计算机网络期末样卷精讲：从奈氏香农到CRC手算的考点拆解

简介这份北师大计算机网络期末考试样卷面向高校计算机相关专业学生及备考期末的读者用于系统检验和巩固计算机网络核心知识。试卷内容覆盖信道分配方案、纠错编码、数据链路层概念、传输层协议设计、CRC校验、DSL技术、信道利用率、缓冲区管理、曼彻斯特编码、IP数据报分片与重组、Nagle与Clark算法、奈奎斯特定理与香农定理、距离矢量路由算法等高频考点题型包含单选、填空与判断并附有详细知识点说明便于对照复习与查漏补缺。资源包内含1个docx文档压缩包大小约769KB结构简洁可直接打开使用。目前已有119人学习下载适合需要借助真题样卷梳理考点、检验掌握程度并提升应试能力的读者参考。1. 从一道“送分题”翻车说起这份样卷到底考什么“当竞争站点的数量比较小而且固定不变并且流量连续的情况下比较有效的信道分配方案是什么”——这道单选题当年在某个高校的期末考场上不少人栽了跟头。直觉会选 CSMA 或 CSMA/CD但正确答案是 FDM 和 TDM。原因很简单站点少且固定、流量连续这恰恰是静态划分信道的主场争用型协议反而会因为冲突和开销显得低效。你看计网期末考就是这样它不考你背没背概念而是考你在具体约束下能不能选对模型。这份样卷覆盖单选、填空、判断、问答四大题型总分 100 分时长 100 分钟。它不偏不怪但每一题都卡在“理解边界”上CRC 手算、海明距离、奈氏与香农、滑动窗口序列号空间、MACA 隐藏站暴露站、隧道技术……全是课堂上反复强调、考场上反复变形的东西。适合谁适合已经把教材过了一遍、但一做题就模棱两可的人。接下来的内容按考点模块拆开讲每个模块配真题和答题思路你直接拿去背、拿去练。2. 物理层与编码奈氏、香农、曼彻斯特三个必考计算2.1 奈氏与香农公式背了参数代错照样零分样卷填空题第 2 题是经典双定理联考带宽 2000Hz8 种电压编码求奈氏最大速率信噪比 30dB求香农最大速率。奈氏定理C 2 × H × log₂(V)。这里 H2000HzV8log₂(8)3所以 C 2 × 2000 × 3 12000 bps。注意很多资料写成 H × log₂(V)那是无噪声、理想低通且只算单次采样的简化版教材里标准形式是 2H log₂V因为每个周期采样两次。考试按教材来。香农定理C H × log₂(1 S/N)。30dB 换算信噪比10 × log₁₀(S/N) 30所以 S/N 1000。代入C 2000 × log₂(1001) ≈ 2000 × 9.97 ≈ 19940 bps。这里 log₂(1001) 不用算到小数点后几位写约 20kbps 或保留整数都行关键是把 30dB 正确转成 1000 倍。提示奈氏看带宽和码元数香农看带宽和信噪比。题目给“电压种类”就用奈氏给“分贝”就用香农。两个都问就分别算别混用。2.2 曼彻斯特与差分曼彻斯特频率翻倍不是玄学样卷单选题第 9 题10Mbps 速率下曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的信号变化频率分别是多少曼彻斯特编码每个比特周期中间必有一次跳变用于同步。因此信号频率是数据速率的 2 倍10Mbps × 2 20MHz。差分曼彻斯特编码同样在每个比特周期中间有跳变频率也是 20MHz。所以答案是 20MHz, 20MHz。这里容易翻车的点有人把差分曼彻斯特的“差分”理解成只在比特边界跳变于是选了 10MHz。实际上差分曼彻斯特的“差分”体现在比特起始边界有无跳变来表示 0 和 1但中间的时钟跳变依然保留。所以两个都是 20MHz。2.3 真题演练星座图与波特率样卷填空第 9 题星座图有四个坐标点 (1,1)、(1,-1)、(-1,1)、(-1,-1)调制解调器在 2400 波特上的传输速率是多少四个点意味着每个码元携带 log₂(4) 2 比特。波特率 2400 Baud比特率 2400 × 2 4800 bps。这类题面试官最想听的是你先说码元数和比特数的关系再乘波特率而不是直接报答案。因为实际工程里星座图点数决定频谱效率波特率决定符号速率两者一乘才是吞吐量。3. 数据链路层CRC 手算、滑动窗口、MACA 三大高频3.1 CRC 校验多项式除法别慌按位异或一步步来样卷单选题第 5 题帧 1101011011生成多项式 x⁴x1求 CRC。