計(jì)算機(jī)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)5

1、三級(jí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第5章 Internet基礎(chǔ)15.1 Internet的構(gòu)成2重要知識(shí)點(diǎn):Internet的組成35.1.1 Internet的邏輯結(jié)構(gòu) Internet也稱為“國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)”，從網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者的角度考慮，它是由分布在世界各地的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的全球性的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；從因特網(wǎng)使用者的角度考慮，因特網(wǎng)是一個(gè)信息資源網(wǎng)。Internet是由大量主機(jī)通過(guò)連接在單一、無(wú)縫的通信系統(tǒng)上而形成的一個(gè)全球范圍的信息資源網(wǎng)，接入Internet的主機(jī)既可以是信息資源及服務(wù)的提供者（服務(wù)器），也可以是信息資源及服務(wù)的消費(fèi)者（客戶機(jī)）。45.1.1 Internet的邏輯結(jié)構(gòu)(續(xù)) 55.1.2 因特網(wǎng)的

2、主要組成部分Internet由硬件和軟件兩大部分組成硬件部分：包括通信線路、路由器和主機(jī)軟件部分主要是指信息資源65.1.2 因特網(wǎng)的主要組成部分通信線路：主要有兩類：一類是有線線路、另一類是無(wú)線線路通常用“數(shù)據(jù)傳輸速率”和“帶寬”來(lái)衡量通信線路的傳輸能力路由器負(fù)責(zé)路由選擇和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)因特網(wǎng)中最為重要的設(shè)備服務(wù)器與客戶機(jī)：統(tǒng)稱為“主機(jī)”服務(wù)器是信息的提供者客戶機(jī)是信息的消費(fèi)者信息資源：主要包括文本、聲音、圖象或視頻等信息類型7【例5-1】對(duì)于因特網(wǎng)，以下哪種說(shuō)法是錯(cuò)誤的？_（2006年4月）A）因特網(wǎng)是一個(gè)廣域網(wǎng)B）因特網(wǎng)內(nèi)部包含大量的路由設(shè)備C）因特網(wǎng)是一個(gè)信息資源網(wǎng)D）因特網(wǎng)的使用者不必關(guān)心

3、因特網(wǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)答案：A例題8【例5-2】因特網(wǎng)的主要組成部分包括通信線路、路由器、主機(jī)和_。（2003年9月）答案：信息資源例題9【例5-3】通信線路的帶寬是描述通信線路的_。（2006年9月）A）糾錯(cuò)能力B）物理尺寸C）互聯(lián)能力D）傳輸能力答案：D例題105.2 Internet的接入 115.2.1 通過(guò)電話網(wǎng)接入 用戶計(jì)算機(jī)和ISP處的遠(yuǎn)程訪問(wèn)服務(wù)器RAS通過(guò)調(diào)制解調(diào)器與電話網(wǎng)相連。用戶在訪問(wèn)Internet時(shí)，通過(guò)撥號(hào)方式與ISP的RAS建立連接，借助RAS訪問(wèn)Internet。 電話撥號(hào)線路的傳輸速率低，目前較好線路的最高傳輸速率可以達(dá)到56Kbps。電話撥號(hào)線路比較適合于家庭使用

4、。 12【例5-4】因特網(wǎng)用戶利用電話網(wǎng)接入ISP時(shí)需要使用調(diào)制解調(diào)器，其主要作用是_。（2006年4月）A）進(jìn)行數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)之間的變換B）同時(shí)傳輸數(shù)字信號(hào)和語(yǔ)音信號(hào)C）放大數(shù)字信號(hào)，中繼模擬信號(hào)D）放大模擬信號(hào)，中繼數(shù)字信號(hào)答案：A例題135.2.2 利用ADSL接入 ADSL是非對(duì)稱數(shù)字用戶線，是目前常用的一種Internet接入方式。ADSL的非對(duì)稱性表現(xiàn)在交換局端到用戶端下行速率和用戶端到交換局端上行速率不同。高速下行信道向用戶傳送數(shù)據(jù)、視頻、音頻信息及控制、開(kāi)銷信號(hào)，在5km的范圍內(nèi)速率一般在1.59Mbps，低速上行信道包括通向網(wǎng)絡(luò)的控制開(kāi)銷信號(hào)，速率一般在16Kbps640

