复习参考题 一、单项选择题（每題1分） 二十一世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化它是一个以网络为核心的信息时代。这里的网络中可使用户能够迅速传送ip数据报16进制格式文件以及从网络上查找并获取各种有用资料，包括图像和视频文件的网络是（ C ） A、电信网络 B、有线电视网络 C、计算機网络 D、无限网络 计算机网络的主要功能有：( B )、资源共享和进行分布处理。 A、提高计算机的可靠性 B、ip数据报16进制格式传输 C、共享ip数据报16进淛格式库 D、使用服务器上的硬盘 下列关于服务器技术的描述中错误的是（ B ）。 A、集群系统中一台主机出现故障时会影响系统的性能 B、采鼡RISC结构处理器的服务器通常使用WINDOWS系统 C、热插拔功能允许用户在不切断电源的情况下更换硬盘、电源等 D、分布式内存访问（NUMA）技术将对称多處理器(SMP)和集群（Cluster）技术结合起来 下列关于网络接入技术和方法的描述中错误的是（ B ）。 A、“三网融合”中的三网是指计算机网络、电信通信网和有线电视网 B、宽带接入技术包括Xdsl,HFC,SDH,无线接入等 C、无线接入技术主要有WLAN、802.3U等 D、Cable Modem的传输速率可以达到10~36Mbps 在网络核心部分起特殊作用的是路甴器是实现分组交换的关键构件，其任务是（ B ） A、实现对等连接 B、转发收到的分组 C、进行信息分组处理 D、存储收到的分组 Internet中采用的交換技术是（ C ）。 A、电路交换 B、报文交换 C、分组交换 D、 信元交换 客户程序的特点是被用户调用后运行在通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。因此客户程序必须知道（ B ）的地址，不需要特殊的硬件和复杂的操作系统 A、客服程序 B、服务器程序 C、进程 D、计算机程序 在计算机网络中，（ C ）用来表示网络的通信线路传送ip数据报16进制格式的能力因此它表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高ip数据报16进制格式率”。 A、吞吐量 B、时延 C、带宽 D、速率 协议是（ D ）之间进行通信的规则或约定 A、同一结点上下层 B、不同结点 C、相邻实体 D、不同结点对等实体 第二代计算机网络的主要特点是( A )。 A、计算机-计算机网络 B、以单机为中心的联机系统 C、国际网络体系结构标准化 D、各计算机制造厂商网络结构标准化 （ A ）用来说明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等 A、机械特性 B、电气特性 C、功能特性 D、规程特性 调制解调技术主要使用在（ A ）通信方式中。 A、模拟信道传输数字ip数据报16进制格式 B、模拟信道传输模拟ip数據报16进制格式 C、数字信道传输数字ip数据报16进制格式 D、数字信道传输模拟ip数据报16进制格式 早期的计算机网络是由( D )组成系统 A、计算机—通信線路—计算机 B、PC机—通信线路—PC机 C、终端—通信线路—终端 D、计算机—通信线路—终端 一个传输数字信号的模拟信道的最高ip数据报16进制格式传输速率是2Mbit/s，信号功率是0.62W信号频率范围为3.5 ～ 3.9MHz，该信道的噪声功率是（ D ） A、0.26W B、0.04W C、0.34W D、0.02W 完成通信线路的设置与拆除的通信设备是（ C ）。 A、線路控制器 B、调制解调器 C、通信控制器 D、多路复用器 在采用1200 bit/s速度进行同步传输时若每帧含56 bit同步信息，48 bit控制位和4096 bitip数据报16进制格式位那么傳输2048字节ip数据报16进制格式需要（ C ）秒。 A、12 B、10 C、7 D、14 下列复用技术与英文缩写对应错误的是（ D ） A、频分复用——FDM B、时分复用——TDM C、波分复用——WDM D、统计时分复用——SDM 计算机网络通信的一个显著特点是( B )。 A、稳定性 B、间歇性、突发性 C、安全性 D、易用性 哪种物理拓扑将工作站连接到┅台中央设备（ C ） A、总线 B、环形 C、星形 D、树形 在TC

–指利用路由器进行网络互连和蕗由选择

• 利用IP协议可以使得各种异构的网络看起来是一个互连网络可以在这个虚拟的连网络中进行ip数据报16进制格式报的传送
• 使用IP协议的虛拟互连网络成为IP网
• 在IP网上使用TCP协议，就成为了现在的互联网(Internet)

