机位（\(32-30=2\)）。

• 可用主机数：\(2^2 - 2 = 2\)（去掉全0和全1地址）。

4. 在TCP段头中，窗口数的大小由发送方决定。
答案：×
解释：
• 窗口字段由接收方通过ACK报文动态通知发送方，表示接收缓冲区剩余空间。

• 发送方需根据窗口值调整发送速率（流量控制）。

5. PPP的两种认证方式中，CHAP比PAP更安全。
答案：√
解释：
• PAP：密码明文传输，易被窃听。

• CHAP：通过挑战-响应机制和哈希加密，防止重放攻击。

6. POP3和IMAP都是最后的投递协议。
答案：√
解释：
• POP3和IMAP均用于从邮件服务器下载邮件到客户端，属于邮件访问协议（非传输协议如SMTP）。

• 区别：

• POP3：下载后默认删除服务器邮件。

• IMAP：同步管理服务器邮件。

7. BGP是一种距离矢量路由选择协议，但是克服了路由自环问题。
答案：√
解释：
• BGP是路径矢量协议（距离矢量协议的改进），通过AS路径属性（记录经过的AS号）避免环路。

• 传统距离矢量协议（如RIP）可能产生环路。

8. IPv6分组头部的域比IPv4分组头部的域多。
答案：×
解释：
• IPv6头部更简化（固定40字节，仅8个字段），而IPv4头部至少20字节（含可选字段）。

• IPv6将部分功能移至扩展头（如分片、安全选项）。

9. 通过光纤的光没有衰减，所以数据可以传输得很远。
答案：×
解释：
• 光纤传输仍有衰减（因材料吸收、弯曲损耗等），需通过中继器或放大器延长距离。

• 单模光纤典型传输距离：数十至上百公里（依赖光功率和波长）。

10. 在信道的利用率方面，回退n帧比选择性重传更有效。
答案：×
解释：
• 选择性重传（Selective Repeat）仅重传错误帧，效率更高。

• 回退n帧（Go-Back-N）需重传错误帧及后续所有帧，信道利用率较低。

总结
| 题号 | 答案 | 关键修正点 | | ---- | ---- | ------------------------ | | 1 | × | OSI最上层是应用层 | | 2 | × | 带宽和吞吐量单位均为bps | | 3 | × | /30表示网络位30，主机位2 | | 4 | × | 窗口大小由接收方决定 | | 5 | √ | CHAP通过挑战-响应更安全 | | 6 | √ | POP3/IMAP是邮件访问协议 | | 7 | √ | BGP通过AS路径防环 | | 8 | × | IPv6头部更简化 | | 9 | × | 光纤有衰减，需中继 | | 10 | × | 选择性重传效率更高 |

注：
• 光纤传输需考虑衰减和色散，实际距离受硬件和信号处理技术限制。

• 回退n帧的缺点是重复传输正确帧，而选择性重传是ARQ协议中的高效方案。

选择题

1. PSTN（公共交换电话网）的组成部分
选项：
A. 本地回路、交换局、干线
B. 电话、交换局
C. 本地回路、端局、中央交换局
D. 电话、端局、干线
答案：A
解释：
• PSTN三大核心组件：

  1. 本地回路（Local Loop）：用户电话到交换局的线路（双绞线）。
  2. 交换局（Central Office, CO）：负责本地呼叫路由。
  3. 干线（Trunk）：连接不同交换局的高容量线路（如光纤）。
    • 排除法：

• B/D缺少“干线”，C的“端局”和“中央交换局”属于交换局的具体分类，非标准术语。

2. 现代电话系统的核心与时间间隔
选项：
A. Codec/4000
B. PCM/4000
C. PCM/8000
D. PCM/125
答案：D
解释：
• PCM（脉冲编码调制）是数字电话的核心技术。

• 时间间隔：采样率为8 kHz（每秒8000次），因此时间间隔为：

$ = 125 $
• 关键点：所有数字电话系统的时间基准均为125 μsec的倍数。

3. 关于RFCs（Request For Comments）的正确描述
选项：
A. 是互联网标准
B. 是一种在线的技术报告，任何人都可以下载
C. 是建议的标准
D. 仅仅是标准草案
答案：B
解释：
• RFCs本质：