5、Kbps。 ADSL需要的電話線資源分布廣泛，具有傳輸速率高、使用費(fèi)用低、無(wú)須重新布線和建設(shè)周期短的特點(diǎn)。適合家庭和中小企業(yè)的Internet接入需求。 145.2.3 使用HFC接入 HFC即Hybrid FiberCoaxial的縮寫，是光纖和同軸電纜相結(jié)合的混合網(wǎng)絡(luò)。HFC通常由光纖干線、同軸電纜支線和用戶配線網(wǎng)絡(luò)三部分組成，從有線電視臺(tái)出來(lái)的節(jié)目信號(hào)先變成光信號(hào)在干線上傳輸；到用戶區(qū)域后把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)分配器分配后通過(guò)同軸電纜送到用戶。它與早期CATV同軸電纜網(wǎng)絡(luò)的不同之處主要在于，在干線上用光纖傳輸光信號(hào)，在前端需完成電光轉(zhuǎn)換，進(jìn)入用戶區(qū)后要完成光電轉(zhuǎn)換。HFC采用非對(duì)稱的數(shù)

6、據(jù)傳輸速率，下行速率要大于上行速率。上行速率一般在10Mbps左右，下行速率一般在10Mbps到40Mbps之間。HFC接入的特點(diǎn)是速率高，且接入主機(jī)可以24小時(shí)在線。HFC接入的缺點(diǎn)是它采用共享式的傳輸方式，HFC網(wǎng)上的用戶越多，每個(gè)用戶實(shí)際可使用的帶寬就越窄。 155.2.4 通過(guò)數(shù)據(jù)通信線路連接 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是專門為數(shù)據(jù)信息傳輸建設(shè)的網(wǎng)絡(luò),如果需要傳輸性能更好,傳輸質(zhì)量更高的接入方式,可以考慮數(shù)據(jù)線路接入。 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的種類很多，DDN、ATM、幀中繼等網(wǎng)絡(luò)都屬于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。這些數(shù)據(jù)通信網(wǎng)由電信部門建設(shè)和管理，用戶可以租用。16【例5-5】Internet采用_方式訪問(wèn)資源。答案:客戶機(jī)/

7、服務(wù)器【例5-6】關(guān)于因特網(wǎng)，以下哪種說(shuō)法是錯(cuò)誤的？A）所有鏈接在因特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)統(tǒng)稱為主機(jī)B）如何更好的組織信息資源，使用戶更方便、快捷的獲取信息資源一直是因特網(wǎng)發(fā)展的方向C）因特網(wǎng)中的通訊線路只有線線路，如光纜等D）因特網(wǎng)利用路由器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)答案:C提示：本題的同類題出現(xiàn)在2005年4月考題中【例5-7】Internet的通信協(xié)議是_。答案:TCP/IP例題17【例5-8】下列選項(xiàng)中,屬于Internet的主要組成是( )A）雙絞線、同軸電纜、光纖電纜和無(wú)線通信信道B）局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、校園網(wǎng)和主干網(wǎng)C）局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)D）通信線路、路由器、服務(wù)器與客戶機(jī)和信息資源答案:D【

8、例5-9】Internet的4個(gè)主要組成中，_是Internet的基礎(chǔ)設(shè)施。答案:通信線路例題18重要知識(shí)點(diǎn):IP協(xié)議與IP層服務(wù)IP地址路由器和路由選擇195.3 IP協(xié)議與互聯(lián)層服務(wù) 205.3.1 IP互聯(lián)網(wǎng)的工作原理 215.3.2 互聯(lián)層服務(wù) 互聯(lián)層可以為其高層用戶提供服務(wù)特點(diǎn)：不可靠的數(shù)據(jù)投遞服務(wù)面向無(wú)連接的傳輸服務(wù)盡最大努力投遞服務(wù) 225.3.3 IP互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn) IP互聯(lián)網(wǎng)隱藏了底層物理網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，向上為用戶提供通用的、一致的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。IP互聯(lián)網(wǎng)不指定網(wǎng)絡(luò)互連的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也不要求網(wǎng)絡(luò)之間全互聯(lián)。IP互聯(lián)網(wǎng)能在物理網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，信息可以跨網(wǎng)傳輸。IP互聯(lián)網(wǎng)中的所有計(jì)算機(jī)使用統(tǒng)

9、一的、全局的地址描述法。IP互聯(lián)網(wǎng)平等地對(duì)待互聯(lián)網(wǎng)中的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。23【例5-10】IP是網(wǎng)際協(xié)議，它對(duì)應(yīng)開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI七層中的( )A）物理層 B）數(shù)據(jù)鏈路層 C）網(wǎng)絡(luò)層 D）傳輸層答案:C【例5-11】關(guān)于IP協(xié)議，以下哪種說(shuō)法是錯(cuò)誤的( )A）IP協(xié)議是因特網(wǎng)的通信規(guī)則，連入因特網(wǎng)的每臺(tái)計(jì)算機(jī)與路由器都必須遵守這些通信規(guī)則B）路由器需要IP協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包C）發(fā)送數(shù)據(jù)的主機(jī)需要IP協(xié)議裝載數(shù)據(jù)D）接收數(shù)據(jù)的主機(jī)直接就可以拆卸數(shù)據(jù)包，不再使用IP協(xié)議答案:D例題245.4 IP地址 255.4.1 IP地址的作用 IP地址提供了一種互聯(lián)網(wǎng)通用的地址格式，該地址由32為的二進(jìn)制數(shù)表

