计算机网络考题解答

一、概念题（20分）

1：OSI共有几层？简述OSI环境中数据流动过程。

答：OSI参考模型共有七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

OSI环境中数据流动过程：计算机应用层1→表示层1→会话层1→传输层1→网

络层1→数据链路层1→物理层1→{比特流}→物理层2→数据链路层2→网络层2

→传输层2→会话层2→表示层2→计算机应用层2

2：论述TCP/IP配置要点。各部分的作用

答：TCP／IP分层模型由4个层次构成，即应用层、传输层、网际层和网络接口层。

各部分的作用：

（1）应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览

等应用。

（2）传输层提供了TCP和UDP两种传输协议：

TCP是面向连接的、可靠的传输协议。它把报文分解为多个段进行传输，在目

的站再重新装配这些段，必要时重新发送没有收到的段。

UDP是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认，因此它是“不可靠”的。

（3）网际层的主要协议——IP。本层提供无连接的传输服务（不保证送达，不保

序）。本层的主要功能是寻找一条能够把数据报送到目的地的路径。

网际层的PDU称为IP资料报；

（4）网际接口层

网络接口层是TCP/IP的最低层，是负责网络层与硬件设备间的联系。这一层的协

议非常多，包括逻辑链路控制和媒体访问控制。

3: 计算机网络由哪几部分构成？各部分起什么作用？

答：计算机网络是由通信子网和资源子网两层构成的，通信子网面向通信控制和通信处理，资源子网则包括拥有资源的用户主机和请求资源的用户终端。

这种网络利用通信线路将多个计算机连接起来，为用户提供服务，第一种形式是通过听信线路将住计算机直接互联起来，主机既承担数据处理任务又承担通信任务，第二种形式是把通信从主机分离出来，设置通信控制处理机CCP，主机间的通信CCP的中断功能间接进行，由CCP组成的传输网络称为通信子网，通信控制处理机负责网上各主机间的通信控制和通信处理，他们组成的通信子网是网络的内层或骨架层，是网络的重要组成部分。网上主机负责逐句处理，是计算机网络资源的拥有者，它们组成了网络的资源子网，是网络的外层，通信子网为资源子网提供信息传输服务，资源子网上用户见的通信是建立在通信子网的基础上。没有通信子网，网络不能工作，而没有资源子网，通信子网的传输也失去了意义，

4：对于TCP/IP网络，说明MAC地址、IP地址和端口号个起什么作用？有什么区别？

答：IP地址：IP是建立TCP／IP网络的基本协议，因为它向其它运行在网际层中或网际层之上的协议提供了数据传送服务。TCP／IP网络中的IP就如同邮政服务中的“标准信封”，在这个基本的、有效的传送机制中，任何种类的数据都能插入到该“标准信封”中，它将上层数据（如TCP，UDP数据）或同层的其它数据（如ICMP

数据）封装到IP数据报中。将IP数据报传送到最终目的地。为了使数据能够在链路层上进行传输，对数据进行分段。确定数据报到达其它网络中的目的地的路径。

MAC地址：当计算机需要与任何其它的计算机进行通信时，首先需要查询ARP 高速缓存，以了解缓存中是否存在该本地计算机或路由器的IP地址。如果这个IP 地址存在，便使用与它对应的MAC地址，直接将数据报发送给所需的物理网卡。

如果ARP高速缓存中没有该IP地址，那么ARP便在局域网上以广播方式发送一个ARP请求包，请求目的主机答复它的MAC地址。呼叫主机接收到ARP应答信息包后，把目标主机IP地址与物理地址的组合添加到它的高速缓存中，这时即可开始数据通信。

端口号：是确认因特网或其它网络消息进入服务器的一个特定过程的方式。TCP 和UDP 都是IP 层的传输协议，是IP 与上层之间的处理接口。TCP 和UDP 协议端口号被设计来区分运行在单个设备上的多重应用程序的IP 地址。由于同一台机器上可能会运行多个网络应用程序，所以计算机需要确保目标计算机上接收源主机数据包的软件应用程序的正确性，以及响应能够被发送到源主机的正确应用程序上。该过程正是通过使用TCP 或UDP 端口号来实现的。在TCP 和UDP 头部分，有“源端口”和“目标端口”段，主要用于显示发送和接收过程中的身份识别信息。IP 地址和端口号合在一起被称为“套接字”。

IP地址是指Internet协议使用的地址，而MAC地址是Ethernet协议使用的地址。

IP地址与MAC地址之间并没有什么必然的联系，MAC地址是Ethernet NIC（网卡）上带的地址，为48位长。每个Ethernet NIC厂家必须向IEEE组织申请一组MAC地址，在生产NIC时编程于NIC卡上的串行EEPROM中。因此每个Ethernet NIC生产厂家必须申请一组MAC地址。任何两个NIC的MAC地址，不管是哪一个厂家生产的都不应相同。Ethernet芯片厂家不必负责MAC地址的申请，MAC 地址存在于每一个Ethernet包中，是Ethernet包头的组成部分，Ethernet交换机根据Ethernet包头中的MAC源地址和MAC目的地址实现包的交换和传递。

