计算机网络——期末复习（5）期末考试样例1（含答案）

考试题型；

概念辨析５个、计算与分析３个、综合题３－４个

必考知识点：

概述：协议 体系结构

物理层；本次考核较少

链路层：CSMA/CD 退避二进制算法 ，交换机原理 、共享带宽问题，MAC地址 vlan

网络层：ip地址 子网掩码 子网划分、路由计算、转发 IP报文中的源IP地址和目的IP地址与MAC帧中的源物理地址和目的物理地址的变化

运输层：端口、UDP TCP、拥塞控制算法（具体，ex,第7轮）、TCP三次握手 

应用层：WWW中的各协议 TFTP URL HTTP DHCP DNS

其余各章，需要知道协议名称，及什么场景下应用。如双方需要安全则IPSEC，播放视频则RTSP、公钥算法、数字签名

一、概念辨析（4小题，每题5分，共20分）

1.下列IP地址，哪些可以分配给直接连接在互联网上的主机使用，哪些不能？并说明原因。

（1）10.6.65.32/8 (2)192.168.0.1/24   (3) 129.16.255.255/16  （4）210.44.176.1/24  （5）127.0.0.1/8

2.计算机网络中有哪些常用的网络设备？它们在网络中的作用分别是什么？各自的工作层次？至少列举2种。

3.全球的计算机能够互相通信，是庞大而复杂的工程，对这样的任务，计算机网络体系结构采用了分层实现的思路，共定义了哪些工作层次？每一层解决了什么样的通信任务？（以5层结构为例）。

4.互联网上路由选择的实现是一个很复杂的任务，互联网是如何实现路由选择功能的？路由选择协议分为哪两个类别？每个类别实现的任务，以及每个类别的代表性协议是什么？

5、TFTP协议利用UDP协议传输文件，UDP是不可靠的，但TFTP却能可靠的传输文件，它是如何做到的？（2分）

6、.URL由多个部分组成，在浏览器地址栏中，如果省略“协议”与“端口号”这两部分，那么对于省略的这两部分，浏览器会使用什么默认值？（2分）

7、.一个HTTP请求的请求行：GET  /somedir/index.html  HTTP/1.1，请说明其中字段的含义。（3分）

8、.为什么需要使用MIME内容类型？举出一个MIME内容类型的例子，并说明其含义。（2分）

9、通过DHCP获得的IP地址等参数有一个租用期，为什么要有租用期？（2分）

二、计算与分析（2小题,共10分）(要求有详细计算过程）

1.已知从网络的数据链路层中传输的原始数据流为M=1010001101， 应用循环冗余码差错检测技术进行校验，其生成多项式是P(QX)=X5+X4+X2+1,试求其CRC码和需要传输的整个数据帧。（4分）

2.设某路由器R1中有如右表所示的路由表，R1先后收到3个IP数据报，其目的IP地址分别为：

(1) 130.85.43.192 （2）128.74.40.200（3）20.8.130.224。

请为这些IP数据报选择合适的下一跳。（6分）

目的网络地址	子网掩码	下一跳
130.85.43.0	255.255.255.128	接口G1/0
130.85.43.128	255.255.255.128	接口G2/0
128.74.40. 0	255.255.255.128	R4
20.8.0.0	255.255.0.0	R5
0.0.0.0（默认）	0.0.0.0	R2

三、综合题（共15分）

在一个局域网内，有两台二层交换机switch1和switch2，有3台计算机A、B和C，其物理地址分别为HA,HB,HC。拓扑结构如右图所示，请完成以下问题。

1.假设网络接通运行后，A、B、C都互相发送了数据，请写出当前switch2的交换表（地址表）。（注：行数自定）包括：目的地址、接口号两列。（6分）

2.如果局域网内划分了虚拟局域网，A、B属于vlan 10，C属于vlan 20 ，请问A和B是否仍然能够通信？A和C是否仍然能够通信？为什么需要划分虚拟局域网，虚拟局域网对网络的作用是什么，或者说解决了什么样的网络问题？（5分）

