2025年網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.在TCP連接建立過程中，若客戶端發(fā)送SYN包后未收到ACK+SYN響應(yīng)，客戶端會執(zhí)行以下哪種操作？A.立即關(guān)閉連接B.啟動指數(shù)退避重傳機制C.直接發(fā)送RST包終止連接D.切換為UDP協(xié)議重新嘗試答案：B。TCP重傳機制采用指數(shù)退避策略，首次重傳間隔為1秒，后續(xù)間隔加倍（2秒、4秒等），最大重傳次數(shù)由系統(tǒng)配置決定。2.以下關(guān)于UDP協(xié)議的描述，錯誤的是：A.支持多播和廣播B.提供端到端流量控制C.頭部開銷小于TCPD.適用于實時音視頻傳輸答案：B。UDP不提供流量控制和擁塞控制機制，這些需要應(yīng)用層自行實現(xiàn)。3.HTTP/2協(xié)議中，用于標識流優(yōu)先級的字段位于：A.數(shù)據(jù)幀（DATA）B.頭部幀（HEADERS）C.優(yōu)先級幀（PRIORITY）D.推流幀（PUSH_PROMISE）答案：C。PRIORITY幀包含31位的流依賴標識和8位的權(quán)重字段，用于指定流的優(yōu)先級順序。4.當使用Socket編程時，以下哪項操作會觸發(fā)TCP的MSS（最大段大小）協(xié)商？A.調(diào)用bind()函數(shù)B.調(diào)用connect()函數(shù)C.調(diào)用listen()函數(shù)D.調(diào)用accept()函數(shù)答案：B。MSS協(xié)商發(fā)生在TCP三次握手階段，客戶端在SYN包中攜帶MSS選項，服務(wù)端在SYN+ACK包中響應(yīng)，最終取兩者最小值作為實際MSS。5.Nagle算法的主要目的是：A.減少網(wǎng)絡(luò)中的小分組數(shù)量B.提高UDP傳輸可靠性C.優(yōu)化TCP擁塞窗口計算D.加速TLS握手過程答案：A。Nagle算法通過合并小分組（小于MSS）發(fā)送，減少IP層分片和網(wǎng)絡(luò)擁塞，默認在大多數(shù)操作系統(tǒng)中啟用。6.TLS1.3握手過程中，客戶端首次發(fā)送的消息不包含：A.ClientHelloB.密鑰共享參數(shù)（如ECDH公鑰）C.簽名的握手消息D.支持的密碼套件列表答案：C。TLS1.3將認證信息延遲到第二次握手（ServerHello后），首次ClientHello僅包含密鑰交換參數(shù)和密碼套件。7.WebSocket協(xié)議中，控制幀的Opcode字段最高位為：A.0x00B.0x80C.0x0FD.0xF0答案：B。控制幀（如關(guān)閉幀、Ping/Pong幀）的Opcode最高位為1（0x80），數(shù)據(jù)幀（文本/二進制）最高位為0。8.QUIC協(xié)議實現(xiàn)多路復(fù)用的關(guān)鍵機制是：A.使用不同的TCP端口B.為每個流分配唯一的流IDC.基于UDP的多包并行傳輸D.動態(tài)調(diào)整擁塞窗口大小答案：B。QUIC通過為每個流（Stream）分配62位的流ID，在同一個UDP連接中復(fù)用多個獨立的數(shù)據(jù)流，避免TCP的隊頭阻塞問題。9.在Linux的epoll模型中，以下哪種事件觸發(fā)方式可能導(dǎo)致事件丟失？A.水平觸發(fā)（LT）B.邊緣觸發(fā)（ET）C.邊緣觸發(fā)+非阻塞IOD.水平觸發(fā)+阻塞IO答案：B。ET模式僅在文件描述符狀態(tài)變化時觸發(fā)事件，若未及時處理所有數(shù)據(jù)，可能導(dǎo)致后續(xù)事件被遺漏，需配合非阻塞IO循環(huán)讀取。10.BBR擁塞控制算法的核心觀測指標是：A.丟包率B.往返時間（RTT）C.發(fā)送窗口大小D.鏈路利用率答案：B。BBR通過測量最小RTT（RTprop）和最大鏈路帶寬（BtlBw）來調(diào)整發(fā)送速率，目標是充分利用帶寬且不增加排隊延遲。二、填空題（每題2分，共20分）1.TCP頭部中，用于標識數(shù)據(jù)段順序的字段是（32位序列號）。2.HTTP/2協(xié)議將請求和響應(yīng)拆分為更小的幀，其核心分層結(jié)構(gòu)是（二進制分幀層）。3.在Socket編程中，調(diào)用（bind()）函數(shù)可將套接字與特定IP地址和端口綁定。4.TLS1.3協(xié)議廢棄了（RSA）密鑰交換方式，默認使用基于橢圓曲線的（ECDH）算法。