2025年大學(xué)《信息與計算科學(xué)》專業(yè)題庫——計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的流量分析與管理考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)。）1.下列哪個指標(biāo)通常用來衡量網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包傳輸?shù)钠骄鶗r間？（）A.吞吐量B.帶寬C.時延D.丟包率2.描述流量具有統(tǒng)計自相似性的含義是？（）A.流量的峰值總是出現(xiàn)在一天中的固定時間B.流量的統(tǒng)計特征（如均值、方差）隨時間變化而穩(wěn)定C.流量中突發(fā)事件的頻率和幅度符合特定統(tǒng)計分布D.流量在任何時間段內(nèi)都是均勻分布的3.在TCP/IP協(xié)議簇中，負(fù)責(zé)在源主機(jī)和目的主機(jī)之間建立連接并傳輸控制信息的協(xié)議是？（）A.IPB.ICMPC.TCPD.UDP4.下列哪種擁塞控制算法屬于基于窗口機(jī)制的慢啟動階段？（）A.擁塞避免B.快重傳C.慢啟動D.快恢復(fù)5.用于限制進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)或某個子網(wǎng)的流量速率，防止發(fā)生擁塞的機(jī)制稱為？（）A.擁塞避免B.流量整形C.流量監(jiān)管D.隊列調(diào)度6.在網(wǎng)絡(luò)性能評估中，吞吐量通常指的是？（）A.網(wǎng)絡(luò)鏈路每秒能傳輸?shù)淖畲蟊忍財?shù)B.網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路帶寬的總和C.網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的平均傳輸時間D.網(wǎng)絡(luò)每秒能處理的數(shù)據(jù)包數(shù)量7.下列哪種隊列調(diào)度算法能夠確保高優(yōu)先級業(yè)務(wù)獲得更好的服務(wù)？（）A.先進(jìn)先出（FIFO）B.優(yōu)先級隊列（PQ）C.輪轉(zhuǎn)（RR）D.加權(quán)公平隊列（WFQ）8.用于模擬突發(fā)流量特性的流量模型是？（）A.泊松流B.馬爾可夫鏈C.自相似流D.令牌桶模型9.NetFlow/sFlow/eFlow等技術(shù)主要用于？（）A.網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)B.網(wǎng)絡(luò)流量測量與分析C.數(shù)據(jù)包加密傳輸D.路由路徑選擇10.在進(jìn)行流量分析時，統(tǒng)計分析方法通常包括？（）A.抽樣技術(shù)B.回歸分析C.時序分析D.以上都是二、判斷題（每題2分，共20分。請將“正確”或“錯誤”填在括號內(nèi)。）1.網(wǎng)絡(luò)的帶寬是指網(wǎng)絡(luò)鏈路每秒能夠傳輸?shù)淖畲蟊忍財?shù)。（）2.TCP協(xié)議中的滑動窗口機(jī)制可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動態(tài)調(diào)整發(fā)送窗口的大小。（）3.漏桶算法（LeakyBucket）和令牌桶算法（TokenBucket）都能有效平滑突發(fā)流量。（）4.時延由傳播時延、處理時延、排隊時延和傳輸時延四部分組成。（）5.自相似流量具有長記憶性，即過去的流量模式會影響未來的流量行為。（）6.流量整形（TrafficShaping）和流量監(jiān)管（TrafficPolicing）都能限制流量速率，但目的不同。（）7.令牌桶算法比漏桶算法更靈活，能夠支持突發(fā)性傳輸。（）8.流量分析只能通過被動式監(jiān)控進(jìn)行，無法主動生成流量。（）9.擁塞控制的目標(biāo)是保證網(wǎng)絡(luò)的最高吞吐量，即使?fàn)奚欢ǖ臅r延。（）10.QoS（服務(wù)質(zhì)量）機(jī)制旨在為不同類型的網(wǎng)絡(luò)流量提供差異化的服務(wù)。（）三、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.衡量網(wǎng)絡(luò)連接傳輸數(shù)據(jù)速度的常用單位是________。2.