计算机网络试卷分析

填空题

1．问题：以太网的特点是其具有 _______ 型物理拓扑， ____________ 型逻辑拓扑，采用 ______________________ 介质访问控制方式。答案：星/扩展星、总线型、CSMA/CD 解释：以太网的物理拓扑通常是星型或扩展星型，逻辑拓扑采用总线型，介质访问控制方式是 CSMA/CD（载波侦听多路访问/碰撞检测）。

2．问题：UDP 定义了一种在传输层实现 ______________ 的传输方式，采用UDP 的应用层协议，其端到端的差错和流量控制，可在 ____________________ 中实现。答案：无连接、应用层解释：UDP 是一种无连接的传输协议，意味着它不建立连接，而是直接发送数据。端到端的差错和流量控制可以在应用层进行实现。

3．问题：MAC 地址的高24 位代表。答案：某一生产厂商的标识解释：MAC 地址的前24位是由IEEE分配给设备生产厂商的标识符，通常用于区分不同厂商的设备。

4．问题：192.168.26.87 是一个地址。答案：私有地址解释：192.168.26.87 属于私有IP地址范围（192.168.0.0 - 192.168.255.255），一般用于局域网内。

5．问题：第五类非屏蔽双绞线 UTP 的最大传输距离是米。答案：100 米解释：第五类非屏蔽双绞线（Cat 5e）的最大传输距离通常为100米，适用于局域网连接。

6．问题：全部码字中的海明距离是指。答案：任意两个码字之间海明距离的最大值解释：海明距离是指两个码字在对应位上不同的位数。海明距离越大，编码的错误检测和纠正能力越强。

7．问题：IPv4 报文头中的TTL 值的作用是：。答案：一个递减的计数器，防止报文在网络中永远留存。解释：TTL（生存时间）字段在IPv4报文头中，它随着每经过一个路由器就递减1，用来防止数据包在网络中无限循环。

8．问题：一般来说，路由选择协议主要分为距离矢量和选择协议两种。答案：链路状态路由解释：路由选择协议通常分为距离矢量路由协议和链路状态路由协议，它们有不同的工作方式和性能特点。

9．问题：对等通信（虚拟通信）的含义是：。答案：参考模型的任意一层收到的数据和发出方对等层上发出的数据一样。解释：对等通信是指两台计算机之间，网络模型中的对等层能够实现透明通信，发送和接收的数据保持一致。

10．问题：分隙 ALOHA 协议比纯ALOHA 协议的主要改进之处在于。答案：发送行为必须在时隙起始处，避免了在时隙中途冲突，提高了成功发送的概率或降低了冲突的危险。解释：分隙 ALOHA 协议通过将传输时间划分为固定大小的时间段（时隙），使得发送行为必须在时隙的起始处进行，从而减少了冲突发生的概率。

判断题

1．问题：TCP 适用于组播和广播通信方式，而UDP 只适用于单播。答案：× 解释：UDP 同样支持组播和广播通信方式，因此并不只是单播。TCP 主要用于点对点的可靠连接，UDP 可以用于单播、组播甚至广播。

2．问题：电路交换和分组交换技术都能够提供可靠的分组传输服务。答案：× 解释：电路交换和分组交换的区别在于可靠性。电路交换在通信期间建立一个持续的连接，并保证可靠性；而分组交换通过将数据分成多个包进行传输，可能会出现丢包和乱序，因此不一定提供可靠的传输服务。

3．问题：PPP 中的Pap 认证是一种安全可靠的认证方式。答案：× 解释：PPP（点对点协议）中的 PAP（密码认证协议）认证方式相对不安全，因为它是通过明文传输密码的，容易受到攻击。相比之下，CHAP（挑战握手认证协议）更安全。

4．问题：OSI 参考模型中的数据链路层的主要功能是负责分组流控制、差错控制等。答案：× 解释：数据链路层的主要功能是帧的封装、流量控制、差错检测和纠正等。它并不直接处理“分组”，而是处理“帧”。分组是网络层的处理对象。

