㈠ 计算机网络(2)| 物理层
首先要知道的是,物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体。因为现在的计算机网络中的硬件设备和传输媒体的种类非常的多。而物理层的作用就是要尽可能地屏蔽掉这些不同的差异,从而使得物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异,这样就可以让数据链路层“安心”的完成自己的本职工作而不必考虑网络的具体传输媒体和通信手段是什么。
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体接口有关的一些特性,即以下几个方面:
(1) 机械特性 :指明接口所用的接线器的形状与尺寸,引脚数目和排列,固定和锁定装置等等
(2) 电气特性 :指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
(3) 功能特性 :指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
(4) 过程特性 :指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
因为物理连接的方式有很多,所以具体的物理协议的种类也有很多,从而传输媒体的种类也是非常之多,所以在介绍物理层时,我们应该先对“接口与通信”有一定的了解。
一个通信系统可以划分为三大部分,即 源系统 , 传输系统 和 目的系统 。
首先介绍源系统,源系统一般包括以下两个部分:
源点: 源点设备产生要传输的数据,例如从计算机的键盘输入汉字,计算机产生输出的数字比特流。源点又称为 源站 或者 信源 。
发送器: 通常源点生成的数字比特流要通过发送器编码后才能够在传输系统中进行传输。最典型的发送器就是调制器,现在的很多计算器使用的都是内置的解调器(包括调制器和解调器)。
目的系统一般也包括以下两个部分:
接收器: 接收传输系统传送过来的信号,并把它转换为能够被目的设备处理的信息。典型的接收器就是解调器,
终点: 终点设备从接收器获取传送来的数字比特流,然后把信息输出。终点又称为 目的站 或者 信宿 。
在源系统和目的系统之间的传输系统可以是简单的传输线,也可以是连接在源系统和目的系统之间的复杂网络系统。
然后我们要来辨别一下下面的常用术语:
消息: 指语音,文字,图像等等。
数据: 指使用特定方式表示的信息,通常是有意义的符号序列。这种信息的表示可用计算机或其他机器处理或者产生。
信号: 指数据的电气或电磁的表现。
根据信号中代表消息的参数的取值方式不同,信号可以分为以下两大类:
(1)模拟信号: 代表消息的参数的取值是连续的。
(2)数字信号: 代表消息的参数的取值是离散的。
信道 是用来表示向某一个方向传送消息的媒体,一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
从通信的双方信息交互的方式来看,可以有以下三种基本方式:
(1)单向通信: 又称为单工通信,即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。无线电广播或有线电广播就是这种类型。
(2)双向交替通信: 又称为半双工通信,即通信双方都可以发送消息,但不能双方同时发送(也不能同时接收)。这种通信方式是一方发送另一方接收。
(3)双向同时通信: 也称为全双工通信,即通信双方都可以同时发送和接收消息。
来自信源的信号称为 基带信号 。像计算机输出的代表各种文字或文件的数据信号都属于基带信号。由于基带信号往往包含有较多的低频成分和直流成分,但是许多信道并不能传输这种低频分量或是直流分量。所以为了解决这一问题,就必须对基带信号进行 调制 。
调制主要是分为两大类。一类是对基带信号的波形进行变换,使它能够与信道的特征相适应,但是变换后的信号仍然是基带信号,这一类的调制称为 基带调制 ,这一过程也被称为编码。还有一类调制则是需要使用载波进行调制,将基带信号的频率范围搬移到较高的频段,并转换为模拟信号,这样就能更好的在模拟信道中传输,经过载波调制的信号称为带通信号,而使用载波的调制称为 带通调制 。
不归零制: 正电平代表1,负电平代表0。
归零制: 正脉冲代表1,负脉冲代表0。
