西北工业大学2009-2010学年第一学期期末考试(A卷)一.单项选择题(每题1分，共20×1=20分)
1.相对于OSI/RM七层参考模型的低四层，TCP/IP协议集对应的层次有( )。
A.传输层、网际层、网络接口层和物理层 B.传输层、网际层、网络接口层
C.传输层、网际层、数据链路层和物理层 D.应用层、传输层、网际层、网络接口层
2.一台网络打印机正在打印时，突然收到一条差错恢复指令要求打印头回到本行开始位置，这个差错发生在OSI参考模型的( )。
A.应用层 B.表示层 C.会话层 D.传输层
3.在IEEE802系列标准中，描述逻辑链路控制子层(LLC)的功能、特征和协议的是( )
A.IEEE802.1 B.IEEE802.2 C.IEEE802.3 D.IEEE802.4
4.利用一根同轴电缆互连主机构建以太网，则主机间的通信方式为( )。
A.全双工 B.单工 C.半双工 D.不确定
5.可以将模拟数据编码为数字信号的方法有( )。
A.FSK B.PCM C.QAM D.ASK
6.为了保证数据无差错传送，不应选用的数据交换方式是( )。
A.电路交换 B.报文交换 C.虚电路 D.数据报
7.以下关于无线通信，说法正确的是( )。
A.地球上任意两个地面微波站都能直接进行微波传输 B.卫星传输需要一个与地球同步的通信卫星
C.频率越高信息传输率越高，所以无线通信应该选择高频率电磁波
D.无线通信的质量容易受到天气和环境的影响
8.一个网段的网络号为198.90.10.0/27，子网掩码固定为255.255.255.224，最多可以分( )个子网，每个子网最多具有( )个有效的IP地址。
A.8，30 B.4，62 C.16，30 D.32，16
9.下列不属于ICMP报文的是( )。
A.掩码请求/应答报文 B.路由重定向报文 C.流量控制报文 D.源抑制报
10.DNS主要用来实现( )的映射变换。
A.域名与IP地址之间 B.IP地址与物理地址之间
C.物理地址与IP地址之间 D.网络地址与网卡地址之间
11.TCP是一个面向连接的协议，采用( )技术来实现可靠字节流的传输。
A.超时重传 B.肯定确认 C.超时重传和肯定确认 D.基于端口多路复用/分用技术
12.可接收电子邮件的应用层协议为( )。
A.SNMP B.TCP C.SMTP D.POP3
13.FTP客户端与服务器之间传输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
14.对于IP分组的分片与重装，正确的是( )。
A.IP分组可以被源主机分片，并在中间路由器上进行重组
B.IP分组可以被中间路由器分片，并在中间路由器上进行重组
C.IP分组可以被源主机或中间路由器分片，并在目的主机进行重组
D.IP分组可以被中间路由器分片，并在最后一跳路由器上进行重组
15.BGP协议的作用是( )
A.用于自治系统之间的路由器间交换路由信息 B.用于自治系统内部的路由器间交换路由信息
C.用于主干区域内部路由器间交换路由信息 D.用于主干网中路由器间交换路由信息
16.对于4kHz的语音信号进行采样，如果采样样本离散化为256个不同值，要传输32路语音信号，信道带宽至少为( )
A.2.048Mbps B.1.544Mbps C.64 kbps D.32kbps
17.下列有关UDP协议的说法正确的是( )。
A.UDP协议是一种面向连接的协议 B.UDP协议支持流量控制
C.UDP协议支持拥塞控制 D.UDP协议支持广播和组播
18.ARP协议数据单元是封装在( )中发送。
A.IP分组 B.TCP报文 C.数据链路层帧 D.UDP报文
19.下面说法错误的是( )。
A.中国公用数据分组交换网(CHINAPAC)由X.25协议支持
B.异步传输模式ATM网络将差错控制和流量控制交由端系统来完成
C.帧中继网络将差错控制和流量控制交由端系统来完成
D.目前计算机网络通信中，差错控制只能由数据链路层完成
20.基于TCP/IP的互连网服务中，TCP协议提供不同端系统应用进程之间( )的数据传输服务。
A.可靠的面向连接 B.可靠的无连接 C.不可靠的面向连接 D.不可靠的无连接
二.填空题(每题1分，共15×1=15分)
