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計算機網路自上而下PPT第二章

發布時間: 2023-04-17 18:51:20

⑴ 誰有《計算機網路》(第二版)清華大學出版社的課後答案啊希望幫忙將答案發給我[email protected]

第一章 計算機網路概論
1.計算機網路的發 展可以劃分為幾個階段?每個階段各有什麼特點?
四個階段:
第一階段(20世紀50年代) 計算機技術與通信技術研究結合,為計算機網路的產生作好技術准備,奠定理論基礎
第二階段(20世紀60年代)ARPAnet與分組交換技術開始,為Internet的形成奠定基礎
第三階段(20世紀70年代中期計起) 網路體系結構與網路協議的標准化
第四階段(20世紀90年代起) Internet的應用與高速網路技術發展
2.按照資源共享的觀點定義的計算機網路應具備哪幾個主要特徵?
資源共享的觀點:以能夠相互共享資源的方式互聯起來的自治計算機系統的集合
主要特徵:
1) 計算機網路建立的主要目的是實現計算機資源的共享
2) 互聯的計算機是分布在不同地理位置的多台獨立的「自治計算機」
3) 互聯計算機之間的通信必須遵循共同的網路協議
3.現代網路結構的特點是什麼?
大量的微型計算機通過區域網連入廣域網,而區域網與廣域網、廣域網與廣域網的互聯是通過路由器實現的
4. 廣域網採用的數據交換技術主要有幾種類型?它們各有什麼特點?
答:主要分為兩種類型:線路交換和存儲轉發轉發
線路交換;首先創建一條臨時專用通路,使用後拆除鏈接,沒有傳輸延遲,適合大量數據傳輸和實時通信,少量信息傳輸時效率不高
存儲轉發分為兩類:報文交換和分組交換
報文交換:不在通信結點間建立通路,將信息組合為報文,採用存儲轉發機制,線路利用率高,但傳輸延遲較大
5.網路多媒體的傳輸有哪幾個主要的基本特徵?請列舉傳輸連續的音頻、視頻流所需求的通信帶寬數據
主要特徵:
1) 高傳輸帶寬要求
2) 不同類型的數據對傳輸的要求不同
3) 傳輸的連續性與實時性要求
4) 傳輸的低時延要求
5) 傳輸的同步要求
6) 網路中的多媒體的多方參與通信的特點
6.你是如何理解「網路計算」概念的?請舉出移動計算網路、多媒體網路、網路並行計算、網格計算、存儲區域網路與網路分布式對象計算等方面的幾個應用實例
「網路計算」概念:網路被視為最強有力的超級計算環境,它包含了豐富的計算、數據、存儲、傳輸等各類資源,用戶可以在任何地方登錄,處理以前不能完成的問題
移動計算網路:無線區域網、遠程事務處理
多媒體網路:視頻點播系統、多媒體會議系統
網路並行計算:破譯密碼、發現素數
網格計算:桌面超級計算、智能設備
存儲區域網路:SSP提供的Internet存儲服務

第二章 網路體系結構與網路協議
1.請舉出生活中的一個例子來說明「協議」的基本含義,並舉例說明網路協議三要素「語法」、「語義」與「時序」的含義與關系
協議是一種通信規則
例:信件所用的語言就是一種人與人之間交流信息的協議,因為寫信前要確定使用中文還是其他語言,否則收信者可能因語言不同而無法閱讀
三要素:
語法:用戶數據與控制信息的結構與格式,以及數據出現順序
語義:解釋比特流的每一部分含義,規定了需要發出何種控制信息,以及完成的動作和作出的響應
時序:對實現順序的詳細說明

2.計算機網路採用層次結構的模型有什麼好處?
1)各層之間相互獨立
2)靈活性好
3)各層都可採用最合適的技術來實現,各層實現技術的改變不影響其他層
4)易於實現和維護
5)有利於促進標准化
3.ISO在制定OSI參考模型時對層次劃分的主要原則是什麼?
1)網中各結點都具有相同的層次
2)不同結點的同等層具有相同的功能
3)不同結點的同等層通過協議來實現對等層之間的通信
4)同一結點內相鄰層之間通過介面通信
5)每個層可以使用下層提供的服務,並向其上層提供服務
4.如何理解OSI參考模型中的「OSI環境」的概念?
「OSI環境」即OSI參考模型所描述的范圍,包括聯網計算機系統中的應用層到物理層的7層與通信子網,連接結點的物理傳輸介質不包括在內
5.請描述在OSI參考模型中數據傳輸的基本過程
1)應用進程A的數據傳送到應用層時,加上應用層控制報頭,組織成應用層的服務數據單元,然後傳輸到表示層
2)表示層接收後,加上本層控制報頭,組織成表示層的服務數據單元,然後傳輸到會話層。依此類推,數據傳輸到傳輸層
3)傳輸層接收後,加上本層的控制報頭,構成了報文,然後傳輸到網路層
4)網路層接收後,加上本層的控制報頭,構成了分組,然後傳輸到數據鏈路層
5)數據鏈路層接收後,加上本層的控制信息,構成了幀,然後傳輸到物理層
6)物理層接收後,以透明比特流的形式通過傳輸介質傳輸出去
6.試說明報頭在網路數據傳輸中的作用
報頭包含了控制信息,例如序列號,使得該層以下即使沒有維護順序關系,目標機器的對應層也仍然可以按照正確的順序遞交信息,在有的層上,頭部還可以包含信息大小、時間和其他控制欄位
7.試比較面向連接服務和無連接服務的異同點
相同點:
1)兩者對實現服務的協議的復雜性與傳輸的可靠性有很大的影響
2)在網路數據傳輸的各層都會涉及這兩者的問題
不同點:
1)面向連接服務的數據傳輸過程必須經過連接建立、連接維護與釋放連接的3個過程,而無連接服務不需要
2)面向連接服務在數據傳輸過程中,各分組不需要攜帶目的結點的地址,而無連接服務要攜帶完整的目的結點的地址
3)面向連接服務傳輸的收發數據順序不變,傳輸可靠性好,但通信效率不高,而無連接服務目的結點接受數據分組可能亂序、重復與丟失的現象,傳輸可靠性不好,但通信效率較高
8.TCP/IP協議的主要特點是什麼?
1)開放的協議標准,可免費使用,並且獨立於特定的計算機硬體與操作系統
2)獨立於特定的網路硬體,可以運行在區域網、廣域網,更適用於互聯網中
3)統一的網路地址分配方案,使整個TCP/IP設備在網中都具有唯一的地址
4)標准化的高層協議,可以提供多種可靠的用戶服務
9.請比較OSI參考模型與TCP/IP參考模型的異同點
相同點:
1)都是分層的
2)在同層確定協議棧的概念
3)以傳輸層為分界,其上層都是傳輸服務的用戶
不同點:
1)在物理層和數據鏈路層,TCP/IP未做規定
2)OSI先有分層模型後有協議規范,不偏向任何特定協議,具有通用性,TCP/IP先有協議後有模型,對非TCP/IP網路並不適用
3)在通信上,OSI非常重視連接通信,而TCP/IP一開始就重視數據報通信
4)在網路互聯上,OSI提出以標準的公用數據網為主幹網,而TCP/IP專門建立了互聯網協議IP,用於各種異構網的互聯
10.Internet技術文檔主要有哪二種形式?為什麼說RFC文檔對從事網路技術
究與開發的技術人員是重要的?如果需要有關IP協議的RFC791文檔,
知道如何去查找嗎?
網際網路草案和RFC文檔
因為RFC文檔是從事網路技術研究與開發的技術人員獲得技術發展狀況與動態重要信息的來源之一

第三章 物理層
1.試舉一個例子說明信息、數據與信號之間的關系
2.通過比較說明雙絞線、同軸電纜與光纜等3種常用傳輸介質的特點
雙絞線:1)最常用的傳輸介質
2)由規則螺旋結構排列的2根、4根或8根絕緣導線組成
3)傳輸距離為100M
4)區域網中所使用的雙絞線分為二類:屏蔽雙絞線(STP)與非屏蔽雙絞線;根據傳輸特性可分為三類線、五類線等
同軸電纜:1)由內導體、絕緣層、外屏蔽層及外部保護層組成
2)根據同軸電纜的帶寬不同可分為:基帶同軸電纜和寬頻同軸電纜
3)安裝復雜,成本低
光纜: 1)傳輸介質中性能最好、應用前途最廣泛的一種
2)光纖傳輸的類型可分為單模和多模兩種
3)低損耗、寬頻帶、高數據傳輸速率、低誤碼率、安全保密性好
3.控制字元SYN的ASCII碼編碼為0010110,請畫出SYN的FSK、NRZ、曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼等四種編碼方法的信號波形
4.對於脈沖編碼調制PCM來說,如果要對頻率為600Hz的種語言信號進行采樣,傳送PCM信號的信道帶寬為3KHz,那麼采樣頻率f取什麼值時,采樣的樣本就可以重構原語音信號的所有信息
5.多路復用技術主要有幾種類型?它們各有什麼特點?
三種類型:頻分多路復用、波分多路復用、時分多路復用
頻分多路復用:在一條通信線路設計多路通信信道,每條信道的信號以不同的載波頻率進行調制,各個載波頻率是不重疊的,相鄰信道之間用「警戒頻帶」隔離
波分多路復用:光的頻分多路復用,同時傳輸很多個頻率很接近但波長不同的光載波信號
時分多路復用:通過為多個信道分配互不重疊的時間片來實現多路復用,更適用於數字數據信號的傳輸,可分為同步時分多路復用和統計時分多路復用二種
6.同步數字體系SDH發展的背景是什麼?它具有哪幾個主要的特點?
早期的數字傳輸系統與設備在運行過程中暴露出它固有的弱點,主要表現在以下幾個方面:
1)數字傳輸速率不標准
2)光設備介面標准不規范
3)復用系統中的同步問題
特點:1)STM-1統一了T1載波與E1載波兩大不同的數字速率體系,實現了數字傳輸體制上的國際性標准
2)SDH網兼容光纖分布式數據介面FDDI、分布隊列雙匯流排DQDB以及ATM信元
3)採用同步復用方式,降低了復用設備的復雜性
4)標準的光介面,實現不同光介面設備的互聯,降低了組網成本
5)SDH幀結構增加的網路管理位元組,增強了網路管理能力,可以實現分布式傳輸網路的管理
最核心的是同步復用、標准光介面和強大的網管能力,這些特點決定了SDH網是理想的廣域網物理傳輸平台

先發一點。。。。。呵呵

⑵ 計算機網路第六版答案第二章2-16

是謝希仁的《計算機網路》第6版嗎?