10、示，用于屏蔽各種物理網(wǎng)絡(luò)的地址差異。IP協(xié)議規(guī)定的地址稱為IP地址。IP地址由IP地址管理結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一管理和分配。 265.4.2 IP地址的層次結(jié)構(gòu) IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩個(gè)層次組成。網(wǎng)絡(luò)號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)特定網(wǎng)絡(luò)；主機(jī)號(hào)用于標(biāo)識(shí)該網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)的一個(gè)特定連接。 275.4.3 IP地址的直觀表示法 一個(gè)IP地址由4個(gè)字節(jié)共32位的數(shù)字串組成，這4個(gè)字節(jié)通常用小數(shù)點(diǎn)分隔，每個(gè)字節(jié)可用十進(jìn)制表示。285.4.4 IP地址的分類 295.4.4 IP地址的分類（續(xù)）30IP地址分類IP地址類別網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址004620AB00C4CB6不存在的地址315.4.5 幾種特殊的IP地址形式

11、1網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)號(hào)各位全為“0”,用來(lái)標(biāo)識(shí)本網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址例如，C類8，網(wǎng)絡(luò)號(hào)占24位，主機(jī)號(hào)占8位，網(wǎng)絡(luò)地址是，主機(jī)號(hào)682廣播地址直接廣播地址：主機(jī)號(hào)各位全為“1” ，發(fā)送給特定網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)例如，一個(gè)C類地址是，則直接廣播地址是55。有限廣播地址：網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)都為1，即55，對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播用在DHCP325.4.5 幾種特殊的IP地址形式(續(xù))3回送地址A類網(wǎng)絡(luò)地址4本地地址A類地址 55B類地址 55C類地址 5533【例5-12】以下哪一個(gè)是用戶僅可以在本地內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中使用的專用 IP 地址？_（2006年9月）A）B）C）D）答案：A例題345.4.6 子網(wǎng)編碼 為什么要使用子

12、網(wǎng)屏蔽碼 IP地址的分類雖然是很不錯(cuò)的,但對(duì)于具體的組織來(lái)說(shuō),所分得的IP地址畢竟有限。如果一個(gè)組織的網(wǎng)絡(luò)是由許多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成的，而它所分得的網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)又遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于它所擁有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)，顯然這是不夠的。由此，必須有一種方法，可以劃分地址空間去適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。為了提高IP地址的使用效率，可將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為子網(wǎng)：采用借位的方式，從主機(jī)號(hào)最高位開(kāi)始借位變?yōu)樾碌淖泳W(wǎng)號(hào)，所剩余的部分則仍是主機(jī)號(hào)。這使得IP地址的結(jié)構(gòu)分為三部分：網(wǎng)絡(luò)號(hào)（net-id）、子網(wǎng)號(hào)（subnet-id）和主機(jī)號(hào)（host-id）。35子網(wǎng)屏蔽碼組成和表示使用32位長(zhǎng)的IP編碼網(wǎng)絡(luò)和子網(wǎng)部分使用全1主機(jī)部分使用全0也使用點(diǎn)分十進(jìn)制表示法

13、表示1721614028IP地址25525500缺省子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址36子網(wǎng)屏蔽碼的優(yōu)點(diǎn)將子網(wǎng)屏蔽碼和IP地址逐比特相“與”（AND），就立即得出網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)地址將子網(wǎng)屏蔽碼的反碼與IP地址作邏輯“與”操作，可得到其主機(jī)地址 37子網(wǎng)屏蔽碼的計(jì)算將一個(gè)網(wǎng)段劃分為多個(gè)子網(wǎng)段，便于網(wǎng)絡(luò)管理有利于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備盡快地區(qū)分本網(wǎng)段地址和非本網(wǎng)段的地址38A類地址: NHHH255000NNHH25525500B類地址: NNNH2552552550C類地址: 缺省子網(wǎng)屏蔽碼 395.4.7 地址解析協(xié)議（ARP）將IP地址映射到物理地址IP互聯(lián)網(wǎng)采用動(dòng)態(tài)聯(lián)編方式進(jìn)行IP地址到物理地址

