6.5.3 本节习题精选
## 6.5.3 本节习题精选
### 一、单项选择题
01. 下面的（）协议中，客户与服务器之间采用面向无连接的协议进行通信。
A. FTP
B. SMTP
C. DNS
D. HTTP
02. 从协议分析的角度，WWW 服务的第一步操作是浏览器对服务器的（）。
A. 请求地址解析
B. 传输连接建立
C. 请求域名解析
D. 会话连接建立
03. TCP 和 UDP 的一些端口保留给一些特定的应用使用。为 HTTP 保留的端口号为（）。
A. TCP 的 80 端口
B. UDP 的 80 端口
C. TCP 的 25 端口
D. UDP 的 25 端口
04. 从某个已知的 URL 获得一个万维网文档时，若该万维网服务器的 IP 地址开始时并不知道，则需要用到的应用层协议有（），需要用到的传输层协议有（）。
① A. FTP、HTTP
B. DNS、FTP
C. DNS、HTTP
D. TELNET、HTTP
② A. UDP
B. TCP
C. UDP、TCP
D. TCP、IP
05. 万维网上的每个页面都有唯一的地址，这些地址统称（）。
A. IP 地址
B. 域名地址
C. 统一资源定位符
D. WWW 地址
06. 使用鼠标单击一个万维网文档时，若该文档除有文本外，还有三幅 gif 图像，则在 HTTP/1.0 中需要建立（）次 TCP 连接。
A. 4
B. 3
C. 2
D. 1
07. 仅需 Web 服务器对 HTTP 报文进行响应，但不需要返回请求对象时，HTTP 请求报文应该使用的方法是（）。
A. GET
B. PUT
C. POST
D. HEAD
08. HTTP 是一个无状态协议，然而 Web 站点经常希望能够识别用户，这时需要用到（）。
A. Web 缓存
B. Cookie
C. 条件 GET
D. 持续连接
09. 下列关于 Cookie 的说法中，错误的是（）。
A. Cookie 仅存储在服务器端
B. Cookie 是服务器产生的
C. Cookie 会威胁客户的隐私
D. Cookie 的作用是跟踪用户的访问和状态
10. 以下关于非持续连接 HTTP 特点的描述中，错误的是（）。
A. HTTP 支持非持续连接与持续连接
B. HTTP/1.0 使用非持续连接，而 HTTP/1.1 默认使用持续连接
C. 非持续连接中对每次请求/响应都要建立一次 TCP 连接
D. 非持续连接中读取一个包含 100 个图片对象的 Web 页面，需要打开和关闭 100 次 TCP 连接
11. 若浏览器支持并行 TCP 连接，使用非持久的 HTTP/1.0 协议请求浏览 1 个 Web 页，该页中引用同一网站上的 7 个小图像文件，则从浏览器为传输 Web 页请求建立 TCP 连接开始，到接收完所有内容为止，所需的往返时间 RTT 数至少是（）。
A. 3
B. 4
C. 8
D. 9
12. 假设主机通过 HTTP/1.1（流水线方式）请求浏览某个 Web 服务器 S 上的 Web 页 rfc.html，rfc.html 引用了同日录下的 3 个 JPEG 小图像（假设只有在收到 rfc.html 后才能发送对其引用
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图像的请求），一次请求响应的时间为 RTT，忽略其他各种时延，不考虑搁塞控制和流量控制，则从发出 HTTP 请求报文开始到收到全部内容为止，所耗费的时间是（）。
A. 2RTT
B. 2.5RTT
C. 4RTT
D. 4.5RTT
A. 5
B. 6
C. 7
D. 8
14. 主机 H 通过持久的 HTTP/1.1 协议请求服务器 S 上的 5KB 数据，最大段长 $\mathrm{MSS} = 1\mathrm{KB}$，往返时间 $\mathrm{RTT} = 50\mathrm{ms}$，最长报文段寿命 $\mathrm{MSL} = 800\mathrm{ms}$，假设双方的接收窗口都是够大，当 H 收到来自 S 的第一个携带数据的报文段后，立即向 S 发送连接释放报文段（注：连接释放报文段可以携带数据信息或确认信息）。从 H 请求与 S 建立 TCP 连接时刻起，到 H 进入 CLOSED 状态为止，所需的时间至少是（）。