1.待传输的数据帧长度为107bit，数据发送速率为100kb/s，传播距离为1000km, 信号在传输介质中传播速率为2×107m/s，则发送时延为( )秒。
2.WLAN在MAC子层采用( )协议实现无线介质访问控制。
3.在使用ATM技术的网络中，采用( )作为数据传输基本单位，有利于宽带高速交换。
4.远程登录协议Telnet和文件传输协议FTP在传输层依赖( )协议。
5.通信协议指对等层实体之间通信的规程，一般由语法、语义和( )三要素组成。
6.在Internet上浏览网页时，浏览器和Web服务器之间传输网页所使用的应用层协议为( )。
7.( )协议提供IP地址到物理地址的解析服务。
8.某单位一台主机的IP地址为192.55.12.120/28,该主机所属网段的网络地址为( )。
9.TCP报文段首部中校验和计算对象包括TCP报文段首部、TCP报文段数据部分和( )。
10.一个电子邮件系统一般具有三个主要组成部分：用户代理、( )和相关通信协议。
11.IP分组在网络传输过程中，当路由器发现某分组生存时间TTL为零，则路由器发出一个( )报文，并丢弃该分组。
12.将物理信道总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同的子信道，每个信道传输一路信号，这种信道复用技术称为( )。
13.数据链路层帧的转发一般可分为存储转发和( )。
14.闭环拥塞控制算法中涉及的三个关键技术分别为( )、反馈机制和调整机制。
15.在CSMA/CD协议中，通常采用( )算法来解决在发送数据过程中产生冲突的问题。
三.名词解释(请写出中文名称，每题1分，共10×0.5=5分)
1.IGP 2.PVC 3.URL 4.UNI 5.CSMA/CD
6.DNS 7. AS 8.FDM 9.STP 10.SMTP
四.简答题(每题6分，共6×5=30分)
1.简述ISO/OSI参考模型层次结构及各层次完成的功能？
2.在星型、环型和总线型网络中，各自采用什么方法实现“广播”式传输？
3.请说明为什么在TCP的建立连接和拆除连接要采用三次握手机制？
4.请比较三层交换机及路由器的工作差别。
5.有A、B、C三个网络，各有主机数分别是24、18，48，并由两个路由器R1、R2进行互联，该网络IP地址段为195.100.80.0/24，试为该互连网络设计IP地址编址方案。
五.综合题(每题15分，共2×15=30分)
1.请简要回答下列问题
(1)给出CSMA/CD介质访问控制协议的数据帧发送和接收过程(可用流程图描述)；
(2)在CSMA/CD协议中，为什么会发生冲突，CSMA/CD采用何种措施来解决冲突；
(3)在CSMA/CD协议中，为什么会产生帧碎片如何查看网络上打印机的ip，怎样滤除帧碎片？
2.路由算法可分为静态路由算法和动态路由算法，写出每一大类中的其中一种算法，并详细说明其算法原理。
西北工业大学2009-2010学年第一学期期末考试(A卷)一.选择题(每题1分，共20×1=20分)
答案速查：BABCB ADACA CDACA ADCDA
1.B【解析】OSI体系中低四层为物理层、数据链路层、网络层、传输层，对应于TCP/IP体系中的网络接口层、网络层、传输层
2.A【解析】打印机为用户提供服务，运行的是应用层程序
3.B【解析】LLC子层协议是802.2；MAC帧协议是802.3
4.C【解析】以太网采用广播的方式发送信息，但是同一时间只允许一台主机发送信息，否则各主机之间就会相互干扰，因此主机间的通信方式就是半双工。
【注】主机间的通信方式与物理层传输介质没有关系。
5.B【解析】对模拟数据进行数字信号编码的最常用方法是脉冲调制(PCM)；FSK调制：二进制信号转换或FSK信号传输，反过来又将接收到的FSK信号解调成二进制数据；QAM：正交振幅调制
6.A【解析】电路交换无差错检测，建立了一条被双方独占的物理通路；分组交换适用于因特网，有保证可靠性的网络协议：当存储转发时，某一个节点或链路突然出故障，在各路由器中运行的路由选择协议能自动找到其他路径转发。
【辨别】很多同学区分不清概念，电路交换虽然建立一条被双方独占的物理通路，错误率比较低，比较稳定，但是它没有差错检测的功能，一旦发生错误数据就会丢失，而不会要求重发；而数据报交换虽然是尽最大努力交付，可靠性低，但是它有差错检测功能，一旦传输错误会要求重发。