5．问题：交换机是目前常用的二层设备，具有智能帧过滤功能。答案：√ 解释：交换机是工作在数据链路层（第二层）的网络设备，能够根据MAC地址进行智能的帧转发和过滤。

6．问题：应用层的网络应用程序分为直接网络应用和间接网络应用两类。答案：√ 解释：应用层的网络应用可以分为直接网络应用（如网页浏览、文件传输）和间接网络应用（如电子邮件、FTP）两类，间接应用通常依赖于其他协议的支持。

7．问题：RIP 是一种距离矢量路由选择算法，现在仍然广泛使用，适合于大型网络。答案：× 解释：RIP（路由信息协议）是一种距离矢量路由算法，虽然曾经广泛使用，但由于其扩展性差和收敛速度慢，现在在大型网络中不再广泛使用。现代网络通常使用OSPF等链路状态路由协议。

8．问题：缺省网关起着代理 ARP 的功能。答案：√ 解释：缺省网关（默认网关）在本地网络和远程网络之间起到桥梁作用。当设备无法通过ARP直接访问目标IP时，数据会被发送到默认网关，网关负责将数据转发到适当的目标。

9．问题：IPv6 地址具有80 位，目前看来取之不尽。答案：× 解释：IPv6 地址实际上是128位，而不是80位。IPv6的地址空间非常庞大，确实几乎是“取之不尽”，但不是80位。

10．问题：如果一个应用的可靠性传输考虑得很周全，一般来说，UDP 就没有存在的必要了。答案：× 解释：尽管UDP本身不提供可靠性和流量控制，但它的低延迟和较小开销使得它在需要高效、实时传输的应用中（如视频流、VoIP等）仍然非常有用。因此，即使应用层已经实现了可靠性，UDP依然有其存在的价值。

选择题

1．问题：下列哪一项描述了网络体系结构的分层概念和作用？答案：D．A 和 C 解释：分层的网络体系结构通过将网络功能分组到不同的层中，从而保持网络的灵活性，并使得网络的修改和扩展更加容易。这样做可以确保每层功能的清晰划分，从而实现更好的管理和改进。

2．问题：传输的波特率等于________。答案：B．每秒钟可能发生的信号变换的次数解释：波特率指的是每秒钟信号变化的次数，它代表了信号的变化速率，而不是每秒传输的比特数量。

3．问题：假定一条线路每1/16 秒采样一次，每个可能的信号变化都运载3比特的信息。问传输速率是每秒多少个比特？答案：D．48bps 解释：每1/16秒采样一次，每秒钟会采样16次，每次采样能传输3比特信息，所以传输速率为16 × 3 = 48bps。

4．问题：在下列几组协议中，哪一组属于网络层协议？答案：D．ICMP 和 IP 解释：ICMP（Internet Control Message Protocol）和IP（Internet Protocol）都是网络层协议，主要负责数据包的路由和传输控制。

5．问题：RFC 是下列哪一个英文短语的缩写？答案：B．Request for Comment 解释：RFC（Request for Comments）是互联网标准化文档的一个系列，提出新的技术建议或协议，并通过社区讨论和评论来进行改进。

6．问题：下列哪一组协议属于TCP/IP的应用层协议？答案：C．TELNET、SMTP 和 SNMP 解释：TELNET、SMTP（电子邮件协议）和SNMP（简单网络管理协议）都属于TCP/IP模型的应用层协议，提供特定的网络服务和应用功能。

7．问题：CSMA/CD 是一种 ________ 方式的改进型。答案：C．1持续CSMA 解释：CSMA/CD（载波侦听多路访问/碰撞检测）是基于“持续CSMA”方式的一种改进型，它允许设备在发送数据前侦听信道是否空闲，同时进行碰撞检测。

CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）是一种用于以太网的协议，用来确保多个设备可以共享同一通信信道而不发生冲突。为了理解它的工作原理，我们需要先了解“持续CSMA”是什么。

持续CSMA（Carrier Sense Multiple Access）：这种方式的基本原理是，设备在发送数据之前会监听信道（也就是载波侦听），如果信道空闲，就可以开始发送数据。如果信道正在被其他设备占用，设备就会等到信道空闲再发送。这是“侦听”部分的工作。