A. 1000ms
B. 1200ms
C. 1600ms
D. 1800ms
15. 假定一个 NAT 路由器的公网地址为 205.56.79.35，并且有如下表项：
| 转换端口 | 源 IP 地址 | 源端口 |
| --- | --- | --- |
| 2056 | 192.168.32.56 | 21 |
| 2057 | 192.168.32.56 | 20 |
| 1892 | 192.168.48.26 | 80 |
| 2256 | 192.168.55.106 | 80 |
它收到一个源 IP 地址为 192.168.32.56、源端口为 80 的分组，其动作是（）。
A. 转换地址，将源 IP 变为 205.56.79.35，端口变为 2056，然后发送到公网
B. 添加一个新的条目，转换 IP 地址及端口然后发送到公网
C. 不转发，丢弃该分组
D. 直接将分组转发到公网
16. 【2014 统考真题】使用浏览器访问某大学的 Web 网站主页时，不可能使用到的协议是（）。
A. PPP
B. ARP
C. UDP
D. SMTP
17. 【2015 统考真题】某浏览器发出的 HTTP 请求报文如下：
下列叙述中，错误的是（）。
A. 该浏览器请求浏览 index.html
C. 该浏览器请求使用持续连接
18. 【2022 统考真题】假设主机 H 通过 HTTP/1.1 请求浏览某 Web 服务器 S 上的 Web 页 news408.html, news408.html 引用了同目录下的 1 幅图像, news408.html 文件大小为 1MSS
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第6章 应用层
297
(最大段长)，图像文件大小为3MSS，H访问S的往返时间RTT=10 ms，忽略HTTP响应报文的首部开销和TCP段传输时延。若H已完成域名解析，则从H请求与S建立TCP连接时刻起，到接收到全部内容止，所需的时间至少是（）。
A. 30ms
B. 40ms
C. 50ms
D. 60ms
19. 【2024统考真题】若浏览器不支持并行TCP连接，使用非持久的HTTP/1.0协议请求浏览1个Web页，该页中引用同一网站上的7个小图像文件，则从浏览器为传输Web页请求建立TCP连接开始，到接收完所有内容为止，所需要的往返时间RTT数至少是( )。
A. 4
B. 9
C. 14
D. 16
## 二、综合应用题
02. 在如下条件下，计算使用非持续方式和持续方式请求一个Web页面所需的时间：
1）测试的RTT的平均值为 150ms，一个gif对象的平均发送时延为 35ms。
2）一个Web页面中有10幅gif图片，Web页面的基本HTML文件、HTTP请求报文、TCP握手报文大小忽略不计。
3）TCP三次握手的第三步中捎带一个HTTP请求。
4）使用非流水线方式。
03.【2011统考真题】某主机的MAC地址为00-15-C5-C1-5E-28，IP地址为10.2.128.100（私有地址）。图1是网络拓扑，图2是该主机进行Web请求的一个以太网数据帧前80B的十六进制数及ASCII码内容。
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图1 网络拓扑
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图2 以太网数据帧（前80B） 请参考图中的数据回答以下问题。 1）Web服务器的IP地址是什么？该主机的默认网关的MAC地址是什么？ 2）该主机在构造图2的数据帧时，使用什么协议确定目的MAC地址？封装该协议请求报文的以太网帧的目的MAC地址是什么？ 3）假设 HTTP/1.1 协议以持续的非流水线方式工作，一次请求-响应时间为 RTT，rfc.html 页面引用了 5 幅 JPEG 小图像。问从发出图 2 中的 Web 请求开始到浏览器收到全部内容为止，需要多少 RTT？ 4）该帧封装的IP分组经过路由器R转发时，需修改IP分组头中的哪些字段？ 注：以太网数据帧结构和IP分组头结构分别如图3和图4所示。 <!-- page: 310 --> 2027年计算机网络考研复习指导 | 6B | 6B | | 2B | | 46~1500B | 4B | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | 目的MAC地址 | 源MAC地址 | | 类型 | | 数据 | CRC |
