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2014 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。
2014 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 OSI 参考模型中，直接为会话层提供服务的是
A．应用层
B．表示层
C．传输层
D．网络层
【答案】C
【解析】
网络体系结构中的某层为其相邻上层直接提供服务。在 OSI 参考模型中，传输层为其相邻上层会话层直接提供服务，因此本题选择选项 C。注意：在 TCP/IP 参考模型中并没有会话层。
34. 某以太网拓扑及交换机当前转发表如下图所示，主机 00-e1-d5-00-23-a1 向主机 00-e1-d5-00-23-c1 发送 1 个数据帧，主机 00-e1-d5-00-23-c1 收到该帧后，向主机 00-e1-d5-00-23-a1 发送 1 个确认帧，交换机对这两个帧的转发端口分别是
A．{3} 和 {1}
B．{2,3} 和 {1}
C．{2,3} 和 {1,2}
D．{1,2,3} 和 {1}
【答案】B
【解析】
以太网交换机收到一个帧时的自学习和转发过程如下：
（1）登记：提取帧的源 MAC 地址，然后将其与帧进入交换机端口的端口号作为一条记录存储到帧交换表（或称转发表）中；
（2）转发：提取帧的目的 MAC 地址，若该 MAC 地址是一个广播地址，则将该帧从除进入交换机的端口外的其他所有端口转发；若该 MAC 地址是一个单播地址，则在帧交换表中查找该 MAC 地址，按以下情况处理：
1) 若找不到该 MAC 地址的记录，则进行 “盲目地转发”，也就是除帧进入交换机的端口外的其他所有端口转发该帧，也称为泛洪；
2) 若找到该 MAC 地址的记录，取出记录中的端口号，若该端口号与帧进入交换机的端口的端口号不同，则按该端口号进行 “明确地转发”；若该端口号与帧进入交换机的端口的端口号相同，则丢弃该帧。
在本题中，主机 00-e1-d5-00-23-a1 给主机 00-e1-d5-00-23-c1 发送 1 个数据帧，该数据帧从交换机的端口 1 进入交换机，交换机取出帧的源 MAC 地址 00-e1-d5-00-23-a1，将其与帧进入交换机的端口的端口号 1 作为一条记录存储到帧交换表中，如下图所示，
然后提取帧的目的 MAC 地址 00-e1-d5-00-23-c1，在帧交换表中查找该目的地址的记录，但是找不到，于是就进行 “盲目地转发”，也就是从除该帧进入交换机的端口 1 外的其他所有端口（端口 2 和端口 3）转发该帧。
主机 00-e1-d5-00-23-c1 收到主机 00-e1-d5-00-23-a1 发来的数据帧后，向主机 00-e1-d5-00-23-a1 发送 1 个确认帧，该确认帧从交换机的端口 3 进入交换机，交换机取出帧的源 MAC 地址 00-e1-d5-00-23-c1，将其与帧进入交换机的端口的端口号 3 作为一条记录存储到帧交换表中，如下图所示，
然后提取帧的目的 MAC 地址 00-e1-d5-00-23-a1，在帧交换表中查找该目的地址的记录，可以找到，并且记录中的端口号 1 与该帧进入交换机的端口号 3 不同，于是就进行 “明确地转发”，也就是从交换机的端口 1 转发该帧。
综上所述，选项 B 正确。
35. 下列因素中，不会影响信道数据传输速率的是
A．信噪比
B．频率宽带
C．调制速度
D．信号传播速度
【答案】D
【解析】
本题考查以下三个知识点：
（1）奈氏准则：理想低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud，其中 W 为信道带宽，单位为 Hz；Baud 为波特，是码元传输速率的单位，1 波特为每秒传送 1 个码元。
