2012 年计算机网络考研真题及解析 - 哔哩哔哩

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2012 年全国硕士研究生入学统一考试计算机科学与技术学科联考计算机学科专业基础综合试题计算机网络部分试题解析一、单项选择题：第 1~40 小题，每小题 2 分，共 80 分。

2012 年全国硕士研究生入学统一考试

计算机科学与技术学科联考

计算机学科专业基础综合试题

计算机网络部分试题解析

一、单项选择题：第 1~40 小题，每小题 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项最符合试题要求。

33. 在 TCP/IP 体系结构中，直接为 ICMP 提供服务的协议是

A．PPP

B．IP

C．UDP

D．TCP

【答案】B

【解析】

网际控制报文协议 ICMP 是 TCP/IP 体系结构网络层中的一个协议，ICMP 报文（差错报告报文和询问报文）需要使用 IP 协议封装为 IP 数据报，因此可以认为直接为 ICMP 提供服务的协议是 IP 协议。

PPP 协议在 TCP/IP 体系结构中属于最底层协议，也就是网络接口层协议；在 OSI 体系中属于数据链路层协议，所以 PPP 协议为网络层提供服务，但并不能认为 PPP 直接为 ICMP 提供服务。

UDP 和 TCP 都属于传输层协议，它们为应用层提供服务。

综上所述，选项 B 正确。

34. 在物理层接口特性中，用于描述完成每种功能的事件发生顺序的是

A．机械特性

B．功能特性

C．过程特性

D．电气特性

【答案】C

【解析】

物理层包含以下四种接口特性：

（1）机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。平时常见的各种规格的接插件都有严格的标准化的规定。

（2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

（3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压的意义。

（4）过程特性（规程特性）：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

显而易见，选项 C 正确。

35. 以太网的 MAC 协议提供的是

A．无连接不可靠服务

B．无连接可靠服务

C．有连接不可靠服务

D．有连接可靠服务

【答案】A

【解析】由于以太网的信道质量好，因此采用无连接的工作方式，对所发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认，差错处理由高层实现（并不要求在 MAC 子层实现）。综上所述，以太网提供的是无连接不可靠服务，故选项 A 正确。

36. 两台主机之间的数据链路层采用后退 N 帧协议（GBN）传输数据，数据传输速率为 16 kbps，单向传播时延为 270ms，数据帧长度范围是 128~512 字节，接收方总是以与数据帧等长的帧进行确认。为使信道利用率达到最高，帧序号的比特数至少为

A．5

B．4

C．3

D．2

【答案】B

【解析】

（1）要使信道利用率达到最高，就需要使发送方尽量连续地发送数据帧，也就是尽量保证信道不空闲。

（2）在给定所传输的数据量后，数据帧长度越小所需要的帧的个数就越多，对帧进行编号所需要的比特数量就越多。因此，本题采用最小的数据帧长度 128 字节。

（3）发送方从发送数据帧开始到接收到确认帧所经历的总时间为：

数据帧的发送时延 + 数据帧的传播时延 + 确认帧的发送时延 + 确认帧的传播时延

由于题目给定了接收方总是以与数据帧等长的帧进行确认以及单向传播时延，因此上式可变换为：

数据帧的发送时延 × 2 + 单向传播时延 × 2

= ((128 × 8b) ÷ 16kb/s ) × 2 + 270ms × 2 = 668ms

在 668ms 内至少可以发送长度为 128 字节的数据帧的数量为：

(16kb/s × 668ms) ÷ (128 × 8b) = 10.4375，

也就是说，经历 668ms，发送方已经连续发完 10 个数据帧并正在发送第 11 个数据帧，因此发送窗口 WT 为 11。数据帧的序号个数 ≥ WT + 1，若采用 n 个比特对数据帧编号，则应满足 2^n≥ (11+ 1)，解得 n≥4，因此选项 B 正确。

【注意】

下图给出了后退 N 帧协议（GBN）与停止等待协议的对比，可以看出前者比后者的信道利用率要高。请大家认真看懂下图，这对于本题的理解非常有帮助。

37. 下列关于 IP 路由器功能的描述中，正确的是

I. 运行路由协议，设置路由表

监测到拥塞时，合理丢弃 IP 分组

对收到的 IP 分组头进行差错校验，确保传输的 IP 分组不丢失

根据收到的 IP 分组的目的 IP 地址，将其转发到合适的输出线路上

A．仅 III、IV

B．仅 I、II、III

C．仅 I、II、IV

D．I、II、III、IV

【答案】C

【解析】

IP 路由器工作在 TCP/IP 体系的网际层（或称 IP 层），TCP/IP 体系的网际层并不负责可靠传输，而是 “尽最大努力的交付”，这并不能确保传输的 IP 分组不丢失。

