第3章-计算机网络中的通信地址与路由-练习

1、..9.10.11 .5.第3章 电脑网络中的通信地址与路由练习通信的目的是要传递信息，因此通信地址是非常重要的，如何表示它是网络通信协议解决的重要问题。物理地址是标识网络内电脑的 唯一地址，电脑的这个地址在不同协议的网络中有不同的表示方法。目前在电脑网络中大多采用局域网接入方式。电脑接入局域网时需要使用一个网络接口卡，简称网卡。网卡生产厂商在网卡上集成了一个 48位二进制编号一般按字节使用十六进制数书写，中间用“： 分隔， 如00： 5b : 03： 5e： 3f: Ob，其中前24位是从电气电子工程师协会 IEEE的注册管理委员会申请 厂商注

2、册 号号，后24位是网卡序号的网卡序号，这就保证了每块网卡的编号在全世界范围内是唯一的。一块网卡无论安装在哪个电脑上，网卡编号不会变化，所以在电脑网络中就使用网卡编号作为电脑的物理地址。局域网络中的网卡完成电脑与网络通信线路的连接和通信线路的连接控制以及数据的发送、接收等功能,介质访问控制/MAC。相当于OSI参考模型中的物理层和数据链路层功能。一般把这些功能称为电脑的物理地址也称作介质访问控制地址/MAC地址。在电脑网络中，需要使用地址标识的除了电脑之外，还有中间连接转发节点，一般为路由器。网卡。对于路由器的每个局路由器上的局域网端口 是用来连接局域网的，每个局域网端口相当于一块域网端口，和

3、网卡一样，也是集成了一个48位物理地址编号，这个编号在全世界范围内是唯一的。使用网卡表示的物理地址可以在全世界范围内唯一地标识一台电脑，使用网卡表示的物理地址虽然是 唯一的，但不具备 层次结构，而且在全世界范围内的分布是随机的，因为网卡的销售与地区无关。如果在 覆盖全世界范围的In ternet中使用物理地址通信，根本就不可能知道目的主机在网络中的具体位置。在TCP/IP网络中使用网际网协议 地址表示通信地址，通常称为IP地址。这种地址是一种层次结构地址编号，它包括 网络编号和主机编号两个局部。IP地址由In terNICI nternet网络信息中心统一管理，每个国家的网络信息中心统一向In

4、 terNIC申请IP地址，并负责国内IP地址的管理与分配。网络信息中心一般只分配网络号，网内编号由取得该网络编号使用权的网络管理人员管理和分配。这样，在电脑被分配了一个IP地址后，该电脑肯定是该网络号内的成员，在In ternet上当其他电脑与该电脑通信时，首先根据该电脑IP地址的网络号找到网络，再从网络中寻找该电脑。在TCP/IP网络中目前主要使用的是 第4版IP协议IPv4。 IPv4中采用32位二进制数编码IP地址。 为了书写方便，IP地址采用点分十进制 表示，即把IP地址的的每个字节8位二进制数用十进制数表示， 每个字节之间用小数点分隔。IP地址被划分成 A、B、C、D在IP地址中，

5、为了照顾不同网络内有不同的主机数目以及其他目的, 五类。在In ternet中一般使用 A、B、C类IP地址，D地址用于多播。多播组播主要用于网络会议、网络游戏、网络教学等领域，本书不讨论多播技术。16. 在A、B、C类IP地址中，A类网络有127个网络号，一个 A类网络中可以有 2A24=16M个主机编 号；B类网络有2A14=16K个网络号，一个B类网络中可以有2人16=65536个主机编号；C类网络有2人21=2皿 个网络号，一个 C类网络中可以有 2人8=256个主机编号。17. 域名地址就是使用助记符表示的 IP地址，记忆这个地址比记忆 IP地址就容易多了。18. 域名地址虽然容易记

