网络期末复习要点.doc

1. 计算机网络的分类计算机网络可按不同的标准进行分类。 （1）从网络结点分布来看，可分为局域网（Local Area Network，LAN）、广域网（Wide Area Network，WAN）和城域网（Metropolitan Area Network，MAN）。 局域网是一种在小范围内实现的计算机网络，一般在一个建筑物内，或一个工厂、一个事业单位内部，为单位独有。局域网距离可在十几公里以内，信道传输速率可达120Mbps，结构简单，布线容易。广域网范围很广，可以分布在一个省内、一个国家或几个国家。广域网信道传输速率较低，一般小于0.1Mbps，结构比较复杂。城域网是在一个城市内部组建的计算机信息网络，提供全市的信息服务。目前，我国许多城市正在建设城域网。 （2）按交换方式可分为线路交换网络（Circurt Switching）、报文交换网络（Message Switching）和分组交换网络（Packet Switching）。 线路交换最早出现在电话系统中，早期的计算机网络就是采用此方式来传输数据的，数字信号经过变换成为模拟信号后才能在线路上传输。报文交换是一种数字化网络。当通信开始时，源机发出的一个报文被存储在交换器里，交换器根据报文的目的地址选择合适的路径发送报文，这种方式称做存储-转发方式。分组交换也采用报文传输，但它不是以不定长的报文做传输的基本单位，而是将一个长的报文划分为许多定长的报文分组，以分组作为传输的基本单位。这不仅大大简化了对计算机存储器的管理，而且也加速了信息在网络中的传播速度。由于分组交换优于线路交换和报文交换，具有许多优点，因此它已成为计算机网络的主流。 （3）按网络拓扑结构可分为星型网络、树型网络、总线型网络、环型网络和网状网络。2. 计算机网络的构成计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。计算机网络通俗地讲就是由多台计算机（或其它计算机网络设备）通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在一起组成的。总的来说计算机网络的组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是空气）以及相应的应用软件四部分。3. 计算机网络的发展历程一以单计算机为中心的联机终端系统二以通信子网为中心的主机互联三计算机网络体系结构标准化4. 计算机网络的主要性能传输速率，时延，误码率计算机网络的功能主要体现在三个方面：信息交换、资源共享、分布式处理。 信息交换 这是计算机网络最基本的功能,主要完成计算机网络中各个节点之间的系统通信。用户可以在网上传送电子邮件、发布新闻消息、进行电子购物、电子贸易、远程电子教育等。 资源共享 所谓的资源是指构成系统的所有要素,包括软、硬件资源,如：计算处理能力、大容量磁盘、高速打印机、绘图仪、通信线路、数据库、文件和其他计算机上的有关信息。由于受经济和其他因素的制约,这些资源并非(也不可能)所有用户都能独立拥有,所以网络上的计算机不仅可以使用自身的资源,也可以共享网络上的资源。因而增强了网络上计算机的处理能力,提高了计算机软硬件的利用率。 分布式处理 一项复杂的任务可以划分成许多部分,由网络内各计算机分别协作并行完成有关部分,使整个系统的性能大为增强。 .5. 电路交换、数据报交换和虚电路交换的特征报文交换：特点：1不建立专用链路。2线路利用率较高。电子邮件系统（例如E-Mail）适合采用报文交换方式。 分组交换： 有两种方式：1 数据报：类似于报文交换。引入分组拆装设备PAD（Packet Assembly and Disassembly device）。2 虚电路。类似于电路交换。 虚电路与线路交换的区别：逻辑连接并不意味着别的通信不能使用这条线路。它仍然具有线路共享的优点。虚电路与数据报的区别：虚电路意味着可靠的通信，它涉及更多的技术，需要更在的开销。没有数据报方式灵活，效率不如数据报方式高。虚电路适合于交互式通信，数据报方式更适合于单向地传送短信息。（简答） 虚电路可以是暂时的，即会话开始建立，会话结束拆除，这叫虚呼叫；也可以是永久的，即通信双方一开机就自动建立，直到一方（或同时）关机才拆除。这叫永久虚电路。 分组交换的特点：数据包有固定的长度。采用固定的、短的分组相对于报文交换是一个重要的优点。除了交换结点的存储缓冲区可以不些外，也带来了传播时延的减少，分组交换也意味着按分组纠错：发现错误只需重发出错的分组，使通信效率提高。