當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時，TCP連接通常會進(jìn)入________狀態(tài)，并減少發(fā)送速率。3.用于分析網(wǎng)絡(luò)流量特征中短時和長時統(tǒng)計自相似性的指標(biāo)是________。4.在流量監(jiān)管中，如果流量超出了限定的速率，通常會采取________策略。5.隊列調(diào)度算法中的________算法保證了所有隊列的流量都能得到公平的服務(wù)。6.基于________技術(shù)的流量采樣方法可以在不顯著增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的情況下獲取流量信息。7.流量分析中，計算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或鏈路利用率常用的指標(biāo)是________。8.慢啟動算法中，擁塞窗口大小在每收到一個確認(rèn)段時________。9.QoS機(jī)制中的________技術(shù)可以根據(jù)流量的優(yōu)先級進(jìn)行區(qū)分服務(wù)。10.________是指網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包因排隊等待而花費(fèi)的平均時間。四、簡答題（每題5分，共15分。）1.簡述流量分析在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理中的主要作用。2.比較擁塞避免算法和慢啟動算法在處理網(wǎng)絡(luò)擁塞時的主要區(qū)別。3.簡要說明令牌桶算法的工作原理及其主要應(yīng)用場景。五、計算題（每題10分，共20分。）1.假設(shè)一個TCP連接的初始窗口大小為2MSS（MaximumSegmentSize，假設(shè)為1460字節(jié)）。在慢啟動階段，每收到一個確認(rèn)ACK，擁塞窗口Cwnd會加倍。如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，TCP連接進(jìn)入擁塞避免階段，此時每收到一個確認(rèn)ACK，Cwnd會線性增加（增加1MSS）。假設(shè)發(fā)送方共發(fā)送了4個MSS的數(shù)據(jù)，然后網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，接收方發(fā)送了4個確認(rèn)ACK。請計算此時TCP發(fā)送方的擁塞窗口大小（Cwnd）。2.一個網(wǎng)絡(luò)鏈路的帶寬為1Gbps，傳播時延為10毫秒。假設(shè)使用FIFO隊列調(diào)度算法，且隊列中已有1000個數(shù)據(jù)包，每個數(shù)據(jù)包的平均大小為1500字節(jié)。請計算：a.理論上的隊列長度是多少？（不考慮處理時延和分組開銷）b.從隊列中取出最后一個數(shù)據(jù)包發(fā)送完畢需要多長時間？（假設(shè)鏈路持續(xù)空閑后突發(fā)發(fā)送）六、分析題（每題10分，共20分。）1.某公司網(wǎng)絡(luò)管理員發(fā)現(xiàn)其核心交換機(jī)在下午3點至5點期間經(jīng)常出現(xiàn)擁塞，導(dǎo)致內(nèi)部網(wǎng)頁訪問緩慢。管理員使用NetFlow工具分析了這段時間的流量特征，發(fā)現(xiàn)主要是來自外部下載軟件的流量激增所致。請分析這個場景，并提出至少兩種可能的流量管理解決方案，并簡述其原理。2.比較馬爾可夫鏈模型和自相似流模型在描述網(wǎng)絡(luò)流量時的主要特點和適用場景。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.C5.C6.A7.B8.C9.B10.D二、判斷題1.正確2.正確3.正確4.正確5.正確6.正確7.正確8.錯誤9.錯誤10.正確三、填空題1.Mbps(或Megabitspersecond)2.擁塞避免(或CongestionAvoidance)3.自相關(guān)函數(shù)(或AutocorrelationFunction)4.抑制(或Throttle/Drop)5.輪轉(zhuǎn)(或RoundRobin)6.采樣(或Sampling)7.利用率(或Utilization)8.加倍(或Double)9.區(qū)分服務(wù)(或DifferentiatedServices)10.排隊時延(或QueueingDelay)四、簡答題1.