14、的映射。ARP 協(xié)議使用一種詢問(wèn)/回答機(jī)制。在采用高速緩存技術(shù)的ARP中，每臺(tái)主機(jī)都保留了一個(gè)專用的高速緩沖區(qū)，用于保存已知的ARP表項(xiàng)。發(fā)送消息時(shí)，主機(jī)首先到高速Cache的ARP表中查找相應(yīng)的關(guān)系，若找不到，再利用ARP進(jìn)行地址解析。 40【例5-13】常用的IP地址有A、B、C三類，其中C類地址用( )位二進(jìn)制數(shù)表示網(wǎng)絡(luò)地址？A）8 B）21 C）16 D）24答案:B【例5-14】如果一臺(tái)主機(jī)的IP地址為69，那么這臺(tái)機(jī)器的主機(jī)號(hào)是( )A）47 B）169 C）45 D）202答案:B提示：本題的同類題出現(xiàn)在2005年9月考試中【例5-15】_類IP地址使用于大型網(wǎng)絡(luò)答案:A【例5-

15、16】某主機(jī)的IP地址為9，該IP地址屬于哪一類( )？A）A類 B）B類 C）C類 D）D類答案:B提示：本題的同類題出現(xiàn)在2005年9月考試中例題41【例5-17】某主機(jī)的IP地址為6,另一臺(tái)主機(jī)的IP地址為5,那么這兩臺(tái)主機(jī)（ ）A）在一個(gè)局域網(wǎng)中 B）在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中C）在一個(gè)機(jī)房?jī)?nèi) D）在一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)中答案:D【例5-18】IP地址為3的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是( )A） B）C） D）55答案:C提示：本題的同類題出現(xiàn)在2006年4月考試中例題42【例5-19】因特網(wǎng)中的每臺(tái)主機(jī)至少有一個(gè)IP地址，而且這個(gè)IP地址在全網(wǎng)中必須是_的。（2004年9月）答案：唯一例題43【例5-20】下面哪一

16、個(gè)是有效的IP地址？_（2002年9月）A）202.280.130.45B）130.192.290.45C）5D）25答案：C例題445.5 IP數(shù)據(jù)報(bào)455.5.1 IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式465.5.2 IP封裝、分片與重組 解決了最大傳輸單元問(wèn)題分片：當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的尺寸大于將發(fā)往網(wǎng)絡(luò)的MTU值時(shí)，路由器會(huì)將IP數(shù)據(jù)包分成若干較小部分。IP數(shù)據(jù)報(bào)重組：在接收到所有分片的基礎(chǔ)上，主機(jī)對(duì)分片進(jìn)行重新組裝的過(guò)程。路由器不能對(duì)分片進(jìn)行重組。 在IP數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)頭中，標(biāo)識(shí)、標(biāo)志和片偏移3個(gè)字段與控制分片和重組有關(guān)。 在因特網(wǎng)中，IP數(shù)據(jù)報(bào)根據(jù)其目的地的不同，經(jīng)過(guò)的路徑和投遞次數(shù)也不同。 475.5.3 IP數(shù)據(jù)

17、報(bào)選項(xiàng) 組成部分：選項(xiàng)碼、長(zhǎng)度和選項(xiàng)數(shù)據(jù)用于控制和測(cè)試 常用的選項(xiàng)源路由 記錄路由 時(shí)間戳 48【例5-21】IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式可以分為（ ）兩大部分A）報(bào)頭區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū) B）報(bào)文區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)C）報(bào)文區(qū)和代碼區(qū) D）報(bào)頭區(qū)和代碼區(qū)答案:A【例5-22】IP數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)頭區(qū)控制信息中用于保證IP頭數(shù)據(jù)的完整性的部分被稱為( )A）報(bào)文的分片和重組控制 B）數(shù)據(jù)報(bào)選項(xiàng)和填充C）頭部檢驗(yàn)和 D）版本與協(xié)議類型答案:B提示：本題的同類題出現(xiàn)在2007年4月考試中例題495.6 差錯(cuò)與報(bào)文控制 505.6.1 ICMP差錯(cuò)控制 最基本的功能是提供差錯(cuò)報(bào)告 采用路由器到源主機(jī)的模式 包括目的地不可到達(dá)報(bào)告、超時(shí)報(bào)告

