2015年408真题计算机网络篇

选择题

题目 33

通过 POP3 协议接收邮件时，使用的传输层服务类型是（）。

A. 无连接不可靠的数据传输服务 B. 无连接可靠的数据传输服务 C. 有连接不可靠的数据传输服务 D. 有连接可靠的数据传输服务

解答：

POP3（Post Office Protocol version 3，邮局协议第 3 版）是用于接收电子邮件的标准协议。当使用邮件客户端从邮件服务器下载邮件时，通常会使用 POP3 协议。

POP3 协议在传输过程中需要确保数据的完整性和可靠性，因此采用的是有连接可靠的数据传输服务。为了确保邮件数据准确无误地传输，POP3 依赖 TCP 协议，TCP 是一种有连接可靠的传输协议。

TCP 提供的是有连接且可靠的数据传输服务，而 UDP 提供的是无连接不可靠的数据传输服务。

因此，正确答案是 D，有连接可靠的数据传输服务。

题目 35

主机甲通过 128 kbps 卫星链路，采用滑动窗口协议向主机乙发送数据，链路单向传播延迟为 250 ms，帧长为 1000 字节。不考虑确认帧的开销，为使链路利用率不小于 80％，帧序号的比特数至少是（）。

A. 3 B. 4 C. 7 D. 8

解答：

步骤 1：计算帧传输时间

帧长 = 1000 字节 = 1000 × 8 = 8000 位
信道带宽 = 128 kbps = 128 × 10³ 位/秒

帧传输时间 \(t_1\) = 帧长 / 信道带宽 \(t_1 = \frac{8000 \text{ 位}}{128 \times 10^3 \text{ 位/秒}} = 62.5 \text{ ms}\)

步骤 2：计算传播延迟

传播延迟 \(\tau = 250 \text{ ms}\)

步骤 3：计算一个周期的总时间

一个周期 \(T\) = 发送数据帧的时间 + 传播延迟 + 确认帧的时间 + 传播延迟

由于确认帧的传输时间可以忽略，确认帧的传播时间与数据帧相同，因此： \(T = t_1 + \tau + t_2 + \tau = 62.5 \text{ ms} + 250 \text{ ms} + 0 + 250 \text{ ms} = 562.5 \text{ ms}\)

步骤 4：计算链路利用率

链路利用率 \(U\) = 发送数据帧时间 / 一个周期为了使链路利用率不小于 80％，有： \(U = \frac{W_T \cdot t_1}{T} \geq 80\%\) \(W_T \cdot t_1 \geq 0.8 \cdot T\) \(W_T \geq \frac{0.8 \cdot T}{t_1} = \frac{0.8 \cdot 562.5}{62.5} = 7.2\)

因此，发送窗口大小 \(W_T\) 至少为 8。

步骤 5：计算帧序号比特数

根据后退 N 帧协议，发送窗口大小 \(W_T\) 满足： \(1 < W_T \leq 2^n - 1\) 其中 \(n\) 是帧序号的比特数。解得： \(2^n - 1 \geq 8\) \(2^n \geq 9\) 因此，最小的 \(n\) 为 4。

答案： B (帧序号的比特数至少是 4)

题目 36

下列关于 CSMA/CD 协议的叙述中，错误的是（）。

A. 边发送数据帧，边检测是否发生冲突 B. 适用于无线网络，以实现无线链路共享 C. 需要根据网络跨距和数据传输速率限定最小帧长 D. 当信号传播延迟趋近 0 时，信道利用率趋近 100％

解答：

A. 正确： CSMA/CD 协议的基本原理是“边发送数据，边检测是否发生冲突”。

B. 错误： CSMA/CD 是有线网络中使用的协议，尤其是在以太网中。无线网络使用的是 CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）协议，而非 CSMA/CD。

C. 正确： CSMA/CD 协议要求最小帧长，最小帧长需要根据网络跨距和数据传输速率来限定，确保冲突检测的有效性。

D. 正确： 当信号传播延迟趋近于 0 时，冲突的时间也会趋近于 0，信道的最大利用率接近 100%。

答案： B (错误的是 CSMA/CD 适用于无线网络，以实现无线链路共享)