CSMA/CD的改进：在“持续CSMA”的基础上，CSMA/CD增加了“碰撞检测”功能。当设备开始发送数据时，它会同时监测信号。如果发生碰撞（即两个设备在同一时间发送数据，导致信号冲突），设备会立即停止发送，并发送一个特殊的“碰撞信号”通知网络上的其他设备。然后，它们会随机等待一段时间再重新发送数据，从而减少碰撞的概率。

总结起来，CSMA/CD就是在“持续CSMA”基础上增加了碰撞检测功能，使得网络能够在发生碰撞时迅速恢复，从而提高数据传输的效率。

8．问题：普通没有质量控制的IP网采用的是 _______ 的服务方式，其特点是 ________。答案：A．尽力而为 / 先到先服务解释：IP协议是一种“尽力而为”的服务方式，即尽力传输数据但不保证传输的可靠性。在传输过程中，数据包按照先到先服务的方式进行处理。

9．问题：在网络层， ________ 的传输方式一般来说需要信令支持，而 ________ 的传输方式在每一个数据分组中需要携带目的地的地址。答案：C．面向连接 / 非面向连接解释：面向连接的传输方式（如TCP）通常需要信令来建立连接并确保数据可靠传输。而非面向连接的传输方式（如UDP）则每个数据分组都需要包含目的地址信息，以便数据能够正确路由。

10．问题：在局域网中，通常采用 ________ 传输技术。在广域网中，通常需要采用 ________传输技术。答案：C．广播型 / 点到点型解释：局域网通常使用广播型传输技术，即数据可以广播到网络中的所有设备。而广域网则通常使用点到点型传输技术，即数据通过专用连接点对点传输。

11．问题：ARP 协议是一种地址解析协议，用于根据主机的 ________ 确定主机的 ________ 。答案：A．IP 地址 / 物理地址解释：ARP（地址解析协议）用于通过IP地址查询和确定对应的物理地址（MAC地址）。

12．问题：计算机网络的机械和电气特性等主要在其 ________ 中描述。答案：C．物理层解释：物理层负责定义网络中传输介质的机械和电气特性，包括电压、频率、传输介质类型等。

13．问题：IP 网的网络层可利用 ________ 协议来探测网络设备是否工作和报告IP 包在传输过程中的出错。答案：C．ICMP 解释：ICMP（互联网控制消息协议）用于发送错误报告和网络探测，如ping命令就是基于ICMP协议。

14．问题：DHCP 主要用于 ______ 向有关 ______ 获取有关IP 地址、子网掩码等配置信息。答案：B．客户端 / 服务器解释：DHCP（动态主机配置协议）允许客户端自动向DHCP服务器请求IP地址及其他网络配置。

15．问题：与IPv4 协议相比，IPv6 协议定义的IP 包的基本包头 ________ ，________。答案：A．域的数目减少 / 但长度增加解释：IPv6的包头相较于IPv4，减少了很多可选字段，简化了包头的处理，但包头长度更大。

16．问题：所谓网络服务质量（QoS）的参数主要是指 ________等。答案：D．A、B 和C 解释：网络服务质量（QoS）通常包括带宽、丢包率、延迟和延时变化等参数，这些都会影响网络性能。

17．问题：TCP 传输的建立需要 ________ 次握手过程，其中双方TCP 包中初始的发送顺序号是 _______ 的。答案：C．3 / 随机解释：TCP建立连接时使用三次握手过程，且每一方的初始发送序列号是随机生成的。

18．问题：在常用的Repeater（中继器）、Bridge（网桥）和Router（路由器）等网络设备中，________ 具有链路层数据帧的过滤功能，________ 具有IP 包的过滤功能，而 ________ 仅具有信号的增强功能。答案：A．Bridge / Router / Repeater 解释：网桥（Bridge）工作在数据链路层，具有过滤数据帧的功能；路由器（Router）工作在网络层，具有过滤IP包的功能；中继器（Repeater）工作在物理层，主要用于信号增强。

