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一、综合题

1． 为什么需要进行报文鉴别，鉴别和保密、授权有什么不同，报文鉴别和实体鉴别有什么区别？

【答案】使用报文鉴别是为了对付主动攻击中的篡改和伪造。许多报文并不需要加密但却需要数字签名，以便让报文的接收者能够鉴别报文的真伪，然而对很长的报文进行数字签名会使计算机增加很大的负担，当我们传送不需要加密的报文时，应当使用比较简单的报文鉴别。

鉴别是要验证通信的对方的确是自己所要通信的对象，而不是其他的冒充者。而保密是指网络信息不被泄露给非授权的用户、实体或过程，即信息只为授权用户使用。授权涉及的问题是所进行的过程是否被允许。

报文鉴别是对每一个收到的报文都要鉴别报文的发送者，而实体鉴别是在系统接入的全部持续时间内对和自己通信的对方实体只需要验证一次，实体可以是一个人，也可以是一个进程（客户或服务器）。

2． 试比较网络在以下三种情况下的可扩缩性：

（1）仅使用第三层转发：每一个路由器查找最长前缀匹配以确定下一跳；

（2）第三层转发和第二层MPLS 转发；

（3）仅有第二层MPLS 转发。

【答案】（1）在进行分组转发时每到达一个结点都要上第三层用软件分析IP 首部和查找转发表、路由表，造成转发速率大大降低。当路由表很大时查找最长前缀匹配需要很长时间，因此限制了网络的规模；

（2）若有相当多的分组适用MPLS 就可缩短转发分组所需的时间，因而网络可扩展到较大的规模；

（3）分组经受的时延最小，分组转发的速率不受路由表大小的影响。但网络结点无法处理没有MPLS 标记的分组。

3． 简述TCP 和UDP 协议的主要特点和应用场合。

【答案】（1）UDP 的主要特点是：

①传送数据前无需建立连接，没有流量控制机制，数据到达后也无需确认；

②不可靠交付，只有有限的差错控制机制；

③报文头部短，传输开销小，时延较短。

UDP 协议简单，因此，在一些特定的应用中运行效率高。通常用于可靠性较高的网络环境（如

局域网）或不要求可靠传输的场合，另外也常用于客户机-服务器模式中。

（2）TCP 的主要特点是：

①面向连接，提供了可靠的建立连接和拆除连接的方法，还提供了流量控制和拥塞控制的机制；

②可靠交付，提供了对报文段的检错、确认、重传和排序等功能；

③报文段头部长，传输开销大。

因此，TCP 常用于不可靠的互联网中为应用程序提供面向连接的、可靠的、端到端的字节流服务。

4． 以下的地址前缀中的哪一个地址和

（1）0/4; （2）32/4; （3）4/6; （4）80/4。

【答案】将2.52.90.140和（1）（2）（3）（4）掩码相“与”的结果仍为2.52.90.140，则表示匹配。

可知，只有（1）与2.52.90.140匹配。

5． 为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到？

【答案】因为在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则，这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题，这些规则、标准或者约定就是网络协议，由此可见，网络协议是计算机网络的不可缺少的组成部分。计算机网络的协议还有一个很重要的特点，就是协议必须把所有不利的条件都事先估计到，而不能假定一切都是正常的和理想的。例如，两个朋友在电话中约好，下午3时在某公园门口碰头，并且约定“不见不散”，这就是一个很不科学的协议，因为如果其中任何一方临时有急事来不了而又无法通知对方时（如对方的电话或手机都无法接通），则另一方按照协议就必须永远等待下去。因此，看一个计算机网络协议是否正确，不能只看在正常情况下是否正确，而且还必须非常仔细地检查这个协议能否应付各种异常情况。

6． 通信信道宽为lGb/s, 端到端时延为10ms 。TCP 发送窗口为65535字节。试问：可能达到的最大吞吐量为多少？信道的利用率是多少？

【答案】往返延迟时间=单程延迟时间，最大吞吐量=窗口值大小×单位时间内发送的窗口

数量，线路效率=单位时间内最大吞吐量/线路速率。 由上述分析可知，往返延迟时间=此单位时间内最大吞吐量=线路效率=单位时间内最大吞吐量/线路速率=

所以，最大吞吐率为26.214Mb/s，信道的利用率是2.6214%。

匹配？请说明理由。 在最佳状态下，每20ms 发送一个窗口大小的数据，那么每秒可发送1000/20=50个窗口，因

7． 在TCP 的拥塞控制中，什么是慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复算法？这里每一种算法各起什么作用？“乘法减小”和“加法增大”各用在什么情况下？

【答案】（1）慢开始：在主机刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口cwnd 设置为一个最大报文段MSS 的数值。在每收到一个对新的报文段的确认后，将拥塞窗口增加至多一个MSS 的数值。慢开始作用：用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口cwnd ，可以使分组注入到网络的速率更加合理；

（2）拥塞避免：当拥塞窗口值大于慢开始门限时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。拥塞避免算法使发送的拥塞窗口每经过一个往返时延RTT 就增加一个MSS 的大小。拥塞避免作用：这样可使拥塞窗口cwnd 按线性规律缓慢增长；

（3）快重传：快重传算法规定发送端只要一连收到三个重复的ACK 即可断定有分组丢失了，就应该立即重传丢失的报文段而不必继续等待为该报文段设置的重传计时器的超时提示。快重传作用：由于不用等待重传计时器到时，所以采用快重传后可以使整个网络的吞吐量提高；

（4）快恢复：①当发送端收到连续三个重复的ACK 时，就执行“乘法减小”算法，把慢开始门限ssthresh 减半；②由于发送方现在认为网络很可能没有发生拥塞，因此与慢开始不同之处是拥塞窗口cwnd 不是设置为1，而是设置为ssthresh 减半后的值，然后开始执行拥塞避免算法，使拥塞窗口缓慢地线性增大。快恢复作用：采用快恢复这样的拥塞控制方法使得TCP 的性能有明显的改进；

（5）①乘法减小是指不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段，只要出现一次超时（即出现一次网络拥塞），就把慢开始门限值ssthresh 设置为当前的拥塞窗口值乘以0.5。当网络频繁出现拥塞时，ssthresh 值就下降得很快，以大大减少注入到网络中的分组数；②加法增大是指执行拥塞避免算法后，在收到对所有报文段的确认后（即经过一个往返时间），就把拥塞窗口cwnd 增加一个MSS 大小，使拥塞窗口缓慢増大，以防止网络过早出现拥塞。

8． 主机A 向主机B 发送TCP 报文段，首部中的源端口是m 而目的端口是n 。当B 向A 发送回信时，其TCP 报文段中的首部中的源端口和目的端口分别是什么？

【答案】源端口和目的端口分别是n 和m 。

9． 10Mb/s以太网升级到100Mb/s，1Gb/s和10Gb/s时，都需要解决哪些技术问题？为什么以太网能够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网？

【答案】（1）将10Mb/s以太网升级到100Mb/s，lGb/s和10Gb/s，并非将速率简单地提高十倍、百倍甚至是千倍，这里有许多技术问题需要解决，如帧格式、帧长度、传输媒体以及工作方式等。

①为了在已有以太网进行升级时仍能和较低速率的以太网通信，帧格式应该保持不变；

②在采用半双工工作方式时，为了保证在速率提高的同时令参数保持较小的值，需要减小最大电缆长度或增大帧的最小长度；