2009年408真题计算机网络篇

选择题

33. 在 OSI 参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层次是（ ）。

A. 数据链路层 B. 传输层 C. 会话层 D. 应用层

✅ 答案：B. 传输层

📘 解释： OSI参考模型从下到上共有七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

  • 数据链路层（A）只提供点到点的通信，负责相邻节点间的可靠传输，不涉及端到端。
  • 网络层提供主机到主机的服务，确定路径，但还不是端到端的进程通信。
  • 传输层（B）才是第一个提供“端到端”（end-to-end）通信的层次，它在两个主机上的进程之间提供可靠的数据传输服务。
  • 会话层和应用层虽然也处理端到端的服务，但它们是在传输层之上，不是第一个。

📌 总结： OSI 模型中，传输层是第一个提供端到端服务的层次。

34. 在无噪声情况下，若某通信链路的带宽为 3 kHz，采用 4 个相位，每个相位具有 4 种振幅的 QAM 调制技术，则该通信链路的最大数据传输速率是（ ）。

A. 12 kbps B. 24 kbps C. 48 kbps D. 96 kbps

✅ 答案：B. 24 kbps

📘 解释： 本题可用 奈奎斯特定理（Nyquist theorem） 计算最大数据传输速率：

\[ C = 2W \log_2 M \]

其中：

  • \(W = 3 \, \text{kHz}\) 是带宽
  • \(M\) 是调制方式可表示的符号总数
  • 采用的调制是 QAM（正交振幅调制），其符号数为： \(M = 4 \text{个相位} \times 4 \text{种振幅} = 16\)

带入公式：

\[ C = 2 \times 3\,000 \times \log_2 16 = 2 \times 3\,000 \times 4 = 24\,000 \, \text{bps} = 24 \, \text{kbps} \]

📌 总结： 在无噪声、QAM调制（M=16）情况下，最大数据传输速率为 24 kbps。

35. 数据链路层采用后退 N 帧 (GBN) 协议，发送方已经发送了编号为 0~7 的帧。当计时器超时时，若发送方只收到 0、2、3 号帧的确认，则发送方需要重发的帧数是（ ）。

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

✅ 答案：C. 4

📘 解释： GBN（Go-Back-N）协议是滑动窗口协议的一种，具有以下特性：

  • 采用累积确认：接收方只确认按序到达的最后一个帧。
  • 如果帧不按序到达，接收方会丢弃乱序帧，只确认上一个正确的按序帧。
  • 计时器仅为最早未确认的帧设置，一旦超时，就要从该帧开始重传所有之后的帧。

🔍 分析：

发送方已发送帧 0~7，现在计时器超时。

收到的确认帧号有：0、2、3。

  • 收到 3号帧的ACK，意味着 0~3号帧都已被成功确认（即使1号帧的ACK丢失，累积ACK 3 也隐含确认了它）。
  • 所以 未被确认的帧是 4、5、6、7。
  • 按 GBN 协议规定，从最早未确认帧（4）开始，必须全部重传，直到 7。

📌 因此，需要重传 4、5、6、7，共计 4 帧。

36. 以太网交换机进行转发决策时使用的 PDU 地址是（ ）。

A. 目的物理地址 B. 目的 IP 地址 C. 源物理地址 D. 源 IP 地址

✅ 答案：A. 目的物理地址

📘 解释：

  • 以太网交换机工作在 数据链路层，其主要功能是根据数据帧中的地址信息决定转发方向。
  • 数据链路层的地址是 物理地址（MAC 地址）。
  • 交换机根据目的 MAC 地址查找转发表（MAC 地址表），决定将数据帧从哪个端口转发出去。

🔍 PDU 分层回顾：

OSI层 PDU 名称 地址类型
物理层 比特位 无地址
数据链路层 帧（Frame） MAC 地址（物理地址）
网络层 包（Packet） IP 地址
传输层 段（Segment） 端口号
应用层 数据 应用地址（如URL）

📌 所以，交换机在处理数据帧时，会查看帧头中的“目的 MAC 地址”来决定转发行为。

37. 在一个采用 CSMA/CD 协议的网络中，传输介质是一根完整的电缆，传输速率为 1 Gbps，电缆中的信号传播速度是 200 000 km/s。若最小数据帧长度减少 800 比特，则最远的两个站点之间的距离至少需要（ ）。

A. 增加 160 m B. 增加 80 m C. 减少 160 m D. 减少 80 m

✅ 答案：D. 减少 80 m

📘 解释：

CSMA/CD（带冲突检测的载波监听多路访问）协议要求帧传输时间 ≥ 冲突检测时间（即往返传播时延 2τ），否则发送方可能在帧还没发完时未能检测到冲突。

  • 最小帧长 L = C × 2τ = 2 × C × s / v

    • C 为传输速率（1 Gbps）
    • v 为传播速度（200,000 km/s）
    • s 为站点之间的最大距离

  • 如果帧长减少 ΔL = 800 bit，由于 C 和 v 不变，根据导数关系：

    \[ \Delta s = \frac{\Delta L \cdot v}{2C} = \frac{800 \cdot 200000}{2 \cdot 10^9} = 0.00008 \text{ km} = \text{80 米} \]

  • 由于帧变短，要保证能检测到冲突，最远两个站点之间的最大距离必须减少，否则无法在最短帧长度内检测到碰撞。

📌 所以答案是：减少 80 m，即 D。

38. 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两个连续的 TCP 段，分别包含 300 字节和 500 字节的有效载荷，第一个段的序列号为 200，主机乙正确接收到两个段后，发送给主机甲的确认序列号是（ ）。