曼彻斯特编码: 位周期中心的向上跳变代表0,位周期中心的向下跳变代表1,但是也可以反过来定义。
差分曼彻斯特编码: 在每一位的中心处始终有跳变。位开始边界有跳变代表0,而位开始边界没有跳变代表1。
调幅(AM): 即载波的振幅随着基带数字信号而变化。例如,0或1分别对应于无载波或有载波的输出。
调频(FM): 即载波的频率随着基带数字信号而变化。例如,0或1分别对应于频率的 f1 或 f2 。
调相(PM): 即载波的初始相位随着基带数字信号而变化。例如,0或1分别对应于相位0度或180度。
当然,有时为了达到更高的信息传输速率,也必须采用技术上更为复杂但传输效果更好的混合调制方法,例如正交振幅调制等等。
限制信息在信道上的传输速率的因素主要是以下两个。
(1)信道能够通过的范围频率
具体信道所能通过的频率范围总是有限的。信号中的许多高频分量往往不能通过信道,就是因为它的频率超过了信道所能承受的最大频率,因此就会造成失真现象。
(2)信噪比
噪声存在于所有的电子设备和通信信道中。由于噪声是随机产生的,因此它的瞬时值有时会很大,所以噪声会使接收端对码元的判决产生错误。但是噪声的影响是相对的,当信号较强时,噪声的影响就相对较小。所以我们就要了解到 信噪比 的概念。信噪比就是指信号的平均功率和噪声的平均功率之比,单位是分贝:
W是带宽,S是信道内所传信号的平均功率,N为信道内高斯噪声的功率。香农公式指出:信道的带宽或者信噪比越大,则信息的极限传输速率就越高。
传输媒体也称传输介质或传输媒介。传输媒体大致可以分为两大类: 导引型传输媒体和非导引型传输媒体 。下面来具体介绍。
双绞线就是指将两根互相绝缘的铜导线并排放在一起,然后用规则的方法绞合起来。绞合可以减少对相邻导线的电磁干扰。电话系统是使用双绞线最多的地方,从用户电话机到交换机的双绞线称为 用户线 。
模拟传输和数字传输都会用到双绞线,其通信距离一般是为几到几十公里。
为了提高双绞线的对抗电磁干扰能力,可以在双绞线外面再加一层用金属丝编织而成的屏蔽层,这就是屏蔽双绞线。,简称为 STP 。
同轴电缆内由导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层组成。由于其特有的构造,所以同轴电缆有着良好的抗干扰特性,被广泛用于传输较高速率的数据。目前同轴电缆主要用在有线电视网的信号传输当中。它的带宽是取决于它的质量的。
光纤是光缆通信的传输媒体,由于可见光的频率非常之高,因此一个光纤通信系统的传输带宽远远大于目前其他各种传输媒体的带宽。
当光纤从高折射率的传输媒体到低折射率的传输媒体时,其折射角就会大于入射角。因此如果当入射角足够大时,就会产生全反射,光也就能沿着光纤传输下去。
正是由于上面的原理,所以只要将入射角的角度把握好,就能够产生全反射来进行传输,这也就是光纤传输的原理。
光纤不仅具有通信容量大的特点,还有其他的一些特点:
1.传输损耗小。
2.抗雷电和电磁干扰性能好。
3.无串音干扰,保密性很高。
4.体积小,重量轻。
我们将自由空间称为非导引型传输媒体,简单来说就是指无线传输。无线传输可以使用的频段很广,人们已经利用了好几个波段来进行通信,但是紫外线以及更高的波段现在暂时还是不能用于通信。
短波通信(高频通信)主要是靠电离层的反射来进行传输。但是短波信道的通信质量较差,传输速率较低。
无线电微波通信在数据通信中占有重要的地位。微波在空间中主要是以直线传播。传统的微波通信主要有两种方式,即 地面微波接力通信和卫星通信 。
要使用某一段无线电频谱进行通信,通常必须得到本国政府有关无线电频谱管理机构的许可证。但是也有一些无线电频段是可以自由使用的。例如ISM,各国的ISM标准可能略有差异。
复用是通信中的基本概念,它是指允许用户使用一个共享信道来进行通信,达到降低成本,提高利用率的效果。
先来介绍 频分复用FDM ,频分复用是指将带宽分为多份,用户在分到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用着这一条频带,也就是说频分复用的用户是在同样的时间占用不同的带宽资源。