19．问题：Internet 中的路由信息协议RIP 是基于 ________ ，而路由协议OSPF 是基于 ________。答案：B．距离向量法 / 最短通路法和扩散法解释：RIP（路由信息协议）使用距离向量算法，基于跳数来计算路由；OSPF（开放最短路径优先协议）使用最短通路算法，基于链路状态进行路由计算。

20．问题：一般来说，在IP 网的传输层中，与UDP 协议相比，TCP 协议具有 ________。答案：D．较低的传输效率和较高的可靠性解释：TCP是面向连接的协议，提供可靠的传输和错误检测，因此较为安全可靠，但相比UDP，它的传输效率较低，因为需要更多的控制信息和传输确认。

21．问题：在 ________ 的数据单元的包头中，确认序号是本站期待下一次接收的数据中的第一个字节的编号。答案：B．TCP 解释：在TCP协议的数据包头中，确认序号用于指示接收方期待接收的下一个字节的编号，这是TCP连接可靠性的重要保证。

22．问题：在基于TCP/IP 协议的网络中，应用层主要以客户端 / 服务器的方式工作，其中发起通信的一方称为 ________ 。所谓的“熟知端口”一般位于 ________ 一侧。答案：A．客户端 / 服务器解释：在TCP/IP网络中，客户端是发起通信的一方，服务器通常会监听固定端口（熟知端口），等待客户端的连接请求。

23．问题：以太网的代号“10BASE-T”具有 ________ 三方面的含义。答案：D．速率为10Mbps、基带传输和采用双绞线解释：“10BASE-T”表示网络传输速率为10Mbps，采用基带传输技术，且使用的是双绞线作为传输介质。

24．问题：________ 主要解决源主机和目的主机间发送与接收速率的适配问题。答案：A．流量控制解释：流量控制是为了确保发送方的发送速率不会超过接收方的接收能力，从而避免丢包和数据溢出。

25．问题：________ 是IPv6 协议包头中特有的参数。答案：B．流标签解释：IPv6协议中的“流标签”（Flow Label）字段用于标识数据包属于同一数据流，以便进行流量管理和优化。它是IPv6包头中特有的参数。

简答题

1． 10Mb/s 网络中令牌桶控制的主机发送数据

（1）问主机能以10Mb/s全速发送数据的最大可能的时间是多少？

答案：最大时间 TmaxT_{} 为 2.5 秒。

解释：在令牌桶中，令牌以速率 ρ=2 Mb/s= 2 , 填充，桶的容量是 S=20 MbS = 20 , 。当令牌桶满时，主机可以以10Mb/s的速率全速发送数据。为了计算全速发送数据的最大时间，我们可以通过以下公式计算最大时间：

Tmax=SC−ρT_{} =

其中，C=10 Mb/sC = 10 , 为信道速率，ρ=2 Mb/s= 2 , 为令牌填充速率，S=20 MbS = 20 , 为令牌桶的容量。

代入数值：

Tmax=20 Mb10 Mb/s−2 Mb/s=208=2.5 秒T_{} = = = 2.5 ,

因此，主机可以全速发送数据的最大时间为 2.5 秒。

（2）问主机能以10Mb/s全速发送数据的最大数据量是多少？

答案：最大数据量 VmaxV_{} 为 25 Mb。

解释：在最大时间 Tmax=2.5 秒T_{} = 2.5 , 内，主机能够发送的最大数据量为：

Vmax=Tmax×C=2.5 秒×10 Mb/s=25 MbV_{} = T_{} C = 2.5 , , = 25 ,

因此，主机能以10Mb/s全速发送数据的最大数据量为 25Mb。

2． TCP连接建立的过程（配图说明）

答案： TCP连接的建立采用三次握手过程，具体步骤如下：

客户端向服务器发送SYN包，请求建立连接，包中包含一个随机生成的初始序列号 ISNISN。
服务器响应客户端的SYN包，发送一个SYN-ACK包，表示同意连接，并将其自己的初始序列号（ISN）回传给客户端。
客户端响应服务器的SYN-ACK包，发送一个确认（ACK）包，确认接收服务器的SYN包，连接建立完成。