18、、參數(shù)出錯(cuò)報(bào)告 ICMP差錯(cuò)報(bào)文的特點(diǎn) ICMP差錯(cuò)報(bào)告作為一般數(shù)據(jù)報(bào)傳輸，在傳輸?shù)倪^(guò)程中可能丟失或損壞。ICMP差錯(cuò)報(bào)告數(shù)據(jù)中除包含故障IP數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)頭外，還包含故障IP數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)區(qū)的前64位數(shù)據(jù)。ICMP差錯(cuò)報(bào)告時(shí)伴隨著拋棄數(shù)據(jù)報(bào)而產(chǎn)生的。515.6.2 ICMP控制報(bào)文 擁塞控制與源抑制報(bào)文 擁塞就是路由器被大量涌入的IP數(shù)據(jù)報(bào)“淹沒(méi)”的現(xiàn)象。造成擁塞的原因：路由器的處理速度太慢，不能完成IP數(shù)據(jù)報(bào)排隊(duì)等日常工作。路由器傳入數(shù)據(jù)速率大于傳出數(shù)據(jù)速率。 為了控制擁塞，IP軟件采用了“源站抑制”技術(shù)，利用ICMP源抑制報(bào)文抑制源主機(jī)發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)的速率。 路由控制與重定向報(bào)文 路由器一旦檢測(cè)到

19、某IP數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)非優(yōu)路徑傳輸，它一方面將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)出去，另一方面將向主機(jī)發(fā)送一個(gè)路由重定向ICMP報(bào)文，通知主機(jī)去往相應(yīng)目的主機(jī)的最優(yōu)路徑。 525.6.3 ICMP請(qǐng)求/應(yīng)答報(bào)文對(duì) 回應(yīng)請(qǐng)求與應(yīng)答 用于測(cè)試目的主機(jī)和路由器的可達(dá)性 時(shí)間戳請(qǐng)求與應(yīng)答為了同步互聯(lián)網(wǎng)上主機(jī)時(shí)鐘 掩碼請(qǐng)求與應(yīng)答利用掩碼請(qǐng)求與應(yīng)答ICMP報(bào)文向路由器詢問(wèn)自己所處網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼 535.7 路由器和路由選擇 545.7.1 表驅(qū)動(dòng)IP進(jìn)行路由選擇 在IP互聯(lián)網(wǎng)中，需要進(jìn)行路由選擇設(shè)備一般采用表驅(qū)動(dòng)的路由選擇算法。每臺(tái)需要路由選擇的設(shè)備保存一張IP路由表，該表存儲(chǔ)著有關(guān)可能的目的地址以及怎樣到達(dá)目的地址的信息。在需要傳送I

20、P數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就查詢?cè)揑P路由表，決定把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)往何處。 55IP數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸直接投遞：主機(jī)A（）主機(jī)B（）間接投遞：主機(jī)A（）主機(jī)C（）56（1）標(biāo)準(zhǔn)路由選擇算法一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的IP路由表通常包含許多（N，R）對(duì)序列，其中N指的是目的網(wǎng)絡(luò)得IP地址，R是到網(wǎng)絡(luò)N路徑上得“下一個(gè)”路由器的IP地址。在路由器R中的路由表僅僅制定了從R到目的網(wǎng)絡(luò)路徑上的一步，而路由器并不知道到達(dá)目的地的完整路徑，這就是下一站選擇路由的基本思想。 5758（2）子網(wǎng)選擇路由 在子網(wǎng)編址方式下，僅憑地址類別來(lái)判斷網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)是不可能的，因此必須在IP路由表中加入子網(wǎng)掩碼。擴(kuò)充后的IP路由表可以表示為（M，N，R）三元組，其

21、中M表示子網(wǎng)掩碼，N表示目的網(wǎng)絡(luò)地址，R表示到網(wǎng)絡(luò)N路徑上的“下一個(gè)”路由器的IP地址。 當(dāng)進(jìn)行路由選擇時(shí)，將IP數(shù)據(jù)報(bào)中的目的IP地址取出，與路由表表目中的“子網(wǎng)掩碼”進(jìn)行逐位“與”運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)構(gòu)再與表目中的“目的網(wǎng)絡(luò)地址”比較，如果相同，說(shuō)明路由選擇成功，IP數(shù)據(jù)報(bào)沿“下一站地址”傳送出去。 59（3）路由表中的特殊路由 默認(rèn)路由：為了進(jìn)一步隱藏互聯(lián)網(wǎng)細(xì)節(jié)，縮小路由表的長(zhǎng)度，經(jīng)常用到“默認(rèn)路由”技術(shù)。特定主機(jī)路由：對(duì)于單個(gè)主機(jī)指定一條特別的路徑就是所謂的“特定主機(jī)路由”。60（4）統(tǒng)一的路由選擇算法 在路由表中，對(duì)特定的主機(jī)路由，可采用55作為子網(wǎng)掩碼，采用目的主機(jī)IP地址作為目的地址；