（2）香农公式：信道的极限信息传输速率 C=W log2(1 + S/N) (bit/s)，其中 W 为信道的带宽，单位为 Hz；S 为信道内所传信号的平均功率；N 为信道内部的高斯噪声功率; S/N 为信噪比。
综合（1）和（2），对于频带宽度已确定的信道，如果信噪比也不能再提高了，并且码元传输速率也达到了上限值，还可以通过新的信号处理和调制方法，使码元可以携带更多比特的信息量，其目的都是为了尽可能地接近香农公式给出的传输速率极限。
36. 主机甲与主机乙之间使用后退 N 帧协议 (GBN) 传输数据，甲的发送窗口尺寸为 1000，数据帧长为 1000 字节，信道带宽为 100Mbps，乙每收到一个数据帧立即利用一个短帧 (忽略其传输延迟) 进行确认，若甲乙之间的单向传播延迟是 50ms，则甲可以达到的最大平均数据传输速率约为
A．10Mbps
B．20Mbps
C．80Mbps
D．100Mbps
【答案】C
【解析】
根据题意，可画出下图，
主机甲从发送第 1 个数据帧开始，到收到主机乙发回的对第 1 个数据帧的确认帧为止，所耗费的时长为 a + b + c = (8b × 1000 ÷ 100Mb/s) + 50ms + 50ms = 100.08ms；在这段时长内，主机甲一共发送了 1000 个长度为 1000 字节的数据帧，比特数量为 8b × 1000 × 1000 = 8×10^6 b；
所以主机甲在这段时间内的平均传输速率为 8×10^6 b ÷ 100.08ms ≈ 80Mb/s。主机甲可达到的最大平均传输速率还受到信道带宽 100Mb/s 的限制，也就是应当小于等于信道带宽，因此主机甲可以达到的最大平均传输速率为 min{80Mb/s, 100Mb/s} = 80Mb/s，选项 C 正确。
37. 站点 A、B、C 通过 CDMA 共享链路，A、B、C 的码片序列 (chipping sequence) 分别是 (1,1,1,1)、(1,-1,1,-1) 和(1,1,-1,-1)。若 C 从链路上收到的序列是(2,0,2,0,0,-2,0,-2,0,2,0,2)，则 C 收到 A 发送的数据是
A．000
B．101
C．110
D．111
【答案】B
【解析】
将站点 C 收到的序列分成三部分：(2, 0, 2, 0)，(0, -2, 0, -2)，(0, 2, 0, 2)；题目要求回答站点 A 发送的数据是什么，因此把站点 A 的码片序列 (1, 1, 1, 1) 分别与这三部分做内积运算：
(2, 0, 2, 0)·(1, 1, 1, 1)÷4 = (2×1 + 0×1 + 2×1 + 0×1) ÷ 4 = 1，表明 A 发送的是比特 1；
(0, -2, 0, -2)·(1, 1, 1, 1)÷4 = (0×1 + -2×1 + 0×1 + -2×1) ÷ 4 = -1，表明 A 发送的是比特 0；
(0, 2, 0, 2)·(1, 1, 1, 1)÷4 = (0×1 + 2×1 + 0×1 + 2×1) ÷ 4 = 1，表明 A 发送的是比特 1；
因此选项 B 正确。
38. 主机甲和主机乙已建立了 TCP 连接，甲始终以 MSS=1KB 大小的段发送数据，并一直有数据发送；乙每收到一个数据段都会发出一个接收窗口为 10KB 的确认段。若甲在 t 时刻发生超时时拥塞窗口为 8KB，则从 t 时刻起，不再发生超时的情况下，经过 10 个 RTT 后，甲的发送窗口是
A．10KB
B．12KB
C．14KB
D．15KB
【答案】A
【解析】
根据题意，可画出主机甲的 TCP 拥塞窗口在拥塞控制时的变化情况如下图所示，
需要注意的是，由于题目未给定初始的 “慢开始门限值”，因此上图中第一个“慢开始” 和“拥塞避免”算法的传输轮次只是我们假定的情况，这样做仅仅是为了帮助大家更好地回忆起 TCP 拥塞控制的特点。