8.A【解析】198.90.10.0化为二进制为11000110.0101 1010.0000 1010.0000 0000， 由题可知，主机号有5位，若主机号只占1位是没有有效IP地址可供分配的(排除全0或全1就没有了)，所以最少2位表示主机号，因此最多还剩下3位可以表示子网号，所以最多可以划分成8个子网；而当5位都表示主机数，即只有一个子网时，这个时候子网具有最多的有效地址，每个子网最多有25-2=30个有效的IP地址。
提供另一种算法：198.90.10.0 化为二进制为 1100 0110.0101 1010.0000 1010.0000 0000，是一个C类地址，前24位为网络号，故子网号占3位，可以划分23=8个子网，主机号就占5位，IP地址就有 25-1=30个。
【分析】/27可能有两层含义：①网络号+子网号②网络号，不包含子网号。根据CIDR的定义，是使用“网络前缀”的概念来代替子网络的概念。CIDR还使用“斜线记法”，即：IP地址/网络前缀所占比特数，网络前缀所占比特数对应于网络号的部分，等效于子网掩码中连续1的部分。此处可能涉及到二次划分，即前面的/27是划分一段子网中的一个地址，过了一次路由器后面再划分成多个子网。因为题目中提及“最多”、“最少”，本人倾向于第一种算法，第二种算法供大家参考，如果考试碰到这种问题最好两种算法都计算一下，结果一样最好，不一样的话要严格按照题目的设问要求选择适当的方法。
11.C【解析】为了提供可靠的数据传输服务，TCP采用了确认(即捎带正确收到的报文段的最后一个字节的序号的下一个序号)和超时重传两种机制。
12.D【解析】还有IMAP
14.C【解析】本题考查IP分组分片原理和传输机制，IP分组可以被路径中的路由器分片，并在目的主机进行重组。当路由器准备将IP分组发送到网络上，而该网络又无法将整个分组一次发送时，路由器必须将该IP分组分成小块（亦即分组片），使其长度能满足这一网络对数据分组的限制。IP分组可以独立地通过各个路径发送，使得分片后的IP分组直至到达目的主机才可能汇聚到一起，并且甚至不一定以原先的次序到达。这样，所有进行接收的主机都要求支持重组能力，因此IP分组可以在主机和路由器进行分片，但重组只能在目的主机上完成。
【注】在IPv4路由器上确实具有报文分片和重组的功能，根据下一跳的MTU会自动分片，到达目的地后由目标主机进行重组；在IPv6网络上取消了路由器的报文分片和重组功能，这个功能由源主机来承担，它可以发送MTU探测数据包进行最小MTU探测，然后按照最小MTU发送数据包
16.A【解析】由奈奎斯特定理，4KHz×2×log2256×32=211KHz，在这里M=1000K，故211=2048KHz=2.048MHZ
17.D【解析】详细阅读UDP首部
18.C【解析】ARP协议的功能是通过目标主机的IP地址，查询目标主机的MAC地址，ARP报文应该封装在以太帧(数据链路层帧)中传送。
二.填空题(每题1分，共15×1=15分)
1.100【解析】发送时延是发送数据时的时间，不包含数据传输过程中的时间，所以107bit/100kb/s=100秒
2.CSMA/CA 3.信元(cell) 4.TCP 5.同步 6.HTTP 7.ARP
8.192.55.12.112【解析】网络地址即主机号全为0
9.伪首部【解析】但伪首部并不属于TCP首部
10.邮件服务器 11.ICMP 12.FDM(频分多路复用)
13.直通转发 14.检索机制 15.截断二进制指数类型退避算法
三.名词解释-见附录2(请写出中文名称，每题1分，共10×0.5=5分)
四.简答题(每题6分，共6×5=30分)
1.OSI有7层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层
①物理层：完成0/1在物理介质上的传输；
②数据链路层：将不可靠的物理链路变成可靠的数据链路；
③网络层：提供路由选择、拥塞控制及网络互连功能，为端到端(【注】这里有很多同学不理解，我解释一下，传输层是端到端的，所以网络层是为传输层提供服务的，可以写“为端到端”或“为传输层”)提供面向连接或无连接的数据传输服务；
④传输层：提供面向进程，面向连接或无连接的数据传输服务
