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2005 年网络

一、单项选择题（共 8 分，每小题 1 分）

1、 网络协议的三要素为（ C 语法、语义、同步）

A.数据格式、编码、信号电平        B.数据格式、流量控制、拥塞控制

C.语法、语义、同步                D.编码、控制信息、同步

解释：通信双方在通信时需要遵循的一组规则和约定就是协议。

协议主要由语义、语法和定时三部分组成，语义规定通信双方准备“讲什么”，亦即确定协议元素的种类；语法规定通信双方“如何讲”，确定数据的信息格式、信号电平等；定时则包括速度匹配和排序等。

2、 下列功能中，属于表示层提供的功能是（ D．文本压缩）

A．拥塞控制   B． 透明传输   C．死锁处理   D．文本压缩

解释：表示层涉及在应用层进程之间传送的数据表示。这可以包括加密、正文压缩或者两个端点系统使用的语法或数据格式之间的转换（例如 EBCDIC 和 ASCII 码之间的转换），也可以包括为了建立适当的语法与远方对等表示层进行的协商过程。它不关心数据媒介，只关心其表示。

注：表示层：定义数据表达的格式，比如加密，解密，压缩，解压缩等。

会话层：用来进行会话的建立，维护，断开的管理和数据的同步、也同来保证高层数据之间的区分。

3、 下一代互联网核心协议 Ipv6 的地址长度为（ D 128）比特。

A ．32   B．48   C ．64   D．128

解释： IPv6 有比 IPv4 长得多的地址。 IPv6 的地址用 16个字节表示，地址空间是 IPv4 的296倍。

4、 采用 8 种相位，每种相位各有两种幅度的 QAM 调制方法，在 2400Baud 的信号传输速率下能达到的数据传输速率为（ C ．9600）bit/s

A ．2400   B．4800   C ．9600   D． 19200

注：采用 8 种相位，每种相位各有两种幅度的 QAM 调制方法。在 2400Baud 的信号传输速率下能达到的数据传输率 9600bit/s。

分析：8种相位，每种相位有2种幅度，则有8*2=16种状态的可能，比特数为log216=4bit/码元。而数据传输速率=波特率*比特数=2400*4=9600bit/s

解释：QAM（Quadrature Amplitude Modulation,正交调制）是一种多元制的振幅相位混合调制方法，通常使用星座图表示相位和振幅的可能变化。例如：下面的(a)图中有 4 种相位，2 种幅度，共 8 个状态，所以 3 位/波特。(b)图中有 12 种相位，其中 4 个相位有 2 种幅度，共 16 个状态，所以 4 位/波特。

（a） 3 位/波特调制

(b) 4位/波特调制

本题中有 8 种相位，每种相位各有两种幅度，共 16 个状态，所以也是 4 位/波特。由于是 2400Baud 的信号 传输速率，因此数据传输速率为 9600bit/s。

5、 ARP 协议通过广播方式完成（ C．从 IP 地址到网卡地址）的映射。

A ．从域名到 IP 地址       B．从网卡地址到 IP 地址

C．从 IP 地址到网卡地址    D．从 IP 地址到域名解

释：地址解析协议（ARP）用来在局域网上从目的地IP地址得到目的地MAC地址。

6、 在因特网电子邮件系统中，电子邮件应用程序（ B．发送邮件通常使用 SMTP 协议，而接收邮件通常使用 POP3 协议）。

A．发送邮件和接收邮件通常都使用 SMTP 协议

B．发送邮件通常使用 SMTP 协议，而接收邮件通常使用 POP3 协议

C．发送邮件通常 使用 POP3 协议，而接收邮件通常使用 SMTP 协议

D．发送邮件和接受邮件通常都使用 POP3 协议

7、 以下各项中，数据报服务是（ B．面向无连接的、不可靠的、不保证分组顺利到达的网络服务）。

A．面向连接的、可靠的、保证分组顺利到达的网络服务

B．面向无连接的、不可靠的、不保证分组顺利到达的网络服务

C．面向连接的、不可靠的、保证分组顺利到达的网络服务

D．面向无连接的、可靠的、不保证分组顺利到达的网络服务

8、 在某一个子网中给以下四台主机分配 IP 地址（子网掩码均为 255.255.255.240） ,其中一台因 IP 地址分配不当而存在通信故障，这台主机IP地址为（ A ）

