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2015 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。
2015 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.   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
【答案】D
【解析】
POP3 协议是 TCP/IP 体系结构应用层的一个协议，在传输层需要使用 TCP 协议。TCP 协议是面向连接的，提供可靠的数据传输服务。
34.   使用两种编码方案对比特流 01100111 进行编码的结果如下图所示，编码 1 和编码 2 分别是
notion image
A．NRZ 和曼彻斯特编码
B．NRZ 和差分曼彻斯特编码
C．NRZI 和曼彻斯特编码
D．NRZI 和差分曼彻斯特编码
【答案】A
【解析】
NRZ(Non Return Zero) 编码称为不归零编码，在码元时间内不会出现零电平。NRZ 又分为单极性 NRZ 和双极性 NRZ。对于单极性 NRZ，无电压（也就是无电流）用来表示 0，而恒定的正电压用来表示 1；对于双极性 NRZ，正电压表示 1，负电压表示 0。
NRZI(Non Return Zero Inverted) 编码称为反向不归零编码，在码元时间内不会出现零电平。若后一个码元时间内所持续的电平与前一个码元时间内所持续的电平不同（也称为电平翻转）则表示 0，若电平保持不变则表示 1。
曼彻斯特编码的特点是将码元时间分成两个相等的间隔，前半个码元与后半个码元在码元中点时刻必须跳变，例如上跳变可以表示 0，下跳变可以表示 1，但也可反过来定义。
差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进（编码变化要少），与其原理基本相同，也是将码元时间分成两个相等的间隔，前半个码元与后半个码元在码元中点时刻必须跳变。但是，与曼彻斯特编码不同的是：表示 0 或 1 并不是依据码元中点时刻出现的是上跳变还是下跳变，而是码元边界出现了跳变则表示 0，码元边界没有跳变则表示 1。
综上所述，本题中的编码 1 符合 NRZ 编码的特点，编码 2 符合曼彻斯特编码的特点。
【注意】本题与 2013 年第 34 题类似。
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 250ms，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
【答案】B
【解析】
根据题意，可以画出下图，
notion image
根据滑动窗口协议的特点，发送方在未收到接收方发回的确认帧之前就可以将发送窗口内的数据帧连续发送出去，与停止 - 等待协议（发送方收到对前一个数据帧的确认帧后才能发送下一个数据帧）相比，链路利用率可以显著提高。
在本题中，要求链路利用率不小于 80%，可认为是主机甲从发送第 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总时长中的 80% 时间都在以 128kbps 的发送速率连续发送数据帧。
总时长 = a + b + c = (8b × 1000) ÷ 128kb/s + 250ms + 250ms =562.5ms
总时长的 80% 都在以 128kbps 的发送速率连续发送数据帧，
则发送的比特数量为 562.5ms × 80% × 128kb/s = 57600b
这相当于发送数据帧的数量为 (57600b ÷ 8) ÷ 1000B = 7.2，这表明已经发送 7 个完整的数据帧，第 8 个数据帧也已经发送了 20%，因此发送窗口 WT 为 8。数据帧的序号个数 ≥ WT + 1，若采用 x 个比特对数据帧编号，则应满足 2^x≥ (8 + 1)，解得 x≥4，因此选项 C 正确。
【注意】 本题与【2012 题 36】，【2014 题 36】类似。
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％
【答案】B
【解析】
CSMA/CD 适用于有线网络，而 CSMA/CA 则广泛应用于无线网络。而其他选项的表述都正确。
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
【答案】A
【解析】
以太网交换机本质上是一种多端口网桥，“交换机” 并无准确的定义和明确的概念。著名网络专家 Perlman 认为：“交换机” 应当是一个市场名词，而交换机的出现的确使数据的转发更加快速了。因此选项 A 正确。
交换机可以将多个独立的冲突域互连起来以扩大通信范围，但这并不会形成一个更大的冲突域，仍然是多个独立的冲突域。换句话说，交换机可以隔离冲突域。因此选项 B 错误。
交换机可以隔离冲突域，但不能隔离广播域（使用交换机互连多个广播域将形成一个更大的广播域），只有网络层的互连设备（路由器）才能分割广播域。因此选项 C 错误。
对于常见的二层（物理层和数据链路层）交换机，它们并没有网络层功能，不能实现不同网络层协议的网络互联。因此选项 D 错误。
38.   某路由器的路由表如下表所示：
notion image
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
【答案】C
【解析】
本题考查路由器收到 IP 分组后进行查表转发的过程。路由器从 IP 分组中取出目的地址，然后在路由表中逐条检查路由记录，看是否有匹配该目的地址的路由记录，具体有以下几种情况：
（1）若路由表配置有该目的地址的 “特定主机” 路由记录，则按特定主机路由记录中 “下一跳” 所指示的 IP 地址进行转发；
（2）若有一条匹配该目的地址的路由记录，则按该路由记录中 “下一跳” 所指示的 IP 地址进行转发；
（3）若有多条匹配该目的地址的路由记录，则按 “最长前缀匹配” 原则，选用网络前缀最长的路由记录，按该路由记录中 “下一跳” 所指示的 IP 地址进行转发；
（4）若没有匹配该目的地址的路由记录，但路由器配置有 “默认路由” 记录（0.0.0.0/0），则按默认路由记录中 “下一跳” 所指示的 IP 地址进行转发；
（5）若没有匹配该目的地址的路由记录，路由器也没有配置默认路由记录，则路由器丢弃该 IP 分组，并给发送该 IP 分组的源主机发送 “终点不可达” 这种类型的 ICMP 差错报告报文。