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图3 以太网帧结构 图4 IP分组头结构
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请回答下列问题。
1）从 $t_0$ 到 $t_1$ 期间，H1 除了 HTTP，还运行了哪个应用层协议？从应用层到数据链路层，该应用层协议报文是通过哪些协议进行逐层封装的？
2）若S的交换表结构为<mac地址，端口>，则 $t_1$ 时刻S交换表的内容是什么？
3）从 $t_0$ 到 $t_1$ 期间，H2 至少接收到几个与此次 Web 访问相关的帧？接收的是什么帧？帧的目的 MAC 地址是什么？
## 6.5.4 答案与解析
### 一、单项选择题
01. C
DNS 采用 UDP 来传送数据，UDP 是一种面向无连接的协议。
02. C
建立浏览器与服务器之间的连接需要知道服务器的 IP 地址和端口号（80 端口是熟知端口），而访问站点时浏览器从用户那里得到的是 WWW 站点的域名，所以浏览器必须首先向 DNS 请求</mac地址，端口>
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第6章 应用层
299
域名解析，获得服务器的IP地址后，才能请求建立TCP连接。
03. A
HTTP在传输层使用TCP，端口号为80。TCP的25号端口是为SMTP保留的。
04. ① C, ② C
因为不知道服务器的 IP 地址，所以先要用 DNS 进行域名解析，然后使用 HTTP 进行客户和服务器之间的交互。需要用到的传输层协议是 UDP（DNS 使用）和 TCP（HTTP 使用）。
05. C
统一资源定位符负责标识万维网上的各种文档，并使每个文档在整个万维网的范围内具有唯一的标识符 URL。
06. A
HTTP在传输层用的是TCP。HTTP/1.0只支持非持续连接，所以每请求一个对象需要建立一次TCP连接，传输1个基本html对象和3个gif对象，共需建立4次TCP连接。
07. D
使用HEAD方法时服务器可对HTTP报文进行响应，但不会返回请求对象，其作用主要是调试。另外三个选项中的方法的作用请查看本章中的表6.1。
08. B
可以在HTTP中使用Cookie保存HTTP服务器和客户之间传递的状态信息。
09. A
Cookie是一个存储在用户主机中的文本文件。它由服务器产生，作为识别用户的手段。服务器的后端数据库记录了用户在Web站点上的活动，因此这些信息（如用户的个人信息及购物的偏好等）有可能被出卖给第三方，从而威胁到用户的隐私。
10. D
非持续连接对每次请求/响应都建立一次TCP连接。在浏览器请求一个包含100个图片对象的Web页面时，服务器需要传输1个基本HTML文件和100个图片对象，因此共有101个对象，需要打开和关闭TCP连接101次。
11. B
建立第一个TCP连接需要1RTT，请求并接收Web页需要1RTT。浏览器支持并行TCP连接，因此在收到Web页后可同时建立7个并行的TCP连接，以请求和接收7个小图像文件。因此，总往返时间RTT数 $= 1\mathrm{RTT}$ （建立第一个TCP连接）+1RTT（请求Web页）+1RTT（建立7个并行的TCP连接）+1RTT（请求7个小图像文件）=4RTT。
12. A
从发出HTTP请求报文开始，所以此时TCP连接已经建立。本题采用了流水线的持续连接。第1个RTT请求并收到 $\mathrm{html}$ 页面，收到 $\mathrm{html}$ 页面后才能发送对其引用小图像的请求，所以第2个RTT请求并收到3幅小图像，合计耗费2RTT。
13. C