然后是 时分复用TDM ,它是指将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM帧)。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙。而每一个用户所占用的时隙是周期性地出现(其周期就是TDM帧的长度)。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。
最后是 统计时分复用STDM ,它是有一点类似于TDM的,只是STDM帧不是固定分配时隙,而是按需动态的分配时隙。因此统计时分复用可以提高线路的利用率。
波分复用WDM 就是光的频分复用,也就是使用一根光纤来同时传输多个光载波信号。
码分复用CDM 是另一种共享信道的方法。而人们更常使用码分多址CDMA来称呼它。这种复用方式的具体做法是可以让每一个用户在同样的时间使用同样的频带进行通信,由于各个用户使用经过特殊的不同码型,因此各用户之间不会造成干扰。而且通过这种方式发送的信号具有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不容易被他人发现。
码分复用的工作原理是将每一个比特时间再划分为m个短的间隔,称之为码片。一般情况下m的值是64或128。
使用CDMA的每一个站被指派一个唯一的m bit码片序列。一个站如果要发送比特1,则发送它自己的m bit码片序列。如果要发送比特0,则发送该码片序列的二进制反码。举例来说:
有时为了方便起见,我们会将码片中的0写为-1,1写为+1。
现假定S站要发送信息的数据率为b bits/s,由于每一个比特要转换成m个比特的码片,因此S站实际上发送的数据率提高到mb bit/s,同时S站所占用的频带宽度也提高到原来数值的m倍。这种方式就是 扩频 的一种。扩频通信通常有两大类,一种是直接序列扩频DSSS,另一种是跳频扩频FHSS。
CDMA系统的重要特点是每个站分配的码片序列不仅必须各不相同,并且还必须互相正交,并且在实用的系统中是使用伪随机码序列。
在早期的电话网当中,从电话局到用户电话机的用户线采用最廉价的双绞线电缆,而长途干线采用的是频分复用FDM的模拟传输方式。由于数字通信与模拟通信相比,无论数传输质量上还是从经济上都有明显的优势,所以现在长途干线大都采用时分复用PCM的数字传输方式。
但是早期的数字传输系统有着许多的缺点,其中最主要的是以下两个:
(1)速率标准不统一: 由于历史的原因,多路复用的速率体系有两个互不兼容的国际标准。所以国际范围的基于光纤高速数据传输就很难实现。
(2)不是同步传输: 在过去各国的数字网主要是采用准同步的方式,所以当数据传输速率很高时,收发双方的时钟同步就成为很大的问题。
所以为了解决这些问题,美国推出了一个数字传输标准,叫做同步光纤网SONET。整个的同步网络的各级时钟都来自一个非常精确的主时钟。同时,SONET为光纤传输系统定义了同步传输的线路速率等级结构:
宽带的接入技术主要包括有线宽带接入和无线宽带接入。在这里先来介绍有线宽带接入。
ADSL技术的全称是非对称数字用户线技术,具体指的是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造,使它能够承载宽带数字业务。具体来说ADSL技术就是把0-4 kHZ这一段低端频谱留给传统电话使用,而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。
ADSL的 传输距离 取决于数据率和用户线的线径(用户线越细,信号传输时的衰减就越大)。而ADSL所能得到的最高数据传输速率还与实际的用户线上的信噪比密切相关。
ADSL在 数据率 方面由于用户在线的具体条件相差较大,因此ADSL采用自适应调制技术使用户线能够传送尽可能高的数据率。当ADSL启动时,用户线两端的ADSL调制解调器就测试可用的频率、各子信道受到干扰的情况以及在每一个频率上测试信号的传输质量。但是ADSL不能保证固定的数据率,所以对于用户线很差的甚至无法开通ADSL。
基于ADSL的接入网由以下三大部分组成:数字用户线接入复用器,用户线和用户家中的一些设施。
ADSL技术也在发展,现在已经有了更高速率的ADSL标准,称之为 第二代ADSL ,第二代ADSL改进的地方主要是:
1. 通过提高调制效率得到了更高的数据率。
2. 采用了无缝速率自适应技术SRA,可在运营中不中断通信和不产生误码的情况下,自适应的调整数据率。
3. 改善了线路质量评测和故障定位功能。