图示：

客户端                            服务器
   |                                 |
   |--- SYN (Seq=ISN) ------------->|
   |                                 |
   |<-- SYN-ACK (Seq=ISN_S, Ack=ISN+1)|
   |                                 |
   |--- ACK (Seq=ISN+1, Ack=ISN_S+1)->|
   |                                 |
   连接建立成功

3． CDMA中的站点芯片序列和数据分析

问题：给定四个站点的芯片序列，如何表示这些站点的双极型芯片序列？并且当某个站点接收到芯片序列时，如何判断哪些站点发送了数据以及它们发送的数据是什么？

答案：给定的四个站点的芯片序列如下：

A: 00011011
B: 00101110
C: 01011100
D: 01000010

双极型芯片序列表示：

A： 00011011 → (+1, -1) 对应的双极型表示为： (-1, -1, -1, +1, +1, -1, +1, +1)
B： 00101110 → (+1, -1, +1, -1, +1, -1, +1, -1)
C： 01011100 → (+1, +1, -1, +1, +1, -1, -1, -1)
D： 01000010 → (+1, +1, -1, -1, -1, +1, -1, +1)

然后，当站点接收到一个芯片序列（如： -1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1），我们使用每个站点的芯片序列进行匹配，计算每个站点的相关性。假设接收到的芯片序列是 -1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1，则：

S.A = (1 - 1 + 3 + 1 - 1 + 3 + 1 + 1) / 8 = 1
S.B = (1 - 1 - 3 - 1 - 1 - 3 + 1 - 1) / 8 = -1
S.C = (1 + 1 + 3 + 1 - 1 - 3 - 1 - 1) / 8 = 0
S.D = (1 + 1 + 3 - 1 + 1 + 3 - 1 + 1) / 8 = 1

因此，发送的数据站点是 A 和 D。

4．海明码错误纠正

问题：假设采用偶校验的海明码来进行单个错误的纠错编码，针对码字10101111，求出最少需要的检验位数，并给出编码后的码字。

答案： 最少需要的检验位数：r=4r = 4

解释：对于一个 8 位数据码字，假设需要添加 rr 个检验位。根据海明码的公式，数据位数 mm 和检验位数 rr 需要满足 m+r+1≤2rm + r + 1 ^r。

给定数据码字长度为 m=8m = 8，使用海明码公式来求检验位数 rr：

8+r+1≤2r8 + r + 1 ^r

解得 r=4r = 4。

编码后的码字：将原数据码字 1010111110101111 插入检验位后，得到编码后的码字为 101001001111。

5． OSPF工作过程

问题：请描述开放最短路径优先协议（OSPF）的工作过程，包括主要的OSPF报文。

答案： OSPF协议的工作过程包含以下五种报文类型：

Hello报文：用于建立邻居关系并交换状态信息。
DBD（数据库描述符）报文：用于交换路由数据库的简要信息。
LSR（链路状态请求）报文：用于请求邻居发送特定的链路状态更新信息。
LSU（链路状态更新）报文：用于交换链路状态更新。
LSA（链路状态应答）报文：用于确认LSU报文。

OSPF路由器的状态变化顺序：

初始状态
双向状态
准启动状态
交换状态
装载状态
全毗邻状态

6． IPv4保留地址空间

问题：请归纳出IPv4的保留地址空间有哪些？

答案： IPv4的保留地址空间包括以下几个重要部分：

D类地址：224.0.0.0 - 239.255.255.255（用于组播通信）
E类地址：240.0.0.0 - 255.255.255.255（实验性地址，保留给未来使用）
广播地址和网络地址：例如 0.0.0.0（网络地址），255.255.255.255（广播地址）
私人地址空间：
- 10.0.0.0 - 10.255.255.255
- 172.16.0.0 - 172.31.255.255
- 192.168.0.0 - 192.168.255.255
127.0.0.0 - 127.255.255.255：用于回环（localhost）。