供你參考:
2-02 規程與協議有什麼區別?
答:規程專指物理層協議
2-03 試給出數據通信系統的模型並說明其主要組成構建的作用。
答:源點:源點設備產生要傳輸的數據。源點又稱為源站。
發送器:通常源點生成的數據要通過發送器編碼後才能在傳輸系統中進行傳輸。
接收器:接收傳輸系統傳送過來的信號,並將其轉換為能夠被目的設備處理的信息。
終點:終點設備從接收器獲取傳送過來的信息。終點又稱為目的站
傳輸系統:信號物理通道
2-04試解釋以下名詞:數據,信號,模擬數據,模擬信號,基帶信號,帶通信號,數字數據,數字信號,碼元,單工通信,半雙工通信,全雙工通信,串列傳輸,並行傳輸。
答:數據:是運送信息的實體。
信號:則是數據的電氣的或電磁的表現。
模擬數據:運送信息的模擬信號。
模擬信號:連續變化的信號。
數字信號:取值為有限的幾個離散值的信號。
數字數據:取值為不連續數值的數據。
碼元(code):在使用時間域(或簡稱為時域)的波形表示數字信號時,代表不同離散數值的基本波形。
單工通信:即只有一個方向的通信而沒有反方向的交互。
半雙工通信:即通信和雙方都可以發送信息,但不能雙方同時發送(當然也不能同時接收)。這種通信方式是一方發送另一方接收,過一段時間再反過來。
全雙工通信:即通信的雙方可以同時發送和接收信息。
基帶信號(即基本頻帶信號)——來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號都屬於基帶信號。
帶通信號——把基帶信號經過載波調制後,把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸(即僅在一段頻率范圍內能夠通過信道)。
2-05 物理層的介面有哪幾個方面的特性?個包含些什麼內容?
答:(1)機械特性
明介面所用的接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置等等。
(2)電氣特性
指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的范圍。
(3)功能特性
指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何意。
(4)規程特性
說明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。
2-06數據在信道重的傳輸速率受哪些因素的限制?信噪比能否任意提高?香農公式在數據通信中的意義是什麼?「比特/每秒」和「碼元/每秒」有何區別?
答:碼元傳輸速率受奈氏准則的限制,信息傳輸速率受香農公式的限制
香農公式在數據通信中的意義是:只要信息傳輸速率低於信道的極限傳信率,就可實現無差傳輸。
比特/s是信息傳輸速率的單位
碼元傳輸速率也稱為調制速率、波形速率或符號速率。一個碼元不一定對應於一個比特。
2-07假定某信道受奈氏准則限制的最高碼元速率為20000碼元/秒。如果採用振幅調制,把碼元的振幅劃分為16個不同等級來傳送,那麼可以獲得多高的數據率(b/s)?
答:C=R*Log2(16)=20000b/s*4=80000b/s
2-08假定要用3KHz帶寬的電話信道傳送64kb/s的數據(無差錯傳輸),試問這個信道應具有多高的信噪比(分別用比值和分貝來表示?這個結果說明什麼問題?)
答:C=Wlog2(1+S/N)(b/s)
W=3khz,C=64khz----àS/N=64.2dB 是個信噪比要求很高的信源
2-09用香農公式計算一下,假定信道帶寬為為3100Hz,最大信道傳輸速率為35Kb/s,那麼若想使最大信道傳輸速率增加60%,問信噪比S/N應增大到多少倍?如果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N應增大到多少倍?如果在剛才計算出的基礎上將信噪比S/N再增大到十倍,問最大信息速率能否再增加20%?
答:C = Wlog2(1+S/N) b/s-àSN1=2*(C1/W)-1=2*(35000/3100)-1
SN2=2*(C2/W)-1=2*(1.6*C1/w)-1=2*(1.6*35000/3100)-1
SN2/SN1=100信噪比應增大到約100倍。
C3=Wlong2(1+SN3)=Wlog2(1+10*SN2)
C3/C2=18.5%
如果在此基礎上將信噪比S/N再增大到10倍,最大信息通率只能再增加18.5%左右
2-11假定有一種雙絞線的衰減是0.7dB/km(在 1 kHz時),若容許有20dB的衰減,試問使用這種雙絞線的鏈路的工作距離有多長?如果要雙絞線的工作距離增大到100公里,試應當使衰減降低到多少?
解:使用這種雙絞線的鏈路的工作距離為=20/0.7=28.6km
衰減應降低到20/100=0.2db
2-12 試計算工作在1200nm到1400nm之間以及工作在1400nm到1600nm之間的光波的頻帶寬度。假定光在光纖中的傳播速率為2*10e8m/s.
解:
V=L*F-àF=V/L--àB=F2-F1=V/L1-V/L2
1200nm到1400nm:帶寬=23.8THZ
1400nm到1600nm:帶寬=17.86THZ
2-13 為什麼要使用信道復用技術?常用的信道復用技術有哪些?
答:為了通過共享信道、最大限度提高信道利用率。
頻分、時分、碼分、波分。
2-15 碼分多址CDMA為什麼可以使所有用戶在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信而不會互相干擾?這種復用方法有何優缺點?
答:各用戶使用經過特殊挑選的相互正交的不同碼型,因此彼此不會造成干擾。
這種系統發送的信號有很強的抗干擾能力,其頻譜類似於白雜訊,不易被敵人發現。佔用較大的帶寬。
2-16 共有4個站進行碼分多址通信。4個站的碼片序列為
A:(-1-1-1+1+1-1+1+1) B:(-1-1+1-1+1+1+1-1)
C:(-1+1-1+1+1+1-1-1) D:(-1+1-1-1-1-1+1-1)
現收到這樣的碼片序列S:(-1+1-3+1-1-3+1+1)。問哪個站發送數據了?發送數據的站發送的是0還是1?
解:S·A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1, A發送1
S·B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1, B發送0
S·C=(+1+1+3+1-1-3-1-1)/8=0, C無發送
S·D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1, D發送1

⑶ 計算機網路技術

第一章 計算機網路概述
1.1 計算機網路的定義和發展歷史
1.1.1 計算機網路的定義
計算機網路是現代通信技術與計算機技術相結合的產物,是在地理上分散的通過通信線路連接起來的計算機集合,這些計算機遵守共同的協議,依據協議的規定進行相互通信,實現網路各種資源的共享。
網路資源:所謂的網路資源包括硬體資源(如大容量磁碟、列印機等)、軟體資源(如工具軟體、應用軟體等)和數據資源(如資料庫文件和資料庫等)。
計算機網路也可以簡單地定義為一個互連的、自主的計算機集合。所謂互連是指相互連接在一起,所謂自主是指網路中的每台計算機都是相對獨立的,可以獨立工作。
1.1.2 計算機網路的發展歷史
課後小結:
1. 計算機網路的定義.
2. 網路資源的分類.
課後作業:預習P2-P8.

第二講
教學類型:理論課
教學課題:1.2~1.3
教學目標:1.了解計算機網路的功能和應用;2. 了解計算機網路的系統組成
教學重點、難點:計算機網路的功能和應用;網路的系統組成
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示

1.2 計算機網路的功能和應用
1. 計算機網路的功能
(1)實現計算機系統的資源共享
(2)實現數據信息的快速傳遞
(3)提高可靠性
(4)提供負載均衡與分布式處理能力
(5)集中管理
(6)綜合信息服務
2.計算機網路的應用
計算機網路由於其強大的功能,已成為現代信息業的重要支柱,被廣泛地應用於現代生活的各個領域,主要有:
(1)辦公自動化
(2)管理信息系統
(3)過程式控制制
(4)互聯網應用(如電子郵件、信息發布、電子商務、遠程音頻與視頻應用)
1.3計算機網路的系統組成
1.3.1 網路節點和通信鏈路
從拓撲結構看,計算機網路就是由若干網路節點和連接這些網路節點的通信鏈路構成的。計算機網路中的節點又稱網路單元,一般可分為三類:訪問節點、轉接節點和混合節點。
通信鏈路是指兩個網路節點之間承載信息和數據的線路。鏈路可用各種傳輸介質實現,如雙絞線、同軸電纜、光纜、衛星、微波等。
通信鏈路又分為物理鏈路和邏輯鏈路。
1.3.2 資源子網和通信子網
從邏輯功能上可把計算機網路分為兩個子網:用戶資源子網和通信子網。
資源子網包括各種計算機和相關的硬體、軟體;
通信子網是連接這些計算機資源並提供通信服務的連接線路。正是在通信子網的支持下,用戶才能利用網路上的各種資源,進行相互間的通信,實現計算機網路的功能。
通信子網有兩種類型:
(1)公用型(如公用計算機互聯網CHINANET)
(2)專用型(如各類銀行網、證券網等)
1.3.3 網路硬體系統和網路軟體系統
計算機網路系統是由計算機網路硬體系統和網路軟體系統組成的。
網路硬體系統是指構成計算機網路的硬設備,包括各種計算機系統、終端及通信設備。
常見的網路硬體有:
(1)主機系統; (2)終端; (3)傳輸介質; (4)網卡;(5)集線器; (6)交換機; (7)路由器
網路軟體主要包括網路通信協議、網路操作系統和各類網路應用系統。
(1)伺服器操作系統
常見的有:Novell公司的NetWare、微軟公司的 Windows NT Server及 Unix系列。
(2)工作站操作系統
常見的有: Windows 95、Windows 98及Windows 2000等。
(3)網路通信協議
(4)設備驅動程序
(5)網路管理系統軟體
(6)網路安全軟體
(7)網路應用軟體
課後小結:
1. 計算機網路的功能和應用
2. 網路的系統組成
課後作業:預習P8-P10