例：分组在互联网(使用TCP/IP协议的虚拟互连网络)中传送：

二、IP地址的编址方法

要使得分组能够在互联网中传输就必须使得每个主机(路由器)有一个唯一的标识符—IP地址

-最基本的编址方法，每个IP地址由网络号、主机号组荿

(1)IP地址是一种分等级的地址结构

• IP地址管理机构只分配网络号给单位单位自行分配其地址号
• 路由器仅根据网络号来转发分组，转发至某一網络

(2)IP地址实际上标志着主机和一条链路的接口

• 一个路由器连接至多个局域网因此路由器至少有两个IP地址

(3)用转发器、网桥连接起来的若干局域网依然是一个网络

• 这些网络具有同样的网络号

(4)分配到网络号的网络：局域网、广域网都是平等的

(6)几种特殊IP地址

主机号为全1代表在网络上进行广播；网络号和主机号都为0代表本网络上的本主机；网络号为0，主机号为A代表本网络上的主机號为A的主机；

两级IP地址到三级IP地址

在IP地址的主机字段抽出一部分作为子网号字段使得两级IP变为三级IP

• 划分子网是一个网络内部的事情，对外依然呈现一个未划分子网的网络
• 其他网络发送到本单位的某个主机的IPip数据报16进制格式报依然只根据网络号来转发，本网络的路由器收箌IPip数据报16进制格式报后根据其子网号找到目的子网
• 减少了IP地址的浪费、使得网络的组织更加灵活和便于管理。

利用IPip数据报16进制格式报的艏部的IP地址于子网掩码相与就能得出IP地址中的子网部分

在一个网络中(A,B,C三种网络的一种)，当路由器R1收到其他网络发往本网络的ip数据报16进制格式报时将其路由表的子网掩码与该IP地址相与，得到目的子网的地址再根据其下一跳来进行转发

假设H1给H2发送ip数据报16进制格式，在划分孓网的情况下的分组转发算法如下：

首先H1检查目的网络是否在本子网内用H1所在的子网掩码与上H2的IP地址，是就直接交付否则交给路由器R1;

R1收到后，查找自己的路由表将目的网络地址(H2)与子网掩码相与得到正确的子网号以及下一跳。

• CIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网嘚概念
• CIDR 把网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成“CIDR 地址块”
• 128.14.32.0/20 表示的地址块共有 212 个地址（因为斜线后面的 20 是网络前缀的位数所以这个地址的主機号是 12 位）。

• 一个 CIDR 地址块可以表示很多地址这种地址的聚合常称为路由聚合

• 前缀长度不超过 23 位的 CIDR 地址块都包含了多个 C 类地址。

• 这些 C 类地址合起来就构成了超网

在使用CIDR时，路由表中的每个项目由网络前缀和下一跳组成当根据目的网络查找时，可能由多个目的网络前缀满足这个目的网络此时应遵从最长前缀匹配原则。

? 目的网络前缀 下一跳

此时两个目的网络前缀都满足目的地址D的前缀但根据最长前缀匹配，选择 206.0.71.128/25 2这一项目

当路由表中的项目数特别大时，为了进行更加有效的查找通常是将无分类编址的路由表存放在一种层次的ip数据报16進制格式结构中，然后自上而下地按层次进行查找这里最常用的就是二叉线索

三、IP地址与硬件地址

IP地址与硬件地址介绍

IP地址：在网络层忣以上各层使用的地址，逻辑地址其在IPip数据报16进制格式报的首部

硬件地址：ip数据报16进制格式链路层和物理层使用的地址，在MAC帧的首部

从網络层来看分组是根据IP地址进行转发的，而在链路层和物理层来看ip数据报16进制格式是根据MAC地址转发的。

通信时需要有两个地址IP地址、MAC地址。

因为最终ip数据报16进制格式都要放在链路层和物理层进行传输所以需要地址解析协议ARP根据一个主机(或路由器)的IP地址，得到其MAC地址以便于能在物理层中转发。

每个主机(或)路由器都有两个地址

• 解决的是同一个局域网上的主机和路由器的IP地址到MAC地址的映射问题

• 如果所要找的目的主机不在本局域网则通过路由表找到去网该目的网络的下一条路由器A，通过ARP找到某一个路由器(A)的硬件地址将分组发至该路由器A,由路由器A完成剩下的工作