（简答）6. 网络体系结构的概念计算机网络的各层及其协议的集合，成为网络的体系结构。换种说法，计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其构件所应完成的功能的精确定义。总之，体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。7. OSI参考模型的基本内容physical layer层 规定双绞线，同轴电缆的电气性能，就像双绞线，同轴电缆的驱动一样，设备：中继器，HUBlink层 以帧传输，控制流量。设备：网桥，交换机network层 路由器，提供端到端传输transport层 从传输层开始就没有专用设备了，提供可靠端到端传输会话层，表示层，应用层是高层，应用协议都在这三层（http，ftp，pop3），传输单位为报文第7层应用层直接对应用程序提供服务，应用程序可以 变化，但要包括电子消息传输 第6层表示层格式化数据，以便为应用程序提供通用接 口。这可以包括加密服务 第5层会话层在两个节点之间建立端连接。此服务包括 建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设 置，尽管可以在层4中处理双工方式 第4层传输层常规数据递送面向连接或无连接。包括 全双工或半双工、流控制和错误恢复服务 第3层网络层本层通过寻址来建立两个节点之间的连接， 它包括通过互连网络来路由和中继数据 第2层数据链路层在此层将数据分帧，并处理流控制。本层 指定拓扑结构并提供硬件寻址 第1层物理层原始比特流的传输，电子信号传输和硬件接口 数据发送时，从第七层传到第一层，接受方则相反。 上三层总称应用层，用来控制软件方面。 下四层总称数据流层，用来管理硬件。 数据在发至数据流层的时候将被拆分。 在传输层的数据叫段 网络层叫包 数据链路层叫帧 物理层叫比特流 这样的叫法叫PDU （协议数据单元） OSI中每一层都有每一层的作用。比如网络层就要管理本机的IP的目的地的IP。数据链路层就要管理MAC地址（介质访问控制）等等，所以在每层拆分数据后要进行封装，以完成接受方与本机相互联系通信的作用。 交换机和路由器只是工作在第二层和第三层而已，不是在电脑里的，他们是单独的设备，你可以在电脑城买到他们。OSI参考模型只是网络衔接的一个解决方案，跟个人电脑没有什么关系8. 五层协议体系结构的描述应用层应用层是体系结构中的最高层。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。这里的进程就是指正在运行的程序。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理，来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。应用层直接为用户的应用进程提供服务。传输层传输层的任务就是负责主机中两个进程之间的通信。因特网的传输层可使用两种不同协议：即面向连接的传输控制协议TCP，和无连接的用户数据报协议UDP。面向连接的服务能够提供可靠的交付，但无连接服务则不保证提供可靠的交付，它只是“尽最大努力交付”。这两种服务方式都很有用，备有其优缺点。在分组交换网内的各个交换结点机都没有传输层。网络层网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信。在发送数据时，网络层将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在TCP/IP体系中，分组也叫作IP数据报，或简称为数据报。网络层的另一个任务就是要选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。数据链路层当发送数据时，数据链路层的任务是将在网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息、地址信息、差错控制、以及流量控制信息等）。控制信息使接收端能够知道个帧从哪个比特开始和到哪个比特结束。控制信息还使接收端能够检测到所收到的帧中有无差错。物理层物理层的任务就是透明地传送比特流。在物理层上所传数据的单位是比特。传递信息所利用的一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，并不在物理层之内而是在物理层的下面。