（【注】上述传输层的概念是蔡皖东书上的，其他教材一般是：提供面向进程，面向连接的数据传输服务，从会话层接收数据而且把其分成较小的单元传递给网络层。因为OSI参考模型和TCP/IP模型的比较。在OSI参考模型中，传输层仅有面向连接的方式。而TCP/IP模型认为可靠性是端到端的问题，因此它在网络层仅支持无连接的方式，但在传输层支持无连接和面向连接的两种方式）；
⑤会话层：为进程之间的会话提供建立/维护/终止连接的功能；
⑥表示层：协商应用程序间交互的数据格式；
⑦应用层：为网络应用提供协议支持和服务。
【解析】很多同学可能看到《王道》中有一个大选择题考查的是辨析各个层之间的概念的，其中有一问是提供建立、维护和拆除端到端的连接的层是( )，这个与⑤会话层的概念相似度极高，容易错选，这道题说的是为端到端的传输提供连接，对进程而言是属于会话层的概念，从书中关于会话层的概念可以看到，它允许不同主机上各进程之间的会话，它是利用传输层提供的端到端的服务向表示层提供服务。请各位考生挖掘对概念的理解。
还有同学问到怎么理解这个建立、维护和拆除？答：我觉得可以联想物理层的电路交换。当两端点之间有需要无差错传输的信息时候，建立链路，类似电路交换的专用物理通信路径，只有你和我可以通信。当通信完毕这个链路继续存在会浪费带宽，肯定要释放掉，一般通过四次挥手来释放；维护可以理解为传输过程的一些非正常情况的发生，解决的方法，例如流量控制和拥塞控制，拥塞避免，网络负载处理慢开始，快恢复等等吧。
2.(1)星型网络通过中间节点将一个节点发来的数据同时转发给其他所有节点，达到“广播式”传输。
(2)环形网络通过发送方发送数据帧，数据帧遍历各个节点，最后由发送方将数据帧从环上取下，从而达到“广播式”传输。
(3)总线型依赖于数据信号沿着总线向两端传播的基本特性实现“广播式”传输。
3.握手的作用：防止报文段在传输连接建立过程中出现差错。通过三次握手，通信双方的进程之间就建立了一条传输连接，然后就可以使用全双工的方式在该传输链接上正常的传输数据报文段了；可以解决被延迟的分组问题，从而可以保证数据交换的安全和可靠
三次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作，也要允许双方就初始序列号进行协商。
【补充①】为什么一定进行三次握手？当客户端向服务器端发送一个连接请求时如何查看网络上打印机的ip，由于某种原因长时间驻留在网络节点中，无法达到服务器端，由于TCP的超时重传机制，当客户端在特定的时间内没有收到服务器端的确认应答信息，则会重新向服务器端发送连接请求，且该连接请求得到服务器端的响应并正常建立连接，进而传输数据，当数据传输完毕，并释放了此次TCP连接。若此时第一次发送的连接请求报文段延迟了一段时间后，到达了服务器端，本来这是一个早已失效的报文段，但是服务器端收到该连接请求后误以为客户端又发出了一次新的连接请求，于是服务器端向客户端发出确认应答报文段，并同意建立连接。如果没有采用三次握手建立连接，由于服务器端发送了确认应答信息，则表示新的连接已成功建立，但是客户端此时并没有向服务器端发出任何连接请求，因此客户端忽略服务器端的确认应答报文，更不会向服务器端传输数据。而服务器端却认为新的连接已经建立了，并在一直等待客户端发送数据，这样服务器端一直处于等待接收数据，直到超出计数器的设定值，则认为服务器端出现异常，并且关闭这个连接。在这个等待的过程中，浪费服务器的资源。如果采用三次握手，客户端就不会向服务器发出确认应答消息，服务器端由于没有收到客户端的确认应答信息，从而判定客户端并没有请求建立连接，从而不建立该连接。
挥手的作用：拆除时防止一方再发送信息（可将补充中的相关内容做适当的补充）。
三次握手法能够有效地保证建立和释放连接的安全性和可靠性，因而被很多传输层协议所采用。
【补充②】为什么TCP挥手要比握手多一次？因为当处于LISTEN状态的服务器端收到来自客户端的SYN报文(客户端希望新建一个TCP连接)时，它可以把ACK(确认应答)和SYN(同步序号)放在同一个报文里来发送给客户端。但在关闭TCP连接时，当收到对方的FIN报文时，对方仅仅表示对方已经没有数据发送给你了，但是你自己可能还有数据需要发送给对方，则等你发送完剩余的数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你数据已经发送完毕，并请求关闭连接，所以通常情况下，这里的ACK报文和FIN报文都是分开发送的。