3.假设现在Switch2收到目的物理地址为HX的数据帧，请问Switch2会如何处理？请详细陈述处理过程。（4分）

4.当某IP报文在路由器上找不到路由时，路由器会丢弃该报文，并通知源主机，需要采用的协议或技术？

5.某内网采用私有IP地址，但内网主机有访问互联网的需求，可以满足该需求的协议或技术？

6.需要将IP地址解析为物理地址，可解决该问题的协议或技术？

7.某公司的总部和分公司，位于不同的城市，网络内部均采用私有IP，两个内网想实现跨越Internet的安全通信，可以满足该需求的协议或技术？

四、综合题（共20分）

某高校分为济南和黄岛两个校区，济南校区为老校区，土地空间和建筑情况基本固定；黄岛校区为新建校区，作为主校区，近年有新增建筑的空间和规划。现学校重新规划网络，计划两个校区统一使用地址块10.0.0.0/8，目前黄岛新校区大约需要10万个IP地址，济南老校区大约需要4万个IP地址。请完成以下网络分析和设计任务：

1.请为两个校区分别划分合适的地址块(提示：先规划适合老校区的地址块，剩余的分配给新校区），写为a.b.c.d/x的形式。并阐述这样划分的理由。（4分）

2.假设现在新校区某座办公楼分到的子地址块为10.6.65.0/24,现在要划分为同等大小的四个子网，分给四个部门。求每个子网的网络地址、子网掩码和广播地址。（10分）

3.如果两校区的专网要借助于互联网连接，实现互相通信，应该采用什么技术？简述该技术的要点及作用。（3分）

4.如果学校内部的主机想访问互联网上的资源，需要使用什么技术？简述该技术的要点及作用。（3分）

五、综合题（20分）

Wireshark软件是一款自由软件，它运行后，能够抓取经过本计算机网卡的所有数据帧，并将其显示在屏幕上，如右下图所示。从图中可以看出，Wireshark显示了某IP报文的部分信息和其中封装的TCP报文段的所有首部字段。

1.假设本次通信的源主机为A，目的主机为B，从截图中，可知主机A和主机B的IP地址分别是多少？报文中的源端口号和目的端口号分别是多少？（4分）

2.截图中的TCP报文段，序号字段的值是1，请问序号的含义是什么？假设本报文段携带了100字节的应用层数据，主机A随后发出的下一个TCP报文段携带了200字节的应用层数据，那么下一个和再下一个TCP报文段的序号分别是多少？（4分）

3.截图中的TCP报文段，确认号字段的值是1，请问确认号的含义是什么？假设主机B收到该确认信息后，继续发送数据给主机A，其中序号字段的值应该是多少？（3分）

4.该TCP报文段，接收窗口字段的值为65535，请问该窗口字段的含义与功能？它与拥塞窗口有什么不同？（3分）

5.假设目前的拥塞窗口是30，这时发生了超时重传，请问拥塞窗口将变为多大？慢开始门限将变为多大？（2分)

6.参考截图，请分析比较TCP协议和UDP协议的区别。（4分）

六、综述题（共15分）

分析右面的网络拓扑图，请完成下列任务：

1.右图中IP地址123.58.180.8的主机为CA认证服务器，客户甲欲与客户乙签署电子合同，客户甲需要认定客户乙的公钥的真实性，防止假冒身份，客户甲可使用何种方法验证？请详细说明过程（提示：使用数字证书）。（4分）

2.Nmap是一款开源免费的网络发现（Network Discovery）和安全审计（Security Auditing）工具，一般情况下，Nmap用于列举网络主机清单、监控主机或服务运行状况。右图是Nmap工具软件对WWW服务器的扫描结果：

（1）请分析当前服务器的端口哪些是开放状态、哪些是关闭状态？（2分）

（2）从此实际案例分析，端口的作用是什么？分哪几类？（3分）

3.除了Web服务，因特网上还有哪些常用的公共服务，要求至少写出3种服务名称，并阐述其主要服务内容、使用的应用层协议和运输层协议。（6分）

答案

一、

1.（1）不能，因为这是私有地址。(2) 不能，因为这是私有地址。(3) 不能，因为这是广播地址。（4）能。（5）不能，因为这是环回地址，代表计算机自己。1小问1分。

2.有交换机与路由器，交换机连接同一子网，利用帧中的目的物理地址转发帧，工作在数据链路层；路由器连接不同子网，利用IP数据报中的目的IP地址转发IP数据报，工作在网络层。5分。