主机点击超链接获取 $\mathrm{html}$ 页面，大致分为以下过程：① 向本地域名服务器发送递归查询请求，若本地域名服务器中有相应的 IP 地址缓存，则直接向主机返回相应的 IP 地址，只需 1RTT。否则，本地域名服务器还需要依次向根域名服务器、com 顶级域名服务器、cskaoyan.com 域名服务器发送迭代查询请求，查询到相应的 IP 地址最多需要 4RTT。② 建立初始 TCP 连接需要 1RTT，请求并接收 Web 页需要 1RTT，支持流水线传输方式，因此在收到 Web 页后可以同时发送 7 个小图像文件的请求，第②步的总往返时间是 1RTT（建立连接）+ 1RTT（请求 Web 页）+ 1RTT（请求 7 个小
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图像文件）= 3RTT。综上所述，所需的 RTT 数最多是 $4 + 3 = 7$ 。
## 14. D
主机 H 在建立 TCP 连接的第 3 个握手报文段中向服务器 S 请求数据，初始时 S 的发送窗口 = 拥塞窗口 = 1MSS = 1KB。H 收到 1KB 数据后，向 S 请求释放 TCP 连接，但 S 还有 4KB 数据要发送。因此，S 收到 H 发来的 FIN 段和确认后，拥塞窗口变为 2KB，发送窗口也随之变化，再用 1RTT 时间 S 给 H 发送 2KB 数据。最后 S 向 H 发送 FIN 段，这个 FIN 段携带了最后的 2KB 数据，H 收到 FIN 段后，向 S 发送 ACK 段，并启动时间等待计时器，等待 2MSL 的时间进入 CLOSED 状态，整个过程如下图所示，共耗时 $4\mathrm{RTT} + 2\mathrm{MSL} = 200 + 1600 = 1800\mathrm{ms}$ 。
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## 15. C 熟知端口号 80 是 HTTP 的服务器端口号，因此说明 IP 地址为 192.168.32.56（私有地址）的主机是 Web 服务器，源端口号为 80 说明该分组是 Web 服务器发出的 HTTP 响应分组。若该 HTTP 响应分组是对外网主机发出的 HTTP 请求的响应，则 NAT 表中一定存在相应的表项（否则 HTTP 请求分组不可能到达 Web 服务器），但在 NAT 表中找不到。所以只可能是对内网主机发出的 HTTP 请求的响应，该分组不需要通过路由器转发，因此路由器丢弃该分组。 ## 16. D 接入网络时可能会用到 PPP，选项 A 可能用到；计算机不知道某主机的 MAC 地址时，用 IP 地址查询相应的 MAC 地址会用到 ARP，选项 B 可能用到；访问 Web 网站时，若 DNS 缓冲没有存储相应域名的 IP 地址，用域名查询相应的 IP 地址时要使用 DNS，而 DNS 是基于 UDP 的，所以选项 C 可能用到；SMTP 只有使用邮件客户端发送邮件，或邮件服务器向其他邮件服务器发送邮件时才会用到，单纯地访问 Web 网页不可能用到，答案为选项 D。 ## 17. C ## 18. B HTTP/1.1 默认使用持续连接，所有请求都是连续发送的。要求最少时间，理想的情况是 TCP 在第 3 次握手的报文段中捎带了 HTTP 请求，以及传输过程中的慢开始阶段不考虑拥塞。假设接收端有足够大的缓存空间，即发送窗口等同于拥塞窗口，共需要经过：第 1 个 RTT，进行 TCP 连接建立的前两次握手；第 2 个 RTT，主机 C 发送第 3 次握手报文并捎带了对 html 文件的 HTTP 请求，TCP 连接刚建立时服务器 S 的发送窗口 = 1MSS，服务器 S 发送大小为 1MSS 的 html 文件；第 3 个 RTT，主机 C 发送对 html 文件的确认并捎带了对图形文件的 HTTP 请求，服务器 S 收到确认后发送窗口变为 2MSS，然后服务器 S 发送大小为 2MSS 的图像文件；第 4 个 RTT，主机 C 向服务器 S 发送对收到的部分图像文件的确认，服务器 S 收到确认后发送窗口变为 4MSS，然后服务器 S 发送剩下的 1MSS 图像文件，完成传输，共需要 4RTT，即 40ms。整个传输过程如下图所示。 <!-- page: 313 --> 第6章 应用层 301