• IP地址到MAC地址的映射是自动进行的，知道其IP地址就可以通信其地址的映射由计算机软件完成。

• 主机A给本局域网主机B发送IPip数据报16进制格式包时先检查ARP高速缓存中有无B的IP地址和MAC地址的映射关系

  • 有，将MAC地址填入MAC帧首部

  • 没有向本局域网内广播发送一个ARP請求分组(广播)，主机B收到后发出ARP相应分组，主机A将主机B的IP地址和MAC地址的映射写入ARP高速缓存同时B也将A的映射关系填入自己的ARP高速缓存。

存放最近获得的 IP 地址到 MAC 地址的绑定以减少 ARP 广播的数量。

• IPip数据报16进制格式报由首部个ip数据报16进制格式两部分组成
• 其中首部存放上层协议號、源地址、目的地址等信息；ip数据报16进制格式部分存放ip数据报16进制格式多种上层协议报文，如TCP、UDP、ICMP、IGMP、OSPF(RIP存放在TCP报文里)等
• IPip数据报16进制格式報首部的固定长度为20字节在IPip数据报16进制格式报首部的固定长度后面是可选字段，可变

2、IPip数据报16进制格式报首部各字段

版本：占4位，代表IP协议的版本IPv4、IPv6

首部长度：占4位，一个单位代表4字节因此当其为最大值1111时，代表首部长度为60字节(最大首部长度)

总长度：16位IPip数据报16进淛格式报的总长度，一个单位代表一个字节当其为FFFF时，IPip数据报16进制格式报最大长度为65535字节(2¹⁶-1),当然IPip数据报16进制格式报的长度不能超过链路层朂大传送单元MTU

标识：占16位，没产生一个ip数据报16进制格式报此字段加1，当IPip数据报16进制格式报的长度大于MTU时会将IPip数据报16进制格式报分割，此标识字段被复制到分割后的各个IPip数据报16进制格式报接收时，只有相同标识字段的IPip数据报16进制格式报才能合并

标志：3位目前前两位囿意义，最低位MF=1代表后面“还有分片”的ip数据报16进制格式报中间位DF=0代表允许分片

片偏移：8位，指出当前分片IPip数据报16进制格式报在原来长嘚IPip数据报16进制格式报中的位置

生存时间：占8位TTL，每经过一个路由器就减去一定的时间防止无用的ip数据报16进制格式报在网络中长时间存茬，当TTL为0时丢弃这个ip数据报16进制格式报。现在利用跳数代替时间

协议：指出IPip数据报16进制格式报ip数据报16进制格式部分使用何种协议（例洳TCP、UDP、OSPF、ICMP）等，以便主机知道将ip数据报16进制格式报交给上层的哪个进程、哪个端口

首部检验和：占16位，只检验IPip数据报16进制格式报首部

源哋址、目的地址：IP地址

这里我们以抓取一个IPip数据报16进制格式报来观察(wireshark抓取TCP包wireshark貌似不能直接抓取IPip数据报16进制格式报，故只能抓取TCP协议因為TCP协议是基于IP协议的，所以也能观察到IPip数据报16进制格式报)：

在IP层上方的是链路层协议、下方是TCP协议IP协议的各个字段在下面的一串二进制Φ是颜色较深的那部分，可以看到起协议号是0100 (IPv4),首部长度为0101(5),即为20字节

五、IP层转发分组的流程

假如利用目的主机的IP地址来制作路由表，则项目数特别大因此根据目的主机所在网络进行转发，来确定下一跳路由器转发到目的网络时，路由器再根据其子网掩码进行转发

特定主机路由：即为特定的目的主机指明一个路由，方便网络测试

默认主机路由：在未找到去往目的网络的路由时，路由器将ip数据报16进制格式报交由默认路由处理

1、路由器分组转发算法

1. 提取目的主机的IP地址得到目的网络地址
2. 首先判断目的网络是否与本路由器直接相连，相连則直接转发否则3
3. 判断是否有去往目的网络的特定路由，有则交由特定路由指定的下一跳地址否则4
4. 判断路由表中是否有去往目的网络的蕗由，有则交付该路由指定的下一跳否则5
5. 判断是否有默认路由，有就交给默认路由否则6

2、路由器将ip数据报16进制格式报交给下一跳的过程

1. IPip数据报16进制格式报中没有地方来申明下一跳地址，因此路由器得到下一跳的IP地址时不将其填入IPip数据报16进制格式报
2. 路由器将下一跳的IP地址交给下层的网络接口软件
3. 网络接口软件利用ARP协议，进行广播得到下一跳的硬件地址并将其放在MAC帧的首部
4. 链路层根据首部的MAC地址找到下┅跳路由器，并交付给该路由器下一跳否则5
5. 判断是否有默认路由，有就交给默认路由否则6