第三講
教學類型:理論課
教學課題:1.4計算機網路的分類
教學目標:1.掌握計算機網路的分類;2. 了解計算機網路的定義和發展;3. 了解計算機網路的功能和應用;4. 了解計算機網路的系統組成
教學重點、難點:掌握計算機網路的分類
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
1.4 計算機網路的分類
1.4.1 按計算機網路覆蓋范圍分類
由於網路覆蓋范圍和計算機之間互連距離不同,所採用的網路結構和傳輸技術也不同,因而形成不同的計算機網路。
一般可以分為區域網(LAN)、城域網(MAN)、廣域網(WAN)三類。
1.4.2按計算機網路拓撲結構分類
網路拓撲是指連接的形狀,或者是網路在物理上的連通性。如果不考慮網路的的地理位置,而把連接在網路上的設備看作是一個節點,把連接計算機之間的通信線路看作一條鏈路,這樣就可以抽象出網路的拓撲結構。
按計算機網路的拓撲結構可將網路分為:星型網、環型網、匯流排型網、樹型網、網型網。
1.4.3 按網路的所有權劃分
1.公用網
由電信部門組建,由政府和電信部門管理和控制的網路。
2.專用網
也稱私用網,一般為某一單位或某一系統組建,該網一般不允許系統外的用戶使用。
1.4.4 按照網路中計算機所處的地位劃分
(1)對等區域網
(2)基於伺服器的網路(也稱為客戶機/伺服器網路)。
課後小結:
1. 計算機網路的定義;2. 計算機網路的功能和應用;3. 計算機網路的分類
課後作業:(P10)1 、4、5、6

第四講
教學類型:理論課
教學課題:1.1計算機網路的定義和發展
教學目標:1. 了解數據通信的基本概念;2. 了解數據傳輸方式
教學重點、難點:數據傳輸方式
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入:由現在的網路通訊中的一些普通關鍵詞引入新課
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書)
第二章 數據通信基礎
2.1 數據通信的基本概念
2.1.1 信息和數據
1.信息
信息是對客觀事物的反映,可以是對物質的形態、大小、結構、性能等全部或部分特性的描述,也可表示物質與外部的聯系。信息有各種存在形式。
2.數據
信息可以用數字的形式來表示,數字化的信息稱為數據。數據可以分成兩類:模擬數據和數字數據。
2.1.2 信道和信道容量
1.信道
信道是傳送信號的一條通道,可以分為物理信道和邏輯信道。
物理信道是指用來傳送信號或數據的物理通路,由傳輸及其附屬設備組成。
邏輯信道也是指傳輸信息的一條通路,但在信號的收、發節點之間並不一定存在與之對應的物理傳輸介質,而是在物理信道基礎上,由節點設備內部的連接來實現。
2.信道的分類
信道按使用許可權可分為專業信道和共用信道。
信道按傳輸介質可分為有線信道、無線信道和衛星信道。
信道按傳輸信號的種類可分為模擬信道和數字信道。
3.信道容量
信道容量是指信道傳輸信息的最大能力,通常用數據傳輸率來表示。即單位時間內傳送的比特數越大,則信息的傳輸能力也就越大,表示信道容量大。
2.1.3 碼元和碼字
在數字傳輸中,有時把一個數字脈沖稱為一個碼元,是構成信息編碼的最小單位。
計算機網路傳送中的每一位二進制數字稱為「碼元」或「碼位」,例如二進制數字10000001是由7個碼元組成的序列,通常稱為「碼字」。
2.1.4 數據通信系統主要技術指標
1.比特率:比特率是一種數字信號的傳輸速率,它表示單位時間內所傳送的二進制代碼的有效位(bit)數,單位用比特每秒(bps)或千比特每秒(Kbps)表示。
2.波特率:波特率是一種調制速率,也稱波形速率。在數據傳輸過程中,線路上每秒鍾傳送的波形個數就是波特率,其單位為波特(baud)。
3.誤碼率:誤碼率指信息傳輸的錯誤率,也稱誤碼率,是數據通信系統在正常工作情況下,衡量傳輸可靠性的指標。
4.吞吐量:吞吐量是單位時間內整個網路能夠處理的信息總量,單位是位元組/秒或位/秒。在單信道匯流排型網路中,吞吐量=信道容量×傳輸效率。
5.通道的傳播延遲:信號在信道中傳播,從信源端到達信宿端需要一定的時間,這個時間叫做傳播延遲(或時延)。
2.1.5 帶寬與數據傳輸率
1.信道帶寬
信道帶寬是指信道所能傳送的信號頻率寬度,它的值為信道上可傳送信號的最高頻率減去最低頻率之差。
帶寬越大,所能達到的傳輸速率就越大,所以通道的帶寬是衡量傳輸系統的一個重要指標。
2.數據傳輸率
數據傳輸率是指單位時間信道內傳輸的信息量,即比特率,單位為比特/秒。
一般來說,數據傳輸率的高低由傳輸每一位數據所佔時間決定,如果每一位所佔時間越小,則速率越高。
2.2 數據傳輸方式
2.2.1 數據通信系統模型
2.2.2 數據線路的通信方式
根據數據信息在傳輸線上的傳送方向,數據通信方式有:
單工通信
半雙工通信
雙工通信
2.2.3 數據傳輸方式
數據傳輸方式依其數據在傳輸線原樣不變地傳輸還是調制變樣後再傳輸,可分為基帶傳輸、頻帶傳輸和寬頻傳輸等方式。
1.基帶傳輸
2.頻帶傳輸
3.寬頻傳輸
課後小結:
1. 什麼是信息、數據?
2. 什麼是信道?常用的信道分類有幾種?
3. 什麼是比特率?什麼是波特率?
4. 什麼是帶寬、數據傳輸率與信道容量?
課後作業:(P20)二1、2、3、4、5、6

第五講
教學類型:理論課
教學課題:2.2~2.4
教學目標:1.理解數據交換技術;2. 理解差錯檢驗與校正技術
教學重點、難點:數據交換技術、差錯檢驗與校正技術
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程:
導入:由現在的網路通訊中的一些普通關鍵詞引入新課
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書)
2.3 數據交換技術
通常使用四種交換技術:
電路交換
報文交換
分組交換
信元交換。
2.3.1 電路交換
電路交換(也稱線路交換)
在電路交換方式中,通過網路節點(交換設備)在工作站之間建立專用的通信通道,即在兩個工作站之間建立實際的物理連接。一旦通信線路建立,這對端點就獨占該條物理通道,直至通信線路被取消。
電路交換的主要優點是實時性好,由於信道專用,通信速率較高;缺點是線路利用率低,不能連接不同類型的線路組成鏈路,通信的雙方必須同時工作。
電路交換必定是面向連接的,電話系統就是這種方式。
電路交換的三個階段:
電路建立階段
數據傳輸階段
拆除電路階段
2.3.2 報文交換
報文是一個帶有目的端信息和控制信息的數據包。報文交換採取的是「存儲—轉發」(Store-and-Forward)方式,不需要在通信的兩個節點之間建立專用的物理線路。
報文交換的主要缺點是網路的延時較長且變化比較大,因而不宜用於實時通信或互動式的應用場合。
在 20 世紀 40 年代,電報通信也採用了基於存儲轉發原理的報文交換(message switching)。
報文交換的時延較長,從幾分鍾到幾小時不等。現在,報文交換已經很少有人使用了。
2.3.3 分組交換
分組交換也稱包交換,它是報文交換的一種改進,也屬於存儲-轉發交換方式,但它不是以報文為單位,而是以長度受到限制的報文分組(Packet)為單位進行傳輸交換的。分組也叫做信息包,分組交換有時也稱為包交換。
分組在網路中傳輸,還可以分為兩種不同的方式:數據報和虛電路。
分組交換的優點
高效 動態分配傳輸帶寬,對通信鏈路是逐段佔用。
靈活 以分組為傳送單位和查找路由。
迅速 必先建立連接就能向其他主機發送分組;充分使用鏈路的帶寬
可靠 完善的網路協議;自適應的路由選擇協議使網路有很好的生存性
2.3.4 信元交換技術
(ATM,Asynchronous Transfer Mode,非同步傳輸模式)
ATM是一種面向連接的交換技術,它採用小的固定長度的信息交換單元(一個53Byte的信元),話音、視頻和數據都可由信元的信息域傳輸。
它綜合吸取了分組交換高效率和電路交換高速率的優點,針對分組交換速率低的弱點,利用電路交換完全與協議處理幾乎無關的特點,通過高性能的硬體設備來提高處理速度,以實現高速化。
ATM是一種廣域網主幹線的較好選擇。
2.4 差錯檢驗與校正
數據傳輸中出現差錯有多種原因,一般分成內部因素和外部因素。
內部因素有噪音脈沖、脈動噪音、衰減、延遲失真等。
外部因素有電磁干擾、太陽噪音、工業噪音等。
為了確保無差錯地傳輸,必須具有檢錯和糾錯的功能。常用的校驗方式有奇偶校驗和循環冗餘碼校驗。
2.4.1 奇偶校驗
採用奇偶校驗時,若其中兩位同時發生錯誤,則會發生沒有檢測出錯誤的情況。
2.4.2 循環冗餘碼校驗。
這種編碼對隨機差錯和突發差錯均能以較低的冗餘充進行嚴格的檢查。
課後小結:
1. 數據通信的的一些基本知識
2. 三種交換方式的基本工作原理
3. 兩種差錯校驗方法:奇偶校驗和循環冗餘校驗
課後作業:(P20)二7、8、9

第六講
教學類型:復習課
教學課題:第一章與第二章
教學目標:通過復習掌握第一、二章的重點
教學重點、難點:第一、二章的重點
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容:第一、二章的內容