HFC网是目前覆盖面很广的有线电视网CATV的基础上开发的一种居民宽带接入网,除了可以传送CATV外,还能提供电话、数据和其他宽带交互型业务。
为了提高传输的质量,HFC网将原有线电视网中的同轴电缆主干部分改换为光纤,而光纤从头端连接到光纤结点,在光纤结点光信号被转换为电信号,最后信号被送到每一个用户的家庭。
FTTx是一种实现宽带居民接入网的方案,代表多种宽带接入的方式。这里的x代表不同的光纤接入地点,例如FTTH光纤到户,FTTB光纤到大楼等等。
现在的长距离信号传输大都是采用光纤传输,只有在到了临近用户家中时,才将光纤转换为铜缆。但是一个用户是远用不了一根光纤的通信容量,因此我们在光纤干线和用户之间安装一种转换装置即 光配线网 ,使得许多用户能够共享一根光纤的通信容量。由于光配线网无需使用电源,因此我们将其称为无源光网络。
㈡ 计算机网络招聘中的LEVEL 2和LEVEL 3
直接面对用户的是LEVEL 1 HELPDESK。
LEVEL 1后面的支持人员,依据处理内容级别的不同,再划分为LEVEL 2和LEVEL 3。
就是说:LEVEL 1处理不了的问题,转给LEVEL 2;LEVEL 2分析觉得需要LEVEL 3协助的,转给LEVEL 3。
㈢ 计算机网络:网络层(2)
如图,一个IP数据报由首部和数据两部分组成。首部的前一部分是固定长度,共20字节,是所有IP数据报必须具有的。在首部的固定部分的后面是一些可选字段,其长度是可变的。
(1)版本
占4位,指IP协议的版本。通信双方使用的IP协议的版本必须一致。目前广泛使用的IP协议版本号为4(即IPv4)。也有使用IPv6的(即版本6的IP协议)。
(2)首部长度
占4位,可表示的最大十进制数值是15。 这个字段所表示数的单位是32位字(1个32位字长是4字节),因此,当I的首部长度为1111时(即十进制的15),首部长度就达到最大值60字节。当分组的首部长度不是4字节的整数倍时,必须利用最后的填充字段加以填充。 因此数据部分永远在4字节的整数倍时开始,这样在实现IP协议时较为方便。首部长度限制为60字节的缺点是有时可能不够用。但这样做是希望用户尽量减少开销。最常用的首部长度就是20字节(即首部长度为0101),这时不使用任何选项。
(3)区分服务
占8位,用来获得更好的服务。这个字段在旧标准中叫做服务类型,但实际上一直没有被使用过。1998年ITF把这个字段改名为区分服务DS( Differentiated Services。只有在使用区分服务时,这个字段才起作用。在一般的情况下都不使用这个字段。
(4)总长度
总长度指首部和数据之和的长度,单位为字节。总长度字段为16位,因此数据报的最大长度为216-1=65535字节。
在IP层下面的每一种数据链路层都有其自己的帧格式,其中包括帧格式中的数据字段的最大长度,这称为最大传送单元MTU( Maximum Transfer Unit)。当一个IP数据报封装成链路层的帧时,此数据报的总长度(即首部加上数据部分)一定不能超过下面的数据链路层的MTU值。虽然使用尽可能长的数据报会使传输效率提高,但由于以太网的普遍应用,所以实际上使用的数据报长度 很少有超过1500字节 的。为了不使IP数据报的传输效率降低,有关IP的标准文档规定,所有的主机和路由器必须能够处理的IP数据报长度不得小于576字节。这个数值也就是最小的IP数据报的总长度。当数据报长度超过网络所容许的最大传送单元MTU时,就必须把过长的数据报进行分片后才能在网络上传送。这时,数据报首部中的“总长度”字段不是指未分片前的数据报长度,而是指分片后的每一个分片的首部长度与数据长度的总和。
(5)标识 (identification)
占16位。软件在存储器中维持一个计数器,每产生一个数据报,计数器就加1,并将此值赋给标识字段。但这个“标识”并不是序号,因为IP是无连接服务,数据报不存在按序接收的问题。当数据报由于长度超过网络的MTU而必须分片时,这个标识字段的值就被复制到所有的数据报片的标识字段中。相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。
(6)标志(flag)
占3位,但目前只有两位有意义。