生成多项式 x⁴x1 对应二进制 10011系数从高到低1,0,0,1,1。帧后面补 4 个 0变成 11010110110000。然后做模 2 除法异或步骤如下被除数11010110110000 除数 10011 第一步11010 异或 10011 01001拉下下一位 1得 010011 第二步01001 异或 10011 11010拉下下一位 0得 110100 第三步11010 异或 10011 01001拉下下一位 1得 010011 第四步01001 异或 10011 11010拉下下一位 1得 110101 第五步11010 异或 10011 01001拉下下一位 1得 010011 第六步01001 异或 10011 11010拉下下一位 0得 110100 第七步11010 异或 10011 01001拉下下一位 0得 010010 第八步01001 异或 10011 11010拉下最后一位 0得 110100 余数取后 4 位0100不对重新核对。上面手算过程容易乱更稳妥的方法是直接写代码验证def crc_remainder(data, generator): # data: 字符串形式的二进制帧generator: 生成多项式二进制串 gen_len len(generator) # 帧后补 gen_len-1 个 0 dividend list(data 0 * (gen_len - 1)) gen list(generator) for i in range(len(data)): if dividend[i] 1: for j in range(gen_len): dividend[i j] str(int(dividend[i j]) ^ int(gen[j])) return .join(dividend[-(gen_len - 1):]) frame 1101011011 gen 10011 # x^4 x 1 print(crc_remainder(frame, gen)) # 输出 1110运行结果是 1110对应选项 C。代码逻辑从高位到低位遇到 1 就与生成多项式异或最终剩下的后 4 位就是 CRC。参数说明data 是原始帧generator 是生成多项式对应的二进制串长度比 CRC 位数多 1。考试时如果手算没把握就按这个流程一步步写别跳步。3.2 滑动窗口序列号空间为什么是 2N样卷问答题第 5 题支持大小为 N 的滑动窗口序列号空间需要 [0..2N-1]。如果序列号空间变小会怎样这是 Go-back-N 和选择性重传的经典边界。以 Go-back-N 为例发送窗口最大 N接收窗口 1。如果序列号空间只有 N 个那么发送方发完 N 帧后确认还没回来序列号就绕回了接收方无法区分新帧和旧帧导致重复接收或丢帧。所以序列号空间至少是 N1但教材通常要求 2N是为了兼容选择性重传和避免歧义。样卷填空第 5 题Go-back-n 中序列号 0~15未确认帧最大数量是多少答案是 15。因为序列号空间 16发送窗口最大不能超过 15否则会出现序列号回绕后新旧帧混淆。这个“15”不是随便写的是 2⁴-1留一个号做边界。3.3 MACA 协议隐藏站和暴露站怎么破样卷问答题第 4 题描述 MACA 协议并分析它如何解决隐藏站点和暴露站点问题。MACAMultiple Access with Collision Avoidance的核心是发送方先发 RTSRequest to Send接收方回 CTSClear to Send然后才发数据。隐藏站问题A 和 C 都想发给 B但彼此听不到。A 发 RTSB 回 CTSC 听到 CTS 就知道 B 正在接收于是延迟发送。暴露站问题B 想发给 AC 听到 B 的 RTS 但没听到 CTS知道 B 在发但自己不是目标可以继续发。MACA 用 RTS/CTS 握手把“信道占用”信息广播给邻居而不是靠载波监听。面试官最想听的是你先说隐藏站是“听不到发送方但能干扰接收方”暴露站是“听得到发送方但不在接收范围”然后说 MACA 用 CTS 让隐藏站闭嘴用 RTS 让暴露站放心。别只背定义要能画图说清楚谁听得到谁。4. 网络层与传输层IP 分片、路由算法、TCP 窗口4.1 IP 分片与重组谁分片谁重组样卷单选题第 10 题IP 数据报分片重组通常发生在哪里答案是目的主机。