6、忆，但在IP报文中使用的是用 数字表示的IP地址。在浏览器中输入一个域名地址之后，必须将其转换成IP地址才能进行网络通信，完成这个转换功能的设备称作域名系统/DNS。这个服务器也是安装在一台电脑上的效劳程序，采用查表的方法完成域名地址和IP地址的转换。19. 如果一台电脑想要别人使用域名地址来访问，首先要在DNS效劳器中注册，一般是在上一级域名效劳器中注册。域名是 分级分层设置的，各级域名间使用“ 分隔。20. 除了主机域名外，每级域名下都会设置一个域名效劳器和备用域名效劳器供下级进行域名注册。为了能够在网络中使用域名地址，在电脑网络连接的TCP/IP属性设置中，必须设置DNS效劳器地址。21

7、. DNS效劳器一般可以设置两个，但必须填写效劳器的IP地址。DNS 一般需要设置本地域名效劳器地址，即电脑所在域的 DNS效劳器IP地址。在设置完成 DNS效劳器地址之后，当一个电脑使用域名地址通信时，系统首先根据域名效劳器 IP地址将域名地址信息发送给域名效劳器，域名效劳器根据域名地址查找IP地址,然后将I地址返回给该电脑，电脑再使用IP地址和需要通信的电脑进行通信。22. 根据域名查找IP地址的过程称作 域名解析。实际上，域名解析的过程是比拟复杂的。一般域名在本地域名效劳器中很难找到，但本地域名效劳器会自动到它的上级域名效劳器去查找，依次递归，最终查到该域名 地址听对应的IP地址。当然，

8、如果每次都这样去查找会影响工作效率，DNS采取了一些方法，例如在电脑和各级域名效劳器上会暂存查找过的域名，需要时，电脑会首先在本机的高速缓存中进行域名解析，不成功时才 去上级域名效劳器解析。各级域名效劳器也采取类似的处理方法，用于提高DNS的上作效率。23. 总之，域名地址是IP地址的助记符形式，使用域名地址需要DNS的帮助。域名地址一般用于In ternet。在In ternet中，如果在网络连接的 TCP/IP属性设置中没有正确设置DNS效劳器，该电脑就不能使用域名地址和其他电脑通信。24. MAC地址表示一台电脑或网络中间节点的物理地址，是在数据链路层传输中使用的地址。IP地址使用层次结

9、构地址表示网络中的电脑或转发节点，是在网络寻址中使用的地址。MAC地址和IP地址只能表示到电脑，但在一台电脑上可以同时翻开多个网站，也可以同时屡次翻开同一个网站。这就说明网络通信的最终对象不是电脑，而是应用程序，严格地说是应用程序进程。25. 网络通信的最终对象是应用程序进程，那么进程如何标识呢？在一台电脑中，不同的进程是用不同的进程编号标识的，这个进程编号在网络通信中称作端口号或端口地址。26. 在一个进程被建立时，为了标识该进程，系统需要为它分配一个端口号，这个端口号对于一般进程是不固0.31 .8.39.40.定的。在网络通信中，

10、为了和对方进程通信，必须知道对方进程的端口号。怎样获取对方进程的端口号呢 ？为了解决这个问题，在网络通信中采用了客户/效劳器/ C/S模式。客户和效劳器分别表示相互通信的两个应用程序进程，客户向效劳器发出效劳请求，效劳器响应客户的请求，为客户提供所需的效劳。在TCP/IP协议网络中，效劳器进程使用固定的，所谓“众所周知的知名端口。知名端口号在1 255范围内，由In ternet编号分配机构来管理；256 1023为注册端口号，由一些系统软件使用，1024 65535为动态端口号，供用户随机使用。TCP协议中，文件传输协议FTP,使用 21为控制端口号，使用20为数据端口号。TCP协议中，远程

11、登录协议TELNET使用 23作为端口号。效劳器进程又称作守候进程。效劳器进程使用知名端口号等待为客户提供效劳。客户程序需要某种效劳时,通过效劳器的IP地址和效劳器端口号 得到效劳。一个TCP/IP协议信息报文从应用程序进程到交给数据链路层通过物理网络传输，报文中包含的地址信息有以下三个：(1) MAC 地址(2 )IIP 地址(3)端口号一台电脑如果要连接到 TCP/IP协议网络中，必须为该电脑分配一个IP地址。为了保证 TCP/IP协议网络内的电脑正常工作，必须保证IP地址分配正确。TCP /IP网络中可以互连很多逻辑网络，整个物理网络就像一个国家，每个逻辑网络就像国家中的一个地 区一样。