IP 路由器对收到的 IP 分组头进行差错校验，当发现错误时会丢弃该 IP 分组并向源主机发送 ICMP 差错报告报文，具体类型为参数错误。

综上所述，题目中的描述 III 是错误的，利用排除法可知选项 C 正确。题目中的描述 I，II，IV 都是正确的。

38. ARP 协议的功能是

A．根据 IP 地址查询 MAC 地址

B．根据 MAC 地址查询 IP 地址

C．根据域名查询 IP 地址

D．根据 IP 地址查询域名

【答案】A

【解析】

ARP 协议解决 IP 地址到 MAC 地址的映射问题。因此选项 A 正确。

为了更好地帮助大家理解 ARP 协议，我们以下面这个例子来说明。

如下图所示，在一个总线以太网上有四台主机，各主机的 MAC 地址和 IP 地址都标注在各自的下面，主机 C 要给主机 A 发送一个 IP 数据报（假设主机 C 知道主机 A 的 IP 地址，否则无法发送）。

主机 C 的网际层（或称 IP 层）在封装 IP 数据报时，在 IP 数据报首部的源地址字段填写主机 C 自己的 IP 地址 192.168.0.3，目的地址字段填写主机 A 的 IP 地址 192.168.0.1。IP 数据报会封装在以太网帧中发送，主机 C 的数据链路层（主要是 MAC 子层）在封装以太网帧时，在帧首部的源地址字段填写主机 C 自己的 MAC 地址 00-0C-CF-B8-4A-82，目的地址字段应填写主机 A 的 MAC 地址 00-0C-85-72-AB-72。但是，主机 C 只知道主机 A 的 IP 地址，而不知道主机 A 的 MAC 地址，这样就无法将 IP 数据报封装成以太网帧进行发送。

主机 C 的 ARP 进程在自己的 ARP 高速缓存表中查找主机 A 的 IP 地址的相关记录，这里我们假设主机 C 刚上电启动，它的 ARP 高速缓存表是空的，这样就无法查找到主机 A 的 IP 地址的相关记录，如下图所示。

主机 C 的 ARP 进程于是就构建并发送一个 ARP 广播请求（封装成以太网帧时目的 MAC 地址为广播地址 FF-FF-FF-FF-FF-FF），该广播请求的内容是：“我的 IP 地址是 192.168.0.3，我的 MAC 地址是 00-0C-CF-B8-4A-82，我想知道 IP 地址为 192.168.0.1 的主机的 MAC 地址是什么”，如下图所示。

总线上的其他各主机都会收到该 ARP 广播请求，主机 B 和 D 的 ARP 进程解析该请求的内容后发现：“这不是在问我，不用理会”；主机 A 的 ARP 进程解析该请求的内容后发现：“这是在问我，需要做出响应”，如下图所示。

主机 A 的 ARP 进程一方面将主机 C 的 IP 地址和 MAC 地址作为一条记录存储到自己的 ARP 高速缓存；另一方面构建并发送给主机 C 的 ARP 单播响应（封装成以太网帧时目的 MAC 地址为主机 C 的 MAC 地址 00-0C-CF-B8-4A-82），该单播响应的内容是：“我是 IP 地址为 192.168.0.1 的主机，我的 MAC 地址为 00-0C-85-72-AB-72”，如下图所示。

主机 B 和 D 的网卡会丢弃收到的封装有 ARP 单播响应的以太网帧，这是因为该帧的目的 MAC 地址是主机 C 的 MAC 地址，与主机 B 和 D 的 MAC 地址都不匹配；主机 C 的网卡会接收该单播帧，主机 C 的 ARP 进程对单播帧中的 ARP 单播响应进行解析，这样主机 C 就知道了主机 A 的 IP 地址所对应的 MAC 地址，如下图所示。

主机 C 的 ARP 进程将所获取到的主机 A 的 IP 地址与 MAC 地址的映射关系写入自己的 ARP 高速缓存表，之后就可以将之前待发送给主机 A 的 IP 数据报封装成以太网帧进行发送了，如下图所示。