因此也有人把物理媒体当做第0层。 赞同9. 信道特征的基本概念10. 常见传输介质11. 各种网络拓扑结构的特征网络拓扑结构 1、星形拓扑 星形拓扑是由中央节点和通过点到到通信链路接到中央节点的各个站点组成。 星形拓扑结构具有以下优点： （1）控制简单。 （2）故障诊断和隔离容易。 （3）方便服务。 星形拓扑结构的缺点： （1）电缆长度和安装工作量可观。 （2）中央节点的负担较重，形成瓶颈。 （3）各站点的分布处理能力较低。 2、总线拓扑 总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体，所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上，该公共传输媒体即称为总线。 总线拓扑结构的优点： （1）总线结构所需要的电缆数量少。 （2）总线结构简单，又是无源工作，有较高的可靠性。 （3）易于扩充，增加或减少用户比较方便。 总线拓扑的缺点： （1）总线的传输距离有限，通信范围受到限制。 （2）故障诊断和隔离较困难。 （3）分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能 3、环形拓扑 环形拓扑网络由站点和连接站的链路组成一个闭合环。 环形拓扑的优点： （1）电缆长度短。 （2）增加或减少工作站时，仅需简单的连接操作。 （3）可使用光纤。 环形拓扑的缺点： （1）节点的故障会引起全网故障。 （2）故障检测困难。 （3）环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传达室递的方式，在负载很轻时，信道利用率相对来说就比较低。 4、树形拓扑 树形拓扑从总线拓扑演变而来，形状像一棵倒置的树，顶端是树根，树根以下带分支，每个分支还可再带子分支。 树形拓扑的优点： （1）易于扩展。 （2）故障隔离较容易。 树形拓扑的缺点：各个节点对根的依赖性太大12. 信道复用技术时分复用，频分复用，码分复用，空分复用。使用复用技术是为了区分用户，合理利用所有的频谱资源不浪费。13. 宽带接入技术LAN网： 采用光纤以太网技术，光纤到楼，双绞线入户，是目前网络技术中性能最佳的接入技术，具有带宽高、稳定性高、技术成熟的特点。 HFC 接入： HFC 技术 主要是利用有线电视的同轴电缆，经双向改造后，可以承载双向调制信号。用户添加一个电缆调制解调器，就可以通过有线电视电缆上网。 HFC 网可提供原有的有线电视业务及话音、数据以及其他交互型业务。 XDSL 接入： DSL 技术是基于双绞铜线（ 普通电话线） 的宽带 上网技术， 包括 HDSL 、ADSL 、 VDSL 等，其中以 ADSL 较为普及。 普通电话线经改造后，用户需添加一个 ADSL 调制解调器 ，就可以通过电话线上网。ADSL是一种非对称的数字用户环路，即用户线的上行速率和下行速率不同，根据用户使用各种多媒体业务的特点，上行速率较低，下行速率则比较高，特别适合传输多媒体信息业务。ADSL通过对不同的业务和上下行信号采用频分复用方式，实现了在一对普通电话线上同时传送一路高速下行单向数据、一路双向较低速率的数据以及一路模拟电话信号，可直接利用用户现有的电话线路，在线路两侧各安装一台ADSL调制解调器即可。在普通电话双绞线上，ADSL的典型的上行速率为16640kbit/s，下行速率为1.5448.192Mbit/s，传输距离为36km，有关ADSL的标准有ANSI的T1E1.4和ITUT的G.922.2、G.992.1等。ADSL除可提供电话业务外，还能提供多种宽带业务，如基于MPEG1甚至MPEG2的交互式视频应用、Internet高速接入、局域网互联等，在未来几年内，ADSL接入技术将是终端用户主要的宽带接入方式。ISDN 接入： ISDN 技术 是利用传统电话线的窄带上网技术。用户需添加一个专用的用户端设备，就可以通过电话线上网。 ISDN 技术将通信和数据处理结合起来，用户可以同时上网、打电话。14. 数据链路层：封装成帧；透明传输；差错检测数据链路层最重要的作用就是：通过一些数据链路层协议(即链路控制规程)，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。再具体些，可将数据链路层的主要功能归纳如下： 1链路管理：当网络中的两个结点要进行通信时，数据的发方必须确知收方是否已经处在准备接收的状态。为此，通信的双方必须先要交换一些必要的信息。