5.UDP數(shù)據(jù)報的校驗和計算覆蓋（偽頭部）、（UDP頭部）和（數(shù)據(jù)部分）。6.Linux系統(tǒng)中，epoll支持的三種事件類型是（EPOLLIN）、（EPOLLOUT）和（EPOLLERR）。7.QUIC協(xié)議使用（64位）的連接標識（ConnectionID）替代TCP的四元組（源IP、源端口、目的IP、目的端口）。8.WebSocket幀的有效載荷長度字段若為126，則后續(xù)需要（2字節(jié)）存儲實際長度；若為127，則需要（8字節(jié)）。9.DNS查詢過程中，本地遞歸服務(wù)器未緩存目標記錄時，會依次查詢（根域名服務(wù)器）、（頂級域名服務(wù)器）和（權(quán)威域名服務(wù)器）。10.設(shè)置套接字選項SO_REUSEADDR的作用是（允許端口在TIME_WAIT狀態(tài)下被重用）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述TCP三次握手過程中“第二次握手為何需要同時發(fā)送ACK和SYN”。答案：TCP連接建立需要雙方確認對方的發(fā)送和接收能力。第一次握手（SYN=1）客戶端向服務(wù)端發(fā)送連接請求，服務(wù)端收到后需確認客戶端的發(fā)送能力（返回ACK=客戶端SYN+1）；同時服務(wù)端需發(fā)起自己的連接請求（發(fā)送SYN=1），因此第二次握手是SYN+ACK的組合包。第三次握手（ACK=服務(wù)端SYN+1）客戶端確認服務(wù)端的發(fā)送能力，至此雙方確認雙向通信正常。2.HTTP/1.1到HTTP/2的主要改進有哪些？至少列舉4項并說明其作用。答案：（1）二進制分幀：將請求/響應(yīng)拆分為二進制幀（Header幀、Data幀等），提升解析效率；（2）多路復(fù)用：通過流（Stream）標識在單一TCP連接上并發(fā)處理多個請求，解決HTTP/1.1的隊頭阻塞；（3）頭部壓縮（HPACK）：使用靜態(tài)/動態(tài)字典壓縮重復(fù)的請求頭，減少帶寬消耗；（4）服務(wù)器推送（ServerPush）：服務(wù)端主動向客戶端發(fā)送關(guān)聯(lián)資源（如HTML引用的CSS），減少客戶端請求次數(shù)；（5）優(yōu)先級控制：為流分配優(yōu)先級，確保關(guān)鍵資源優(yōu)先傳輸。3.異步IO（AsyncIO）與非阻塞IO（Non-blockingIO）的核心區(qū)別是什么？舉例說明應(yīng)用場景。答案：非阻塞IO是指當IO操作無法立即完成時（如讀取空緩沖區(qū)），系統(tǒng)調(diào)用立即返回錯誤（如EAGAIN），應(yīng)用程序需輪詢檢查是否就緒；而異步IO是指應(yīng)用程序發(fā)起IO操作后繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)，當IO完成時通過回調(diào)或信號通知應(yīng)用程序處理結(jié)果。例如，在高并發(fā)的Web服務(wù)器中，非阻塞IO需配合輪詢（如epoll）實現(xiàn)多連接管理，而異步IO（如Windows的IOCP或Linux的io_uring）可完全脫離輪詢，由內(nèi)核直接通知結(jié)果，適用于大文件傳輸或數(shù)據(jù)庫讀寫等耗時操作。4.WebSocket與HTTP的關(guān)系是什么？為何說WebSocket是“全雙工”通信協(xié)議？答案：WebSocket基于HTTP握手建立連接（通過HTTP/1.1的Upgrade頭部），握手成功后切換為WebSocket協(xié)議。與HTTP的“請求-響應(yīng)”模式不同，WebSocket允許客戶端和服務(wù)端同時主動發(fā)送數(shù)據(jù)，雙方的發(fā)送和接收通道獨立，因此是全雙工通信。例如，實時聊天應(yīng)用中，客戶端發(fā)送消息的同時，服務(wù)端可推送系統(tǒng)通知，無需等待對方請求。5.QUIC協(xié)議相比TCP+TLS+HTTP/2的組合，在性能上有哪些優(yōu)勢？答案：（1）連接建立更快：QUIC基于UDP，首次握手僅需1-RTT（TLS1.3的0-RTT復(fù)用需預(yù)共享密鑰），而TCP+TLS需2-3-RTT；（2）避免隊頭阻塞：TCP中某一包丟失會阻塞后續(xù)包的傳遞，QUIC通過流級別的丟包重傳（不同流獨立）避免全局阻塞；（3）連接遷移：QUIC使用ConnectionID標識連接，終端切換網(wǎng)絡(luò)（如Wi-Fi→4G）時無需重新建立連接（TCP依賴四元組，IP變化需重連）；（4）內(nèi)置加密：QUIC默認集成TLS1.3，減少協(xié)議棧復(fù)雜度，避免TCP與TLS層間的優(yōu)化沖突。