标志字段中的最低位记为 MF ( More Fragment)。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若千数据报片中的最后一个。
标志字段中间的一位记为 DF (Dont Fragment),意思是“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。
(7)片偏移
占13位。片偏移指出:较长的分组在分片后,某片在原分组中的相对位置。也就是说,相对于用户数据字段的起点,该片从何处开始。片偏移以8个字节为偏移单位。这就是说,每个分片的长度一定是8字节(64位)的整数倍。
(8)生存时间
占8位,生存时间字段常用的英文缩写是TTL( Time To live),表明是数据报在网络中的寿命。由发出数据报的源点设置这个字段。其目的是防止无法交付的数据报无限制地在因特网中兜圈子(例如从路由器R1转发到R2,再转发到R3,然后又转发到R1),因而白白消耗网络资源。最初的设计是以秒作为TTL值的单位。每经过一个路由器时,就把TTL减去数据报在路由器所消耗掉的一段时间。若数据报在路由器消耗的时间小于1秒,就把TTL值减1。当TTL值减为零时,就丢弃这个数据报然而随着技术的进步,路由器处理数据报所需的时间不断在缩短,一般都远远小于1秒钟,后来就把TTL字段的功能改为“跳数限制”(但名称不变)。路由器在转发数据报之前就把TTL值减1。若TTL值减小到零,就丢弃这个数据报,不再转发。因此,现在TTL的单位不再是秒,而是跳数。 TTL的意义是指明数据报在因特网中至多可经过多少个路由器 。显然,数据报能在因特网中经过的路由器的最大数值是255。若把TTL的初始值设置为1,就表示这个数据报只能在本局域网中传送。因为这个数据报一传送到局域网上的某个路由器,在被转发之前TTL值就减小到零,因而就会被这个路由器丢弃。
(9)协议
占8位,协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议,以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。
过程大致如下:
(1)从数据报的首部提取目的主机的IP地址D,得出目的网络地址为N。
(2)若N就是与此路由器直接相连的某个网络地址,则进行直接交付,不需要再经过其他的路由器,直接把数据报交付给目的主机(这里包括把目的主机地址D转换为具体的硬件地址,把数据报封装为MAC帧,再发送此帧);否则就是间接交付,执行(3)。
(3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(4)。
(4)若路由表中有到达网络N的路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(5)
(5)若路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器;否则,执行(6)。
(6)报告转发分组出错。
在进行更详细的转发解释之前,先要了解一下子网掩码:
上一篇说到了二级IP地址,也就是IP地址由网络号和主机号组成。
二级IP地址有以下缺点:
第一,IP地址空间的利用率有时很低每一个A类地址网络可连接的主机数超过1000万,而每一个B类地址网络可连接的主机数也超过6万。然而有些网络对连接在网络上的计算机数目有限制,根本达不到这样大的数值。例如10 BASE-T以太网规定其最大结点数只有1024个。这样的以太网若使用一个B类地址就浪费6万多个IP地址,地址空间的利用率还不到2%,而其他单位的主机无法使用这些被浪费的地址。有的单位申请到了一个B类地址网络,但所连接的主机数并不多,可是又不愿意申请一个足够使用的C类地址,理由是考虑到今后可能的发展。IP地址的浪费,还会使IP地址空间的资源过早地被用完。
第二,给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。
每一个路由器都应当能够从路由表査出应怎样到达其他网络的下一跳路由器。因此,互联网中的网络数越多,路由器的路由表的项目数也就越多。这样,即使我们拥有足够多的IP地址资源可以给每一个物理网络分配一个网络号,也会导致路由器中的路由表中的项目数过多。这不仅增加了路由器的成本(需要更多的存储空间),而且使查找路由时耗费更多的时间,同时也使路由器之间定期交换的路由信息急剧增加,因而使路由器和整个因特网的性能都下降了。