第七講
教學類型:測驗一

第八講
教學類型:理論課
教學課題:第三章 計算機網路技術基礎
教學目標:1. 掌握幾種常見網路拓撲結構的原理及其特點;2. 掌握ISO/OSI網路參考模型及各層的主要功能
教學重點、難點:1. 掌握幾種常見網路拓撲結構的原理及其特點;2. 掌握ISO/OSI網路參考模型及各層的主要功能
教學方法:教師講解、演示、學生認真學習並思考、記憶;教師講授與學生理解協調並重的教學法
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入:提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。
引導學生總結重要原理並認真加以研究。
教師總結歸納本章重要原理的應用,進入教學課題。
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書)
第三章 計算機網路技術基礎
3.1 計算機網路的拓撲結構
3.1.1 什麼是計算機網路的拓撲結構
網路拓撲是指網路連接的形狀,或者是網路在物理上的連通性。
網路拓撲結構能夠反映各類結構的基本特徵,即不考慮網路節點的具體組成,也不管它們之間通信線路的具體類型,把網路節點畫作「點」,把它們之間的通信線路畫作「線」,這樣畫出的圖形就是網路的拓撲結構圖。
不同的拓撲結構其信道訪問技術、網路性能、設備開銷等各不相同,分別適應於不同場合。它影響著整個網路的設計、功能、可靠性和通信費用等方面,是研究計算機網路的主要環節之一。
計算機網路的拓撲結構主要是指通信子網的拓撲結構,常見的一般分為以下幾種:
1.匯流排型;2.星型;3.環型;4.樹型;5.網狀型
3.1.2 匯流排型拓撲結構
匯流排結構中,各節點通過一個或多個通信線路與公共匯流排連接。匯流排型結構簡單、擴展容易。網路中任何節點的故障都不會造成全網的故障,可靠性較高。
匯流排型結構是從多機系統的匯流排互聯結構演變而來的,又可分為單匯流排結構和多匯流排結構,常用CSMA/CD和令牌匯流排訪問控制方式。
匯流排型結構的缺點:
(1)故障診斷困難;(2)故障隔離困難;(3)中繼器等配置;(4)實時性不強
3.1.3 星型拓撲結構
星型的中心節點是主節點,它接收各分散節點的信息再轉發給相應節點,具有中繼交換和數據處理功能。星型網的結構簡單,建網容易,但可靠性差,中心節點是網路的瓶頸,一旦出現故障則全網癱瘓。
星型拓撲結構的訪問採用集中式控制策略,採用星型拓撲的交換方式有電路交換和報文交換。
星型拓撲結構的優點:
(1)方便服務;(2)每個連接只接一個設備;(3)集中控制和便於故障診斷;(4)簡單的訪問協議
星型拓撲結構的缺點:
(1)電纜長度和安裝;(2)擴展困難;(3)依賴於中央節點
3.1.4 環型拓撲結構
網路中節點計算機連成環型就成為環型網路。環路上,信息單向從一個節點傳送到另一個節點,傳送路徑固定,沒有路徑選擇問題。環型網路實現簡單,適應傳輸信息量不大的場合。任何節點的故障均導致環路不能正常工作,可靠性較差。
環型網路常使用令牌環來決定哪個節點可以訪問通信系統。
環型拓撲結構的優點:
(1)電纜長度短;(2)適用於光纖;(3)網路的實時性好
環型拓撲結構的缺點:
(1)網路擴展配置困難;(2)節點故障引起全網故障;(3)故障診斷困難;(4)拓撲結構影響訪問協議
3.1.5 其他類型拓撲結構
1.樹型拓撲結構
樹型網路是分層結構,適用於分級管理和控制系統。網路中,除葉節點及其聯機外,任一節點或聯機的故障均隻影響其所在支路網路的正常工作。
2.星型環型拓撲結構
3.1.6 拓撲結構的選擇原則
拓撲結構的選擇往往和傳輸介質的選擇和介質訪問控制方法的確定緊密相關。選擇拓撲結構時,應該考慮的主要因素有以下幾點:
(1)服務可靠性; (2)網路可擴充性; (3)組網費用高低(或性能價格比)。
3.2 ISO/OSI網路參考模型
建立分層結構的原因和意義:
建立計算機網路的根本目的是實現數據通信和資源共享,而通信則是實現所有網路功能的基礎和關鍵。對於網路的廣泛實施,國際標准化組織ISO(International Standard Organization),經過多年研究,在1983年提出了開放系統互聯參考模型OSI/RM(Reference Model of Open System Interconnection),這是一個定義連接異種計算機的標准主體結構,給網路設計者提供了一個參考規范。
OSI參考模型的層次
OSI參考模型共有七層,由低到高分別是:物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
1.OSI參考模型的特性
(1)是一種將異構系統互聯的分層結構;
(2)提供了控制互聯系統交互規則的標准骨架;
(3)定義了一種抽象結構,而並非具體實現的描述;
(4)不同系統上的相同層的實體稱為同等層實體;
(5)同等層實體之間的通信由該層的協議管理;
(6)相鄰層間的介面定義了原語操作和低層向上層提供的服務;
(7)所提供的公共服務是面向連接的或無連接的數據服務;
(8)直接的數據傳送僅在最低層實現;
(9)每層完成所定義的功能,修改本層的功能並不影響其它層。
2.有關OSI參考模型的技術術語
在OSI參考模型中,每一層的真正功能是為其上一層提供服務。在對這些功能或服務過程以及協議的描述中,經常使用如下一些技術術語:
(1)數據單元
服務數據單元SDU(Service Data Unit)
協議數據單元PDU(Protocol Data Unit)
介面數據單元IDU(Interface Data Unit)
服務訪問點SAP(Service Access Point)
服務原語(Primitive)
(2)面向連接和無連接的服務
下層能夠向上層提供的服務有兩種基本形式:面向連接和無連接的服務。
面向連接的服務是在數據傳輸之前先建立連接,主要過程是:建立連接、進行數據傳送,拆除鏈路。面向連接的服務,又稱為虛電路服務。
無連接服務沒有建立和拆除鏈路的過程,一般也不採用可靠方式傳送。不可靠(無確認)的無連接服務又稱為數據報服務。
3.2.1 物理層
物理層是OSI模型的最低層,其任務是實現物理上互連系統間的信息傳輸。
1.物理層必須具備以下功能
(1)物理連接的建立、維持與釋放;2)物理層服務數據單元傳輸;(3)物理層管理。
2.媒體和互聯設備
物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等;
通信用的互聯設備如各種插頭、插座等;區域網中的各種粗、細同軸電纜,T型接/插頭,接收器,發送器,中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。
3.2.2 數據鏈路層
數據鏈路可以粗略地理解為數據信道。數據鏈路層的任務是以物理層為基礎,為網路層提供透明的、正確的和有效的傳輸線路,通過數據鏈路協議,實施對二進制數據正確、可靠的傳輸。
數據鏈路的建立、拆除、對數據的檢錯、糾錯是數據鏈路層的基本任務。
1.鏈路層的主要功能
(1)鏈路管理;(2)幀的裝配與分解;(3)幀的同步;(4)流量控制與順序控制;(5)差錯控制;(6)使接收端能區分數據和控制信息;(7)透明傳輸;(8)定址
2.數據鏈路層的主要協議
(1)ISO1745-1975;(2)ISO3309-1984;(3)ISO7776
3.鏈路層產品
獨立的鏈路產品中最常見的是網卡,網橋也是鏈路產品。
數據鏈路層將本質上不可靠的傳輸媒介變成可靠的傳輸通路提供給網路層。在IEEE802.3情況下,數據鏈路層分成兩個子層:一個是邏輯鏈路控制,另一個是媒體訪問控制。
3.2.3 網路層
網路層是通信子網與資源子網之間的介面,也是高、低層協議之間的介面層。網路層的主要功能是路由選擇、流量控制、傳輸確認、中斷、差錯及故障的恢復等。當本地端與目的端不處於同一網路中,網路層將處理這些差異。
1.網路層的主要功能
(1)建立和拆除網路連接;
(2)分段和組塊;
(3)有序傳輸和流量控制;
(4)網路連接多路復用;
(5)路由選擇和中繼;
(6)差錯的檢測和恢復;
(7)服務選擇
2.網路層提供的服務
OSI/RM中規定,網路層中提供無連接和面向連接兩種類型的服務,也稱為數據報服務和虛電路服務。
3.路由選擇
3.2.4 傳輸層
傳輸層是資源子網與通信子網的介面和橋梁。傳輸層下面三層(屬於通信子網)面向數據通信,上面三層(屬於資源子網)面向數據處理。因此,傳輸層位於高層和低層中間,起承上啟下的作用。它屏蔽了通信子網中的細節,實現通信子網中端到端的透明傳輸,完成資源子網中兩節點間的邏輯通信。它是負責數據傳輸的最高一層,也是整個七層協議中最重要和最復雜的一層。
1.傳輸層的特性
(1)連接與傳輸;(2)傳輸層服務
2.傳輸層的主要功能
3.傳輸層協議
3.2.5 會話層
會話層、表示層和應用層一起構成OSI/RM的高層,會話層位於OSI模型面向信息處理的高三層中的最下層,它利用傳輸層提供的端到端數據傳輸服務,具體實施服務請求者與服務提供者之間的通信,屬於進程間通信的范疇。
會話層還對會話活動提供組織和同步所必須的手段,對數據傳輸提供控制和管理。
1.會話層的主要功能;
(1)提供遠程會話地址;
(2)會話建立後的管理;
(3)提供把報文分組重新組成報文的功能
2.會話層提供的服務
(1)會話連接的建立和拆除;
(2)與會話管理有關的服務;
(3)隔離;
(4)出錯和恢復控制
3.2.6 表示層
表示層為應用層服務,該服務層處理的是通信雙方之間的數據表示問題。為使通信的雙方能互相理解所傳送信息的含義,表示層就需要把發送方具有的內部格式編碼為適於傳輸的比特流,接收方再將其解碼為所需要的表示形式。
數據傳送包括語義和語法兩個方面的問題。OSI模型中,有關語義的處理由應用層負責,表示層僅完成語法的處理。
1.表示層的主要功能
(1)語法轉換;(2)傳送語法的選擇;(3)常規功能
2.表示層提供的服務
(1)數據轉換和格式轉換;
(2)語法選擇;
(3)數據加密與解密;
(4)文本壓縮
3.2.7 應用層
OSI的7層協議從功能劃分來看,下面6層主要解決支持網路服務功能所需要的通信和表示問題,應用層則提供完成特定網路功能服務所需要的各種應用協議。
應用層是OSI的最高層,直接面向用戶,是計算機網路與最終用戶的介面。負責兩個應用進程(應用程序或操作員)之間的通信,為網路用戶之間的通信提供專用程序。
課後小結:
1.計算機網路的拓撲結構的分類
2.OSI參考模型的層次
課後作業:預習P37~P39

