2022年408真题计算机网络篇

选择题


33. 在 ISO/OSI 参考模型中,实现两个相邻结点间流量控制功能的是( )。

选项: A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 传输层

【正确答案】B

【解释】 OSI(开放系统互联)模型将通信系统划分为七层,各层功能如下:

  • 物理层(A):负责比特流的传输,不具备流量控制能力。
  • 数据链路层(B):实现相邻结点之间差错检测、纠正、帧定界和流量控制等功能。
  • 网络层(C):负责不同网络之间的路径选择和路由控制。
  • 传输层(D):实现**端到端(主机到主机)**的可靠传输,包括流量控制,但不涉及“相邻结点”。

因此,相邻结点之间的流量控制功能由数据链路层实现


34. 在一条带宽为 200 kHz 的无噪音信道上,若采用 4 个幅值的 ASK 调制,则该信道的最大数据传输速率是( )。

选项: A. 200 kb/s B. 400 kb/s C. 800 kb/s D. 1600 kb/s

【正确答案】C

【解释】 根据奈奎斯特定理(适用于无噪声信道):

最大数据传输速率(单位:bps)为:

\[ C = 2W \log_2 M \]

其中:

  • \(W = 200\,\text{kHz}\)(带宽)
  • \(M = 4\)(ASK 调制使用 4 个幅度,即 4 种码元)
  • \(\log_2 4 = 2\)

代入公式得:

\[ C = 2 \times 200\,000 \times 2 = 800\,000 \,\text{bps} = 800\,\text{kb/s} \]


35. 若某主机的 IP 地址是 183.80.72.48,子网掩码是 255.255.192.0,则该主机所在网络的网络地址是( )。

选项: A. 183.80.0.0 B. 183.80.64.0 C. 183.80.72.0 D. 183.80.192.0

【正确答案】B

【解释】 网络地址 = IP地址 和 子网掩码 按位与(AND)操作的结果。

先将 IP 和掩码转成二进制:

  • IP地址:183.80.72.48 = 10110111.01010000.01001000.00110000
  • 子网掩码:255.255.192.0 = 11111111.11111111.11000000.00000000

进行逐位与操作后得到:

1
10110111.01010000.01000000.00000000 = 183.80.64.0

所以,该主机所在网络的网络地址为 183.80.64.0


36. 下图所示网络中的主机 H 的子网掩码与默认网关分别是( )。

img

选项: A. 255.255.255.192,192.168.1.1 B. 255.255.255.192,192.168.1.62 C. 255.255.255.224,192.168.1.1 D. 255.255.255.224,192.168.1.62

【正确答案】D

【解释】 根据题目解析: 主机 H 与路由器接口 192.168.1.62/27 属于同一子网。

  • /27 表示子网掩码中前 27 位为网络号,后 5 位为主机号。

  • 子网掩码为:

    11111111.11111111.11111111.11100000=255.255.255.22411111111.11111111.11111111.11100000 = 255.255.255.224

  • 所以子网掩码为 255.255.255.224

  • 主机的默认网关就是本子网内的路由器接口 IP,即 192.168.1.62

因此,主机 H 的子网掩码与默认网关分别是 255.255.255.224192.168.1.62


37. 在 SDN 网络体系结构中,SDN 控制器向数据平面的 SDN 交换机下发流表时所使用的接口是( )。

选项: A. 东向接口 B. 南向接口 C. 西向接口 D. 北向接口

【正确答案】B

【解释】 SDN(Software Defined Networking,软件定义网络)采用分层架构:

  • 控制器 → 下发规则 → 数据平面(交换机):通过 南向接口(southbound interface),如 OpenFlow。
  • 控制器 → 上层应用(策略、管理软件):通过 北向接口(northbound interface)。
  • 东向接口、西向接口用于其他控制器之间或横向扩展等。