第三,两级IP地址不够灵活。
有时情况紧急,一个单位需要在新的地点马上开通一个新的网络。但是在申请到一个新的IP地址之前,新增加的网络是不可能连接到因特网上工作的。我们希望有一种方法,使一个单位能随时灵活地增加本单位的网络,而不必事先到因特网管理机构去申请新的网络号。原来的两级IP地址无法做到这一点。
于是为解决上述问题,从1985年起在IP地址中又增加了一个“子网号字段”,使两级IP地址变成为三级IP地址,它能够较好地解决上述问题,并且使用起来也很灵活。这种做法叫作划分子网 (subnetting),或子网寻址或子网路由选择。划分子网已成为因特网的正式标准协议。
划分子网的基本思路如下:
(1)一个拥有许多物理网络的单位,可将所属的物理网络划分为若干个子网 subnet)。划分子网纯属一个单位内部的事情。本单位以外的网络看不见这个网络是由多少个子网组成,因为这个单位对外仍然表现为一个网络。
(2)划分子网的方法是从网络的主机号借用若干位作为子网号 subnet-id,当然主机号也就相应减少了同样的位数。于是两级IP地址在本单位内部就变为三级IP地址:网络号、子网号和主机号。也可以用以下记法来表示:
IP地址:=(<网络号>,<子网号>,<主机号>}
(3)凡是从其他网络发送给本单位某个主机的IP数据报,仍然是根据IP数据报的目的网络号找到连接在本单位网络上的路由器。但此路由器在收到IP数据报后,再按目的网络号和子网号找到目的子网,把IP数据报交付给目的主机。
简单来说就是原来的IP地址总长度不变,把原来由“网络号+主机号”组成的IP地址,变为了“网络号+子网号+主机号”,因为其他网络找当前网络的主机时,使用的还是网络号,所以外面的网看不见当前网络的子网。当本网的路由器在收到IP数据报后,按目的网络号和子网号找到目的子网,把IP数据报交付给目的主机。
现在剩下的问题就是:假定有一个数据报(其目的地址是145.133.10)已经到达了路由器R1。那么这个路由器如何把它转发到子网145.3.3.0呢?
我们知道,从IP数据报的首部并不知道源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分。这是因为32位的IP地址本身以及数据报的首部都没有包含任何有关子网划分的信息。因此必须另外想办法,这就是使用子网掩码( (subnet mask)。
子网掩码,简单来说就是把除了主机号设置为0,其他位置的数字都设置为1。
以B类地址为例:
把三级IP地址的网络号与子网号连起来,与子网掩码做“与”运算,就得到了子网的网络地址。
在因特网的标准规定:所有的网络都必须使用子网掩码,同时在路由器的路由表中也必须有子网掩码这一栏。如果一个网络不划分子网,那么该网络的子网掩码就使用默认子网掩码。
那么既然没有子网,为什么还要使用子网掩码?
这就是为了更便于査找路由表。
默认子网掩码中1的位置和IP地址中的网络号字段 net-id正好相对应。因此,若用默认子网掩码和某个不划分子网的IP地址逐位相“与”(AND),就应当能够得出该IP地址的网络地址来。这样做可以不用查找该地址的类别位就能知道这是哪一类的IP地址。显然,
子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。在RFC950成为因特网的正式标准后,路由器在和相邻路由器交换路由信息时,必须把自己所在网络(或子网)的子网掩码告诉相邻路由器。在路由器的路由表中的每一个项目,除了要给出目的网络地址外,还必须同时给出该网络的子网掩码。若一个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码。
以一个B类地址为例,说明可以有多少种子网划分的方法。在采用固定长度子网时,所划分的所有子网的子网掩码都是相同的。
表中的“子网号的位数”中没有0,1,15和16这四种情况,因为这没有意义。虽然根据已成为因特网标准协议的RFC950文档,子网号不能为全1或全0,但随着无分类域间路由选择CIDR的广泛使用,现在全1和全0的子网号也可以使用了,但一定要谨慎使用,要弄清你的路由器所用的路由选择软件是否支持全0或全1的子网号。这种较新的用法我们可以看出,若使用较少位数的子网号,则每一个子网上可连接的主机数就较多。