第九講
教學類型:理論課
教學課題:3.3~3.4
教學目標:
1. 掌握共享介質方式的CSMA/CD和令牌傳遞兩種數據傳輸控制方式的基本原理
2. 了解幾種常見的網路類型
教學重點、難點:理解數據傳輸控制方式
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入:提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。
引導學生總結重要原理並認真加以研究。
教師總結歸納本章重要原理的應用,進入教學課題。
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書
3.3 數據傳輸控制方式
數據和信息在網路中是通過信道進行傳輸的,由於各計算機共享網路公共信道,因此如何進行信道分配,避免或解決通道爭用就成為重要的問題,就要求網路必須具備網路的訪問控制功能。介質訪問控制(MAC)方法是在區域網中對數據傳輸介質進行訪問管理的方法。
3.3.1 具有沖突檢測的載波偵聽多路訪問
沖突檢測/載波偵聽(CSMA/CD法)
CSMA/CD是基於IEEE802.3標準的乙太網中採用的MAC方法,也稱為「先聽後發、邊發邊聽」。它的工作方式是要傳輸數據的節點先對通道進行偵聽,以確定通道中是否有別的站在傳輸數據,若信道空閑,該節點就可以佔用通道進行傳輸,反之,該節點將按一定演算法等待一段時間後再試,並且在發送過程中進行沖突檢測,一旦有沖突立即停止發送。通常採用的演算法有三種:非堅持CSMA、1-堅持CSMA、P-堅持CSMA。
目前,常見的區域網,一般都是採用CSMA/CD訪問控制方法的邏輯匯流排型網路。用戶只要使用Ethernet網卡,就具備此種功能。

⑷ 計算機網路主要由哪三部分組成

計算機網路主要由計算機系統、數據通信系統、網路軟體及協議三大部分組成。

計算機網路通俗地講就是由多台計算機(或其它計算機網路設備)通過傳輸介質和軟體物理(或邏輯)連接在一起組成的。總的來說計算機網路的組成基本上包括:計算機、網路操作系統、傳輸介質(可以是有形的,也可以是無形的,如無線網路的傳輸介質就是空間)以及相應的應用軟體四部分。

(4)計算機網路自上而下PPT第二章擴展閱讀:

計算機網路也稱計算機通信網。關於計算機網路的最簡單定義是:一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計算機的集合。

另外,從邏輯功能上看,計算機網路是以傳輸信息為基礎目的,用通信線路將多個計算機連接起來的計算機系統的集合,一個計算機網路組成包括傳輸介質和通信設備。搏派宏

從用戶角度看,計算機網路是這樣定義的:存在著一個能為用戶自動管理的網路操作系統。由它調用完成用戶所調用的資源,而整個網路像一個大的計算機系統一樣,對用戶是透明的。

一個比較通用的定義是:利用通信線路將地理上分散的、具有獨立功能的計算機系統和通信設備按不同的形式連接起來,以功能完善的網路軟體及協議實現資源共享和信息傳遞的系統。

從整體上來說計算機網路就是把分布在不同地理區域的計算機與專門的外羨鎮部設備用通信線路互聯成一個規模大、功能強的系統,從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息,基冊共享硬體、軟體、數據信息等資源。簡單來說,計算機網路就是由通信線路互相連接的許多自主工作的計算機構成的集合體。

⑸ 誰有計算機網路基礎的知識

第一章 網路概述
一、 填空題
1、寫出你知道的網路拓撲結構:星型、匯流排、環型。
2、根據網路的地理覆蓋范圍進行分類,計算機網路可以分為以下三大類型:LAN、MAN 和 WAN。
3、現代通信正向著數字化、寬頻化、綜合化和智能化的方向發展
二、單選題
1、城域網被列為單獨一類的主要原因是( D )。
A. 網路規模在一個城市的范圍內
B. 與區域網相同的技術
C. 覆蓋技術從幾十公里到數百公里
D. 有獨立的可實施標准
2、下列網路拓撲建立之後,增加新站點較難的是( D )。
A. 星型網路 B. 匯流排型網路
C. 樹型網路 D. 環型網路
3、隨著電信和信息技術的發展,國際上出現了所謂「三網融合」的趨勢,下列不屬於三網之一的是( D )。
A. 傳統電信網 B. 計算機網(主要指互聯網)
C. 有線電視網 D. 衛星通信網
4、最近許多提供免費電子郵件的公司紛紛推出一項新的服務:E-mail to Page ,這項服務能帶來的便利是( B )。 A. 利用尋呼機發電子郵件
B. 有電子郵件時通過尋呼機提醒用戶
C. 通過電話發郵件
D. 通過Internet打電話
5、對於網上購物,目前國外使用最多的支付方式是( C )。
A. 現金 B. 郵局支付
C. 信用卡 D. 銀行電匯
三、判斷題
1、分布式操作系統與網路操作系統相比,內部管理都需要網路地址。(√)
2、廣播式網路的重要特點之一是採用分組存儲轉發與路由選擇技術。(Ⅹ)
3、判斷:如果多台計算機之間存在明確的主/從關系,其中一台中心控制計算機可以控制其它連接計算機的開
啟與關閉,那麼這樣的多台計算機系統就構成了一個計算機網路。(Ⅹ)
四、多選題
1、區域網的覆蓋范圍一般為(B),廣域網的覆蓋范圍一般為(D)。
A、幾公里 B、不超過10公里
C、10--100公里 D、數百公里以上
2、網路按服務方式分類,可分為(A、B、C)。
A、客戶機/伺服器模式 B、瀏覽器/伺服器模式
C、對等式網路 D、數據傳輸網路
3、網路按使用目的分類,可分為(A、B、C)。
A、共享資源網 B、數據處理網
C、數據傳輸網 D、對等式網路
4、網路按通信方式分類,可分為(A、B)。
A、點對點傳輸網路 B、廣播式網路
C、數據傳輸網 C、對等式網路
5、下列(A、B、C、D)屬於網路在實際生活中的應用。
A、收發電子郵件 B、電子商務
C、遠程教育 D、電子政務
五、簡答題
1、什麼是計算機網路?計算機網路由什麼組成?
參考答案:
答:為了方便用戶,將分布在不同地理位置的計算機資源相連,實現信息交流和資源的共享。計算
機資源主要指計算機硬體、軟體與數據。數據是信息的載體。計算機網路的功能包括網路通信、
資源管理、網路服務、網路管理和互動操作的能力。最基本功能是在傳輸的源計算機和目標計
算機之間,實現無差錯的數據傳輸。計算機網路=計算機子網+通信子網。
2、計算機多用戶操作系統和網路系統在共享資源方面有什麼異同點?
參考答案:
答:集中的單機多用戶系統與網路計算機系統的比較說明
單機多用戶 網路系統
CPU 共用一個或幾個 多個處理機
共享資源 共享主存 共享伺服器
終端工作 分時 網址通信鏈接
客戶端工作 不能獨立工作 客戶機能獨立工作
操作系統 集中管理 有自已的操作系統
3、通信子網與資源子網分別由那些主要部分組成?其主要功能是什麼?
參考答案:
答:通信子網由兩個不同的部件組成,即傳輸線和交換單元。傳輸介質也稱為電路、信
道,信道(channel)是通信中傳遞信息的通道,包含發送信息、接收信息和轉發信息的
設備。傳輸介質是指用於連接2個或多個網路結點的物理傳輸電路,例如,電話線、同軸
電纜、光纜等。通信信道應包括傳輸介質與通信設備,它是建立在傳輸介質之上的。采
用多路復用技術時,一條物理傳輸介質上可以建立多條通信信道。
通信子網負責整個網路的純粹通信部分,資源子網即是各種網路資源(主機上的打
印機、軟體資源等)的集合,提供信息與能力的共享。
第二章 網路體系結構
一、填空題
1、在Internet上一個B類地址的子網被劃分為16個網段,寫出它的子網掩碼:255.255.240.0。
2、防止高速的發送方的數據「淹沒」低速的接收方,屬於ISO/OSI RM 中 數據鏈路層 的功能。
3、解決數據格式的轉換,屬於ISO/OSI RM 中 表示 層的功能。
4、按照IPv4標准,IP地址 202.3.208.13 屬於 C 類地址。
5、UDP提供的是無連接、不可靠、無流控、不排序的服務。
二、判斷題
1、面向連接服務是一種類似電話通信系統的模式,無連接服務是一種類似郵政系統的模式。(√)
2、面向連接服務不能防止報文的丟失、重復或失序。 (Ⅹ)
3、ISO劃分網路層次的基本原則是:不同節點具有相同的層次,不同節點的相同層次有相同的功能。(√)
4、網路域名地址一般通俗易懂,大多採用英文名稱的縮寫來命名。(√)
5、域名地址 www.CEI.GOV.CN 中的GOV表示非贏利組織。(Ⅹ)
三、單選題
1、管理計算機通信的規則稱為( A )。
A. 協議 B. 介質
C. 服務 D. 網路操作系統
2、以下哪一個選項按順序包括了OSI模型的各個層次( B )。
A. 物理層,數據鏈路層,網路層,運輸層,系統層,表示層和應用層
B. 物理層,數據鏈路層,網路層,運輸層,會話層,表示層和應用層
C. 物理層,數據鏈路層,網路層,轉換層,會話層,表示層和應用層
D. 表示層,數據鏈路層,網路層,運輸層,系統層,物理層和應用層
3、IEEE 802.3 與以下哪些網路體系結構相關(B )。
A. Token Ring B. Ethernet
C. Internet D. 以上都不對
4、IEEE 802.5 與以下哪些網路體系結構相關( A )。
A. Token Ring B. Ethernet
C. Internet D. 以上都不對
5、下列IP地址種屬於組播地址的是( C )。
A. 10000001,01010000,11001100,10100000
B. 00101111,00100000,10000000,11110000
C. 11100000,10100000,01100000,00010000
D. 11000000,00010001,10001000,10001110
6、主機 A 的IP地址為202.101.22.3,主機 B 的IP地址為203.10.21.4,兩機通過路由器 R 互連。
R 的兩個埠的IP地址分別為202.101.22.5和203.10.21.5.掩碼均為255.255.255.0。請指出
錯誤的說法( B )。
A. 主機A將數據發往R,數據包中的源IP地址為202.101.22.3,目標IP地址為203.10.21.4
B. 主機A首先發出ARPP廣播詢問IP地址為203.10.21.4的MAC地址是多少,路由器R對此廣
播包進行響應,並給出B的MAC地址
C. 路由器在網路203.10.21.0發出ARP廣播,以獲得IP地址203.10.21.4對應的MAC地址,
主機B對此廣播包進行響應,並給出B的MAC地址
D. 路由器R將數據發往B,數據包中的源IP地址為202.101.22.3,目標IP地址為203.10.21.4
7、一個路由器有兩個埠,分別接到兩個網路,兩個網路各有一個主機,IP地址分別為110.25.
53.1和110.24.53.6,子網掩碼均為255.255.255.0,請從中選出兩個IP地址分別分配給路由器
的兩個埠( B )
A. 110.25.52.1和110.24.52.6 B. 110.24.53.1和110.25.53.6
C. 110.25.53.1和111.24.53.6 D. 110.25.53.1和110.24.53.6
8、當網路段不超過185米時,使用10BASE-2的優點是( C )。
A. 連接相對簡單 B. 下載使用,容易進行故障診斷
C. 每個節點可直接連到電纜上 D. 最便宜的電纜選擇
9、IPv6將32位地址空間擴展到( B )。
A. 64位 B. 128位 C. 256位 D. 1024位
10、IPX地址的組成是( B )
A. 網路號,主機號 B. 網段號,網路節點號,套接字型大小
C. 網路號,子網號,主機號 D. 網段號,網路節點號,主機號
四、多選題
1、下面哪三種協議運行在網路層( A、B、D)。
A、NWLink B、IPX C、TCP D、IP
2、虛電路服務包括如下階段(A、B、D)。
A、建立連接B、 數據傳送 C、回答服務 D、 釋放連接
3、下列說法中屬於OSI七層協議中運輸層功能的是(A、B、C、D)。
A、從會話層接收數據,並分割成較小的單元傳輸。
B. 使會話層不受硬體技術變化的影響。
C. 跨網路連接的建立和拆除。
D. 擁塞控制
4、下列乙太網拓撲結構要求匯流排的每一端都必須終結的是(A、B)。
A、10BASE-2B、10BASE-5 C、10BASE-T C、10BASE-FX
5、按照網路的IP地址分類,屬於C類網的是( A、C )。
A、11000001,01000000,00000101,00000110
B、01111110,00000000,00000111,00001000
C、11001010,11001101,00010000,00100010
D、10111111,00101101,00001100,01011000
五、簡答題
1、什麼是網路體系結構? 為什麼要定義網路體系結構?
參考答案:
答:網路的體系結構定義:指計算機網路的各層及其協議的集合(architecture)。或精確定義為這個
計算機網路及其部件所應完成的功能。計算機網路的體系結構綜合了OSI和TCP/IP的優點,本身
由5層組成:應用層、運輸層、網路層、物理層和數據鏈路層。
2、什麼是網路協議?它在網路中的作用是什麼?
參考答案:
答:在計算機網路中要做到有條不紊地交換數據,就必須遵守一些事先約定好的規則。這些規則明確
規定交換數據的格式以及有關的同步問題。為進行網路中的數據交換而建立的規則、標准或約定
稱為網路協議。
3、試說明IP地址與物理地址的區別。為什麼要使用這兩種不同的地址。
參考答案:
答:IP地址(Internet Protocol Address)用於確定網際網路上的每台主機,它是每台主機唯一性的
標識。聯網設備用物理地址標識自己,例如網卡地址。TCP/IP用IP地址來標識源地址和目標地址,
但源和目標主機卻位於某個網路中,故源地址和目標地址都由網路號和主機號組成,但這種標號
只是一種邏輯編號,而不是路由器和計算機網卡的物理地址。對於一台計算機而言,IP地址是可
變的,而物理地址是固定的。
4、單位分配到一個B類IP地址,其net-id為129.250.0.0.該單位有4000台機器,分布在16個不同在地點。
請分析:①如選用子網掩碼為255.255.255.0是否合適;②如果合適試給每一個地點分配一個子網號碼,
並算出每個主機號碼的最小值和最大值。
參考答案:
答:B類地址前2個比特規定為10,網路號佔14比特,後16比特用於確定主機號,即最多允許16384台主機。
B類地址范圍為128.0.0.0至 191.255.255.255。因此,129.250.0.0是B類IP地址中的一個。題中選用
子網掩碼為255.255.255.0。說明在後16比特中用前8比特劃分子網,最後8比特確定主機,則每個子網
最多有28-2=254台主機。題中說明該單位有4000台機器,分布在16個不同的地點。但沒有說明這16個不
同的地點各擁有多少台機器。如果是「平均」分配在16個子網中,即16個子網中任何一個地點不超過254
台主機數,則選用這個子網掩碼是可以的,如果某個子網中的機器數超過了254台,則選擇這樣的子網
掩碼是不合適的。如果機器總數超過4064台,選擇這樣的子網掩碼也是不合適的。
從以上所選子網掩碼為255.255.255.0可知16個子網的主機共16×254=4064台主機。設計在主機號前網路
地址域和子網中「借用」4個比特作為16個子網地址。這16個地點分配子網號碼可以選用129.250.nnn.0
至129.250.nnn .255,其中nnn可以是0~15,16~31,32~47,48~63,64~79,80~95,96~111,
112~127,128~143,144~159,160~175,176~191,192~207,208~223,224~239,240~255。
可以按這些成組設計子網中的一組或分別選用其中的16個。而每個子網中主機號碼為1至254。
5、簡述下列協議的作用:IP、ARP、RARP和ICMP。
參考答案:
答:IP:IP分組傳送,數據報路由選擇和差錯控制;
ARP:將IP地址映射為物理地址,也稱正向地址解釋;
RARP:將物理地址映射為IP地址,也稱反向地址解釋;
ICMP:IP傳輸中的差錯控制。
6、IP地址為 192.72.20.111,子網掩碼為255.255.255.244,求該網段的廣播地址。
參考答案:
答:子網掩碼的第四位元組為 244,寫成二進制為 11100000。即高位3個1是子網掩碼,23=8 說明共劃分
出八個子網;低位5個0是每個子網的IP地址數,25=32 說明每個子網共有32個IP(可分配給主機的
為 32-2=30)。
各子網的IP范圍是:子網1:0---31;子網2:32--63;子網3:64--95;子網4:96--127;
子網5:128--159;子網6:160--191;子網7:192--223;子網8:224--255。
給定IP 192.72.20.111 的主機地址是 111,在子網4 的范圍內,因此該網段的網路地址是 192.72.20.96,
廣播地址是 192.72.20.127。
第三章 通信子網
一、 填空題
1、目前,雙絞線分為兩類:STP 和 UTP 。
2、10Base-2傳輸距離限制為 185米 。
3、脈沖編碼調制的工作原理包括 采樣、量化、編碼 。
4、衡量數據通信的主要參數有 通信速率、誤碼率 。
5、基帶傳輸中數字數據信號的編碼方式主要有 非歸零編碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼 。
6、交換機具有智能性和快速性的性能特點。
7、水晶頭包括 線芯和水晶頭塑料殼