记忆口诀:上北下南 → 控制器往下发指令自然是“南向接口”。

因此,控制器向数据平面下发流表时使用的是南向接口


38. 假设主机甲和主机乙已建立一个 TCP 连接,最大段长 MSS = 1 KB,甲一直有数据向乙发送,当甲的拥塞窗口为 16 KB 时,计时器发生了超时,则甲的拥塞窗口再次增长到 16 KB 所需要的时间至少是( )。

选项: A. 4 RTT B. 5 RTT C. 11 RTT D. 16 RTT


【正确答案】C


【解释】

TCP 拥塞控制中,当超时发生时,发送方进入慢开始阶段

  1. cwnd(拥塞窗口)立即重置为 1 MSS(1 KB)
  2. ssthresh(慢开始门限)设为原 cwnd 的一半,即 16 KB / 2 = 8 KB
  3. 慢开始阶段:每经过一个 RTT,cwnd 翻倍(指数增长)
  4. 当 cwnd 达到 ssthresh(8 KB)后,进入拥塞避免阶段(线性增长,每 RTT 加 1 MSS)

增长过程如下:

RTT cwnd 增长阶段 cwnd 大小(KB)
1 慢开始(×2) 1 → 2
2 慢开始(×2) 2 → 4
3 慢开始(×2) 4 → 8
4 拥塞避免(+1) 8 → 9
5 拥塞避免(+1) 9 → 10
6 拥塞避免(+1) 10 → 11
7 拥塞避免(+1) 11 → 12
8 拥塞避免(+1) 12 → 13
9 拥塞避免(+1) 13 → 14
10 拥塞避免(+1) 14 → 15
11 拥塞避免(+1) 15 → 16

所以总共需要 11 个 RTT 才能让 cwnd 从 1 KB 增长到 16 KB。


本题选 C。

以下是第 39 和第 40 题的问题、选项、正确答案与详细解释:


39. TCP连接释放时间分析

题目: 假设客户 C 和服务器 S 已建立一个 TCP 连接,通信往返时间 RTT = 50 ms,最长报文段寿命 MSL = 800 ms,数据传输结束后,C 主动请求断开连接。若从 C 主动向 S 发出 FIN 段时刻算起,则 C 和 S 进入 CLOSED 状态所需的时间至少分别是( )。

选项: A. 850 ms,50 ms B. 1650 ms,50 ms C. 850 ms,75 ms D. 1650 ms,75 ms


【正确答案】D


【解释】

TCP 连接释放采用“四次挥手”过程,且存在 TIME-WAIT 状态。在最理想的情况下,假设:

  • C 在发出 FIN 后立即收到 ACK(即 FIN-WAIT-1 状态仅持续一个 RTT);
  • S 收到 FIN 后立即发出 FIN 并关闭(CLOSE-WAIT 时间为 0)
  • C 收到 FIN 后立即回复 ACK 并进入 TIME-WAIT 状态,持续 2×MSL = 1600 ms
  • S 收到 ACK 后即进入 CLOSED 状态

则:

  • C 至 CLOSED 的时间 = 1 个 RTT(50 ms)+ 2×MSL(1600 ms) = 1650 ms
  • S 至 CLOSED 的时间 = 接收 FIN → 回复 ACK → 等待 ACK 返回,仅需约 1.5 RTT(FIN 到 ACK 回来) = 75 ms

本题答案选 D。


40. HTTP/1.1 资源获取时间

题目: 设主机 H 通过 HTTP/1.1 请求浏览某 Web 服务器 S 上的网页 news408.html,其中引用了同目录下 1 个图像文件。news408.html 文件大小为 1 MSS,图像大小为 3 MSS,H 与 S 之间的 RTT 为 10 ms。忽略 DNS 解析、报文首部开销和 TCP 段传输时延。若从 H 请求与 S 建立 TCP 连接时刻起,到接收到全部内容为止,所需时间至少是( )。