反之,若使用较多位数的子网号,则子网的数目较多但每个子网上可连接的主机数就较少因此我们可根据网络的具体情况(一共需要划分多少个子网,每个子网中最多有多少个主机)来选择合适的子网掩码。
所以,划分子网增加了灵活性,但却减少了能够连接在网络上的主机总数。
在划分子网的情况下,分组转发的算法必须做相应的改动。
使用子网划分后,路由表必须包含以下三项内容:目的网络地址、子网掩码和下一跳地址。
所以之前的流程变成了下面这样:
(1)从收到的数据报的首部提取目的IP地址D。
(2)先判断是否为直接交付。对路由器直接相连的网络逐个进行检查:用各网络的子网掩码和D逐位相“与”(AND操作),看结果是否和相应的网络地址匹配。若匹配,则把分组进行直接交付(当然还需要把D转换成物理地址,把数据报封装成帧发送出去),转发任务结束。否则就是间接交付,执行(3)。
(3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(4)。
(4)对路由表中的每一行(目的网络地址,子网掩码,下一跳地址),用其中的子网掩码和D逐位相“与”(AND操作),其结果为N。若N与该行的目的网络地址匹配,则把数据报传送给该行指明的下一跳路由器;否则,执行(5)。
5)若路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器;否则,执行(6)
(6)报告转发分组出错。
㈣ 2018年9月计算机三级网络技术考前练习题(2)
2018年9月计算机三级网络技术考前练习题(2)
填空题
(1)在传输数字信号时,为了便于传输,减少干扰和易于放大,在发送端需要将发送的数字信号变换成为模拟信号,这种变换过程称为【ll】。
(2)如果一个Web站点利用IIS建立在NTFS分区,那么可以通过分级机制对它进行访问控制。在这种分级访问控制中,系统首先检查【12】是否在允许的范围内。
(3)因特网中的每台主机至少有一个lP地址,而且这个IP地址在全网中必须是【13】的。
(4)在WWW服务系统中,信息资源以【14】为基本组织单位存储在服务器中。
(5)如果用户通过ADSL接人技术连接到Internel,其上行传输速率可达到1Mbps,下行传输速率可达到【15】。
(6)网卡是连接局域网中计算机和【】6】的设备。
(7)光纤分布式数据接口(FDDI)是一种以【17】作为传输介质的高速环型网络。
(18)在文件传输服务中,将文件从服务器传到客户机称为【18】文件。
(9)IP地址可分为A、B、C、D、E共5类。其中A类地址主机号占用【19】个字节。
(10)认证技术主要解决网络通信过程中通信双方的【20】认可。
参考答案
(1)【11】调制【解析】计算机发出的数字信号,有时需要将其转换成模拟信号。如个人计算机以拨号方式接入Internet网,或者为了便于传输.减少干扰和易于放大.数字信号必须转换成模拟信号,这种变换过程称为调制。这种转换需要使用调制解调器。接收方的计算机则需要将传输过来的模拟信号转换成数字信号,这种变换过程称为解调,也需要通过调制解调器。
(2)【12】IP【解析】本题考查点是利用IIS建立Web网站可以进行的四级访问控制。在电子商务中,Web站点的安全性是十分重要的。在使用微软公司的IIS建设的Web网站时。当位于NTFS分区时,可以通过四级访问控制来对该网站进行访问控制。四级访问控制依次为IP地址限制、用户验证、Web权限和NTFS权限。
(3)【13】唯一【解析】本题考查点是IP地址在全网中的唯一性。所有连入Internet的计算机必须拥有一个网内唯一的IP地址,以便相互识别.就像每台电话机必须有一个唯一的电话号码一样。
(4)【14】页面(Web)【解析】WWW服务中信息资源以网页作为基本的组织单位。网页上可包括文本、声音、图画、动画和“热字”等,其中“热字”用以完成网页之间的链接。网页可在同一主机上,也可在不同的主机上。统一资源定位符URI。(UniformResourceLocators)是WWW中用来定位和调用这种网络资源的方法。
(5)【15】8Mbps【解析】用户可以通过ADSL接入技术连接到Internet。ADSL技术使用1对电话铜线,上行速度可达1Mbps,下行速度可达8Mbps,最大连接距离可达5.5kin。