二、 判斷題
1、對於非同步通信方式,在每傳送一個字元時,都要增加起始位和停止位,表示字元的開始和結束。(√)
2、Switch技術工作在第二層上,當網路站點很多時,容易形成網路上的廣播風暴,導致網路性能下降
以至癱瘓。 (√)
3、路由器是屬於網路層的互連設備。(√)
4、電路交換需要在通信的雙方之間建立一條臨時的專用通道,報文交換不需要建立通道。(√)
5、NRZ編碼在收發的雙方不需要同步。(Ⅹ)
6、
三、單選題
1、網橋是( A )設備。
A. 數據鏈路層 B. 物理層 C. 網路層 D. 傳輸層
2、路由器是( C )設備。
A. 數據鏈路層 B. 物理層 C. 網路層 D. 傳輸層
3、下列傳輸介質中,帶寬最大的是(C )。
A. 雙較線 B. 同軸電纜 C. 光纜 D. 無線
4、數據機的參數為波特率,英文表示為( B )。
A. bbs B. bps C. pbs D. pps
5、在數據包轉發過程中,當TTL值減少到0時,這個數據包必須( B )。
A. 要求重發 B. 丟棄 C. 不考慮 D. 接受
四、多選題
1、計算機網路完成的基本功能是( A、B)。
A、數據處理 B、數據傳輸 C、報文發送 D、報文存儲
2、電路交換的3個階段是(A、B、C)。
A、電路建立 B、數據傳輸 C、電路拆除 D、報文存儲
3、信道復用技術包含如下(A、B、C)方式。
A、頻分復用 B、碼分復用 C、時分復用 D、空分復用
五、簡答題
1、試比較模擬通信方式域數字通信方式的優缺點?
參考答案:
答:信道按傳輸信號的類型分類,可以分為模擬信道與數字信道:
(1)模擬信道
能傳輸模擬信號的信道稱為模擬信道。模擬信號的電平隨時間連續變化,語音信號是典型的
模擬信號。如果利用模擬信道傳送數字信號,必須經過數字與模擬信號之間的變換(A/D變換器),
例如,調制解調過程。
(2)數字信道
能傳輸離散的數字信號的信道稱為數字信道。離散的數字信號在計算機中指由「0」、 「1」
二進制代碼組成的數字序列。當利用數字信道傳輸數字信號時不需要進行變換。數字信道適宜於
數字信號的傳輸,只需解決數字信道與計算機之間的介面問題。
2、簡述網橋如何被用於減少網路交通問題?
參考答案:
答:網橋是一種連接多個網段的網路設備。網橋可以將一個大的網路沖突域劃分為多個小的沖突域
(網段),達到分隔網段之間的通信量,減少網路的傳輸沖突的機會,從而減少網路因沖突造成
的網路擁塞交通問題。
3、簡述在何種情況下用路由器替代已有網橋。
參考答案:
答:(1)當互連同種網路時,隨網路規模的擴大,需避免網路廣播風暴,改善網路性能時;
(2)實現區域網與廣域網得互連;
4、簡述路由表中存儲什麼信息。
參考答案:
答:路由表資料庫包含其他路由器地址及每個端節點的地址和網路狀態信息。
5、

這是我千辛萬苦找到的,呵呵,希望採納!!!

⑹ 計算機網路的體系結構

計算機網路的體系結構

計算機網路體系結構關注三方面內容:網路協議如何分層、各層協議、層間介面。下面是我整理的關於計算機網路的體系結構,希望大家認真閱讀!

