25-26-2-计算机网络-期中
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一、判断题（15分，每题1分）
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分组交换采用存储转发技术，在发送数据之前需要预先在源和目的之间建立连接。
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在网络边缘部分，应用程序的通信方式只有客户服务器一种方式。
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因特网的核心部分由路由器组成，它们负责数据包的存储转发。
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WWW是”网络的网络”，它将世界各地的计算机网络互连起来。
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传播时延与信号在信道上的传输距离成正比，而与数据的发送速率无关。
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电路交换在通信前需建立连接，适合实时语音通信，亦十分适合突发的计算机数据传输。
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URL中的域名经过DNS解析后可以获取对应的IP地址，从而实现资源定位。
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FTP协议在传输文件时只会建立一个TCP连接，用于控制和数据传送。
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SNMP协议中，管理站通过get和set操作来读取和修改被管设备的MIB信息。
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网络层为应用进程之间提供逻辑通信。
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应用层使用端口号来标识不同的应用进程，端口号的范围为0~65535。
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网络边缘设备(如web服务器)在处理数据包时只用到网络层及以下，不涉及运输层。
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UDP协议提供无连接、不可靠的传输服务，并且不使用拥塞控制。
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一个套接字由IP地址和端口号组合而成，可以唯一标识一个网络进程。
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IP地址中的网络号用于标识主机所在的网络，主机号用于标识该网络中的特定主机。
二、选择题（15分，每空格1分）
- 在OSI模型中，第N层实体向第N+1层提供的通信能力称为( )
- 当网络利用率从0增加到5%时，网络时延通常( )
- 路由器在转发IP分组时，如果路由表中没有匹配的目的网络，则通常( )
- 若链路传播时延为10ms，带宽为100Mbps，则链路上的时延带宽积是( )比特。
- 以下哪种协议支持远程终端登录功能，但默认不加密，已被更安全的协议所替代？( )
- IMAP协议相比POP3的一个重要特性是( )
- 域名“class.IA.bupt.edu.cn”中，顶级域名是( )
- DNS缓存中毒攻击是指( )
- 以下哪种协议用于自动配置主机的IP地址、子网掩码和默认网关。( )
- TCP报文段首部的确认号字段表示( )
- 在TCP中，实现流水线传输的关键机制是( )
- IPv4首部中，协议字段值为17表示上层数据使用的是( )
- 某IP地址为10.0.1.45，子网掩码为255.255.255.240，则该IP所在子网的广播地址是( )
- 以下哪个网络类型使用虚电路服务？( )
- 下列协议中，属于网络层协议且用于报告差错和控制信息的是( )
三、名词概念（15分，每题5分）
- TCP/IP协议栈、分组交换、端系统
答案 / 解析
答：TCP/IP协议栈包括网络接口层、网际层、运输层和应用层（2分）。
分组交换是互联网核心采用的数据传输方式，发送方将数据划分为多个分组，每个分组独立经过存储转发到达目的地，无需预先建立连接，适合突发性数据（2分）。
端系统即连接在网络上的主机（包括PC、服务器、物联网设备等），位于网络边缘，运行应用程序，通过接入网与网络核心相连（1分）。
- 接收窗口、慢启动、端口号
答案 / 解析
答：接收窗口是TCP流量控制中接收方通告给发送方的可用缓冲区大小，发送方据此限制未确认数据量，防止接收方数据溢出（2分）。
慢启动是TCP拥塞控制算法的一部分。连接建立后，拥塞窗口从1个MSS开始，每收到一个确认加倍增长，直至达到慢启动阈值，用于探测网络可用带宽（1分）。
端口号是运输层用于标识应用进程的16位整数，与IP地址组合成套接字，实现不同主机上进程间的端到端通信（2分）。
四、简答题 （35分，每题7分）
1.
在TCP/IP体系结构中，运输层和网络层分别为主机提供什么类型的通信服务？网络边缘的两台主机进行通信时，数据包从源主机到目的主机需要经过哪些网络核心设备的处理？分组交换相比电路交换在应对突发流量时有何优势？请从资源利用角度分析。
答案 / 解析
答：运输层提供端到端的进程间通信（即应用进程之间的逻辑通信），网络层提供主机到主机的通信（即端系统之间的逻辑通信）（2分）。
数据包需要经过路由器（可能还包括三层交换机）的存储转发处理，每跳路由器根据IP地址查表决定下一跳（2分）。
分组交换采用统计时分复用，多个突发流量可动态共享链路带宽，无需预先分配资源；电路交换在通信期间独占信道，空闲时造成浪费。因此分组交换资源利用率更高，适合突发性计算机通信（3分）。
2.
SMTP协议在电子邮件传输中起什么作用？SMTP协议用于邮件传输时，仅支持7位ASCII文本，如何传送非英语字符或二进制附件？POP3和IMAP在邮件存储管理方式上的核心区别是什么？HTTP响应报文中状态码”404”和”500”是否代表一切正常？
答案 / 解析
答：SMTP用于将邮件从客户端传送到邮件服务器，以及邮件服务器之间的传送（2分）。
通过MIME（多用途互联网邮件扩展）将非ASCII编码转换为7位文本（1分）。
POP3将邮件下载到本地后通常删除服务器副本，IMAP在服务器端保留邮件并支持远程文件夹管理（2分）。
都不是，404表示未找到资源，500表示服务器内部错误（2分）。
3.