解析思路：流量分析通過收集、處理、分析網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，可以幫助管理員了解網(wǎng)絡(luò)使用情況、識別網(wǎng)絡(luò)瓶頸、發(fā)現(xiàn)異常流量（如攻擊）、評估網(wǎng)絡(luò)性能、優(yōu)化資源分配、保障網(wǎng)絡(luò)安全等。它是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、管理和優(yōu)化的基礎(chǔ)。2.解析思路：慢啟動算法在檢測到擁塞后，將擁塞窗口Cwnd迅速減小到1MSS，然后每個RTT（RoundTripTime）增加1MSS，直到再次檢測到擁塞或達(dá)到慢啟動門限。擁塞避免算法在進(jìn)入擁塞避免階段后，每個RTT擁塞窗口Cwnd增加一個固定量（如MSS），使得數(shù)據(jù)近似線性增長，以避免過快增加導(dǎo)致再次擁塞。主要區(qū)別在于擁塞窗口的增長方式，慢啟動指數(shù)增長，擁塞避免近似線性增長。3.解析思路：令牌桶算法工作原理：維護(hù)一個具有固定容量的桶，以恒定的速率R向桶中注入令牌。只有當(dāng)桶中有令牌時，才能發(fā)送一個數(shù)據(jù)包（消耗一個令牌）。如果桶已滿，多余的令牌會被丟棄。主要應(yīng)用場景：流量整形（保證流量輸出速率不超過限制）、流量監(jiān)管（限制進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的流量速率，超出部分可被丟棄或標(biāo)記）。五、計算題1.解析思路：慢啟動階段：發(fā)送4個MSS，每個ACK后Cwnd加倍。初始Cwnd=2MSS。收到第1個ACK，Cwnd=4MSS。收到第2個ACK，Cwnd=8MSS。收到第3個ACK，Cwnd=16MSS。收到第4個ACK，Cwnd=32MSS。此時網(wǎng)絡(luò)擁塞，進(jìn)入擁塞避免階段。收到第5個（也是第4個ACK）ACK，Cwnd=32MSS+1MSS=33MSS。答案：33MSS2.解析思路：a.隊列長度=(數(shù)據(jù)包數(shù)量×單個數(shù)據(jù)包大小)/帶寬。注意單位統(tǒng)一，帶寬1Gbps=10^9bps，1500字節(jié)=1500×8bps。隊列長度=(1000×1500×8)/(10^9)bits=12000000/10^9=0.012Gbps=12Mbps。或者按字節(jié)計算：1000×1500=1500000字節(jié)。b.總數(shù)據(jù)量=隊列長度+最后一個包大小=1500000字節(jié)+1500字節(jié)=1501500字節(jié)。傳輸時間=總數(shù)據(jù)量/帶寬=(1501500×8)/(10^9)秒=12012000/10^9秒=0.01206秒=12.06毫秒。但題目描述“鏈路持續(xù)空閑后突發(fā)發(fā)送”，即發(fā)送1500字節(jié)需要的時間。傳輸1個字節(jié)的時延=1/(1Gbps/8)=8ns。傳輸1500字節(jié)的時間=1500×8ns=12000ns=12ms。答案：a.1500000字節(jié)(或12Mbps)b.12毫秒六、分析題1.解析思路：場景分析：核心交換機(jī)在特定時間段（下午3-5點）因外部下載流量激增導(dǎo)致?lián)砣?。目?biāo)是緩解擁塞，改善內(nèi)部訪問體驗。解決方案1：流量監(jiān)管。在核心交換機(jī)接口上配置流量監(jiān)管（如令牌桶），對來自該外部方向的流量速率進(jìn)行限制（例如，限制在某個合理值內(nèi)），超出部分可以被丟棄或重傳（取決于配置）。原理：從源頭上控制進(jìn)入核心網(wǎng)絡(luò)的流量總量，防止其超過網(wǎng)絡(luò)承載能力。解決方案2：流量整形。對內(nèi)部需要訪問外部下載服務(wù)器的主機(jī)或應(yīng)用進(jìn)行流量整形（如令牌桶），使其發(fā)出的流量平滑，避免突發(fā)性對網(wǎng)絡(luò)造成瞬時壓力?；蛘?，為內(nèi)部用戶訪問外部下載流量設(shè)置優(yōu)先級較低的服務(wù)等級（QoS標(biāo)記和隊列調(diào)度），確保核心鏈路優(yōu)先保障內(nèi)部關(guān)鍵業(yè)務(wù)。原理：平滑流量輸出速率，或者調(diào)整流量調(diào)度策略，保障核心資源的有效利用。2.解析思路：馬爾可夫鏈模型特點：假設(shè)系統(tǒng)的下一個狀態(tài)只依賴于當(dāng)前狀