一、計算機網路體系結構分層思想

首先,你要對計算機網路有一個模糊的認識---計算機網路是一個十分復雜的系統⊙﹏⊙。看看你電腦上有多少服務,那些服務有著各種協議,小白問度娘都不一定能弄懂。可想而知,對於那些計算機科學家(我覺得當年應該有很多玩通信的工程師吧,臆想而已。對這段歷史感興趣可以參考央視《互聯網時代》)來說,設計一種網路體系結構應該可能也是很難的,復雜度不是一般高啊。

可能你學沒學過匯編語言(Assembly Language),那麼請自行查資料。如果你學過匯編語言,不管學沒學好,從一開始接觸匯編語言你就會有感覺---這是什麼鬼。然後隨著歷史的發展,在匯編語言的基礎上出現了結構化程序設計語言,比如Fortran、Basic、C。這些結構化編程語言有別於上一代的是書上說的出現了"函數"的概念,從此寫代碼有了質的改變。自上而下,分而治之便是結構化程序設計的核心思想。

同樣,對於計算機網路來說也是這種思路。計算機網路體系結構可以看成一個很大的面向過程程序。如果將所有的內容都寫在一個main函數中,那麼這個程序就太尷尬了,到最後都不知道在寫些什麼了,大大加劇了程序設計的復雜度,以及後來程序維護的.復雜度...等等問題。也就是說不採用分治思想的計算機網路協調性差,設計復雜度高,網路通信出錯可能性也陡增。基於此原因,計算機網路體系結構的"分層"思想誕生了。

"分層"思想,通俗將就是常說的"分而治之"。ARPANET設計時提出的"分層"方法可將龐大而復雜的計算機網路問題,轉化為若干個局部的問題,而這些局部問題可以通過研究逐一攻破,那麼計算機之間通信就成為了可能。

二、OSI/RM模型和TCP/IP協議族的較量

1. OSI/RM

OSI/RM是英文Open System Interconnection Reference Model的縮寫,中文翻譯為"開放系統互聯基本參考模型"。在1983年,ISO發布正式文件後,也就有了現在所謂的七層協議的體系。

2. TCP/IP

TCP/IP並不是單一的協議,而是協議族。分為四層:應用層、運輸層、網際層、網路介面層。

OSI/RM和TCP/IP協議的PK中失敗了,究其原因,我認為主要有如下幾點:

1)OSI/RM 模型各層協議之間有重復功能。這就像寫代碼的時候有重復的代碼,上頭就想抽你倆嘴巴子,錢這么好賺么→_→。

2)OSI/RM 模型層數太多。也就是要說要實現網路互聯,你需要的硬體以及軟體就相對會更多。而且數據傳來傳去多了,運行效率也會降低。

3)OSI/RM 那幫人可能是棒通信領域的專家,這玩意比TCP/IP在實現上得多花不少錢。

基於這些事實,TCP/IP成了非法律上國際標準的事實上國際標准。

三、採用分層體系網路原因總結

1)並不是所有的設備都需要這么多層次。計算機網路中不同設備完成的任務不同,需要的功能也不同。除了計算機網路邊緣部分的端系統需要所有層次協議,其餘計算機網路核心部分部分則不需要這么多層次的協議。而且可以想像,多一層次就意味著多了部分硬體和軟體,成本就會增加。

PS:這里兩圖只是為了說明三層交換機比二層交換機價格高,至於高多少還取決於品牌和帶寬等因素。

2)每層設計實現相對獨立的功能,在層次設計(硬體和軟體設計)完成後,只需要提供向上的介面可供上層調用,。這樣做的好處是就像編程中的函數模塊化設計,我們只要知道高手設計的庫函數的API就行了,不需要具體軟體開發再編寫同樣高質量的代碼,從而服務了代碼搬運工。

3)模塊化協議層次大大的好啊。哪好了?雕版印刷術和活字印刷術的區別。如果某一層的技術發生變化後,只要層間介面不變,只要對某層提供的服務進行修改(添加和修改)即可。你想,這可以省多少錢啊。就像你電腦顯示屏壞了,你總不可能去新買個電腦吧,差不多就這意思。

4)降低實現和維護網路難度。如果那種服務不能使用了,那就查提供此種服務對應的那層,而不需再從頭查起。

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⑺ 計算機網路第2章

《計算機網路》第02章在線測試

第一題、單項選擇題(每題1分,5道題共5分)
1、1. 物理層的主要任務是確定與傳輸媒體介面的特性。其中,用於描述不同功能事件出現順序的是物理層的( D)。
A、機械特性 B、功能特性
C、電氣特性 D、過程特性
2、2. 單工通信支持的數據通信是( A)。
A、單一方向 B、多個方向
C、兩個方向且同時 D、兩個方向,非同時
3、3. 碼元速率的單位是波特,它是指(B )。
A、每秒傳送的位元組數 B、每秒傳送的碼元數
C、每秒傳輸的比特數 D、每秒傳送的周期數
4、4. 下列因素中,不會影響信道數據傳輸速率的是(C )。
A、信噪比 B、頻率帶寬
C、信號傳播速度 D、調制速率
5、5. 脈碼調制PCM有兩個互不兼容的國際標准T1和E1。為了有效利用傳輸線路,通常都將多個PCM信號使用復用技術裝成幀。它們所採用的復用技術是( D)。
A、碼分復用CDM B、波分復用WDM
C、頻分復用FDM D、時分復用TDM
第二題、多項選擇題(每題2分,5道題共10分)
1、1. 數據通信系統的模型包括(ABCDE )。
A、源點
B、傳輸系統
C、終點
D、發送器
E、接收器
2、2. 最基本的帶通調制方法有(ACE )。
A、調幅
B、調帶
C、調相
D、調波
E、調頻
3、3. 導向傳輸媒體包括(ACE )。
A、雙絞線
B、微波
C、同軸電纜
D、紅外線
E、光纜
4、4. 物理層的介面的特性包括(BCDE )。
A、介質特性
B、電氣特性
C、功能特性
D、規程特性
E、機械特性
5、5. 常用的信道復用技術有(ABCDE )。
A、頻分復用
B、時分復用
C、碼分復用
D、波分復用
E、統計時分復用
第三題、判斷題(每題1分,5道題共5分)
1、1. 物理層的主要任務是確定與傳輸媒體介面的一些特性。其中,物理層的電氣特性定義了介面引腳的功能。 (F )
正確 錯誤
2、2. 雙絞線只能用於傳輸音頻信號,不能傳輸視頻信號。 (F )
正確 錯誤
3、3. 一個典型的電話信道是4KHZ。電話系統中採用脈沖編碼調制PCM技術。則PCM采樣周期為125μs 。(T )
正確 錯誤
4、4. 波特(Baud)和比特(bit)是兩個不同的概念。但是,它們都是用來表示信息量的單位。( F)
正確 錯誤
5、5. 共有4個站進行CDMA通信,其中A站的碼片序列為(-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1)。現接收站收到的碼片序列為(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)。可以說明,A站發送了數據1。(F )
正確 錯誤

⑻ 計算機網路-網路層-超網

在一個劃分子網的網路中可同時使用幾個不同的子網掩碼。使用變長子網掩碼VLSM(Variable Length Subnet Mask)可進一步提高IP地址資源的利用率。在VLSM的基礎上又進一步研究出無分類編址方法,它的正式名字是 無分類域間路由選擇CIDR (Classless Inter-Domain Routing,CIDR的讀音是「sider'」)。

CIDR最主要的特點有兩個:

(I)CIDR把32位的IP地址劃分為前後兩個部分。前面部分是「網路前綴」(network-prefix)(或簡稱為「前綴」),用來指明網路,後面部分則用來指明主機。因此CIDR使IP地址從三級編址(使用子網掩碼)又回到了兩級編址,但這已是無分類的兩級編址。其記法是:

            IP地址:={<網路前綴>,<主機號>}   (4-3)

CIDR還使用「斜線記法」(slash notation),或稱為CIDR記法,即在IP地址後面加上斜線「/」,然後寫上網路前綴所佔的位數。

(2)CIDR把網路前綴都相同的連續的IP地址組成一個「CIDR地址塊」。我們只要知道CIDR地址塊中的任何一個地址,就可以知道這個地址塊的起始地址(即最小地址)和最大地址,以及地址塊中的地址數。例如,已知IP地址128.14.35.7/20是某CIDR地址塊中的一個地址,現在把它寫成二進製表示,其中的前20位是網路前綴,而後面的12位是主機號:

            128.14.35.7/20= 1000 0000 0000 1110 0010 0011 0000 0111

這個地址所在的地址塊中的最小地址和最大地址可以很方便地得出:找出 地址掩碼(斜線後面的數字個數是掩碼地址1的個數, 20位)中1和0的交界處 發生在地址中的哪一個位元組。現在是在第三個位元組,取後面12 都寫成0是最小地址,寫成1為最大地址。

最小地址:128.14.32.0       1000  0000 0000 1110 0010 0000 0000 0000

最大地址:128.14.47.255   1000 0000 0000 1110 0010 1111 1111 1111

以上這兩個特殊地址的主機號是全0和全1的地址。一般並不使用。通常只使用在這兩個特殊地址之間的地址。 這個地址塊共有2^12個地址(2 的主機號位數次冪) 。我們可以用地址塊中的最小地址和網路前綴的位數指明這個地址塊。例如,上面的地址塊可記為128.14.32.0/20。在不需要指出地址塊的起始地址時,也可把這樣的地址塊簡稱為「/20地址塊」。

為了更方便地進行路由選擇,CIDR使用32位的地址掩碼(address mask)。地址掩碼由一串1和一串0組成,而1的個數就是網路前綴的長度。雖然CIDR不使用子網了,但由於目前仍有一些網路還使用子網劃分和子網掩碼,因此CIDR使用的地址掩碼也可繼續稱為子網掩碼。例如,/20地址塊的地址掩碼是:1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000(20個連續的1)。 斜線記法中,斜線後面的數字就是地址掩碼中1的個數。