选项: A. 30 ms B. 40 ms C. 50 ms D. 60 ms


【正确答案】B


【解释】

  • HTTP/1.1 默认启用:持久连接(Persistent Connection)+ 管道化(Pipelining)
  • 假设使用 TCP 的慢开始算法,初始 cwnd = 1 MSS
  • RTT = 10 ms

过程分为:

  1. 第 1 个 RTT:完成 TCP 三次握手(1 RTT)
  2. 第 2 个 RTT
    • 客户端发出请求 news408.html,cwnd = 1 MSS,可以完整接收该网页(大小 = 1 MSS)
  3. 第 3 个 RTT
    • 客户端识别网页引用图像,请求图像资源;
    • cwnd = 2 MSS,可以传送图像前 2 个 MSS
  4. 第 4 个 RTT
    • cwnd 扩大为 4 MSS,可以传送图像剩余 1 MSS

总耗时 = 4 × 10 ms = 40 ms


本题答案选 B。


网络拓补


47.(9分)

某网络拓扑如图所示,R为路由器,S为以太网交换机,AP是802.11接入点,路由器的E0接口和DHCP服务器的IP地址配置如图中所示。 H1与H2属于同一个广播域,但不属于同一个冲突域;H2和H3属于同一个冲突域;H4和H5已经接入网络,并通过DHCP动态获取了IP地址。 现有路由器、100BaseT以太网交换机和100BaseT集线器 (Hub) 各若干台。

img

(1) 设备1和设备2应该分别选择哪类设备?

答案:设备1:100BaseT以太网交换机;设备2:100BaseT集线器

解析

  • H1与H2在同一个广播域但不同冲突域 ⇒ 表示有设备隔离冲突域(交换机能做到) ⇒ 设备1是交换机
  • H2与H3在同一个冲突域 ⇒ 无法隔离冲突(只有Hub有此特性) ⇒ 设备2是集线器(Hub)

(2) 若信号传播速度为 2×10⁸ m/s,以太网最小帧长为64B。信号通过设备2时会产生额外1.51 μs延迟,H2与H3之间可以相距的最远距离是多少?

答案:210 米

解析

  • 最小帧长64B = 64×8 = 512 bits
  • 传输速率为100 Mbps ⇒ 传输时间为 512 / (100×10⁶) = 5.12 μs
  • 这是往返传播时延 2τ ⇒ 单程传播时延 τ = 2.56 μs
  • 设备2引入额外延迟 = 1.51 μs ⇒ 实际传播时延 = 2.56 - 1.51 = 1.05 μs
  • 距离 = 1.05 μs × 2×10⁸ m/s = 210 米

(3) 在H4通过DHCP动态获取IP地址过程中:

  • H4首先发送了DHCP报文M,问: ① M是哪种DHCP报文? ② 路由器E0接口能否收到该报文? ③ S转发给DHCP服务器的帧的目的MAC地址是什么?

答案: ① DHCP Discover 报文可以接收到ff-ff-ff-ff-ff-ff

解析

  • DHCP客户端初始化阶段会发出DHCP Discover(广播)请求。
  • DHCP Discover 封装在 广播以太网帧中,因此处于同一广播域内的路由器E0接口能接收。
  • 广播帧的目标MAC地址为全1,即:ff-ff-ff-ff-ff-ff

(4) 若H4向H5发送一个IP分组P,H5收到的802.11帧中:

  • 地址1、地址2 和 地址3 分别是什么?

答案

  • 地址1(目的地址):H5的MAC地址 ⇒ 00-11-11-11-11-E1
  • 地址2(源地址):AP的MAC地址 ⇒ 00-11-11-11-11-C1
  • 地址3(原始源地址):H4的MAC地址 ⇒ 00-11-11-11-11-D1

解析

  • 数据从有线主机H4发给无线主机H5 ⇒ 经由AP转发 ⇒ 属于来自AP的802.11帧
  • 根据802.11帧格式:
    • 地址1:目标站(H5)
    • 地址2:AP自身
    • 地址3:源主机(H4)