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## 19. D
浏览器不支持并行 TCP 连接，使用非持续的 HTTP/1.0 协议，因此每传输一个 Web 页和小图像文件都要建立一次 TCP 连接。第一次建立 TCP 连接时，前两次握手花 1RTT，第三次握手报文段中可以携带 HTTP 请求，服务器收到请求后返回 Web 页，共花 2RTT。之后，每传输一个图像文件都要花 2RTT。因此，到接收完所有内容，需要的总时间至少是 $2 \times 8 = 16\mathrm{RTT}$。注意，若浏览器支持并行 TCP 连接，则请求 Web 页仍要花 2RTT，但收到 Web 页后，可建立 7 个并行的 TCP 连接请求图像文件，传输图像的过程仅花 2RTT，总时间为 4RTT。
## 二、综合应用题
### 01. 【解答】
1）应用层。HTTP：WWW 访问协议；DNS：域名解析服务。
2）传输层。TCP：HTTP 提供可靠的数据传输；UDP：DNS 使用 UDP 传输。
3）网络层。IP：IP 包传输和路由选择；ICMP：提供网络传输中的差错检测；ARP：将本机的默认网关 IP 地址映射成物理 MAC 地址。
### 02. 【解答】
每次进行 TCP 三次握手时，前两次握手消耗 $1\mathrm{RTT} = 150\mathrm{ms}$，第 3 次握手的报文段捎带客户对 HTML 文件的请求，因此请求和接收基本 HTML 文件耗时 $1\mathrm{RTT} = 150\mathrm{ms}$（其大小忽略不计时，发送时延为 $0\mathrm{ms}$）。
在非持续连接方式下：
第一次建立 TCP 连接并传送 html 文件所需的时间为 $t_{\mathrm{html}} = 150 + 150 = 300\mathrm{ms}$；
每次建立 TCP 连接并传送一个 gif 文件所需的时间为 $t_{\mathrm{gif}} = 150 + 150 + 35 = 335\mathrm{ms}$；
所以总时间 $t_{\Delta} = t_{\mathrm{html}} + t_{\mathrm{gif}} \times 10 = 300 + 335 \times 10 = 3650\mathrm{ms}$。
在持续连接方式下：
只需要建立一次 TCP 连接，然后传送 html 文件和 10 个 gif 文件。
总时间 $t_{\Delta} = t_{\mathrm{建立TCP}} + t_{\mathrm{html}} + t_{\mathrm{gif}} \times 10 = 150 + 150 + (150 + 35) \times 10 = 2150\mathrm{ms}$。
### 03. 【解答】
1）以太网帧的数据部分是 IP 数据报，只要数出相应字段所在的字节即可。由图 3 可知以太网帧首部有 $6 + 6 + 2 = 14\mathrm{B}$，由图 4 可知 IP 数据报首部的目的 IP 地址字段前有 $4 \times 4 = 16\mathrm{B}$，从图 2 的帧第 1 字节开始数 $14 + 16 = 30\mathrm{B}$，得到目的 IP 地址为 40.aa.62.20（十六进制数），转换成十进制数为 64.170.98.32。由图 2 可知以太网帧的前 6 字节 00-21-27-21-51-ee 是目的 MAC 地址，即为主机的默认网关 10.2.128.1 端口的 MAC 地址。
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2027年计算机网络考研复习指导
2）ARP 用于解决 IP 地址到 MAC 地址的映射问题。主机的 ARP 进程在本以太网以广播形式发送 ARP 请求分组，在以太网上广播时，以太网帧的目的地址为全 1，即 FF-FF-FF-FF-FF-FF。