题目 37

下列关于交换机的叙述中，正确的是（）。

A. 以太网交换机本质上是一种多端口网桥 B. 通过交换机互连的一组工作站构成一个冲突域 C. 交换机每个端口所连网络构成一个独立的广播域 D. 以太网交换机可实现采用不同网络层协议的网络互联

解答：

A. 正确： 以太网交换机本质上是一种多端口网桥，能够连接多个局域网并提供更高效的数据交换。

B. 错误： 交换机可以隔离冲突域，每个交换机端口连接的设备位于独立的冲突域中。冲突只发生在同一端口上的设备之间。

C. 错误： 交换机无法隔离广播域。广播域是指能够接收到相同广播帧的所有设备，而交换机在数据链路层工作，它无法分割广播域。广播域通常由路由器来隔离。

D. 错误： 以太网交换机工作在数据链路层（Layer 2），只能在同一网络层协议（如以太网）下进行交换。路由器才是可以连接不同网络层协议的设备。

答案： A (正确的是以太网交换机本质上是一种多端口网桥)

题目 38

某路由器的路由表如下表所示：

目的网络	下一跳	接口
169.96.40.0/23	176.1.1.1	S1
169.96.40.0/25	176.2.2.2	S2
169.96.40.0/27	176.3.3.3	S3
0.0.0.0/0	176.4.4.4	S4

若路由器收到一个目的地址为 169.96.40.5 的IP分组，则转发该IP分组的接口是（）。

A. S1 B. S2 C. S3 D. S4

解答：

查找匹配的网络 目的 IP 地址为 169.96.40.5，首先将其转换为二进制：
- 169.96.40.5 的二进制表示为： 169 → 10101001 96 → 01100000 40 → 00101000 5 → 00000101 所以，169.96.40.5 的二进制表示为： 10101001.01100000.00101000.00000101
判断每个路由表条目的网络范围
- 169.96.40.0/23：网络前缀为 169.96.40.0，掩码为 /23，前 23 位与 IP 地址匹配。前 23 位： 10101001.01100000.00101000 匹配，IP 地址 169.96.40.5 在此范围内。
- 169.96.40.0/25：网络前缀为 169.96.40.0，掩码为 /25，前 25 位与 IP 地址匹配。前 25 位： 10101001.01100000.00101000.0 匹配，IP 地址 169.96.40.5 也在此范围内。
- 169.96.40.0/27：网络前缀为 169.96.40.0，掩码为 /27，前 27 位与 IP 地址匹配。前 27 位： 10101001.01100000.00101000.000 匹配，IP 地址 169.96.40.5 也在此范围内。
最长前缀匹配 根据最长前缀匹配原则，选择与目的地址匹配的网络中前缀最长的条目。
- /23 匹配前 23 位
- /25 匹配前 25 位
- /27 匹配前 27 位
因为 169.96.40.5 在 169.96.40.0/27 网络中匹配得最精确（最长的前缀），所以选择 /27 网络进行转发。
转发接口 匹配的接口是 S3，对应于 169.96.40.0/27 的网络。

答案： C (转发接口是 S3)

举一反三

某路由器的路由表如下表所示：

目的网络	下一跳	接口
169.96.40.0/23	176.1.1.1	S1
169.96.40.0/25	176.2.2.2	S2
169.96.40.0/27	176.3.3.3	S3
0.0.0.0/0	176.4.4.4	S4

若路由器收到一个目的地址为 169.96.42.5 的IP分组，则转发该IP分组的接口是（）。

A. S1 B. S2 C. S3 D. S4

解答：

查找匹配的网络 目的 IP 地址为 169.96.42.5，首先将其转换为二进制：
- 169 → 10101001
- 96 → 01100000
- 42 → 00101010
- 5 → 00000101 所以，169.96.42.5 的二进制表示为： 10101001.01100000.00101010.00000101
判断每个路由表条目的网络范围
- 169.96.40.0/23：网络前缀为 169.96.40.0，掩码为 /23，前 23 位与 IP 地址匹配。前 23 位： 10101001.01100000.00101010 不匹配，因为与 169.96.40.0 不同。
- 169.96.40.0/25：网络前缀为 169.96.40.0，掩码为 /25，前 25 位与 IP 地址匹配。前 25 位： 10101001.01100000.00101010.0 不匹配，169.96.42.5 不在此范围内。
- 169.96.40.0/27：网络前缀为 169.96.40.0，掩码为 /27，前 27 位与 IP 地址匹配。前 27 位： 10101001.01100000.00101010.000 不匹配，169.96.42.5 不在此范围内。
默认路由 因为没有找到匹配的路由条目，使用默认路由 0.0.0.0/0，下一跳是 176.4.4.4，接口为 S4。