A． 200.10.1.60    B． 200.10.1.65    C． 200.10.1.70    D． 200.10.1.75

解释：240用二进制表示是11110000，与每个IP的最后一位做与操作，60 AND240=48,  65 AND 240=64,  70 AND 240=64,  75 AND 240=64。由于在一个子网中的所有主机的子网号应该相同，因此，因IP地址分配不当而存在通信故障的主机IP地址为选项A的200.10.1.60。

类似例题：在某一个子网中，分别给4台主机分配了各自的IP地址，这4台主机的子网掩码均设置为 255.255.255.224。其中一台主机因IP地址分配不当而不能与其他 3 台主机进行数据通信。这一台主机的 IP 地址可能是 ( A ) 。

A． 192． 168 ．3 ．60  224 AND 60=32  B． 192． 168 ．3 ．65 224 AND 65=64

C． 192． 168 ．3 ．70  224 AND 70=64  D． 192． 168 ．3 ．75 224 AND 75=64

解：子网掩码 255 ．255 ．255 ．224 的最后一个字节“224”的二进制数表示为 11100000。而 4个选项IP地址的最后一个字节的二进制数表示分别为：60=(00l1 ll00)2 ，65=(0100 0001)2 ，70=(0100 0110)2，75=(0100 1011)2。做按位与操作后， IP地址为 192.168.3.60/27 的主机无法与其他 3 台主机进行数据通信；而其他 3 台主机处于同一个逻辑子网，它们相互之间可以进行数据通信。

二、名词解释（共 6 分，每小题 2 分）

1、 路由协议 RIP：

路由信息协议 RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，是因特网的标准协议，其最大优点就是简单。但RIP只能允许一条路径包含15个路由器，因此只适用于小型互联网。

2、 虚拟局域网 VLAN ：

VLAN（ Virtual Local Area Network ）又称虚拟局域网，是指在交换局域网的基础上，采用网络管理软件 构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。一个 VLAN 组成一个逻辑子网，即一个逻辑广播域， 它可以覆盖多个网络设备， 允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。

VLAN 是建立在物理网络基础上的一种逻辑子网，因此建立 VLAN需要相应的支持 VLAN技术的网络设备。 当网络中的不同 VLAN 间进行相互通信时，需要路由的支持，这时就需要增加路由设备——要实现路由功 能，既可采用路由器，也可采用三层交换机来完成。使用 VLAN 具有以下优点：①控制广播风暴； ②提高网络整体安全性； ③网络管理简单、直观。

3、 防火墙：

防火墙是一种网络安全的防范措施，其工作方式是将内联网络与因特网之间或与其他外联网络之间互相隔离，通过访问控制的方式来保护内联网络。设置防火墙的目的是为了在内联网与外联网之间设立唯一的通道， 简化网络的安全管理。

三、简答和计算题（共 16 分）

1、（3分）简述以太网设备二层交换机与三层交换机的区别。

答 1：二层交换技术是发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的 MAC 地址信息，根据 MAC 地址进行转发，并将这些 MAC 地址与对应的端口记录在内部的一个地址表中。二层交换机用于小型的局域网络。在小型局域网中，广播包影响不大， 二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低谦价格为小型网络用户提供了很完善的解决方案。

三层交换机的最重要的功能是加快大型局域网络内部的数据的快速转发， 加入路由功能也是为这个目的服务的。如果把大型网络按照部门，地域等等因素划分成一个个小局域网，这将导致大量的网际互访，单纯的使用二层交换机不能实现网际互访； 如单纯的使用路由器， 由于接口数量有限和路由转发速度慢，将限制网络的速度和网络规模， 采用具有路由功能的快速转发的三层交换机就成为首选。