在IPv4中，IP数据报首部的”生存时间（TTL）“字段的作用是什么？当路由器收到一个TTL=1的IP数据报时，它会如何处理？ICMP协议中的”回显请求”和”回显回答”用于什么命令？ICMP”终点不可达”差错报告在什么情况下产生？
答案 / 解析
答：TTL字段限制数据报在网络中的最大跳数，防止路由环路导致数据报无限转发（2分）。
路由器将TTL减1后变为0，丢弃该数据报，并向源主机发送ICMP时间超过差错报文（2分）。
“回显请求/回答”用于ping命令，测试连通性（1分）。
当路由器无法找到目的网络，或目的主机无法交付上层协议时，产生ICMP终点不可达报文（2分）。
4.
虚电路方式与数据报方式在路由选择上有什么区别？IP协议采用”尽最大努力交付”的主要优势是什么？虚拟互连网络中的”虚拟”一词含义是什么？UDP是否提供可靠传输？
答案 / 解析
答：虚电路方式在建立连接时确定路由，所有分组沿同一路径传送；数据报方式每个分组独立选择路由（2分）。
优势是简化路由器设计，降低网络成本，提高灵活性，适应各种应用(2分)。
“虚拟”指逻辑上互连，但底层物理网络可以异构，通过IP协议屏蔽差异(1分)。
UDP不提供可靠传输，不保证不丢包、不乱序(2分)。
5.
UDP是面向字节流的吗?传输控制协议TCP 和用户数据报协议UDP主要区别是什么(2点)?两者之中，哪种对应用层交下来的报文既不合并，也不拆分?TCP 和 UDP 的首部是否都有校验和字段?
答案 / 解析
答：不是(2分)
TCP面向连接，提供可靠传输，而UDP则不是。(2分)
UDP。
两者首部都包含校验和字段。
五、综合应用题 （20分，每题10分）
1.
某用户在晚高峰时段通过家庭宽带（带宽100Mbps，RTT约50ms）使用TCP协议从云端服务器下载一个大型游戏安装包（约50GB）。下载过程中，网络出现轻微丢包。请结合TCP拥塞控制机制，回答以下问题：
- TCP发送方控制拥塞窗口的基本原则是什么？为什么不能一味增大拥塞窗口？
- 如果没有拥塞控制，随着网络负载的不断增加，网络吞吐量是否一定会单调递增？请解释原因。
- 拥塞控制方法是否能够彻底避免网络拥塞的发生？
- 请在图中画出执行慢开始和拥塞避免算法的区间？连续收到三个重复的确认是否会执行慢开始算法？通常情况下是否会对全网络进行流量控制？
题图5.1.4
答案 / 解析
- 原则：只要网络没有出现拥塞，拥塞窗口就增大一些，以便发送更多分组；一旦出现拥塞（如丢包），拥塞窗口就减小，以减少注入网络的分组数（1分）。不能一味增大，因为窗口过大会导致网络过载，引起严重丢包和延迟剧增，反而降低吞吐量（1分）。
- 不是单调递增（1分）。当负载超过网络容量时，拥塞发生，路由器队列溢出，大量丢包和重传导致有效吞吐量急剧下降（1分）。
- 不能彻底避免拥塞（2分）。
- 如图（2分）不会，而是快恢复（1分）。不会，流量控制往往是给定的发送端和接收端之间的点对点通信量控制（1分）。
题图5.1.4答案
2.
某大型跨国企业总部位于北京，在纽约、伦敦、东京设有分公司。每个分公司内部网络运行OSPF协议，而分公司与总部之间通过互联网相连，且分别属于不同的自治系统（AS）。请回答以下问题：
- RIP协议和OSPF协议都属于内部网关协议，它们在路由算法、度量标准、收敛速度三方面有哪些主要区别？
- 总部与分公司之间的边界路由器需要运行哪种协议来交换路由信息？该协议的核心功能是什么？
- 在路由器转发分组的过程中，是否允许丢弃分组？如果允许，分组丢弃通常发生在什么条件下？请结合路由器队列管理机制进行说明。
答案 / 解析
- 路由算法：RIP基于距离向量算法，OSPF基于链路状态算法（使用Dijkstra最短路径算法）（1分）。度量标准：RIP以跳数（最大15跳）作为度量，OSPF以带宽、延迟等综合代价作为度量（1分）。收敛速度：RIP收敛慢，存在”计数到无穷”问题；OSPF收敛快，通过链路状态泛洪和SPF树计算（1分）。
- 需要运行外部网关协议BGP（或EGP）（1分）。BGP的核心功能是在不同自治系统的路由器之间交换网络可达性信息（即路由信息），并通过路径向量机制防止路由环路，同时支持基于策略的路由选择（如经济、政治、安全策略）（2分）。
- 允许丢弃分组（1分）。当路由器的输出队列（缓存）被填满（即队列存储空间耗尽）时，新到达的分组会被丢弃。