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上善若水 厚德载物<学习版>

 
 
 

日志

 
 

网络层基础知识总结(1)  

2014-11-04 16:24:36|  分类: 计算机网络基本原 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1、存在多种异构网络对不同网络之间的通信会造成一些麻烦,但是为什么世界上还存在多种异构网络?
答:世界上之所以存在着多种异构的网络,就是因为仅用一种体系结构的网络根本无法满足所有用户的需求。
2、网络互联有何实际的意义?进行网络互联时,有哪些共同的问题需要解决?
答:
(1)、网络互联的意义:我们知道,不可能让所有的用户都使用相同的网络。虽然这样做可使网络互联变得比较简单,但在实际上是不可行的。这是因为用户的需求是多种多样的,没有一种单一的网络能够适应所有用户的需求。另外,网络技术是不断发展的,网络的制造厂家也要经常推出新的网络,在竞争中求生存。因此在市场上总会有很多种不同性能、不同网络协议的网络供不同的用户选用。因此我们面临的现实问题是:在客观上,世界上有很多的特性各异的网络。但这些网络又希望能够互相通信,于是网络互联的意义就是非常重要的。
(2)、网络互联会遇到许多的问题需要解决:

    ①、不同的寻址方案

  ②、不同的最大分组长度

  ③、不同的网络接入机制

  ④、不同的超时控制

  ⑤、不同的差错恢复方法

  ⑥、不同的状态报告方法

  ⑦、不同的路由选择技术

  ⑧、不同的用户接入控制

  ⑨、不同的服务(面向连接服务和面向无连接的服务)

  ⑩、不同的管理与控制方式

3、作为中间设备,转发器、网桥、路由器、网关,之间有何区别?

答:将网络互联起来要使用一些中间设备。根据中间设备所在的层次,可以有以下四种不同的中间设备:

(1)、物理层使用的中间设备叫做转发器

(2)、数据链路层使用的中间设备叫网桥

(3)、网络层使用的中间设备叫路由器

(4)、在网络层以上使用的中间设备是网关(用网关连接两个不兼容的系统需要在高层进行协议的转换)。

注意:物理层、数据链路层使用转发器和网桥作为中间设备,此时并不能称之为网络互联,因为这仅仅是把一个网络扩大了,而这仍然是一个网络,互联网都是指用路由器进行互联的网络。

4、试简述下列协议的作用:IP、ARP、RARP、ICMP ?

答:

(1)、网际协议IP:使用IP协议就可以把互联以后的计算机网络看成是一个虚拟的互联网。所谓虚拟互联网也就是逻辑互联网。我们知道,各种物理网络的异构性本来是客观存在的,但是我们利用IP协议就可以使这些性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络。这种使用IP协议的虚拟互联网络可简称为IP网。使用IP网的好处是:当IP网上的主机进行通信时,就好像在一个单个网络上通信一样,它们看不见互联的各网络的具体异构细节(如:具体的编址方案、路由选择协议、等等)。

(2)、地址解析协议ARP:用来把一个机器(主机或路由器)的IP地址转换为相应的物理地址(或硬件地址)。

(3)、逆地址解析协议RARP:和ARP相反,用来把一个机器(主机或路由器)的物理地址(或硬件地址)转换为相应的IP地址。

(4)、网际控制报文协议ICMP:用来使主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告,这样就可以更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会。ICMP是因特网的标准协议,但ICMP不是高层协议,而是IP层的协议。ICMP报文作为IP层数据报的数据,加上数据报的首部,组成IP数据报发送出去。ICMP报文类型如下:

网络层基础知识总结(1) - brain - 百年孤独

 

5、IP地址分为几类?各如何表示?IP地址的主要特点是什么?
答:
(1)、IP地址表示方式:在IPv4的地址中,所有的地址都是32位,并且可以记为:IP地址::={<网络地址>,<主机号>}
(2)、IP地址分类:

    ①、A类地址:网络号字段为1个字节,最左边的1位是[0]。A类地址的主机号占3个字节,因此每一个A类网络中的最大主机数是:224-2 ( 这里减2的原因是:全0的主机号字段表示该IP地址是“本主机”所连接到的单个网络地址【例如:一个主机的IP地址为5.6.7.8,则该主机所在的网络地址就是:5.0.0.0 】全1的主机号字段表示“所有的(all)”,因此全1的主机号字段表示该网络上的所有主机) 即16777214个,网络号为127(即01111111) 保留作为本地软件环回测试本主机的进程之间的通信之用。IP地址空间共有232(即4294967296)个地址,整个A类地址空间共有231个地址,占整个IP地址空间的50%。

  ②、B类地址:网络号字段为2个字节,最左边的2位是[10].B地址网络号后面的14位无论怎么取值也不可能出现使整个2字节的网络号字段成为全0或者全1,因此B类地址不存在网络总数要减2的问题,但实际上B类地址128.0.0.0是不可指派的,因而可以指派的最小B类地址是128.1.0.0,因此B类地址可指派的网络数为:214-1(即16383)。B类地址的每一个网络上的最大主机数是216-2(即65534,这里需要减2是因为要扣除全0和全1的主机号)整个B类地址空间共有230个地址,占整个IP地址空间的25%。

  ③、C类地址:网络号字段为3个字节,最左边的3位是[110].C类地址有3个字节的网络号字段(共有24位),除掉最前面的3位标示符还有21位可以分配,C类网络地址192.0.0.0是不可指派的,C类地址可以指派的最小网络地址是192.0.1.0 ,因此C类地址可以指派的网络总数是221-1(即2097151)。每一个C类地址的最大主机数是28-2(即254,这里需要减2是因为要扣除全0和全1的主机号),整个C类地址空间共约有229个地址,占整个IP地址空间的12.5%。

  ④、D类地址:用于多播,最左边的4位是[1110]。

  ⑤、E类地址:保留今后使用,最左边的4位是[1111]。

类别

最大网络数

第一个可指派的网络号

最后一个可指派的网络号

最大主机数

A

126 27-2)

1

126

16777214

B

16383 (214-1)

128.1

191.255

65534

C

2097151 (221-1)

192.0.1

223.255.255

254


(3)、IP地址具有以下一些重要特点:

    ①、每一个IP地址都由{<网络地址>,<主机号>}两部分组成。从这个意义上说,IP地址是一种分级的地址结构;

  ②、实际上IP地址是标志一个主机(或者路由器)和一条链路的接口。换言之,IP地址并不仅仅指明一个主机,而是还指明了主机所连接到的网络

  ③、按照因特网的观点,一个网络是指具有相同网络号 net-id 的主机的集合。因此,用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络,因为这些局域网都具有同样的网络号,具有不同网络号的局域网必须使用路由器进行互联

  ④、在IP地址中,所有分配到网络号的网络(不管是范围很小的局域网,还是可能覆盖很大地理范围的广域网)都是平等的。

6、试说明IP地址与硬件地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址?
答:
        从层次的角度看,物理地址是数据链路层和物理层使用的地址,而IP地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址( IP 地址是逻辑地址,因为IP地址是通过软件来实现的 ) 。由于全世界存在着各式各样的网络,它们使用不同的硬件地址。要使这些异构的网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作,因此由用户或用户主机来完成这项工作几乎是不可能的事。但统一的IP地址把这个复杂的问题解决了。连接到因特网的主机只需拥有统一的IP地址,它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便。当需要把IP地址转换为物理地址时,调用ARP的复杂过程都是由计算机软件自动进行的,而用户是看不见这种调用过程的。因此,在虚拟的IP网络上用IP地址进行通信给广大的计算机用户带来很大的方便。
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