或者用我们的术语，必须先建立一条数据链路。同样地，在传输数据时要维持数据链路，而在通信完毕时要释放数据链路。数据链路的建立、维持和释放就叫做链路管理。 2帧同步：在数据链路层，数据的传送单位是帧。数据一帧一帧地传送，就可以在出现差错时，将有差错的帧再重传一次，而避免了将全部数据都进行重传。帧同步指的是收方如何从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束。 3流量控制：发方发送数据的速率必须使收方来得及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方发送数据的速率。 4差错控制：在计算机通信中，一般都要求有极低的比特差错率。为此，广泛地采用了编码技术。编码技术有两大类。一类是前向纠错，即收方收到有差错的数据帧时，能够自动将差错改正过来。这种方法的开销较大，不适合于计算机通信。另一类是检错重发，即收方可以检测出收到的帧中有差错(但并不知道是哪几个比特错了)。于是就让发方重复发送这一帧，直到收方正确收到这一帧为止。这种方法在计算机通信中是最常用的。本章所要讨论的协议，都是采用检错重发这种差错控制方法。为了防止发送方等待收方应答时出现等待死锁，还将提供超时控制机制。重发帧后，为了防止收方收到重复帧，通常为帧给定一个帧序号。 5区分数据和控制信息：由于数据和控制信息都是在同一信道中传送，而在许多情况下，数据和控制信息处于同一帧中。因此一定要有相应的措施使收方能够将它们区分开来。 6透明传输：简单的说，透明传输就是发送方发送什么的数据，不管数据传输过程是如何实现的接收方将收到什么样的数据。更确切地说，所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。当所传数据中的比特组合恰巧出现了与某一个控制信息完全一样时，必须采取适当的措施，使收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。这样才能保证数据链路层的传输的透明的。 7寻址：在多点连接的情况下，必须保证每一帧都能送到正确的目的站。收方也应当知道发方是哪一个站。 点对点协议PPP点对点协议（PPP） 为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。PPP 最初设计是为两个对等节点之间的 IP 流量传输提供一种封装协议。在 TCP-IP 协议集中它是一种用来同步调制连接的数据链路层协议（OSI 模式中的第二层），替代了原来非标准的第二层协议，即 SLIP。除了 IP 以外 PPP 还可以携带其它协议，包括 DECnet 和 Novell 的 Internet 网包交换（IPX）。 PPP 主要由以下几部分组成： 封装：一种封装多协议数据报的方法。PPP 封装提供了不同网络层协议同时在同一链路传输的多路复用技术。PPP 封装精心设计，能保持对大多数常用硬件的兼容性。 链路控制协议：PPP 提供的 LCP 功能全面，适用于大多数环境。LCP 用于就封装格式选项自动达成一致，处理数据包大小限制，探测环路链路和其他普通的配置错误，以及终止链路。LCP 提供的其他可选功能有：认证链路中对等单元的身份，决定链路功能正常或链路失败情况。 网络控制协议：一种扩展链路控制协议，用于建立、配置、测试和管理数据链路连接。 配置：使用链路控制协议的简单和自制机制。该机制也应用于其它控制协议，例如：网络控制协议（NCP）。 为了建立点对点链路通信，PPP 链路的每一端，必须首先发送 LCP 包以便设定和测试数据链路。在链路建立，LCP 所需的可选功能被选定之后，PPP 必须发送 NCP 包以便选择和设定一个或更多的网络层协议。一旦每个被选择的网络层协议都被设定好了，来自每个网络层协议的数据报就能在链路上发送了。 链路将保持通信设定不变，直到有 LCP 和 NCP 数据包关闭链路，或者是发生一些外部事件的时候（如，休止状态的定时器期满或者网络管理员干涉）。15. CSMA/CD技术描述CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）即载波监听多路访问/冲突检测方法 在以太网中，所有的节点共享传输介质。如何保证传输介质有序、高效地为许多节点提供传输服务，就是以太网的介质访问控制协议要解决的问题。目录 CSMA/CD是一种争用型的介质访问控制协议。它起源于美国夏威夷大学开发的ALOHA网所采用的争用型协议，并进行了改进，使之具有比ALOHA协议更高的介质利用率。