试题一（20分）
阅读下列说明，回答【问题1】至【问题4】，将答案填入答题纸的对应栏内。
【说明】
【问题1】（6分）
（1）当局域网达到一定规模时，可设计为3层结构：核心层、汇聚层、接入层。如图1所示，各层的主要功能描述如下，请将A、B、C填写在答题纸中对应的各层名称之后。
A.直接对用户提供服务，工作站和大部分的应用服务器存在于此层之中。
B.重点保障有效带宽，不进行网络管理和包筛选的工作。
C.过滤包，控制流量，更多大型服务设置于此层内。
（2）局域网的拓扑结构是指连接网络设备的传输介质的铺设形式，请写出图2中各局域网的拓扑结构图所对应的拓扑结构名称。
【问题2】（5分）
（1）ARP的中文意思为（ ）。
（2）ARP的用途是为了从①层使用的IP地址解析出在②层使用的硬件地址。
（3）当一台主机从一个网络迁移到另一个网络时（两个网络的网络号不同），以下选项中正确的是（ ）。
A.必须改变它的IP地址和MAC地址
B.必须改变它的IP地址，但不需改动MAC地址
C.必须改变它的MAC地址，但不需改动IP地址
D.MAC地址，IP地址都不需改动
【问题3】（4分）
传输时延是计算机网络的性能指标之一。现有一个100MB的数据块（B表示字节，1字节为8bit）o 在带宽为1Mbit/s的信道上连续发送。计算发送时延，要求写出计算过程。
【问题4】（5分）
（1）NAT称为（ ）。
（2）NAT路由器是装有（ ）软件的路由器。
（3）NAT过程将（ ）地址转换为（ ）地址。
（4）参考下图：请问主机A发送主机B的IP数据包的IP地址（ ）通过NAT路由器后被转换为（ ）再发往主机B。
【问题1】（6分）
A.接入层
B.核心层
C.汇聚层
（1）总线型
（2）环型
（3）星型
【问题2】（5分）
（1）地址解析协议
（2）①网络②数据链路
（3）B
【问题3】（4分）
题目中数据块100MB为存储容量：
即 100MB=100*1024*1024B=100*1024*1024*8bit
题目中带宽1Mbit/s为网络传输速率，即1Mbit/s=106bit/s
发送时延=100*1024*1024*8bit/（106bit/s）=838.86s
【问题4】（5分）
（1）网络地址转换；
（2）地址转换；
（3）私有，公有；
（4）源IP地址192.168.0.3、源IP地址172.28.1.5。
【问题1】（6分）
（1）核心层是互联网络的高速骨干，由于核心层对网络互联至关重要，因此在设计中应该采用冗余化的设计。核心层设备应该具备高可靠性，能够快速适应变化。通常双核心三层交换设备之间采用高速链路互联。在设计核心层设备的功能时，应尽量避免使用数据包过滤、策略路由等降低数据包转发处理的特性，以优化核心层获得低延迟和良好的可管理性。
汇聚层是核心层和接入层的分界点，对来自接入层的数据进行汇聚，以降低核心设备的压力。在网络中去实现大量的复杂策略是由汇聚层负责的，比如包过滤、路由策略、安全策略、QOS策略、广播域的定义等等。
接入层是在网络中直接面向用户连接或访问的部分。所以接入层应该提供种类丰富、数量多的端口，去提供强大的接入功能，同时还要考虑接入的安全性问题。接入层的主要目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机往往具有低成本和高端口密度特性，通常建议使用性价比高的设备。
（2）一个星型拓扑结构方式的网络在直观上就很容易理解，就像是一张蜘蛛网，中间是一个枢纽（网络交换设备），所有的节点都被连接到这个枢纽上，最终组成一个星型的拓扑结构的网络。
一个采用总线型拓扑结构方式的网络，是由一条共享的通信线路把所有节点连接在一起，这条共享的通信线路可以是一根同轴电缆。
一个环型拓扑结构方式的网络，与总线型类似，也是由一条共享的通信线路把所有节点连接在一起的。不过稍有不同的是，环型拓扑结构中的共享线路是闭合的，即它把所有的站点最终排列成了一个环，每个站点只与其两个邻居直接相连。若一个站点想要给另一个发送信息，该报文必须经过它们之间的所有站点。
【问题2】（5分）
（1）在实际应用当中，我们会经常遇到这样的问题，已经知道一个主机的IP地址，需要找出其对应的MAC地址。或者反过来，已经知道了MAC地址，需要找出相应的IP地址。地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARP就是解决这样的问题的。
（2）ARP的用途是为了从网络层使用的IP地址解析出在数据链路层使用的硬件地址。
（3）以太网地址用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备，这个地址又叫作物理地址或者MAC地址。并且这个地址固化在网卡适配器的ROM中，不随着主机的移动而变动。当一台主机从一个网络迁移到另一个网络时（两个网络的网络号不同），所以需要改变其IP地址。
【问题3】（4分）
时延：时延是指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一个端所需要的时间。它包括了发送时延，传播时延，处理时延，排队时延。一般，发送时延与传播时延是我们主要考虑的。
发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间，也就是从发送数据的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。发送时延也称为传输时延。发送时延=数据帧长度（b）/信道带宽（b/s）。
传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。传播时延=信道长度（m）/电磁波在信道上的传播速率（m/s）。
现有一个100MB的数据块（B表示字节，1字节为8bit）在带宽为1Mbit/s的信道上连续发送。计算发送时延，要求写出计算过程。
题目中数据块100MB为存储容量：
即100MB=100*1024*1024B=100*1024*1024*8bit
题目中带宽1Mbit/s为网络传输速率，即1Mbit/s=106bit/s
发送时延=100*1024*1024*8bit/（106bit/s）=838.86s
【问题4】（5分）
NAT即网络地址转换，就是指在一个网络内部，根据需要可以随意自定义IP地址，而不需要经过申请合法IP地址。在网络内部，各计算机间通过内部的IP地址进行通信。而当内部的计算机要与外部Internet网络进行通信时，具有NAT功能的设备（比如：路由器）负责将其内部的IP地址转换为合法的IP地址（即经过申请的IP地址）进行通信。
NAT的应用场景主要有两种：从安全角度考虑，不想让外部网络用户了解自己的网络结构和内部网络地址；从IP地址资源角度考虑，当内部网络人数太多时，可以通过NAT实现多台共用一个合法IP访问Internet。
（4）主机A发送主机B的IP数据包的IP地址源IP地址192.168.0.3通过NAT路由器后被转换为新的源IP地址172.28.1.5再发往主机B。