二、TCP/IP网络（20）

机器A和机器B分别处于两个不同的网络中，A向B发送数据，如图所示。

机器A的IP地址为IPA (202.200.112.2)，物理地址为Ma。机器B 的IP地址为IPB (202.200.114.3)，物理地址为Mb。路由器具有两个IP地址，分别为IPRA和IPRB。路由器的两个IP地址对应的端口的物理地址分别为MRA和MRB。

1、路由器的两个IP地址各有什么特征？

IPRA为202.200.112.1；IPRB为202.200.114.1

2、假定机器发出的数据格式如下所示：

A：请画出机器A发出的数据包中涉及的具体IP地址和对应的物理地址。

B：请画出路由器发出的数据包中涉及的具体IP地址和对应的物理地址。

3、说明数据由A到B的传输过程。

答：机器A发一个IP数据报到主机B，当路由器从它的接口(202.200.112.1)收到该IP 数据报时，它就取出数据包中的网络地址(202.200.114.0)，然后查找路由表。路由表中记录了到达(202.200.114.0)网络的路径为IP地址(202.200.114.1)的接口，路由器发现IP数据报的目的网络就是与自己的IP地址为(202.200.114.1)的接口相连接的网络，这意味着IP数据报可以直接递送给目的主机，于是路由器把IP数据报装帧后从接口(202.200.114.1)直接发送到网络(202.200.114.0)上，最终IP数据报被机器B所接收。

三、简述使用WINSOCK编写基于UDP通信的基本步骤。（10分）

答：基于UDP通信的基本步骤：

初使化Winsock（调用WSAStartup）

创建套接字（调用socket或者WSASocket）

在指定的端口上捆绑套接子

接收（发送）

发送（接收）

终止使用Winsock(调用WSACleanup)

四、简述使用WINSOCK编写基于TCP通信的基本步骤，分别给出服务

器和客户程序的基本框架。（10分）

答：（1）服务器端Winsock程序步骤：

初使化Winsock（调用WSAStartup）

创建套接字（调用socket或者WSASocket）

将套接字与指定的端口捆绑（调用bind）

使套接字进入监听模式(调用listen)

当客户端发出连接请求时，接受客户端的请求（调用accept或者WSAAccept）

与客户通信

终止使用Winsock(调用WSACleanup)

（2）客户端Winsock程序步骤：

初使化Winsock（调用WSAStartup）

创建套接字（调用socket或者WSASocket）

设置要连接对象的SOCKADDR地址

用connect 或者WSAConnect连接

与服务器通信

终止使用Winsock(调用WSACleanup)

服务器与客户程序的基本框架：

TCP服务器

五、设计题（40分）

有一监控系统，监控中心的计算机完成检测数据的显示和下达控制命令，处于现场的计算机完成数据采集和继电器的控制。

对于一个电机对象，涉及的信息如下：

用一个结构体表示传输的数据：

struct

{

Float DianYa; //电机电压

Float DianLiu; //电机电流

Float WenDu; //电机温度

Int KaiDianJi; //开关电机1：开电机；0：关电机

Int DianJi_Id; //电机编号

Int Flag; //标志0：仅仅数据采集；1：命令

}

下位机每收到一个上位机的请求，响应一次。

1、按照客户/服务器模式，哪个是服务器，哪个是客户？

答：下位机是服务器，上位机是客户

2、设计有关的通信程序，给出程序流程图和实现的关键代码。

答：程序流程图

客户端

#include "stdafx.h"

#include

#include

#define DEFAULT_BUFFER 4096

#define DEFAULT_PORT 5050

int SendAndRecv()

{

struct DA TE

{ Float DianYa; //电机电压

Float DianLiu; //电机电流

Float WenDu; //电机温度

Int KaiDianJi; //开关电机1：开电机；0：关电机

Int DianJi_Id; //电机编号

Int Flag; //标志0：仅仅数据采集；1：命令

}DA TE[4]

SOCKET s;

int dwLength=DEFAULT_BUFFER;

int ret;

SOCKADDR_IN ServerAddr,ClientAddr;

int iPort=DEFAULT_PORT;

int dwSenderSize;

szMessage=new char[DEFAULT_BUFFER];

Response=new char[DEFAULT_BUFFER];

//创建客户管套

s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

if(s==SOCKET_ERROR)

{

printf("创建管套失败！\n");

return 2;

}

//设置接自己的地址，端口号和地址族。这里主要是端口号。

//ClientAddr.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);

ClientAddr.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");

ClientAddr.sin_port=htons(iPort+1);

ClientAddr.sin_family=AF_INET;

//捆绑

if(bind(s,(SOCKADDR *)&ClientAddr,sizeof(ClientAddr))==SOCKET_ERROR)

{

printf("Bind失败！\n");

return 3;

}

//设置服务器的地址。客户必须知道服务器的地址（IP地址和端口号）

ServerAddr.sin_family=AF_INET;

ServerAddr.sin_port=htons(iPort);

ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");

if(ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr==INADDR_NONE)

{

printf("服务器地址无效！\n");

return 4;

}

memset(szMessage,0,DEFAULT_BUFFER);

printf("Please Input the Information to send\n");

gets(szMessage);

//发送数据。sendto处于锁定模式，直到发送完数据才返回

ret=sendto(s,szMessage,strlen(szMessage),0,(SOCKADDR *)&ServerAddr,sizeof(ServerAddr));

printf("发送完毕！\n");

if(ret==SOCKET_ERROR)

{

printf("客户sendto失败！\n");

return 5;

}