答案： D (转发接口是 S4)

题目 39

主机甲和主机乙新建一个TCP连接，甲的拥塞控制初始阈值为32 KB，甲向乙始终以MSS=1 KB大小的段发送数据，并一直有数据发送；乙为该连接分配16 KB接收缓存，并对每个数据段进行确认，忽略段传输延迟。若乙收到的数据全部存入缓存，不被取走，则甲从连接建立成功时刻起，未发生超时的情况下，经过4个RTT后，甲的发送窗口是（）。

A. 1 KB B. 8 KB C. 16 KB D. 32 KB

解答：

理解发送窗口 发送方的发送窗口 swnd 是由以下两个因素决定的：
- 拥塞窗口 cwnd：控制网络的拥塞程度，动态变化。
- 接收窗口 rwnd：接收方的缓冲区大小。
发送窗口是 swnd = min(cwnd, rwnd)，即 swnd 受拥塞窗口和接收窗口的限制。
接收窗口的限制 乙的接收窗口 rwnd 初始时为 16 KB，且由于乙没有取走数据，这个接收窗口会逐渐缩小。
慢开始算法 初始时，拥塞窗口 cwnd 设置为 1 KB，慢开始算法会让拥塞窗口在每个RTT结束后翻倍，直到达到阈值。
每个RTT的变化过程：
- 第 1 RTT：初始时，cwnd = 1 KB，rwn = 16 KB，发送窗口 swnd = min(cwnd, rwnd) = min(1 KB, 16 KB) = 1 KB。发送 1 KB 后，接收窗口更新为 rwnd = 16 KB - 1 KB = 15 KB，cwnd 翻倍至 2 KB。
- 第 2 RTT：发送 2 KB 后，rwnd = 15 KB - 2 KB = 13 KB，cwnd 翻倍至 4 KB，swnd = min(4 KB, 13 KB) = 4 KB。
- 第 3 RTT：发送 4 KB 后，rwnd = 13 KB - 4 KB = 9 KB，cwnd 翻倍至 8 KB，swnd = min(8 KB, 9 KB) = 8 KB。
- 第 4 RTT：发送 8 KB 后，rwnd = 9 KB - 8 KB = 1 KB，cwnd 翻倍至 16 KB，swnd = min(16 KB, 1 KB) = 1 KB。
结论在第4个RTT结束时，甲的发送窗口 swnd = 1 KB，因为接收窗口 rwnd 只有 1 KB。

答案： A (发送窗口为 1 KB)

总结：

答案： A (发送窗口为 1 KB)

题目 40

某浏览器发出的HTTP请求报文如下：

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.test.edu.cn
Connection: close
Cookie: 123456

下列叙述中，错误的是：

A. 该浏览器请求浏览index.html B. index.html存放在 www.test.edu.cn 上 C. 该浏览器请求使用持续连接 D. 该浏览器曾经浏览过 www.test.edu.cn

解答：

分析HTTP请求报文 请求报文的结构包括请求方法、请求的资源、协议版本及头字段。
- 请求行：GET /index.html HTTP/1.1 表示请求浏览 /index.html 页面，协议版本为 HTTP/1.1。
- Host：Host: www.test.edu.cn 表明请求的目标主机是 www.test.edu.cn，即 index.html 存放在该主机上。
- Connection：Connection: close 表示该请求使用短连接，连接将在响应后关闭。
- Cookie：Cookie: 123456 表明浏览器曾经访问过该主机，并且存储了一个名为 123456 的cookie。
逐项分析选项：
- A. 该浏览器请求浏览 index.html 正确。请求行中的 GET /index.html 表示浏览器请求 index.html 页面。
- B. index.html 存放在 www.test.edu.cn 上 正确。请求头中的 Host: www.test.edu.cn 指明了页面存放在该主机上。
- C. 该浏览器请求使用持续连接 错误。请求头中明确指定了 Connection: close，表示请求使用的是短连接，而不是持续连接。
- D. 该浏览器曾经浏览过 www.test.edu.cn 正确。请求头中的 Cookie: 123456 表明浏览器曾经访问过 www.test.edu.cn 并存储了一个名为 123456 的cookie。