另一个改进是，对于每一个站而言，一旦它检测到有冲突，它就放弃它当前的传送任务。换句话说，如果两个站都检测到信道是空闲的，并且同时开始传送数据，则它们几乎立刻就会检测到有冲突发生。它们不应该再继续传送它们的帧，因为这样只会产生垃圾而已；相反一旦检测到冲突之后，它们应该立即停止传送数据。快速地终止被损坏的帧可以节省时间和带宽。 CSMA/CD控制方式的优点是： 原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位 ，不需集中控制，不提供优先级控制。但在网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降。 CSMA/CD应用在 OSI 的第二层 数据链路层 它的工作原理是: 发送数据前 先监听信道是否空闲 ,若空闲 则立即发送数据.在发送数据时,边发送边继续监听.若监听到冲突,则立即停止发送数据.等待一段随机时间,再重新尝试. CSMA/CD采用IEEE 802.3标准。 它的主要目的是：提供寻址和媒体存取的控制方式，使得不同设备或网络上的节点可以在多点的网络上通信而不相互冲突。编辑本段二、进阶篇：CSMA/CD控制规程： 控制规程的核心问题：解决在公共通道上以广播方式传送数据中可能出现的问题（主要是数据碰撞问题） 控制过程包含四个处理内容：侦听、发送、检测、冲突处理 （1） 侦听： 通过专门的检测机构，在站点准备发送前先侦听一下总线上是否有数据正在传送（线路是否忙）？ 若“忙”则进入后述的“退避”处理程序，进而进一步反复进行侦听工作。 若“闲”，则一定算法原则（“X坚持”算法）决定如何发送。 （2） 发送： 当确定要发送后，通过发送机构，向总线发送数据。 （3） 检测： 数据发送后，也可能发生数据碰撞。因此，要对数据边发送，边检测，以判断是否冲突了。（参5P127图） （4）冲突处理： 当确认发生冲突后，进入冲突处理程序。有两种冲突情况： 侦听中发现线路忙 发送过程中发现数据碰撞 若在侦听中发现线路忙，则等待一个延时后再次侦听，若仍然忙，则继续延迟等待，一直到可以发送为止。每次延时的时间不一致，由退避算法确定延时值。 若发送过程中发现数据碰撞，先发送阻塞信息，强化冲突，再进行侦听工作，以待下次重新发送（方法同）6）CSMA控制规程的特征 简单 具有广播功能 平均带宽： f = F / n 绝对平等，无优先级 低负荷高效，高负荷低效 延时时间不可预测 传输速率与传输距离为一定值16. 网桥的工作原理网桥的基本工作原理 数据链路层互联的设备是网桥(bridge),在网络互联中它起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用，用来实现多个网络系统之间的数据交换。 网桥的基本特征 1.网桥在数据链路层上实现局域网互连； 2.网桥能够互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络； 3.网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互连的网络之间的通信； 4.网桥需要互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议； 5.网桥可以分隔两个网络之间的广播通信量，有利于改善互连网络的性能与安全性。 网桥的工作过程 网桥最常见的用法是用于连接两个局域网，下图给出了两个局域网通过网桥互联的工作原理。 网桥的基本分类 网桥按照其路由表的建立方法分为两类 -透明网桥（transparent bridge） -源路选网桥（source routing bridge） 透明网桥的主要特点 透明网桥由各个网桥自己来决定路由选择，局域网上的各结点不负责路由选择，网桥对于互连局域网的各结点来说是“透明”的； 透明网桥一般用在两个使用同样的MAC层协议的网段之间的互连。例如连接两个Ethernet网段，或两个令牌环网； 透明网桥的最大优点是容易安装，是一种即插即用设备17. 虚电路服务和数据报服务组交换是在报文交换和线路交换基础上发展起来的技术，结合了两者的优点。分组交换采用两种不同的方法来管理被传输的分组流：数据报和虚电路。数据报（Datagram) 面向无连接的数据传输,工作过程类似于报文交换。采用数据报方式传输时，被传输的分组称为数据报。