• 是互联网技术文档的统称，包含协议标准、实验报告、最佳实践等。

• 开放性：任何人都可提交或下载（非所有RFC都是标准）。

• 排除法：

• A错误：仅部分RFC成为标准（如RFC 791是IPv4标准）。

• C/D错误：RFC涵盖范围远超“建议”或“草案”。

4. RIP（路由信息协议）的度量标准
选项：
A. 跳数
B. 带宽
C. 负载
D. 延迟
答案：A
解释：
• RIP特性：

• 使用跳数（Hop Count）作为唯一度量，最大跳数为15（16表示不可达）。

• 简单但忽略带宽、延迟等因素（OSPF等协议支持复杂度量）。

5. 增大冲突域的网络设备
选项：
A. 路由器
B. 集线器
C. 网桥
D. 交换机
答案：B
解释：
• 冲突域：同一物理网段内竞争带宽的设备集合。

• 设备作用：

• 集线器（Hub）：所有端口共享带宽，扩大冲突域。

• 交换机/网桥：隔离冲突域（每个端口独立冲突域）。

• 路由器：隔离广播域和冲突域。

6. 本地广播地址
选项：
A. 127.255.255.255
B. 255.255.255.255
C. 164.0.0.0
D. 127.0.0.0
答案：B
解释：
• 本地广播地址：255.255.255.255，表示向当前子网内所有主机发送数据。

• 特殊地址：

• 127.x.x.x：环回地址（如127.0.0.1），不用于广播。

• 164.0.0.0：普通单播地址。

7. D类地址的缺省网关
选项：
A. 255.0.0.0
B. 255.255.0.0
C. 255.255.255.0
D. None
答案：D
解释：
• D类地址：范围224.0.0.0~239.255.255.255，用于组播（Multicast）。

• 组播特性：

• 无传统“网关”概念，数据通过组播路由协议（如PIM）转发。

• 选项A/B/C是A/B/C类地址的子网掩码，与D类无关。

8. 合法的IP地址
选项：
A. 1.255.255.2
B. 127.2.3.5
C. 225.23.200.9
D. 192.240.150.255
答案：D
解释：
• 合法IP规则：

• 每个字节范围：0~255（但全0/全1地址有特殊用途）。

• 排除以下非法地址：

◦ `0.x.x.x`：保留。  

◦ `127.x.x.x`：环回地址（如B选项）。  

◦ `224.0.0.0`~`239.255.255.255`：D类组播地址（如C选项）。

• 正确选项：

• D选项192.240.150.255是C类地址的广播地址（若子网掩码为255.255.255.0），但仍属合法IP格式。

9. 以太网的拓扑结构
选项：
A. 星型拓扑、环型拓扑
B. 总线拓扑、环型拓扑
C. 星型拓扑、总线拓扑
D. 总线拓扑、星型拓扑
答案：C
解释：
• 物理拓扑：现代以太网多为星型（设备通过交换机集中连接）。

• 逻辑拓扑：仍为总线型（所有设备共享同一通信介质，通过CSMA/CD竞争）。

• 历史背景：早期以太网物理拓扑为总线型（同轴电缆），逻辑拓扑亦为总线型。

10. OSPF的度量标准
选项：
A. 跳数
B. 带宽
C. 负载
D. 延迟
答案：B
解释：
• OSPF度量（Cost）：基于链路带宽，公式为：

$ =
$
• 默认参考带宽为100 Mbps（如100M链路Cost=1，10M链路Cost=10）。

• 与其他协议对比：

• RIP：跳数。

• EIGRP：综合带宽、延迟、负载等（但OSPF仅用带宽）。

11. 路由器的主要功能
选项：
A. 路径选择
B. 转发
C. 代理ARP
D. A 和B
答案：D
解释：
• 核心功能：

  1. 路径选择（Routing）：根据路由表选择最佳路径（如通过RIP、OSPF等协议）。
  2. 转发（Forwarding）：将数据包从输入接口转发到输出接口。
    • 代理ARP：是特殊场景下的辅助功能（如解决子网间ARP请求），非主要功能。

12. 抗电磁干扰的传输介质
选项：
A. 光纤
B. 同轴电缆
C. 屏蔽双绞线
D. 非屏蔽双绞线
答案：A
解释：
• 光纤：通过光信号传输，完全不受电磁干扰（EMI）。

• 其他选项：

• 同轴电缆：金属屏蔽层可减少干扰，但仍可能受影响。

• 屏蔽双绞线（STP）：比非屏蔽双绞线（UTP）抗干扰强，但不如光纤彻底。

13. 网络层协议
选项：
A. IP、TCP 和UDP
B. ARP、IP 和UDP
C. FTP、TELNET 和SMTP
D. IP、ARP 和ICMP
答案：D
解释：
• 网络层协议：