答 2：二层交换机：技术发展成熟，属于数据链路层设备，可以识别 MAC 地址，根据 MAC 地址进行数据转发， 同时将 MAC 地址与对应端口记录在内部的 MAC 地址表中； 多用于小型局域网络，交换速度快，多端口接入，价格低廉。

三层交换机：工作在网络层，具有路由功能，识别 IP 地址,可以加快大型局域网络内部数据的快速转发。具有二层交换机和路由器的双重功能。

2、 （3分）说明传输层协议 TCP 在建立连接时为什么要使用三次握手。

答 1：为确保连接的建立和终止都是可靠的，TCP 使用三次握手的方式，科学家们已证明三次握手是在包丢失、重复和延迟的情况下确保非模糊协定的充要条件。

答 2：TCP连接的三次握手是确保连接的建立和终止的可靠保证,TCP 三次握手方式，科学家们证明是在包丢 失、重复和延迟的情况下确保非模糊协定的充要条件。

3、 （3分）长度为 1 公里、数据传输率为 10Mbps 的 CSMA/CD 以太网，信号传播速度为 2*108m/s . 试求能够使该网络正常运行的最小帧长。

分析：最小帧长=（线路长度/信号传播速度）*数据传输速率*2

线路长度L=1000m,数据传输率R=10Mbps=10*106bps,信号传播速度V=2*108m/s

信号从一端传到另一端的单程传播时间：t1=L/V=1000m/2*108m/s

往返传播时间（冲突检测的最大时间）：TP=2* t1

最小帧长=数据传输率×往返传播时间

最小帧长=(1000m/2*108m/s)*10*106bps*2=100bit

4、 （3分）使用电话线拨号方式传输 1M 字节大小的文件， 其中 Modem 的数据传输率为 2400bps.若以异步方式传送，采用 1 位起始位和 1 位停止位，则最少需要多少时间（以秒为单位）才能将该文件传输完毕？（假设线路传播延迟、误码率、网络层以上开销均忽略不计）

注：以异步方式传输1个字节数据，需加1位起始位和1位停止位，实际传送10位。

分析：传输时间=总传输比特数 ÷ 数据传输率

文件大小为：1M字节=1*1024K=1*1024*1024=1048576字节

异步传输帧格式：1 字节数据 + 1 位起始位 + 1 位停止位

（1字节=8位数据位，因此每传输1字节数据，实际需要传输的总比特数为 8+1+1=10bit）

总传输比特数=字节数×每字节对应的传输比特数=1048576字节×10=10485760bit

传输时间=总传输比特数 ÷ 数据传输率=10485760bit÷2400bps≈4369.07秒

5、（4 分）某单位内有4个局域网通过一台四个端口的路由器（支持可变长子网掩码 VLSM）连接，一个端口连接一个局域网，每个局域网的主机数分别是 120 台、60 台、26 台、25 台。该单位已拥有一个 C 类 IP 地址198.101.116.0/255.255.255.0, 试合理分配 IP 地址并给出每一个局域网的 IP 地址范围和子网掩码。

分析：4个部门分别对应A,B,C,D,分别对应主机数为120，60，26，25

部门	主机数	对应子网掩码	IP地址范围
A	120	255.255.255.128 （126+2） -2=126	198.101.116.00000001 198.101.116.01111110 192.101.116.1-126
B	60	255.255.255.192（62+2） -2=62	198.101.116.1000001 198.101.116.10111110 192.101.116.129-190
C	26	255.255.255.192 （30+2） -2=30	198.101.116.11000001 198.101.116.11011110 192.101.116.193-222
D	25	255.255.255.192 （30+2） -2=30	198.101.116.11100001 198.101.116.11111110 192.101.116.225-254