结论：

答案： C（该浏览器请求使用持续连接）这是错误的，因为请求头中明确指定了 Connection: close，表示请求使用的是短连接，而非持续连接。

网络拓补

题目 47

某网络拓扑如题47图所示，其中路由器内网接口、DHCP服务器、WWW服务器与主机1均采用静态IP地址配置，相关地址信息见图中标注；主机2～主机N通过DHCP服务器动态获取IP地址等配置信息。

(1) DHCP服务器可为主机2～主机N动态分配IP地址的最大范围是什么？主机2使用DHCP协议获取IP地址的过程中，发送的封装DHCP Discover报文的IP分组的源IP地址和目的IP地址分别是什么？

解答：

最大动态分配范围： 题目给出，网络地址是 111.123.15.0/24，路由器、DHCP服务器、WWW服务器和主机1的IP地址分别为 111.123.15.1，111.123.15.2，111.123.15.3，111.123.15.4。在 111.123.15.0/24 的网络中，主机号占8位，网络地址 111.123.15.0 和广播地址 111.123.15.255 不可分配，同时前面已分配的 4 个IP地址也不可使用。因此，剩余的可分配范围是：
- 最小可分配地址：111.123.15.5
- 最大可分配地址：111.123.15.254 所以，DHCP服务器可为主机2到主机N动态分配IP地址的最大范围是 111.123.15.5~111.123.15.254。
DHCP Discover报文的源IP地址和目的IP地址： 在主机2通过DHCP获取IP地址的过程中，DHCP Discover报文的源IP地址是 0.0.0.0，因为此时主机2尚未获得IP地址。目的IP地址是 255.255.255.255，即广播地址，用于确保所有网络中的DHCP服务器都能够接收到该报文。因此，主机2发送的封装DHCP Discover报文的IP分组的源IP地址是 0.0.0.0，目的IP地址是 255.255.255.255。

(2) 若主机2的ARP表为空，则该主机访问Internet时，发出的第一个以太网帧的目的MAC地址是什么？封装主机2发往Internet的IP分组的以太网帧的目的MAC地址是什么？

解答：

第一个以太网帧的目的MAC地址： 由于主机2的ARP表为空，它首先需要通过ARP协议解析默认网关的MAC地址（通常是连接到互联网的路由器）。主机2会发送ARP请求，ARP请求的目的MAC地址是广播地址 ff:ff:ff:ff:ff:ff，因为该请求需要在局域网内广播，所有设备都能接收到。所以，主机2发出的第一个以太网帧的目的MAC地址是 ff:ff:ff:ff:ff:ff。
封装IP分组的以太网帧的目的MAC地址： 一旦主机2通过ARP获得了默认网关（假设为 111.123.15.1）的MAC地址（为 00-al-al-al-al-al），它将使用该MAC地址来封装向互联网发送的IP分组。所以，封装主机2发往Internet的IP分组的以太网帧的目的MAC地址是 00-al-al-al-al-al。

(3) 若主机1的子网掩码和默认网关分别配置为255.255.255.0和111.123.15.2，则该主机是否能访问WWW服务器？是否能访问Internet？请说明理由。

解答：

访问WWW服务器： 主机1的IP地址为 111.123.15.4，子网掩码为 255.255.255.0，即 111.123.15.0/24 子网。 WWW服务器的IP地址为 111.123.15.3，也在 111.123.15.0/24 子网内。因此，主机1能够直接访问WWW服务器，因为它们在同一个局域网内，通信不需要经过默认网关。
访问Internet： 主机1的默认网关配置为 111.123.15.2，但是正确的默认网关应该是 111.123.15.1（路由器内网接口的IP地址）。由于主机1的默认网关配置错误，它发出的IP分组将会被发送到错误的默认网关 111.123.15.2，而不是正确的网关 111.123.15.1。由于错误的默认网关，主机1不能正确地访问Internet。

总结：

最大动态分配范围：111.123.15.5~111.123.15.254 DHCP Discover源IP和目的IP：0.0.0.0 和 255.255.255.255
第一个以太网帧目的MAC地址：ff:ff:ff:ff:ff:ff 封装IP分组的目的MAC地址：00-al-al-al-al-al
主机1访问WWW服务器：可以访问 主机1访问Internet：不能访问，因默认网关配置错误