22、對(duì)于默認(rèn)路由，則采用作為子網(wǎng)掩碼，默認(rèn)路由器的地址作為目的地址；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)路由，以A類IP地址為例，則采用作為子網(wǎng)掩碼，而目的網(wǎng)絡(luò)地址作為目的地址；對(duì)于一般的子網(wǎng)路由，則用相應(yīng)的子網(wǎng)掩碼和相應(yīng)的目的子網(wǎng)地址構(gòu)造路由表表項(xiàng)。 615.7.2 路由表的建立與刷新 典型的路由選擇方式有兩種：靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由。靜態(tài)路由是在路由器中設(shè)置的固定的路由表。靜態(tài)路由人工管理，除非網(wǎng)絡(luò)管理員干預(yù)，否則靜態(tài)路由不會(huì)發(fā)生變化。動(dòng)態(tài)路由是網(wǎng)絡(luò)中的路由器之間相互通信、傳遞路由信息、利用收到的路由信息更新路由器表的過(guò)程。它能實(shí)時(shí)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化，如果路由更新信息，表明發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)變化，路由選擇軟件就會(huì)重新計(jì)算路由，

23、并發(fā)出新的路由更新信息。靜態(tài)路由一般用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定的網(wǎng)絡(luò)中。動(dòng)態(tài)路由適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。 625.7.2 路由表的建立與刷新（續(xù)）當(dāng)路由器自動(dòng)刷新和修改路由表時(shí)，它的首要目標(biāo)是保證路由表中包含有最佳的路徑信息。修改和刷新路由時(shí)需要給每條路徑生成一個(gè)數(shù)字：度量值，度量值越小，路徑越好。度量值的計(jì)算可以基于路由的一個(gè)或多個(gè)特征，在計(jì)算中經(jīng)常使用的特征有：跳數(shù)、帶寬、延遲、負(fù)載、可靠性和開(kāi)銷。目前，使用最廣泛的路由選擇協(xié)議有兩種：路由信息協(xié)議（RIP）和開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF）。 635.7.3 RIP協(xié)議與向量-距離算法 向量-距離路由選擇算法路由器周期

24、性地向其相鄰路由器廣播自己知道的路由信息，用于通知相鄰路由器知道自己可以到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)以及到達(dá)該網(wǎng)絡(luò)的距離（通常用跳數(shù)表示），相鄰路由器可以根據(jù)收到的路由表修改和刷新自己的路由表。 RIP協(xié)議對(duì)于距離相同的路徑按照先入為主的原則進(jìn)行選擇；對(duì)于過(guò)時(shí)路由，RIP協(xié)議規(guī)定，參與RIP選擇的機(jī)器如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)一直沒(méi)有再收到關(guān)于該路徑的刷新信息，則說(shuō)明該路徑已經(jīng)崩潰，需要將它從路由表中刪除。 RIP協(xié)議與子網(wǎng)路由645.7.4 OSPF協(xié)議與鏈路-狀態(tài)算法 鏈路-狀態(tài)路由選擇算法基本思想是：互聯(lián)網(wǎng)上的每個(gè)路由器周期性地向其他路由器廣播自己與相鄰路由器的連接關(guān)系，以使每個(gè)路由器都可以畫出一張互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

25、圖。利用這張圖，路由器就可以按照在最短路徑優(yōu)先算法計(jì)算出以本地路由器為根的SPF樹。通過(guò)這棵SPF樹，路由器就可以生成自己的路由表。 OSPF協(xié)議以鏈路-狀態(tài)算法為基礎(chǔ) 具有收斂快、支持服務(wù)類型選擇、提供負(fù)載均衡和身份認(rèn)證等特點(diǎn) 適合于規(guī)模龐大、環(huán)境復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò) 要求較高的路由器處理能力、一定帶寬的需求 655.7.5 部署和選擇路由協(xié)議 靜態(tài)路由最適合于小型的（210個(gè)網(wǎng)絡(luò)）、單路徑的、靜態(tài)的IP互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境；RIP路由選擇協(xié)議比較適合于小型到中型的（1050個(gè)網(wǎng)絡(luò)）、多路徑的、動(dòng)態(tài)的IP互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境；OSPF路由選擇協(xié)議最適合于大型到特大型的（50個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)）、多路徑的、動(dòng)態(tài)的IP互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

26、 66【例5-23】在實(shí)踐中,路由表的建立有兩種基本方法:一種是_,另一種是_答案:靜態(tài)路由表 動(dòng)態(tài)路由表【例5-24】在因特網(wǎng)中,需要進(jìn)行路由選擇的設(shè)備一般采用下列哪種路由選擇算法( )A）地址映射 B）表驅(qū)動(dòng)器C）直接指定 D）遞歸解析答案:B例題67【例5-25】下圖為一個(gè)簡(jiǎn)單的互聯(lián)網(wǎng)示意圖。其中，路由器Q的路由表中到達(dá)網(wǎng)絡(luò)的下一跳步IP地址應(yīng)為_(kāi)。（2004年9月）答案：例題68【例5-26】下表為一路由器的路由表。如果該路由器接收到一個(gè)源IP地址為0、目的IP地址為0 IP數(shù)據(jù)報(bào)，那么它將把此IP數(shù)據(jù)報(bào)投遞到_。（2006年4月）答案：例題69【例5-27】路由器可以包含一個(gè)特殊的路