3）HTTP/1.1 协议以持续的非流水线方式工作时，服务器发送响应后仍在一段时间内保持这段连接，客户在收到前一个请求的响应后才能发出下一个请求。注意题目说的是从发出 Web 请求开始，所以此时 TCP 连接已经建立。第 1 个 RTT 用于请求 Web 页面，客户收到第一个请求的响应后（还有 5 个请求未发送），每访问一次对象就用去 1RTT。因此共需 $1 + 5 = 6$ RTT 后浏览器收到全部内容。
4）私有地址和 Internet 上的主机通信时，须由 NAT 路由器进行网络地址转换，把 IP 数据报的源 IP 地址（本题为私有地址 10.2.128.100）转换为 NAT 路由器的一个全球 IP 地址（本题为 101.12.123.15）。因此，源 IP 地址字段 0a 02 80 64 变为 65 0c 7b 0f。IP 数据报每经过一个路由器，TTL 值就减 1，并重新计算首部检验和。若 IP 分组的长度超过输出链路的 MTU，则总长度字段、标志字段、片偏移字段也会发生变化。
04. 【解答】
1）从 $t_0$ 到 $t_1$ 期间，除了 HTTP，H1 还运行了 DNS 应用层协议，以将域名转换为 IP 地址。DNS 运行在 UDP 之上，UDP 将应用层交付的 DNS 报文添加首部后，向下交付给 IP 层，IP 层使用 IP 数据报进行封装，封装好后，向下交付给数据链路层，数据链路层使用 CSMA/CD 帧进行封装。因此，逐层封装关系如下：DNS 报文 → UDP 数据报 → IP 数据报 → CSMA/CD 帧。传统以太网在数据链路层采用 CSMA/CD 协议，因此使用 CSMA/CD 帧进行封装。
提示：在数据链路层对该报文的封装解释为以太网 V2 帧（或以太网帧）会更合适，标准答案给出的 CSMA/CD 帧相对而言并不算特别合适。CSMA/CD 协议更多地用在以传统集线器互连的以太网中。交换机可工作于全双工方式，通常不采用 CSMA/CD 协议。
2）$t_0$ 时刻，H1 的 ARP 表和 S 的交换表为空。H1 利用浏览器通过域名请求访问 Web 服务器。因为要先解析域名，查询该域名对应的 IP 地址，所以要先向本地域名服务器发送 DNS 查询报文。ARP 表为空，因此需要先发送 ARP 请求分组，查询本地域名服务器对应的 MAC 地址，这个帧的目的 MAC 地址是 FF-FF-FF-FF-FF-FF。S 接收到这个帧，在交换表中记录 MAC 地址为 00-11-22-33-44-cc，位于端口 4，然后广播该帧。当本地域名服务器收到 ARP 请求后，向 H1 发送 ARP 响应分组。S 接收到这个帧，在交换表中记录 MAC 地址为 00-11-22-33-44-bb，位于端口 1，然后将该帧从端口 4 发送出去。
得到了域名对应的 IP 地址，发现不在本局域网中，需要通过路由表转发。
H1 的 ARP 表中没有路由器对应的 MAC 地址，因此需要先发送 ARP 请求分组，查询路由器对应的 MAC 地址，这个帧的目的 MAC 地址是 FF-FF-FF-FF-FF-FF。S 接收到这个帧，广播该帧。当路由器收到 ARP 请求后，向 H1 发送 ARP 响应分组。S 接收到这个帧，在交换表中记录 MAC 地址为 00-11-22-33-44-aa，位于端口 2，然后将该帧从端口 4 发送出去。现在，H1 就能发送 HTTP 请求。在整个过程中，并没有涉及 H2，H2 没有主动发送数据，因此 S 不会记录 H2 的 MAC 地址和端口，$t_1$ 时刻 S 的交换表如下所示。
| MAC 地址 | 端 口 |
| --- | --- |
| 00-11-22-33-44-cc | 4 |
| 00-11-22-33-44-bb | 1 |
| 00-11-22-33-44-aa | 2 |
3）由步骤 2）的分析可知，H2 至少会接收到 2 个和此次 Web 访问相关的帧。接收到的均是封装 ARP 查询报文的以太网帧；这些帧的目的 MAC 地址均是 FF-FF-FF-FF-FF-FF。
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第6章 应用层
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