检查 IP 分组的目的地址是否匹配路由记录的方法是：将路由记录中 “目的网络” 的网络前缀数取出记为 n，将目的地址前 n 个比特保持不变，剩余的（32-n）比特全部清零，然后将结果写成点分十进制形式记为 d，如果 d 与路由记录中 “目的网络” 的网络号部分相同，则表明目的地址匹配该路由记录，具体如下所示：
notion image
IP 分组的目的 IP 地址 169.96.40.5 与路由表中的前三条路由记录都匹配，根据 “最长前缀匹配” 原则，采用第三条路由记录转发该 IP 分组，也就是从接口 S3 转发该 IP 分组给下一跳 176.3.3.3。
综上所述，选项 C 正确。
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．1KB
B．8KB
C．16KB
D．32KB
【答案】A
【解析】
本题考查 TCP 的流量控制和拥塞控制。
流量控制可以理解为接收方以自己的接收能力抑制发送方的发送能力；拥塞控制可以理解为发送方使用拥塞控制算法根据网络拥塞程度来调控自身的发送能力。尽管它们都是调控发送方的发送能力，但产生调控的源头（或原因）不同。
TCP 发送方的发送窗口 = Min[自身的拥塞窗口，TCP 接收方的接收窗口]。主机甲的初始发送窗口 = Min[1KB，16KB]=1KB，主机甲可将序号落在发送窗口内的数据向主机乙始终以 MSS=1 KB 大小的段发送数据，主机乙对收到的每个数据段进行确认，在确认报文段首部中的窗口字段会填入自己接收缓存的剩余容量作为自己的接收窗口，这就是主机乙对主机甲进行流量控制。在每个 RTT（往返时延）后，主机甲使用拥塞控制算法计算自己的拥塞窗口，然后从自己的拥塞窗口和主机乙的接收窗口中选择小的作为自己的发送窗口。上述过程经过 4 个 RTT 的具体细节如下所示，
notion image
因此，选项 A 正确。
40.   某浏览器发出的 HTTP 请求报文如下
notion image
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
【答案】C
【解析】
HTTP 请求报文中的 Connection 表示连接方式，取值 Close 表明为非持续连接方式，取值 keep-alive 表示持续连接方式；Cookie 值是服务器产生的，HTTP 请求报文中有 Cookie 报头表示曾经访问过 www.test.edu.cn 服务器。
综上所述，选项 C 正确。
二、综合应用题：第 41~47 题，共 70 分。
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47.  （9 分）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。
请回答下列问题。
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?
1）连接在以太网交换机上的主机 1~N、WWW 服务器、DHCP 服务器、路由器的内网接口，它们同属于一个以太网。根据题目所给的相关 CIDR 地址（例如，路由器的内网接口 IP 地址为 111.123.15.1/24）可知，该以太网所拥有的 CIDR 地址块为 111.123.15.0/24，网络前缀为 24 比特，共有 IP 地址数量为 2(32-24)=256 个。其中，最小地址 111.123.15.0 是该以太网的网络地址，最大地址 111.123.15.255 是该以太网的广播地址。最小地址和最大地址之间的地址 111.123.15.1~111.123.15.254 可以分配给该以太网中的各接口。其中，地址 111.123.15.1 已分配给路由器的内网接口，地址 111.123.15.2 已分配给 DHCP 服务器，地址 111.123.15.3 已分配给 WWW 服务器，地址 111.123.15.4 已分配给主机 1。综上所述，DHCP 服务器可为主机 2~N 动态分配 IP 地址的最大范围是 111.123.15.5~111.123.15.254。
主机 2 发送的封装有 DHCP Discover 报文的 IP 分组的源 IP 地址和目的 IP 地址分别是 0.0.0.0 和 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?
2）主机 2 访问 Internet 时，会将封装有 IP 分组的以太网帧发送给路由器，由路由器帮其转发。由于题目给定主机 2 的 ARP 表为空，这表明主机 2 只知道路由器内网接口的 IP 地址，但不知道该接口的 MAC 地址，于是主机 2 的 ARP 进程会首先发送 ARP 广播请求，询问路由器内网接口的 MAC 地址，该 ARP 广播请求被封装在以太网帧中进行广播发送，帧的目的 MAC 地址为 FF-FF-FF-FF-FF-FF。路由器收到该 ARP 广播请求后会给主机 2 发回 ARP 单播响应，其中封装有路由器内网接口的 MAC 地址，主机 2 收到该单播响应后就知道了路由器内网接口的 MAC 地址，于是就可以将之前待发送的 IP 分组封装成以太网帧发送给路由器，帧的目的 MAC 地址为路由器内网接口的 MAC 地址 00-a1-a1-a1-a1-a1。
综上所述，可以回答题目如下：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 FF-FF-FF-FF-FF-FF；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-a1-a1-a1-a1-a1。
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。
3）主机 1 的 IP 地址为 111.123.15.4/24，题目给定其子网掩码的设置值为 255.255.255.0，这与 24 比特前缀是一致的，因此主机 1 可以访问与其同属同一个以太网的 WWW 服务器（IP 地址为 111.123.15.3/24）。题目给定主机 1 的默认网关配置为 111.123.15.2，这是 DHCP 服务器的 IP 地址，而并不是路由器内网接口的 IP 地址，因此主机 1 访问 Internet 时，会将 IP 分组发往 DHCP 服务器，但 DHCP 服务器并没有路由器的功能，因此无法将 IP 分组转发到 Internet。 > 本文由简悦 SimpRead 转码
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