【注】西工大使用的网络教材是蔡皖东版本的，是三次握手和三次挥手，而目前使用较为广泛的是三次握手、四次挥手的过程。
4.三层交换机是一种简化的路由器，主要用于大型网络中各子网之间的互连，一般不提供广域网接口，因此不能用于广域网和局域网之间的互连
【补充】还可以加上以下几点：
三层交换机的最重要的目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。
三层交换机是简单路由器用于复杂网络中子网的互联，没有连接广域网的接口，无法实现局域网和广域网的互联
（1）三层与路由区别：
①表不同：路由器有一张路由器表，而交换机有一张桥表;
②功能不同：路由器是不同网段之间的连接设备，主要有路由选择、拥塞控制、存储转发功能;；交换机只有扩展延伸同一网络更多终端的作用。
③协议不同：路由器用的协议多与软件有关，交换机所用协议多与硬件接口有关。
④作用地址不同：路由器针对的地址是IP地址，可以用静态分配和动态分配，是变化的;而交换机作用地址是MAC地址，这是设备厂商出厂时就固化在设备中的，只能有一个，不能变化。
（2）三层交换机与路由器区别还可答：
①功能：三层交换机和路由器一样属于网络层设备，能够进行三层数据包的转发；
②性能：三层交换机能够基于ASIC芯片进行硬件的转发（一次路由多次交换）；路由器通过CPU+软件进行运算转发数据，性能低；
③接口类型：三层交换机一般只具备以太网接口，类型单一，接口密度大；路由器能够提供各种类型的广域网接口，能够连接不同类型的网络链路，接口数较少；
④应用环境：三层交换机一般用于局域网内不同网段间的互通，路由器一般用于网络出口或广域网互联。
【注】言之有理即可【辨析】二层交换技术是发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。二层交换机与三层交换机的区别：①二层交换机工作在数据链路层，三层交换机工作在网络层；②二层交换机使用的是MAC地址交换表，三层交换机使用的是基于IP地址的交换表；
5.应先分配地址数较多的网络：25-2
【注】前缀分配可参考《西北工业大学2012年研究生入学考试》四.分析综合题的注里已经写明。
【注2】要给网络的路由器端口分配一个，所以48、24、18+1。且只有经过不同局域网的路由器才加，同局域网的路由器可以当网桥用
五.综合题(每题15分，共2×15=30分)
1.(1)帧发送过程和接受过程见下图（图片上传失败了）
(2)由于多个发送方同时检测到介质空闲，并且发送数据，因而产生冲突; 冲突发生后，发送方各自延迟随机时间，再争用介质，随机时间采用截断二进制指数类型退避算法进行决定。
(3)当冲突产生后，会产生帧碎片当接受到的数据帧长度小于最小帧长限制时，则认为是帧碎片，进行丢弃。
2.静态有最短路径选择算法和基于流量的路由选择算法。
最短路径算法(SP)：
(1)设第M步已经搜索到一个最短路径，该路径上有N个距离源节点最近的节点，它们构成了一个集合N;(2)在第M+1步，继续搜索不属于N的距离源结点最近的节点，并将搜索到的节点加入N中;(3)继续搜索过程，直到找到目的节点，N为最短路径。
基于流量的路由选择算法(FR)：
对于一个给定的线路，如果已知该线路的负荷量和平均流量，用队列理论计算出该线路的平均分组延迟，再由所有线路的平均延迟可直接计算流量加权平均值，从而得到整个网络的平均分组延迟。此方法可使网络通信量更加平衡，得到较小的平均分组时延。于是，路由选择问题就可归结为找出产生网络最小延迟的路由选择算法。
动态：DVR
每个路由器维护一个路由表，表中有目的节点的最佳路径和线路，每个路由器都要与相邻的路由器交换路由信息，来更新路由表，使路由表信息反映网络最新动态变化。
【补充】在动态路由选择算法中，路由表如何更新？
DVR：相邻路由表交换信息，使路由表总是总是反映最新动态变化情况；
LSR：通过发送Echo分组测算估计值，然后分组可以周期性发送，也可以在网络发生重大事件时发送。链路状态以软件状态方式保存在路由表中。
总之：DVR：告诉相邻；LSR：告诉所有。
本文到此结束，希望对大家有所帮助！