(6)【16】传输介质【解析】网卡是构成局域网的基本设备之一。网卡的一端连接局域网中的计算机设备(包括服务器和工作站),另一端连接局域网中的传输介质。就数据传输速率而言,网卡分10Mpbs、100Mpbs、1000Mpbs等技术指标;就连接的介质类型而言.网卡分粗缆、细缆和双绞线等接口。
(7)【17】光纤【解析】光纤分布式数据接口(FDDI)是~种以多模或单模光纤作为传输介质的高速环型网络。它采用IEEE802.2的逻辑链路控制LLC协议和IEEE802.5的单令牌的环网介质访问控制MAC协议。数据传输速率可高达100Mpbs,联网的结点数可达1000个,环路长度可达100km,是校园网中主干网和城域网的一种方案。
(8)【18】下载【解析】本题考查点是文件传输服务中的下载文件服务。文件传输服务又称为FTP服务。FTP采用客户机/服务器工作模式,遵守FTP协议(文件传输协议)。因特网中许多可提供下载文件的站点提供FTP服务。当需要使用FTP服务时。客户机向FTP文件服务器发送请求,服务器接受请求.建立链路.按客户机要求传送文件。文件传输是双向的,将FTP服务器上的文件传送到客户机磁盘中称为“下载”文件,而将客户机磁盘的文件传送到FTP服务器上则称为“上传”文件。
(9)【19】3【解析】地址由4个字节(32bit)组成。可以分为A、B、C、D、E共5类。其中A、B、C类地址的网络号和主机号所占用的位数不同,以适应不同规模的网络。A类地址中网络号占1个字节的7位(首位为O),其余的3个字节表示主机号,适用于大型网络。B类地址中网络号占前2个字节中的14位(第l、2位为10),其余的3个字节表示主机号。c类地址中网络号占前3个字节中的21位(第l、2、3位为110),其余的3个字节表示主机号,适用于规模较小的网终。D类和E类IP地址少用。
(10)【20】身份【解析】本题考查点是认证技术的作用。认证技术是防止主动攻击的一种重要手段。它主要解决通信双方的身份认证。也就是说,双方都需要确认对方是真实的,不是冒充的。同时,认证技术还要解决信息完整性认证问题,即保证在通信过程中信息未被篡改和破坏。
㈤ 计算机网络基础知识[part 2]——【TFTP协议】概述
在数据传输的海洋中,有一种轻量级的协议正在起航——简单文件传输协议(TFTP)。作为TCP/IP大家族中的精灵,它专为客户端与服务器间的文件传输而设计,以UDP的迅捷与简洁为基石,提供不复杂、低开销的服务。
TFTP的通信模式如同一问一答的舞台剧,客户端扮演着请求者的角色,服务器则坐镇回应。尽管基于UDP,但TFTP深知数据安全的脆弱性,通过每个数据包的确认机制,确保了接收端能接收到每一份珍贵的文件碎片。
报文语言,TFTP的五味杂陈:
- Read Request(RRQ):就像一封读取的邀请函,客户端向服务器发出请求,期待接收文件,就像从网络的海洋中下载一份珍贵的文件。
- Write Request(WRQ):相反,Write Request是写入的邀请,客户端希望将自己的文件上传到服务器,如同将信息刻印在网络的烙印上。
- Data(DATA):这是文件传输的主旋律,客户端与服务器之间的数据如同乐章中的旋律,流淌在数字的海洋。
- Acknowledgment(ACK):如同美妙的和弦,ACK是确认,确认每一次数据的传递,保证信息的准确无误。
- Error(ERROR):然而,任何不和谐都可能以误差的形式出现,当文件传输过程中出现问题,ERROR就像一个警钟,提醒我们调整航向。
在UDP的不稳定与TCP的可靠性之间,TFTP找到了平衡:
TFTP巧妙地将TCP的可靠传输技巧融入其中,通过编号和确认机制,就像船只上的灯塔。发送方将数据进行编号,每一步传输都等待接收方的确认。一旦某个数据包在约定的时间内未得到响应,就会触发重传,确保文件的完整无缺。这就像在数据传输的航道上设立了一道道安全的防护网,无论海洋如何波涛汹涌,接收的文件始终如初。
㈥ 《计算机网络》关于应用层的2道习题
第一题:
第1秒,建立TCP连接;
第2秒,拥塞窗口为1个分组的大小,用户发送HTTP请求,并且收到第1个分组;
第3秒,拥塞窗口为2个分组的大小,用户收到2个分组;
第4秒,拥塞窗口为4个分组的大小,用户收到4个分组;
第5秒,拥塞窗口为8个分组的大小,用户收到7个分组;
因此用户下载该网页需要的时间为5秒