• IP：核心路由协议。

• ARP：将IP地址解析为MAC地址（属于网络层）。

• ICMP：用于传递控制消息（如Ping）。

• 排除法：

• TCP/UDP：传输层协议（A/B错误）。

• FTP/TELNET/SMTP：应用层协议（C错误）。

简答题

主机A向主机B发送数据的完整通信流程

1. 初始状态 • 假设条件：

• 主机A和B位于不同子网（通过路由器R1和R2连接）。

• 主机A已知主机B的IP地址（如通过DNS解析），但不知其MAC地址。

• 主机A已配置默认网关为R1的E0接口。

2. 通信流程详解

（1）主机A发起ARP请求 1. 应用层生成数据： • 主机A的应用层生成要发送的数据（如HTTP请求）。

  1. 传输层封装： • 使用TCP/UDP协议封装，添加源端口和目的端口。

  2. 网络层封装： • 添加源IP（A的IP）和目的IP（B的IP）。

  3. 数据链路层处理： • 发现目的IP（B）不在同一子网，需发送给默认网关R1。

    • ARP请求：主机A广播询问R1的E0接口MAC地址（若ARP缓存中无记录）。

    ◦ ARP报文：Who has <R1-E0-IP>? Tell <A-IP>。

（2）R1代理ARP响应 1. R1响应ARP： • R1的E0接口收到ARP请求，回复其MAC地址（代理ARP功能）。

• ARP响应：<R1-E0-IP> is at <R1-E0-MAC>。

  1. 主机A完成封装： • 数据链路层以R1的E0接口MAC为目的MAC，A的MAC为源MAC，封装帧。

（3）主机A发送数据帧 • 帧结构：

• 目的MAC：R1-E0-MAC

• 源MAC：A-MAC

• 目的IP：B-IP

• 源IP：A-IP

• 通过物理层发送到R1的E0接口。

（4）R1处理并转发 1. R1解封装： • 数据链路层检查目的MAC（R1-E0-MAC），确认接收。

• 网络层提取目的IP（B-IP），查找路由表。

  1. 路由决策： • 发现目的IP属于R2连接的子网，下一跳为R2的接口（如S0）。

  2. 重新封装： • 新帧结构：

    ◦ 目的MAC：R2-S0-MAC（通过ARP或已知）

    ◦ 源MAC：R1-S0-MAC

    ◦ IP头部不变（目的IP仍为B-IP，源IP仍为A-IP）。

    • 通过R1的S0接口发送到R2。

（5）R2处理并转发 1. R2解封装： • 数据链路层检查目的MAC（R2-S0-MAC），确认接收。

• 网络层确认目的IP（B-IP）属于其直连子网。

  1. ARP查询（若需要）： • R2通过ARP获取主机B的MAC地址。

  2. 最终封装： • 新帧结构：

    ◦ 目的MAC：B-MAC

    ◦ 源MAC：R2-E0-MAC

    ◦ IP头部不变。

    • 通过R2的E0接口发送到主机B。

（6）主机B接收并解封装 1. 数据链路层处理： • 检查目的MAC（B-MAC），确认接收。

  1. 网络层处理： • 检查目的IP（B-IP），确认接收。

  2. 传输层处理： • 根据端口号交付给对应应用层进程（如Web服务器）。

  3. 应用层处理： • 解析数据内容（如HTTP请求），生成响应。

3. 关键点总结 | 步骤 | 操作 | 协议/设备 | 数据变化 | | ---- | ----------------- | ---------- | --------------------------- | | 1 | 主机A发起ARP请求 | ARP | 目的MAC = FF:FF:FF:FF:FF:FF | | 2 | R1代理ARP响应 | ARP | 主机A获知R1-E0-MAC | | 3 | 主机A发送数据至R1 | Ethernet | 目的MAC = R1-E0-MAC | | 4 | R1路由并转发至R2 | IP Routing | 目的MAC更新为R2-S0-MAC | | 5 | R2转发至主机B | Ethernet | 目的MAC = B-MAC | | 6 | 主机B解封装 | TCP/UDP | 交付给应用层 |