3.物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。物理层的任务就是传输位流，数据链路层的任务是负责相邻节点间的通信，网络层的任务是为数据在网络中选择一条合适的路径，运输层的任务是负责不同计算机中两个进程间的通信，应用层就是为了让用户能够使用网络，如浏览网页、QQ聊天、收发电子邮件。5分。

4.互联网中的路由器利用路由选择协议，相互之间交换数据生成自己的路由表，再根据路由表转IP数据报。路由选择协议分为内部网关协议与外部网关协议。前者运行于一个自治系统内部的路由器之间，代表协议是RIP、OSPF,后者运行于不同自治系统的路由器之间，代表协议是BGP。5分。

5.TFTP（Trivial File Transfer Protocol）虽然使用UDP协议来传输文件，UDP本身是不可靠的，但TFTP通过以下方式来实现可靠的文件传输：

（1）使用确认机制（Acknowledgment）：TFTP协议通过请求和确认（ACK）机制来确保数据包的可靠传输。发送方在发送一个数据块之后，会等待接收方的确认（ACK）。如果在超时时间内没有收到确认，发送方会重新发送数据块。接收方也通过发送确认报文来告诉发送方它已经收到正确的数据。

（2）数据包顺序和重传：TFTP协议要求数据块按顺序传输，并且每个数据包都有一个唯一的序列号。接收方根据序列号确认数据的接收情况，若发现数据丢失或错误，发送方会重传相应的数据包。

6.HTTP协议，端口号为80

7.在HTTP请求行 GET /somedir/index.html HTTP/1.1 中，各字段的含义如下：

GET：请求方法，表示客户端请求获取指定资源。常见的HTTP请求方法还包括POST、PUT、DELETE等。

/somedir/index.html：请求的资源路径，表示客户端请求服务器上的 /somedir/index.html 文件或资源。这个路径是相对于服务器根目录的路径。

HTTP/1.1：协议版本，表示客户端希望使用的HTTP协议版本为1.1。HTTP/1.1是较为常用的版本，支持持久连接、管道化等功能。

8.SMTP只能传输ASCII码文本数据，不能传送可执行文件或其他二进制对象，MIME进行转换

image/jpeg：表示JPEG格式的图像。

application/json：表示JSON格式的数据。

audio/mpeg：表示MP3音频文件。

9.节约IP地址资源，动态分配：租用期结束后，DHCP服务器可以根据实际需要将IP地址分配给新的设备，避免了因设备长时间未使用而浪费IP地址的问题；应对网络变化；便于管理和监控

二、

1.                              1 1 0 1 0 1 0 1 1 0

                          +------------------------------

        1 1 0 1 0 1 | 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0

                    1 1 0 1 0 1

                   --------------

                    0 1 1 1 0 1 1

                    1 1 0 1 0 1

                    --------------

                      0 0 1 1 1 0 1 0

                            1 1 0 1 0 1

                         ----------------

                            0 0 1 1 1 1 1 0

                                  1 1 0 1 0 1

                                ----------------

                                   0 0 1 0 1 1 0 0

                                         1 1 0 1 0 1       

                                       ----------------

                                         0 1 1 0 0 1 0     

                                            1 1 0 1 0 1           

                                            --------------

                                        0 0 0 1 1 1 0

CRC检错码为01110，需要传输的整个数据帧101000110101110。4分。计算出正确CRC检错码得3分，写出正确的需要传输的整个数据帧得1分。

2.(1)130.85.43.192：接口G2/0，(2)128.74.40.200：R2，(3)20.8.130.224：R5。1小问2分。

三、

1.   目的地址   接口号

        HA      f0/24

        HB      f0/1

        HC      f0/2         1行2分，共6分。

2. A和B能够通信，A和C不能够通信。当一个局域网规模过大时，会导致严重的广播风暴，网络效率会明显下降。使用路由器可以划分广播域，但与交换机相比，路由器价格较高、管理与维护复杂。除广播问题外，大规模局域网的管理也很困难。在有VLAN功能的交换机上经过设置，可以把一个局域网划分为若干个VLAN，广播帧是不能在VLAN间转发的，这就利用交换机划分了广播域，同时也方便了网络管理。前2小问各1分，后1小问3分。

3. switch2收到目的物理地址为HX的数据帧后，先在交换表中查找目的地址为HX的行，发现找不到后，将该帧向除接收口外的其他所有接口转发，同时将HX记入交换表。4分。