四、編程題（每題10分，共20分）1.請用Python的asyncio模塊實現(xiàn)一個異步TCP服務(wù)器，要求：監(jiān)聽:8888客戶端連接后，發(fā)送"Welcome!Pleaseinputyourname:"接收客戶端輸入的姓名（假設(shè)為單行文本）回復(fù)"Hello,[姓名]!"并關(guān)閉連接答案：```pythonimportasyncioasyncdefhandle_client(reader:asyncio.StreamReader,writer:asyncio.StreamWriter):發(fā)送歡迎信息welcome_msg="Welcome!Pleaseinputyourname:\n"writer.write(welcome_msg.encode())awaitwriter.drain()讀取客戶端輸入try:name=awaitreader.readline()name=name.decode().strip()exceptConnectionResetError:print("Clientdisconnectedprematurely")return回復(fù)消息并關(guān)閉連接response=f"Hello,{name}!\n"writer.write(response.encode())awaitwriter.drain()writer.close()awaitwriter.wait_closed()asyncdefmain():server=awaitasyncio.start_server(handle_client,'',8888)asyncwithserver:print(f'Servingon{server.sockets[0].getsockname()}')awaitserver.serve_forever()if__name__=="__main__":asyncio.run(main())```2.請用C語言編寫一個UDP客戶端程序，要求：向00:5000發(fā)送文件（文件路徑通過命令行參數(shù)傳入）每次發(fā)送1024字節(jié)的數(shù)據(jù)報包含錯誤處理（如文件打開失敗、sendto失敗等）答案：```cinclude<stdio.h>include<stdlib.h>include<string.h>include<unistd.h>include<sys/socket.h>include<netinet/in.h>include<arpa/inet.h>defineBUFFER_SIZE1024intmain(intargc,charargv[]){if(argc!=2){fprintf(stderr,"Usage:%s<file_path>\n",argv[0]);exit(EXIT_FAILURE);}//打開文件FILEfile=fopen(argv[1],"rb");if(!file){perror("Failedtoopenfile");exit(EXIT_FAILURE);}//創(chuàng)建UDP套接字intsockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(sockfd<0){perror("socketcreationfailed");fclose(file);exit(EXIT_FAILURE);}//配置服務(wù)端地址structsockaddr_inserv_addr;memset(&serv_addr,0,sizeof(serv_addr));serv_addr.sin_family=AF_INET;serv_addr.sin_port=htons(5000);if(inet_pton(AF_INET,"00",&serv_addr.sin_addr)<=0){perror("invalidserveraddress");close(sockfd);fclose(file);exit(EXIT_FAILURE);}//讀取并發(fā)送文件數(shù)據(jù)charbuffer[BUFFER_SIZE];ssize_tbytes_read;while((bytes_read=fread(buffer,1,BUFFER_SIZE,file))>0){ssize_tbytes_sent=sendto(sockfd,buffer,bytes_read,0,