数据报的前部增加地址信息的字段，网络中的各个中间结点根据地址信息和一定的路由规则，选择输出端口，暂存和排队数据报，并在传输媒体空闲时，发往媒体乃至最终站点。当一对站点之间需要传输多个数据报时，由于每个数据报均被独立地传输和路由，因此在网络中可能会走不同的路径，具有不同的时间延迟，按序发送的多个数据报可能以不同的顺序达到终点。因此为了支持数据报的传输，站点必须具有存储和重新排序的能力。虚电路（Virtual Circuit)的概念虚电路是面向连接的数据传输，工作过程类似于线路交换，不同之处在于此时的电路是虚拟的。采用虚电路方式传输时，物理媒体被理解为由多个子信道（称之为逻辑信道LC）组成，子信道的串接形成虚电路（VC），利用不同的虚电路来支持不同的用户数据的传输。2、采用虚电路进行数据传输的过程（1）虚电路建立：发送方发送含有地址信息的特定的控制信息块（如：呼叫分组），该信息块途经的每个中间结点根据当前的逻辑信道（LC）使用状况，分配LC，并建立输入和输出LC映射表，所有中间结点分配的LC的串接形成虚电路（VC）。虚电路构造和数据传输示意图（2）数据传输：站点发送的所有分组均沿着相同的VC传输，分组的发收顺序完全相同；（3）虚电路释放：数据传输完毕，采用特定的控制信息块（如：拆除分组），释放该虚电路。通信的双方都可发起释放虚电路的动作。由于虚电路的建立和释放需要占用一定的时间，因此虚电路方式不适合站点之间具有频繁连接和交换短小数据的应用，例如：交互式的通信数据包也是经常提到的，网络层的传输单位是数据包，还有什么丢包，包过滤啦。那我要问，"数据报"和"数据包"是同一个东西？分组是不是数据包？虚电路数据交换方式下是数据包作为传输单位吗？18. 中间设备：转发器；网桥；路由器1.转发器工作在物理层 2.网桥或桥接器工作在数据链路层。 3.路由器工作在网络层 4.网关工作在应用层转发器 一层设备， 其实就是中继器，它是用来将信号放大的，远距离传输时，信号会衰减，所以需要加一个中继器，这样可以传输的更远。网 桥 二层设备， 网桥具有学习功能，它可以根据第二层地址mac来转发帧，在数据通过网桥时，网桥会根据mac来决定是否转发。路由器 三层设备，可以根据IP地址进行路径选择和包交换。主要用来路由选择。网 关 多层设备或者三层设备 ，网关有多重意思，一种是指 不同网段间的网关，即通信网关。其设备可以是路由器，也可以是三层交换机。另一种是 应用网关。应用网关在应用层上进行协议转换。并且可以细分：有信令网关，中继网关，还有接入网关等，你可以参考百科19. IP地址的结构与表示方法IP地址为（32）位二进制数，通常采用（点分十进制）表示方法，分为（网络标识）、（主机标识）两个层次组成20. IP地址的分类IP地址的结构CP/IP网络使用32位长度的地址以标识一台计算机和同它相连的网络，它的格式为：IP地址=网络地址 + 主机地址IP地址是通过它的格式分类的，它有四种格式：A类、B类、C类、D类。如下所示格式 位数 主机地址 A类 0网络（7位）主机地址（24位）B类 10 网络（14位） 主机地址（16位） C类 110 网络（21位） 主机地址（8位） D类 1110 多路通信地址（28位） 未来的格式 11110 将来使用 这样，A类地址空间为0-127，最大网络数为126，最大主机数为16,777,124；B类地址空间为128-191，最大网络数为16384，最大主机数为65,534；C类地址空间为192-223，最大网络数为2,097,152，最大主机数为254；D类地址空间为224-254。用来标识和区别网络中的计算机，IP4 采用32位二进制 表示IP地址，采用点分十进制的显示方式分为A,B，C，D，E 5类21. IP地址和硬件地址的比较所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。按照TCP/IP协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比特换算成字节，就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“”，这么长的地址，人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。于是，上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记忆得多。 Internet 上的每台主机(Host)都有一个唯一的IP地址。