题目给定当拥塞窗口达到 8KB 时出现超时，此时 TCP 的拥塞控制会进行以下工作：
（1）将 “慢开始门限值” 设置为出现超时时刻的 “拥塞窗口值” 的一半，也就是 8KB ÷ 2 = 4KB；
（2）将 “拥塞窗口值” 设置为 1KB，重新开始 “慢开始” 算法。题目还给定超时后的 10 个 RTT（往返时间）时间内的 TCP 段的传输都是成功，也就是说超时后又进行了以下 10 个轮次的传输：
超时后的第 1 个传输轮次：拥塞窗口值为 1KB，进行超时后的第 1 个传输轮次，成功后拥塞窗口值增加到 2KB；
超时后的第 2 个传输轮次：拥塞窗口值为 2KB，进行超时后的第 2 个传输轮次，成功后拥塞窗口值增加到 4KB；
超时后的第 3 个传输轮次：拥塞窗口值为 4KB，进行超时后的第 3 个传输轮次，成功后需要增加拥塞窗口的值，由于已经达到 “慢开始门限值”，因此拥塞窗口的值线性加 1KB 变为 5KB，之后改用“拥塞避免” 算法；
超时后的第 4 个传输轮次：拥塞窗口值为 5KB，进行超时后的第 4 个传输轮次，成功后拥塞窗口的值线性加 1KB 变为 6KB；
超时后的第 5 个传输轮次：拥塞窗口值为 6KB，进行超时后的第 5 个传输轮次，成功后拥塞窗口的值线性加 1KB 变为 7KB；
超时后的第 10 个传输轮次：拥塞窗口值为 11KB，进行超时后的第 10 个传输轮次，成功后拥塞窗口的值线性加 1KB 变为 12KB。
由于主机甲的发送窗口 = min[主机甲的拥塞窗口，主机乙的接收窗口]，且题目给定主机乙的接收窗口始终为 10KB；因此，主机甲从超时起不再发生超时的情况下，经过 10 个 RTT 后，其发送窗口 = min[12KB，10KB]=10KB。
综上所述，选项 A 正确。
注意：本题有一个快速的巧解方法，由于题目给出主机乙的接收窗口始终为 10KB，而主机甲的发送窗口 = min[主机甲的拥塞窗口，主机乙的接收窗口]，因此不管主机甲的拥塞窗口如何变化，主机甲的发送窗口都不可能超过 10KB，而选项 B、C、D 都超过 10KB 了，用排除法可知选项 A 正确。
39. 下列关于 UDP 协议的叙述中，正确的是
I. 提供无连接服务
- 提供复用 / 分用服务
- 通过差错校验，保障可靠数据传输
A．仅 I
B．仅 I、II
C．仅 II、III
D．I、II、III
【答案】B
【解析】
UDP 协议提供的是无连接的服务，I 正确；
UDP 协议使用端口来提供复用 / 分用服务，II 正确；
UPD 协议虽然有差错校验机制，但 UDP 协议的差错校验只是检查数据在传输的过程中有没有误码，误码的数据直接丢弃，并没有重传机制，不能保证可靠传输，III 错误。
综上所述，选项 B 正确。
40. 使用浏览器访问某大学 Web 网站主页时，不可能使用到的协议是
A．PPP
B．ARP
C．UDP
D．SMTP
【答案】D
【解析】
主机可能会使用 PPP 协议连接到因特网服务提供商 ISP；
当主机只知道本网络另一主机的 IP，但不知道它的 MAC 地址时，可以使用 ARP 协议来查询那台主机的 IP 地址所对应的 MAC 地址；
当主机访问 Web 网站时，若主机的 DNS 缓冲区没有存储相应域名的 IP 地址，就会使用 DNS 协议来查询该域名的 IP 地址，而 DNS 协议是基于 UDP 协议的；
SMTP 协议只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，单纯的访问 Web 网页不可能用到；
综上所述，选项 D 正确。
二、综合应用题：第 41~47 题，共 70 分。