在「CIDR不使用子網」是指CIDR並沒有在32位地址中指明若干位作為子網欄位。但分配到一個CIDR地址塊的單位,仍然可以在本單位內根據需要劃分出一些子網。這些子網也都只有一個網路前綴和一台主機號欄位,但子網的網路前綴比整個單位的網路前綴要長些。例如,某單位分配到地址塊/20,就可以再繼續劃分為8個子網(即需要從主機號中借用3位來劃分子網)。這時每一個子網的網路前綴就變成23位(原來的20位加上從主機號借來的3位),比該單位的網銘前綴多了3位。

由於一個CIDR地址塊中有很多地址,所以在路由表中就利用CIDR地址塊來查找目的網路。這種地址的聚合常稱為 路由聚合 (route aggregation),它使得路由表中的一個項目可以表示原來傳統分類地址的很多個(例如上干個)路由, 路由聚合也稱為構成超網 (supemetting)。路由聚合有利於減少路由器之間的路由選擇信息的交換,從而提高了整個互聯網的性能。

CIDR記法有多種形式,例如,地址塊10.0.0.0/10可簡寫為10/10,也就是把點分十進制中低位連續的0省略。另一種簡化表示方法是在網路前綴的後面加一個星號*,如:0000101000*意思是:在星號*之前是網路前綴,而星號◆表示P地址中的主機號,可以是任意值。

前綴位數不是8的整數倍時,需要進行簡單的計算才能得到一些地址信息。表47給出了最常用的CIDR地址塊。表中的K表示2^10=1024,網路前綴小於13或大於27都較少使用。在「包含的地址數」中沒有把全1和全0的主機號除外。

從表4-7可看出,每一個CIDR地址塊中的地址數一定是2的整數次冪。CIDR地址塊多數可以包含多個C類地址(是一個C類地址的2」倍,n是整數),這就是「 構成超網 」這一名詞的來源。

使用CIDR的一個好處就是可以更加有效地分配PV4的地址空間,可根據客戶的需要分配適當大小的CIDR地址塊。假定某ISP已擁有地址塊206.0.64.0/18(相當於有64個C類網路)。現在某大學需要800個IP地址。ISP可以給該大學分配一個地址塊206.0.68.0/22,它包括1024(即2^10)個1P地址,相當於4個連續的C類(/24地址塊),占該ISP擁有的地址空間的1/16。這個大學然後可自由地對本校的各系分配地址塊,而各系還可再劃分本系的地址塊。

從圖4-25可以清楚地看出地址聚合的概念。這個ISP共擁有64個C類網路。如果不採用CIDR技術,則在與該SP的路由器交換路由信息的每一個路由器的路由表中,就需要有64個項目,但採用地址聚合後,就只需用路由聚合後的一個項目206.0.64.0/18就能找到該ISP,同理,這個大學共有4個系,在1SP內的路由器的路由表中,也需使用206.0.68.022這個項目。這個項目好比是大學的收發室。凡寄給這個大學任何一個系的郵件,郵遞員都不考慮大學各個系的地址,而是把這些郵件集中投遞到大學的收發室,然後由大學的收發室再進行下一步的投遞。這樣就減輕了v遞員的工作量(相當於簡化了路由表的查找)。

從圖4-25下面表格中的二進制地址可看出,把四個系的路由聚合為大學的一個路由(即構成超網),是將網路前綴縮短。 網路前綴越短,其地址塊所包含的地址數就越多。而在三級結構的P地址中,劃分子網是使網鉻前綴變長。

在使用CIDR時,由於採用了網路前綴這種記法,IP地址由網路前綴和主機號這兩個部分組成,因此在路由表中的項目也要有相應的改變。這時, 每個項目由「網路前綴」和「下一跳地址」組成 。但是在查找路由表時可能會得到不止一個匹配結果。這樣就帶來一個間題:我們應當從這些匹配結果中選擇哪一條路由呢?

答案是:應當從匹配結果中 選擇具有最長網路前綴的路由 。這叫做 最長前綴匹 配longest-.prefix matching) ,這是因為網鉻前綴越長,其地址塊就越小,因而路由就越具體(more specific)。最長前綴匹配又稱為最長匹配或最佳匹配,為了說明最長前綴匹配的概念。

假定大學下屬的四系希望IS把轉發給四系的數據報直接發到四系面不要經過大學的路由器,但又不願意改變自己使用的P地址塊。因此,在SP的路由器的路由表中,至少要有以下兩個項目,即206.0.68.0/22(大學)和206.0.71.128/25(四系)。現在假定ISP收到一個數據報,其目的IP地址為D=206.0.71.130。把D分別和路由表中這兩個項目的掩碼逐位相「與」(AND操作)。將所得的逐位AND操作的結果按順序寫在下面:

D和 1111 1111 1111 1111 1111 11 00 0000  0000逐位相「與」 = 206.0.68.0/22 匹配

D和 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1 000 0000逐位相「與」 = 206.0.71.128/25 匹配

不難看出,現在同一個IP地址D可以在路由表中找到兩個目的網路(大學和四系)和該地址相匹配。根據 最長前綴(1的位數) 匹配的原理,應當選擇後者,把收到的數據報轉發到後一個目的網路(四系),即選擇兩個匹配的地址中更具體的一個。

從以上的討論可以看出,如果IP地址的分配一開始就採用CIDR,那麼我們可以按網路所在的地理位置來分配地址塊,這樣就可大大減少路由表中的路由項目。例如,可以將世界劃分為四大地區,每一地區分配一個CIDR地址塊:

地址塊194/7(194.0.0.0至195255.255,25)分配給歐洲:

地址塊198/7(198.0.0.0至199.255.255,255)分配給北類洲

地址塊2007(200.0.0.0至201255.255.255)分配給中美洲和南美洲:

地址塊202/7(202.0.0.0至203255.255.255)分配給亞洲和太平洋地區,

上面的每一個地址塊包含有釣3200萬個地址,這種分配地址的方法就使得IP地址與地理位置相關聯。它的好處是可以大大壓縮路由表中的項目數。例如,凡是從中國發往北美的IP數據報(不管它是地址塊198/7中的哪一個地址)都先送交位於美國的一個路由器,因此在路由表中使用一個項目就行了。

使用CIDR後,由於要尋找最長前綴匹配,使路由表的查找過程變得更加復雜了。當路由表的項目數很大時,怎樣設法減小路由表的查找時間就成為一個非常重要的問題。例如,連接路由器的線路的速率為10Gbit/s,而分組的平均長度為2000bit,那麼路由器就應當平均每秒鍾能夠處理500萬個分組(常記為5Mpps)。或者說,路由器處理一個分組的平均時間只有200s(1ns=10^-9秒)。因此,查找每一個路由所需的時間是非常短的。

對無分類編址的路由表的最簡單的查找演算法就是對所有可能的前綴進行循環查找。例如,給定一個目的地址D。對每一個可能的網路前綴長度M,路由器從D中提取前M個位成一個網路前綴,然後查找路由表中的網路前綴。所找到的最長匹配就對應於要查找的路由。

"這種最簡單的演算法的明顯缺點就是查找的次數太多。最壞的情況是路由表中沒有這個路由。在這種情況下,演算法仍要進行32次(具有32位的網路前綴是一個特定主機路由)。就是要找到一個傳統的B類地址(即/16),也要查找16次。對於經常使用的歌認路由,這種演算法都要經歷31次不必要的查找。"

為了進行更加有效的查找,通常是把無分類編址的路由表存放在一種層次的數據結構中,然後自上而下地按層次進行查找。這里最常用的就是 二叉線索 (binary trie),它是一種特殊結構的樹。IP地址中從左到右的比特值決定了從根節點逐層向下層延伸的路徑,而二叉線索中的各個路徑就代表路由表中存放的各個地址。

圖4-26用一個例子來說明二叉線索的結構。圖中給出了5個IP地址。為了簡化二叉線索的結構,可以先找出對應於每一個P地址的唯一前綴(unique prefix)。所謂唯一前綴就是在表中所有的P地址中,該前綴是唯一的。這樣就可以用這些唯一前綴來構造二叉線索。在進行查找時,只要能夠和唯一前綴相匹配就行了。

從二叉線索的根節點自頂向下的深度最多有32層,每一層對應於IP地址中的一位。一個IP地址存入二叉線索的規則很簡單。先檢查IP地址左邊的第一位,如為0,則第一層的節點就在根節點的左下方;如為1,則在右下方。然後再檢查地址的第二位,構造出第二層的節點。依此類推,直到唯一前綴的最後一位。由於唯一前綴一般都小於32位,因此用唯一前綴構造的二叉線索的深度往往不到32層。圖中較粗的折線就是前綴0101在這個二叉線索中的路徑。二叉線索中的小圓圈是中間節點,而在路徑終點的小方框是葉節點(也叫做外部節點)。每個葉節點代表一個唯一前綴。節點之間的連線旁邊的數字表示這條邊在唯一前綴中對應的比特是0或1。

假定有一個IP地址是1001 1011    0111 1010   0000 0000     0000 0000,需要查找該地址是否在此二叉線索中。我們從最左邊查起。很容易發現,查到第三個字元(即前綴10後面的0)時,在二叉線索中就找不到匹配的,說明這個地址不在這個二叉線索中。

以上只是給出了二叉線索這種數據結構的用法,而並沒有說明「與唯一前綴匹配」和「與網路前綴匹配」的關系。顯然,要將二叉線索用於路由表中,還必須使二叉線索中的每一個葉節點包含所對應的網路前綴和子網掩碼。當搜索到一個葉節點時,就必須 將尋找匹配的目的地址和該葉節點的子網掩碼進行逐位「與」運算,看結果是否與對應的網路前綴相匹配 。若匹配,就按下一跳的介面轉發該分組。否則,就丟棄該分組。

總之,二叉線索只是提供了一種可以快速在路由表中找到匹配的葉節點的機制。但這是否和網路前綴匹配,還要和子網掩碼進行一次邏輯與的運算。

「為了提高二叉線索的查找速度,廣泛使用了各種 壓縮技術 。例如,在圖4-26中的最後兩個地址,其最前面的4位都是1011。因此,只要一個地址的前4位是1011,就可以跳過前面4位(即壓縮了4個層次)而直接從第5位開始比較。這樣就可以減少查找的時間。當然,製作經過壓縮的二叉線索需要更多的計算,但由於每一次查找路由表時都可以提高查找速度,因此這樣做還是值得的。」