IP协议就是使用这个地址在主机之间传递信息，这是Internet 能够运行的基础。IP地址的长度为32位，分为4段，每段8位，用十进制数字表示，每段数字范围为0255，段与段之间用句点隔开。例如159.226.1.1。IP地址有两部分组成，一部分为网络地址，另一部分为主机地址。IP地址分为A、B、C、D、E5类。常用的是B和C两类。 TCP/IP协议需要针对不同的网络进行不同的设置，且每个节点一般需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”。不过，可以通过动态主机配置协议（DHCP），给客户端自动分配一个IP地址，避免了出错，也简化了TCP/IP协议的设置。互联网上的IP地址统一由一个叫“IANA”（Internet Assigned Numbers Authority，互联网网络号分配机构）的组织来管理。 硬件地址就是我们常说的MAC地址，这个地址就像你的身份证一样是世界上唯一的，在设备出厂的时候就打在设备的芯片里了，是按照国际上的标准和规定统一的格式，这个地址是永远不变的，同一型号的两个设备硬件地址也不同，局域网内有多种寻找硬件地址的方法，而路由有一个最大的特点就是通过广播把他下面的所有PC机或者是交换机，或者是路由器的MAC自动加入到他的分配表里面，这样才去给他们分配IP地址，是先获取其实际的MAC地址后，按MAC地址去分配IP地址，路由有自动学习的功能。22. IP地址和硬件地址的必要性硬件地址（MAC地址）是定义在数据链路层的主机地址，而IP地址是定义在网络层上的主机地址。IP是给路由和人看的，MAC是给交换机看的23. 子网划分及其应用IP地址是32位的二进制数值，用于在TCP/IP通讯协议中标记每台计算机的地址。通常我们使用点式十进制来表示，如192.168.0.5等等。 每个IP地址又可分为两部分。即网络号部分和主机号部分：网络号表示其所属的网络段编号，主机号则表示该网段中该主机的地址编号。按照网络规模的大小，IP地址可以分为A、B、C、D、E五类，其中A、B、C类是三种主要的类型地址，D类专供多目传送用的多目地址，E类用于扩展备用地址。A、B、C三类IP地址有效范围如下表： 类别 网络号 /占位数 主机号 /占位数 用途 A 1126 / 8 0255 0255 1254 / 24 国家级 B 128191 0255 / 16 0255 1254 / 16 跨过组织 C 192223 0255 0255 / 24 1254 / 8 企业组织 随着互连网应用的不断扩大，原先的IPv4的弊端也逐渐暴露出来，即网络号占位太多，而主机号位太少，所以其能提供的主机地址也越来越稀缺，目前除了使用NAT在企业内部利用保留地址自行分配以外，通常都对一个高类别的IP地址进行再划分，以形成多个子网，提供给不同规模的用户群使用。 这里主要是为了在网络分段情况下有效地利用IP地址，通过对主机号的高位部分取作为子网号，从通常的网络位界限中扩展或压缩子网掩码，用来创建某类地址的更多子网。但创建更多的子网时，在每个子网上的可用主机地址数目会比原先减少。 子网掩码是标志两个IP地址是否同属于一个子网的，也是32位二进制地址，其每一个为1代表该位是网络位，为0代表主机位。它和IP地址一样也是使用点式十进制来表示的。如果两个IP地址在子网掩码的按位与的计算下所得结果相同，即表明它们共属于同一子网中。 在计算子网掩码时，我们要注意IP地址中的保留地址，即“ 0”地址和广播地址，它们是指主机地址或网络地址全为“ 0”或“ 1”时的IP地址，它们代表着本网络地址和广播地址，一般是不能被计算在内的。 下面就来以实例来说明子网掩码的算法： 对于无须再划分成子网的IP地址来说，其子网掩码非常简单，即按照其定义即可写出：如某B类IP地址为 10.12.3.0，无须再分割子网，则该IP地址的子网掩码为255.255.0.0。如果它是一个C类地址，则其子网掩码为 255.255.255.0。其它类推，不再详述。下面我们关键要介绍的是一个IP地址，还需要将其高位主机位再作为划分出的子网网络号，剩下的是每个子网的主机号，这时该如何进行每个子网的掩码计算。 一、利用子网数来计算 在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。 1)将子网数目转化为二进制来表示 2)取得该二进制的位数，为 N 3)取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的的前N位置 1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。 