简答题

TCP 数据段的最大载荷值是65495 字节，为什么？ 解答要点： ①TCP数据段必须封装进IP分组的载荷域中，而IP分组的载荷域最大为65,515字节 ②TCP数据段的最小（基本）段头长度是20字节，所以TCP数据段的载荷域最多为：65515-20， 只有65,495字节 ③TCP中净载荷为：65535-20-20

分析题

1. 子网规划与地址分配（8分）

（1）子网划分方案 • 原始地址：222.201.176.0/24（C类地址，256个IP）。

• 需求分析：

• 子公司A：3个子网（15、25、30台PC）→ 需至少30个IP/子网。

• 子公司B：3个子网（10、20、30台PC）→ 需至少30个IP/子网。

• 划分子网：

• 从主机位借3位，创建 \(2^3 = 8\) 个子网，每个子网 \(2^5 - 2 = 30\) 个可用IP。

• 子网掩码：255.255.255.224（即/27）。

（2）子网分配表 | 子网编号 | 网络地址 | 可用IP范围 | 广播地址 | 用途 |
|----------|------------------|-----------------------------|------------------|--------------------|
| No.1 | 222.201.176.0 | 不可用（全0网络） | 222.201.176.31 | 保留 |
| No.2 | 222.201.176.32 | 222.201.176.33 - 222.201.176.62 | 222.201.176.63 | 子公司A-Subnet1（15台） |
| No.3 | 222.201.176.64 | 222.201.176.65 - 222.201.176.94 | 222.201.176.95 | 子公司A-Subnet2（25台） |
| No.4 | 222.201.176.96 | 222.201.176.97 - 222.201.176.126 | 222.201.176.127 | 子公司A-Subnet3（30台） |
| No.5 | 222.201.176.128 | 222.201.176.129 - 222.201.176.158 | 222.201.176.159 | 子公司B-Subnet4（10台） |
| No.6 | 222.201.176.160 | 222.201.176.161 - 222.201.176.190 | 222.201.176.191 | 子公司B-Subnet5（20台） |
| No.7 | 222.201.176.192 | 222.201.176.193 - 222.201.176.222 | 222.201.176.223 | 子公司B-Subnet6（30台） |

2. 路由器接口IP与静态路由配置（5分）

（1）接口IP分配 • R1（子公司A）：

• E0：222.201.176.33（Subnet1网关）

• E1：222.201.176.65（Subnet2网关）

• E2：222.201.176.97（Subnet3网关）

• S0：10.0.0.1（路由器间链路）

• R2（子公司B）：

• E0：222.201.176.129（Subnet4网关）

• E1：222.201.176.161（Subnet5网关）

• E2：222.201.176.193（Subnet6网关）

• S0：10.0.0.2（路由器间链路）

（2）静态路由配置 • R1配置：

1
2
3
ip route 222.201.176.128 255.255.255.224 10.0.0.2  # 指向子公司B-Subnet4  
ip route 222.201.176.160 255.255.255.224 10.0.0.2  # 指向子公司B-Subnet5  
ip route 222.201.176.192 255.255.255.224 10.0.0.2  # 指向子公司B-Subnet6

• R2配置：

1
2
3
ip route 222.201.176.32 255.255.255.224 10.0.0.1   # 指向子公司A-Subnet1  
ip route 222.201.176.64 255.255.255.224 10.0.0.1   # 指向子公司A-Subnet2  
ip route 222.201.176.96 255.255.255.224 10.0.0.1   # 指向子公司A-Subnet3

3. OSPF协议与链路代价（7分）

（1）R1-R2链路代价计算 • OSPF代价公式：

$ =
$ • 默认参考带宽：\(100 \text{Mbps}\)

• 链路带宽：56 kbps

• 计算：

$ =
$

（2）OSPF邻居建立过程

  1. Down：初始状态，未发现邻居。
  2. Init：R1发送Hello报文，R2收到但未确认。
  3. Two-way：R2回复Hello，确认双向通信（选举DR/BDR）。
  4. Exstart：协商主从路由器，交换DBD（数据库描述）报文。
  5. Exchange：同步链路状态数据库（LSDB）。
  6. Loading：请求并接收完整的LSA（链路状态通告）。
  7. Full Adjacency：LSDB同步完成，建立全毗邻关系。

总结 1. 子网规划：借3位主机位，创建8个/27子网，每个子网30个IP。
2. 静态路由：通过手动配置实现跨子公司通信。
3. OSPF：
• 56 kbps链路的Cost为1786。

• 邻居建立需经历7个状态，最终同步网络拓扑信息。