四、

1.老校区：10.0.0.0/16，容纳地址数65536，新校区：10.2.0.0/15，容纳地址数131072，分配的原则是保证子网中容纳的地址数量符合要求。1小问2分，其他合理答案也可得分。

2.   子网   网络地址        子网掩码       广播地址

       1    10.6.65.0    255.255.255.192  10.6.65.63

       2    10.6.65.64   255.255.255.192  10.6.65.127

       3    10.6.65.128  255.255.255.192  10.6.65.191

       4    10.6.65.192  255.255.255.192  10.6.65.255         10分

3.应该采用虚拟专用网(VPN)技术。VPN是在内部网络与互联网的交界处设立VPN网关，数据在内网中为明文，在互联网中则为密文，VPN网关对数据进行加解密操作。利用VPN，可以在互联网上进行安全的通信，达到类似专用网的安全效果。第1小问1分，第2小问2分。

4.需要使用NAT技术。在内部网络与互联网的交界处的路由器上启用NAT功能，路由器可以将内部网络中计算机的私有IP地址转换为公有IP地址，从而使得使用私有IP地址的计算机可以访问互联网。第1小问1分，第2小问2分。

五、

1.主机A与主机B的IP地址分别是：1.1.1.1、202.110.209.178，源端口号与目的端口号分别是：3357、80。1小问1分。

2.TCP报文段的序号字段的含义：该报文段所封装的数据的第1字节数据，在由发送方到接收方的字节流中的顺序号。下一个和再下一个TCP报文段的序号分别是：101、301。第1小问2分，另2小问1个1分。

3.TCP报文段的确认号字段的含义：期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号，即对方发送的序号为该确认号之前（不包括确认号本身）的数据都已正确收到。主机B发送数据给主机A，其中序号字段的值应该是1。第1小问2分，第2小问1分。

4.TCP报文段的接收窗口字段的含义与功能：通知对方，从本报文段首部中的确认号算起，允许对方发送的数据量上限，即已发送未确认的数据量上限。利用本字段，接收方可以调控发送方的数据发送速率。与拥塞窗口的不同：本字段由接收方用于调控发送方的数据发送速率，而拥塞窗口则用于拥塞控制，计算机根据网络的拥塞状况，自动调整自己的拥塞窗口，从而调整自己的数据发送速率。第1小问2分，第2小问1分。

5.拥塞窗口将变为1，慢开始门限将变为15。1小问1分。

6.TCP协议和UDP协议的最主要区别有2点：TCP是能够实现可靠传输的，而UDP不能；TCP是面向连接的，而UDP是无连接的。 1个区别2分，若答出其他区别，也可得分。

六、

1.客户乙在CA服务器申请自己的公钥证书，客户乙把自己的证书发送给客户甲。客户甲使用CA的公钥对证书的签名进行验证，由于只有CA才能生成该证书，因此只要证书验证正确，即说明证书是由CA发布的，证书中客户乙的公钥是值得信赖的。

客户甲以后就可以使用该公钥验证客户乙的签名。 4分。

2.(1)开放的端口有80、443，关闭的端口有113，80端口是主要用于在WWW服务上传输信息HTTP协议，443端口也是网页浏览端口，主要是用于HTTPS服务，提供加密和安全端口。 2分

(2)端口的作用：为了标识本计算机应用层中的各进程，在运输层使用协议端口号(protocol port number)，或通常简称为端口(port)，把端口设为通信的抽象终点，端口号只具有本地意义，两个计算机中的进程要互相通信，不仅必须知道对方的IP地址，而且还要知道对方的端口号。端口分为熟知端口号、短暂端口号两类。 3分。

3.答案要点：其中比较常用的服务包括WWW服务、电子邮件服务和FTP服务。

WWW 服务，WWW（World Wide Web）称为万维网或全球信息网，又简称为3W或Web，是一个基于超文本方式的信息检索工具。使用应用层协议HTTP，运输层协议TCP。

电子邮件服务：指使用电子设备交换的邮件及其方法，能传送文本、声音、以及图像等多种类型的信息；使用应用层协议SMTP、POP3、IMAP，运输层协议TCP。

文件传输服务(FTP)，提供Internet上交互式的文件传送功能，使用应用层协议FTP，运输层协议TCP。

其他合理答案也可得分，1种服务2分。