需要注意的是，主机的 IP 地址与 MAC 地址的映射关系不是永久不变的，因此 ARP 高速缓存中的各条记录都有自己的生存时间，超时自动删除。

39. 某主机的 IP 地址为 180.80.77.55，子网掩码为 255.255.252.0。若该主机向其所在子网发送广播分组，则目的地址可以是

A．180.80.76.0

B．180.80.76.255

C．180.80.77.255

D．180.80.79.255

【答案】D

【解析】

将给定的子网掩码 255.255.252.0 转换成点分二进制形式为 11111111.11111111.11111100.00000000，该子网掩码由 22 个连续的比特 1 和 10 个连续的比特 0 构成，这表明给定的主机 IP 地址 180.80.77.55 的前 22 个比特为网络号和子网号部分，后 10 个比特为主机号部分。将网络号和子网号部分保持不变，将主机号部分全部置 1，就可以得到该子网的广播地址。将主机 IP 地址 180.80.77.55 中的前两个十进制数 180 和 80 保持不变，相当于 IP 地址的前 16 比特保持不变。很显然，还需要将第三个十进制数 77 的前 6 比特保持不变，将 77 转换成二进制数 01001101，将其前 6 比特保持不变，后 2 比特置 1。最后将第四个十进制数 55 更改为 255，这相当于最后 8 比特全部置 1。将结果转换成点分十进制形式就可以得出主机所在子网的广播地址为 180.80.77.255，因此选项 D 正确。

上述过程如下所示。

40. 若用户 1 与用户 2 之间发送和接收电子邮件的过程如下图所示，则图中①、②、③阶段分别使用的应用层协议可以是

A．SMTP、SMTP、SMTP

B．POP3、SMTP、POP3

C．POP3、SMTP、SMTP

D．SMTP、SMTP、POP3

【答案】D

【解析】

邮件服务器需要使用两种不同的协议，其中 SMTP 协议用于用户计算机中的用户代理向邮件服务器发送邮件或在邮件服务器之间发送邮件；而 POP3 协议用于用户代理从邮件服务器读取邮件。

根据题图，用户 1 中的用户代理使用 SMTP 协议给用户 1 的邮件服务器发送邮件；用户 1 的邮件服务器使用 SMTP 协议给用户 2 的邮件服务器发送邮件；用户 2 中的用户代理使用 POP3 协议从用户 2 的邮件服务器读取邮件。因此，选项 D 正确。

二、综合应用题：第 41~47 题，共 70 分。

💡

47.（9 分）主机 H 通过快速以太网连接 Internet，IP 地址为 192.168.0.8，服务器 S 的 IP 地址为 211.68.71.80。H 与 S 使用 TCP 通信时，在 H 上捕获的其中 5 个 IP 分组如题 47-a 表所示。

1) 题 47-a 表中的 IP 分组中，哪几个是由 H 发送的？哪几个完成了 TCP 连接建立过程？哪几个在通过快速以太网传输时进行了填充？

1）的第 1 问

根据题 47-a 图可知，源 IP 地址字段位于 IP 分组头的第 13 个字节处，共 4 个字节。从题 47-a 表中取出各 IP 分组的第 13~16 字节（也就是 IP 分组的源 IP 地址）如下：

1 号 IP 分组的第 13~16 字节为 c0 a8 00 08，转换成点分十进制形式为 192.168.0.8；

2 号 IP 分组的第 13~16 字节为 d3 44 47 50，转换成点分十进制形式为 211.68.71.80；

3 号 IP 分组的第 13~16 字节为 c0 a8 00 08，转换成点分十进制形式为 192.168.0.8；

4 号 IP 分组的第 13~16 字节为 c0 a8 00 08，转换成点分十进制形式为 192.168.0.8；

5 号 IP 分组的第 13~16 字节为 d3 44 47 50，转换成点分十进制形式为 211.68.71.80；

由于题目所给主机 H 的 IP 地址为 192.168.0.8，因此上述 IP 分组中源 IP 地址为 192.168.0.8 的 IP 分组就是由 H 发送的，也就是 1 号、3 号、4 号分组。

1）的第 2 问

从题 47-a 图和题 47-b 图可知，题 47-a 表中每个 IP 分组的第 25~28 字节为 TCP 段头中的序号字段；第 29~32 字节为 TCP 段头中的确认号字段；第 34 字节的低 6 位为 6 个控制位（URG，ACK，PSH，RST，SYN，FIN）。