如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网： 1)27=11011 2)该二进制为五位数，N = 5 3)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置 1，得到 255.255.248.0 即为划分成 27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。 二、利用主机数来计算 1)将主机数目转化为二进制来表示 2)如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个IP地址），则取得该主机的二进制位数，为 N，这里肯定 N<8。如果大于254，则 N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。 3)使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为 0，即为子网掩码值。 如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台： 1) 700= 2)该二进制为十位数，N = 10 3)将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置 1，得到255.255.255.255 然后再从后向前将后 10位置0,即为： . 即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。 下面列出各类IP地址所能划分出的所有子网，其划分后的主机和子网占位数，以及主机和子网的（最大）数目，注意要去掉保留的IP地址(即划分后有主机位或子网位全为“0”或全为“1”的)： 24. 无类别域间路由及超网的应用类别域间路由（CIDR） CIDR是开发用于帮助减缓IP地址和路由表增大问题的一项技术。CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类域间路由）的基本思想是取消IP地址的分类结构，将多个地址块聚合在一起生成一个更大的网络，以包含更多的主机。CIDR支持路由聚合，能够将路由表中的许多路由条目合并为成更少的数目，因此可以限制路由器中路由表的增大，减少路由通告。同时，CIDR有助于IPv4地址的充分利用。CIDR叫做无类域间路由,ISP常用这样的方法给客户分配地址,ISP提供给客户1个块(block size),类似这样:192.168.10.32/28,这排数字告诉你你的子网掩码是多少,/28代表多少位为1,最大/32.但是你必须知道的1点是:不管是A类还是B类还是其他类地址,最大可用的只能为30/,即保留2位给主机位。ip子网划分实例 子网划分有两种方式，按主机数，如下面的例子，另一种方法是按网络数 不管哪一种方法都离不开经典公式2N-2>=n 如果按主机划分：N为0的个数，n为主机数 如果按网络划分：N为1的个数，n为网络数 实例： 把一个大网缩小为若干小网，叫子网，而要把一个或几个小网扩大为一个大网，叫超网，后者一般应用于电信等其它领域，我们不作讨论。 划分IP子网，有利于我们搞好系统维护，合理配置系统资源，减少资源浪费超网地址规划又成地址汇聚，在实际应用中一般是为了减轻路由表的负载故引进地址汇聚的概念(超网) 在超网地址规划的过程中要遵循的原则是：所有符合要求的IP地址必须包含进去，不能随意性的规划。但同时保证不能包括不在规划范围的其他的IP地址25. 路由器协议：RIP协议；OSPF协议rip协议是距离矢量路由选择协议，它选择路由的度量标准（metric)是跳数，最大跳数是15跳，如果大于15跳，它就会丢弃数据包。 ospf协议是链路状态路由选择协议，它选择路由的度量标准是带宽，延迟。 26. TCP协议的特征TCP/IP的特点 TCP/IP协议有一些重要的特点，以确保在特定的时刻能满足一种重要的需求，即世界范围的数据通信。其特点包括： ·开放式协议标准。可免费使用，且与具体的计算机硬件或操作系统无关。由于它受 到如此广泛的支持，因而即使不通过Internet 通信，利用TCP/IP来统一不同的硬件 和软件也是很理想的。 ·与物理网络硬件无关。这就允许TCP/IP可以将