A. 500 B. 700 C. 800 D. 1000

✅ 答案：D. 1000

📘 解释：

TCP 的序列号是以字节为单位的，它表示第一个字节的编号。

  • 第一个段的序列号是 200，长度为 300 字节 → 该段包含序列号为 200 ~ 499 的字节
  • 第二个段紧接着发送，长度为 500 字节 → 该段包含序列号为 500 ~ 999 的字节

如果两个段都被成功接收，主机乙会发送一个 ACK 确认号，表示“我期望接收下一个字节的序列号”。

\[ ACK = 200 + 300 + 500 = \boxed{1000} \]

📌 因此，确认序列号为 1000，对应选项 D。

39. 一个 TCP 连接总是以 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，如果接下来的 4 个 RTT（往返时间）时间内的 TCP 段的传输都是成功的，那么当第 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（ ）。

A. 7 KB B. 8 KB C. 9 KB D. 16 KB

✅ 答案：C. 9 KB

📘 解释：

当 TCP 发生超时时，进入慢开始算法，其拥塞控制流程如下：

  1. 初始状态： 拥塞窗口（cwnd） = 16 KB（即 16 MSS），发生超时。
  2. 进入慢开始阶段：
    • 设置慢开始门限（ssthresh） = 16 / 2 = 8 KB
    • 拥塞窗口重置为 1 KB（即 1 MSS）
  3. RTT 第 1 轮：
    • cwnd = 1 KB → 成功 → 下轮 cwnd = 2 KB
  4. RTT 第 2 轮：
    • cwnd = 2 KB → 成功 → 下轮 cwnd = 4 KB
  5. RTT 第 3 轮：
    • cwnd = 4 KB → 成功 → 下轮 cwnd = 8 KB（达到 ssthresh，转为拥塞避免阶段）
  6. RTT 第 4 轮：
    • cwnd = 8 KB → 成功 → 拥塞避免阶段 cwnd 增加 1 MSS → cwnd = 9 KB

📌 因此，第 4 个 RTT 结束后，cwnd = 9 KB，选 C。

40. FTP 客户和服务器间传递 FTP 命令时，使用的连接是（ ）。

A. 建立在 TCP 之上的控制连接 B. 建立在 TCP 之上的数据连接 C. 建立在 UDP 之上的控制连接 D. 建立在 UDP 之上的数据连接

✅ 答案：A. 建立在 TCP 之上的控制连接

📘 解释：

FTP（文件传输协议）使用两种连接：

  • 控制连接： 用于传送命令和响应（如 USER、PASS、LIST 等）
    • 使用 TCP 协议，默认端口是 21
  • 数据连接： 用于实际传送文件内容
    • 也使用 TCP，默认端口是 20（主动模式），但被动模式下端口是临时协商的

📌 本题问的是 传递命令时所使用的连接，因此是：

✅ 建立在 TCP 之上的控制连接

网络拓补

当然，下面是这道题的完整题目、答案与解释，已整理成标准格式：

题目：

某网络拓扑如下图所示：

  • 路由器 R1 通过接口 E1、E2 分别连接局域网 1 和局域网 2；
  • R1 的接口 L0 连接路由器 R2；
  • R2 的接口 L1 连接互联网，接口 E0 连接域名服务器。

接口 IP 分配如下：

设备 接口 IP 地址
R1 E1 —
R1 E2 —
R1 L0 202.118.2.1
R2 L0 202.118.2.2
R2 E0 202.118.3.1
R2 L1 130.11.120.1
DNS — 202.118.3.2
img

(1) 子网划分

问题： 将 IP 地址空间 202.118.1.0/24 划分为 2 个子网，分别分配给局域网 1 和局域网 2，每个局域网需要不少于 120 个 IP 地址。

答案： 将 202.118.1.0/24 划分为两个子网：

  • 局域网 1：202.118.1.0/25
  • 局域网 2：202.118.1.128/25

解释：

  • 每个子网要至少容纳 120 个主机地址。由于每个子网的首地址是网络地址，末地址是广播地址，因此实际可用地址为： \(2^n - 2 \geq 120 \Rightarrow n = 7\)，即子网至少要保留 7 位主机位，对应子网掩码是 /25（32 - 7 = 25）。
  • 一个 /25 子网有 128 个地址，其中 126 个可分配地址（满足需求）。
  • 原地址空间 /24 有 8 个主机位，共 256 个地址，划分为两个 /25 子网正好。

(2) R1 的路由表

问题： 请给出 R1 的路由表，包含局域网 1、局域网 2、域名服务器和互联网的路由。

答案：

假设局域网 1 = 202.118.1.0/25，局域网 2 = 202.118.1.128/25，R2 的 IP 为 202.118.2.2：

目的网络地址 子网掩码 下一跳 IP 地址 接口
202.118.1.0 255.255.255.128 — E1
202.118.1.128 255.255.255.128 — E2
202.118.3.2 255.255.255.255 202.118.2.2 L0
0.0.0.0 0.0.0.0 202.118.2.2 L0

解释：

  • 局域网 1、2 与 R1 直连，不需要下一跳。
  • 域名服务器是单个主机，使用主机路由（子网掩码 255.255.255.255），下一跳为 R2（202.118.2.2）。
  • 未知目的地址统一通过默认路由转发到互联网，下一跳仍为 R2。

(3) R2 的聚合路由

问题： 请采用路由聚合技术，给出 R2 到局域网 1 和局域网 2 的路由。

答案：

目的网络地址 子网掩码 下一跳 IP 地址 接口
202.118.1.0 255.255.255.0 202.118.2.1 L0

解释：

  • 局域网 1 是 202.118.1.0/25，局域网 2 是 202.118.1.128/25，它们可以聚合成 202.118.1.0/24。
  • 聚合后的路由更简洁，减少路由表条目。
  • 下一跳为 R1 的接口地址 202.118.2.1（即通过接口 L0 转发）。