题 47-a 表中与 TCP 建立连接相关的 IP 分组所封装的 TCP 段的相关字段取值如下：

1 号分组：TCP 段的 6 个控制位的取值为 02H，即 00000010b，因此可知 SYN=1，ACK=0；序号字段的取值为 846b41c5H，确认号字段的取值为 00000000H（由于 ACK=0，此字段无效）；

2 号分组：TCP 段的 6 个控制位的取值为 12H，即 00010010b，因此可知 SYN=1，ACK=1；序号字段的取值为 e0599fefH，确认号字段的取值为 846b41c6H;

3 号分组：TCP 段的 6 个控制位的取108值为 10H（注意：题 47-a 表中错印为 f0H），即 11110000b，因此可知 SYN=0，ACK=1；序号字段的取值为 846b41c6H，确认号字段的取值为 e0599ff0H。

分析出上述信息后，还需要熟悉 TCP 采用 “三报文握手” 建立连接的过程，如下所示，

很显然，本题中 1 号分组所封装的 TCP 段是 TCP 连接请求；2 号分组所封装的 TCP 段是 TCP 连接确认；3 号分组所封装的 TCP 段是针对 TCP 连接确认段的确认。因此，本题中与 TCP 建立连接过程相关的三个分为为 1 号、2 号以及 3 号分组。

1）的第 3 问

根据题 47-a 图可知，总长度字段位于 IP 分组头的第 3 个字节除，共 2 个字节。从题 47-a 表中取出各 IP 分组的第 3~4 字节（也就是 IP 分组的总长度）如下：

1 号 IP 分组的第 3~4 字节为 00 30，转换成十进制为 48；

2 号 IP 分组的第 3~4 字节为 00 30，转换成十进制为 48；

3 号 IP 分组的第 3~4 字节为 00 28，转换成十进制为 40；

4 号 IP 分组的第 3~4 字节为 00 38，转换成十进制为 56；

5 号 IP 分组的第 3~4 字节为 00 28，转换成十进制为 40；

由于以太网的最短帧长为 64 字节，除去首部（6 字节目的 MAC 地址，6 字节源 MAC 地址，2 字节类型）和尾部（4 字节帧校验序列 FCS）共 18 字节，要求最小数据载荷为 46 字节。上述 5 个 IP 分组中，3 号和 5 号的长度都小于 46 字节，因此在将 3 号和 5 号 IP 分组各自封装成以太网帧时需要分别进行填充。

💡

2) 根据题 47-a 表中的 IP 分组，分析 S 已经收到的应用层数据字节数是多少？

由 3 号分组封装的 TCP 段可知，发送应用层数据初始序号 seq=846b41c6H，由 5 号分组封装的 TCP 段可知，确认号 = 846b41d6H，所以 5 号分组已经收到的应用层数据的字节数为 846b41c6H - 846b41d6H = 10H=16。

💡

3) 若题 47-a 表中的某个 IP 分组在 S 发出时的前 40 字节如题 47-b 表所示，则该 IP 分组到达 H 时经过了多少个路由器？

标识字段确定是a中第5号分组，出发前是64 到达后变49

3）根据 1）的第 1 问可知，H 发给 S 的 IP 分组为 1 号、3 号、4 号分组，则 S 发送给 H 的分组为 2 号和 5 号分组。

根据题 47-a 图可知，标识字段位于 IP 分组头的第 5 字节，共两个字节。从题 47-b 表中取出该 IP 分组的第 5~6 字节（也就是标识）为 68 11；从题 47-a 表中取出 2 号分组的第 5~6 字节为 00 00，取出 5 号分组的第 5~6 字节为 68 11；很显然，题 47-b 表中给出的 S 发送给 H 的 IP 分组应是题 47-a 表中的 5 号分组。

根据题 47-a 图可知，生存时间 TTL 字段位于 IP 分组头的第 9 个字节，共一个字节。题 47-b 表中的第 9 个字节为十六进制 40，转换为十进制 64，也就是 S 给 H 发送的 IP 分组，最初头部中的 TTL 字段的值为 64；题 47-a 表中的 5 号分组的第 9 个字节为十六进制 31，转换为十进制 49；也就是 S 给 H 发送的 IP 分组到达 H 时，其头部中的 TTL 字段的值为 49；生存时间值减少了 64-49=15，这表明该 IP 分组从 S 发出，经过 15 个路由器到达 H，因为 IP 分组头中的 TTL 字段的值每经过一个路由器就减 1。