42. （10 分）某网络中的路由器运行 OSPF 路由协议，题 42 表是路由器 R1 维护的主要链路状态信息 (LSI)，题 42 图是根据题 42 表及 R1 的接口名构造出来的网络拓扑。
题 42 表 R1 所维护的 LSI 
题 42 图 R1 构造的网络拓扑 
请回答下列问题。
1) 本题中的网络可抽象为数据结构中的哪种逻辑结构？
2) 针对题 42 表中的内容，设计合理的链式存储结构，以保存题 42 表中的链路状态信息 (LSI)。要求给出链式存储结构的数据类型定义，并画出对应题 42 表的链式存储结构示意图 (示意图中可仅以 ID 标识结点)。
3) 按照迪杰斯特拉 (Dijkstra) 算法的策略，依次给出 R1 到达题 42 图中子网 192.1.x.x 的最短路径及费用。
（9 分）请根据题 42 描述的网络，继续回答下列问题。
1) 假设路由表结构如下表所示，请给出题 42 图中 R1 的路由表，要求包括到达题 42 图中子网 192.1.x.x 的路由，且路由表中的路由项尽可能少。
2) 当主机 192.1.1.130 向主机 192.1.7.211 发送一个 TTL=64 的 IP 分组时，R1 通过哪个接口转发该 IP 分组？主机 192.1.7.211 收到的 IP 分组 TTL 是多少？
3) 若 R1 增加一条 Metric 为 10 的链路连接 Internet，则题 42 表中 R1 的 LSI 需要增加哪些信息？
【解析】
1）（1）路由器 R1 与网络 192.1.1.0/24 是直连的，可以自动得出到达该网络的路由项。其中，目的网络地址为 192.1.1.0/24；下一跳没有，因为这是直连网络；接口为路由器 R1 的接口 E0。
（2）路由器 R1 到达网络 192.1.5.0/24 的路径不止一条，其中 R1→R3→192.1.5.0/24 的代价（费用）为 3，是最短路径。路由项中的目的网络为 192.1.5.0/24，下一跳为路由器 R3 的 IP 地址 10.1.1.10，接口为路由器 R1 的 L1。
（3）路由器 R1 到达网络 192.1.6.0/24 的路径不止一条，其中 R1→R2→192.1.6.0/24 的代价（费用）为 4，是最短路径。路由项中的目的网络为 192.1.6.0/24，下一跳为路由器 R2 的 IP 地址 10.1.1.2，接口为路由器 R1 的 L0。
（4）路由器 R1 到达网络 192.1.7.0/24 的路径不止一条，其中 R1→R2→R4→192.1.7.0/24 的代价（费用）为 8，是最短路径。路由项中的目的网络为 192.1.7.0/24，下一跳为路由器 R2 的 IP 地址 10.1.1.2，接口为路由器 R1 的 L0。
根据题目要求，要做到路由器 R1 中的路由项尽量少，可将上述 4 个路由项中的（3）和（4）聚合成一条路由项。其中，目的网络可以通过找网络 192.1.6.0/24 和 192.1.7.0/24 的共同前缀来得出聚合后的网络地址 192.1.6.0/23，如下图所示；下一跳为路由器 R2 的 IP 地址 10.1.1.2；接口为路由器 R1 的 L0。
综上所述，路由器 R1 的路由表如下所示。
2）源主机 192.1.1.130 属于网络 192.1.1.0/24，目的主机 192.1.7.211 属于网络 192.1.7.0/24。从 1）可知，源主机给目的主机发送 IP 分组，最短路径为源主机→R1→R2→R4→目的主机，显然 R1 通过自己的接口 L0 将该 IP 分组转发给 R2。由于该 IP 分组经过 R1，R2，R4 这三个路由器的转发，因此当目的主机收到该 IP 分组时，其 TTL 字段的值为 64-3=61。
3）R1 的链路状态信息 LSI 需要增加一条特殊的直连网络，网络前缀 Prefix“0.0.0.0/0”，Metric 为 10。 > 本文由简悦 SimpRead 转码