27、由。如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)到達(dá)某一特定網(wǎng)絡(luò)或特定主機(jī)的路由，那么它在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí)使用的路由稱為_(kāi)路由。（2005年4月）答案：默認(rèn)例題70【例5-28】某路由器的路由表如下所示。如果它收到一個(gè)目的地址為3的IP數(shù)據(jù)報(bào)，那么它為該數(shù)據(jù)報(bào)選擇的下一路由器地址為_(kāi)。（2004年9月）A）B）6C）5D）直接投遞答案：B例題71【例5-29】下圖為一個(gè)簡(jiǎn)單的互聯(lián)網(wǎng)示意圖。其中，路由器Q的路由表中到達(dá)網(wǎng)絡(luò)的下一跳步IP地址應(yīng)為_(kāi)。（2005年4月）A）或B）或C）或D）或答案：B例題725.8 IPv6協(xié)議 735.8.1 IPv4協(xié)議的局限性 地址空間的局限性IP協(xié)議的性能問(wèn)題IP協(xié)議的安全性問(wèn)題自動(dòng)配置問(wèn)題服

28、務(wù)質(zhì)量保證（Qos）問(wèn)題745.8.2 IPv6地址 IPv6地址表示IPv6采用128位地址長(zhǎng)度，可提供超過(guò)3.41038個(gè)IP地址。這128位地址按每16位劃分為一個(gè)段位，每個(gè)段位被轉(zhuǎn)換成一個(gè)4位的十六進(jìn)制數(shù)，并用冒號(hào)隔開(kāi)。為了簡(jiǎn)化IPv6地址的表示，在有多個(gè)0出現(xiàn)時(shí)，可以采用零壓縮法，如果幾個(gè)連續(xù)的段位的值都為0，那么這些零可以簡(jiǎn)寫為：，稱為雙冒號(hào)表示法。IPv6采用前綴表示法，可以表示成“地址/前綴長(zhǎng)度”。前綴是IPv6的一部分，用作IPv6路由或子網(wǎng)標(biāo)識(shí)。IPv6地址類型IPv6地址分為單播地址、組播地址、任播地址和特殊地址。 755.8.3 IPv6數(shù)據(jù)報(bào) IPv6數(shù)據(jù)報(bào)由一個(gè)IP

29、v6基本頭、多個(gè)擴(kuò)展頭和一個(gè)高層協(xié)議數(shù)據(jù)單元組成，基本頭采用固定的40字節(jié)長(zhǎng)度，一些可選內(nèi)容放在擴(kuò)展頭部分實(shí)現(xiàn)。 IPv6數(shù)據(jù)報(bào)格式對(duì)IPv4不向下兼容。 IPv6數(shù)據(jù)報(bào)中主要的字段有版本、通信類型、流標(biāo)記、載荷長(zhǎng)度、下一個(gè)報(bào)頭、跳數(shù)限制、源地址和目的地址。 765.8.4 IPv6擴(kuò)展頭 逐跳選項(xiàng)頭目的選項(xiàng)頭路由頭分片頭認(rèn)證頭封裝安全有效載荷包頭775.8.5 IPv6地址自動(dòng)配置 IPv6地址自動(dòng)配置包括有狀態(tài)和無(wú)狀態(tài)兩種形式。有狀態(tài)地址自動(dòng)配置需要DHCPv6服務(wù)器的支持。 785.9 TCP與UDP 79重要知識(shí)點(diǎn):TCP、UDP協(xié)議80可靠性是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中用

30、戶希望互聯(lián)網(wǎng)能夠提供迅速、準(zhǔn)確、可靠的通信功能，保證不發(fā)生丟失、重復(fù)、錯(cuò)序等可靠性問(wèn)題。傳輸層是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要的一層，它的主要作用就是保證端到端數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。TCP、UDP是傳輸層最重要的兩種協(xié)議。815.9.1 端對(duì)端通信 利用互聯(lián)層，數(shù)據(jù)報(bào)從一站轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)站，從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到另一個(gè)結(jié)點(diǎn) 主要的傳輸控制是在相鄰兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行 傳輸層需要提供一個(gè)直接從一臺(tái)計(jì)算機(jī)到另一遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的端到端通信控制 825.9.1 端對(duì)端通信（續(xù)） 在下圖中，由于主機(jī)需要進(jìn)行端到端的通信控制，因此主機(jī)A與主機(jī)B都需要安裝傳輸層軟件，但是中間的路由器并不需要。從主機(jī)A與主機(jī)B的角度來(lái)看，整個(gè)互聯(lián)