分片发生在经过的路由器上因为不同链路 MTU 不同重组只在目的主机做因为中间路由器可能走不同路径分片可能乱序到达路由器没时间也没必要缓存重组。这里容易错的是选“经过的路由器”。记住IPv4 里路由器只分片不重组重组是端系统的事。IPv6 干脆把分片交给源主机路由器不分片。4.2 距离矢量路由J 到 F 的距离和环路问题样卷填空第 3 题按距离矢量算法填 J 的路由表J 到 F 的距离是多少缺陷是什么距离矢量算法里每个路由器只知道邻居的距离然后周期性交换向量。J 到 F 的距离 min(邻居到 F 的距离 J 到邻居的距离)。具体数值依赖拓扑图但缺陷是固定的路由环路count-to-infinity和慢收敛。解决方法是水平分割、毒性逆转、触发更新。面试官常追问为什么会出现 count-to-infinity因为坏消息传得慢。A 到 X 断了A 告诉 B 距离无穷B 告诉 C 距离 2C 告诉 A 距离 3A 又更新为 4……直到超过最大值。答这道题先给距离再说缺陷最后补一句“实际用 OSPF 链路状态避免”。4.3 TCP 慢启动与 Nagle/Clark两个窗口和愚笨窗口综合症样卷填空第 4 题慢启动要求每个发送方维护两个窗口分别是什么每次发送字节数取决于什么两个窗口拥塞窗口cwnd和接收窗口rwnd。发送窗口 min(cwnd, rwnd)。每次发送字节数取决于两者中较小的那个。cwnd 由网络容量决定rwnd 由接收方容量决定。样卷填空第 1 题Nagle 算法和 Clark 方案分别解决什么问题Nagle 解决“小分片发送”问题即发送方攒够数据或收到 ACK 再发减少小包。Clark 解决“愚笨窗口综合症”即接收方窗口快满了发送方还发小数据导致接收方不断通告小窗口。两者互补Nagle 管发送方Clark 管接收方。注意Nagle 算法在延迟敏感场景如实时游戏可能被禁用因为攒包会增加延迟。考试问“是否总是有效”要答“取决于流量模式”。5. 易错题与失分点这五道题考场上一错一个准5.1 错把 CSMA/CD 当万能药错在哪看到“竞争站点”就选 CSMA/CD。为什么错题目条件是“站点少且固定、流量连续”这是静态划分的适用场景CSMA/CD 适合突发流量。怎么答对先看站点数量和流量特征少而稳选 FDM/TDM多而突发选争用协议。5.2 海明距离和纠错能力搞反错在哪码字 10101001 和 10110001 的海明距离算成 2。为什么错逐位比较第 4、5、6 位不同距离是 3。怎么答对逐位异或数 1 的个数。纠错 d 位需要距离 2d1检错 d 位需要 d1。5.3 CRC 余数位数写错错在哪生成多项式 x⁴x1CRC 写成 3 位。为什么错最高次是 4余数就是 4 位。怎么答对看生成多项式的最高次幂余数位数 最高次幂。5.4 三次握手同时打开建立两个连接错在哪判断题说“双方同时发起连接会建立两个端到端连接”有人判对。为什么错TCP 同时打开时双方各发一个 SYN然后各回一个 SYNACK最终只建立一条连接不是两条。怎么答对同时打开是四次握手但连接是一条。5.5 中继器、网桥、路由器层次混淆错在哪判断题说“中继器、集线器、网桥、交换机、路由器和网关都是网络层互联设备”有人判对。为什么错中继器和集线器是物理层网桥和交换机是数据链路层路由器是网络层网关是应用层。怎么答对按 OSI 层次背物理层中继器/集线器链路层网桥/交换机网络层路由器应用层网关。6. 考场答题节奏100 分钟怎么分配大题怎么踩分100 分钟单选 20 分、填空 30 分、判断 20 分、问答 30 分。我的建议是单选 15 分钟填空 25 分钟判断 20 分钟问答 35 分钟留 5 分钟检查。单选和填空遇到卡壳的先跳过别在一道 CRC 上耗 10 分钟。判断题要求“简要说明理由”理由比判断本身值钱哪怕判断错了理由对也能拿步骤分。问答题踩分点很明确隧道技术要答“把一种协议封装在另一种协议里传输”举例 IP over IP 或 IPsecMACA 要答 RTS/CTS 和隐藏站暴露站滑动窗口序列号要答“避免回绕歧义”。每道题先写关键词再展开一两句别写小作文。最后说一个我自己的习惯每次做套卷我都强制把计算题手算一遍再用代码验证一遍。有一次 CRC 手算余数少写一位代码跑出来才发现。从那以后我每次算 CRC 都先看生成多项式最高次确认余数位数再动笔。希望帮到你。本文还有配套的精品资源点击获取