31、網(wǎng)是一個(gè)通信系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)能夠接收和傳遞傳輸層的數(shù)據(jù)而不會(huì)改變和干預(yù)這些數(shù)據(jù)。835.9.2 傳輸控制協(xié)議TCP （1）TCP提供的服務(wù)傳輸控制協(xié)議TCP是TCP/IP參考模型中的傳輸層協(xié)議，它通過(guò)序列確認(rèn)以及包重發(fā)機(jī)制提供可靠的數(shù)據(jù)流發(fā)送和應(yīng)用程序的虛擬連接服務(wù)。與IP協(xié)議相結(jié)合，TCP組成了因特網(wǎng)協(xié)議的核心。TCP服務(wù)提供了數(shù)據(jù)流傳輸、可靠、有效流控制、全雙工操作和多路復(fù)用技術(shù)等。TCP提供的是面向連接的服務(wù)，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前需要建立一個(gè)到達(dá)目的主機(jī)的連接。TCP能夠確保通過(guò)一個(gè)連接發(fā)送的數(shù)據(jù)正確地到達(dá)目的地，不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)的丟失或亂序。845.9.2 傳輸控制協(xié)議TCP(續(xù)) （2）數(shù)據(jù)丟失

32、與重發(fā)TCP建立在一個(gè)不可靠的虛擬通信系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)可能會(huì)丟失。TCP采用重發(fā)技術(shù)來(lái)補(bǔ)償數(shù)據(jù)包的丟失。在使用重發(fā)機(jī)制過(guò)程中，如果接收方的TCP正確地接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包，它要回發(fā)一個(gè)確認(rèn)信息給發(fā)送方。而發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，TCP需要啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器。在定時(shí)器到時(shí)之前，如果沒(méi)有收到一個(gè)確認(rèn)信息，則發(fā)送方重發(fā)該數(shù)據(jù)。TCP采用自適應(yīng)重發(fā)機(jī)制來(lái)確定重發(fā)之前應(yīng)等待的時(shí)間，也就是說(shuō)重發(fā)時(shí)間并不是固定的，它會(huì)根據(jù)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)延遲等確定重發(fā)等待時(shí)間值。 855.9.2 傳輸控制協(xié)議TCP(續(xù)) （3）連接的可靠建立和優(yōu)雅關(guān)閉為確保連接建立和終止的可靠性，TCP使用了三次握手法。在數(shù)據(jù)包丟失、重復(fù)和延遲的情況下，3次握手

33、法是保證連接無(wú)二義性的充要條件。 三次握手法就是在建立連接和終止連接的過(guò)程中，通信雙發(fā)需要交換3個(gè)報(bào)文。下圖中當(dāng)初始序X發(fā)送后，因?yàn)橛?jì)算機(jī)重啟等原因，照成A又發(fā)送新的連接x,但B向A確認(rèn)初始序號(hào)X的連接，這樣A會(huì)發(fā)現(xiàn)不是它發(fā)送的x的連接請(qǐng)求，因此會(huì)拒絕，這樣就避免了過(guò)時(shí)的連接請(qǐng)求。865.9.2 傳輸控制協(xié)議TCP(續(xù)) （4）TCP的緩沖、流控與窗口TCP使用窗口機(jī)制進(jìn)行流量控制。當(dāng)一個(gè)連接建立時(shí)，連接的每一端分配一塊緩沖區(qū)來(lái)存儲(chǔ)接收的數(shù)據(jù)，并將緩沖區(qū)的大小告知另一端。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，接收方發(fā)送確認(rèn)，其中包含了自己剩余的緩沖區(qū)大小。剩余緩沖區(qū)空間的數(shù)量稱為窗口。如果接收方應(yīng)用程序讀取數(shù)據(jù)的速度與數(shù)據(jù)到達(dá)的速度一樣快，接收方在每一確認(rèn)中發(fā)送一個(gè)非零的窗口通告。如果發(fā)送方操作的速度快于接收方，接收方將通知一個(gè)零窗口，發(fā)送方收到一個(gè)零窗口通告后，必須停止發(fā)送，直到接收方重新通告一個(gè)非零窗口。875.9.2 傳輸控制協(xié)議TCP(續(xù))（5）TCP連接與端口在應(yīng)用程序利用TCP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)之前，首先需要建立一條到達(dá)目的主機(jī)的TCP連接。TCP協(xié)議將一