12、在 TCP/IP网络中，各个逻辑网络是用不同的网络号区分的。在一个逻辑网络中可以连接假设干台电 脑。在TCP/IP网络中，不同逻辑网络是通过网络连接设备/路由器来分隔的。路由器上的每个广域网接口或局域网接口可以分别连接到不同的逻辑网络。在IP地址中，主机编号局部全“ 0的地址表示网络地址，网络地址不能分配给主机使用。全“0是指表示主机地址的二进制数据位全部是“ 0。在C类IP地址中，前3个字节是网络号，第 4个字节是主 机编号，第4个字节数值等于0时，表示这是一个网络地址。网络内的主机编号不能采用0号。在IP地址中，主机编号局部全“ 1的地址表示播送地址，播送地址当然不能分配给主机使用。在C类

13、IP地址中，第4个字节是主机编号， 主机编号的8个二进制位全“1时，对应的十进制数是 255,例如200. 22.66. 255就是一个播送地址。在播送地址中，网络编号局部表示对哪个网络内的主机播送，一般称作直接播送。如果网络编号局部也是全“ 1 ，并不表示向网络内的所有主机播送，而是限制在对自己所在网络内的主机播送，一般称作受限播送。例如，255. 255. 255. 255就是一个受限播送地址。在IP地址中0号网络不能使用。一个IP地址的网络编号局部全“0 ,时，网络地址表示本网络。例如，0. 0. 0. 38表示本网络内的 38号主机。A类地址中的网络用于网络软件测试和本地进程间通信，该

14、网络内的所有地址不能分配给主机使用。目的地址网络号包含 127的报文不会发送到网络上。一般情况下，测试TCP/IP协议软件是否正常时，可以在命令提示符，窗口使用“命令提示符命令。41. 在IP地址中，A、B、C类地址中都保存了一块空间作为私有专用IP地址使用，它们是：42. 所谓私有IP地址，就是不能在In ternet上使用IP地址，因为在In ternet上的信息效劳商都会设置对私有IP地址的报文过滤，所以在In ternet上不会传送目的IP地址是私有IP地址的报文。但私有 IP地址可以在自己的内部网络上任意使用，而且不用考虑和其他地方有IP地址冲突的问题。43. 用户在自己的内部网络中

15、可以任意使用私有IP地址，但如果想把内部网络连接到In ternet必须借助网络地址转换/NAT效劳，将私有IP地址转换成合法的公网IP地址后才能进入In ternet。市场上出售的小路由器一般都有NAT功能，借助这种小路由器可以实现家庭网络通过一个公网IP地址上网。44. TCP/IP网络内的主机没有合法的 IP地址就不能联网工作。网络管理员在分配IP地址时需要遵守以下规那么。1每个网络接口 /连接应该分配一个IP地址2使用合法的IP地址3同一网络内的IP地址网络 号必须相同，一个网络的 IP地址网络号必须唯一。45. 在每个网络内，各个网络接口的IP地址是唯一的，但每个网络内所有IP地址的

16、网络号是相同的，不同 网络内的网络号都是不同的。46. 一个网络内的IP地址如果使用了其他网络的网络号，不仅会造成IP地址冲突，而且会造成网络地址。47. 为了解决网络地址缺乏的问题，可以在一个网络地址内再划分出假设干网络。在一个网络地址内划分出的网络称作子网。划分子网时需要占用原来的主机编号字段。当然，一个网络划分为假设干网络后，每个网络内能够容纳的主机编码个数必然减少。48. 在划分了子网之后，子网号也是网络号，子网内的主机编号局部全“0 时表示网络地址地址，全“ 1 时表示对该子网的 播送地址，这两个IP地址也是不能分配给主机使用的。但子网编码局部全“0 0号子网和全“ 1的子网编号是允

17、许使用的有些教科书上不允许使用 。较早版本的路由器上，需尊添加一条配置命令“ip sub net-zero后，才允许使用 0号子网。49. 在A、B、C类IP地址中，可以根据 IP地址的类别确定网络号和主机号。在划分子网之后， 网络编号局部不再是固定的，这时要判断网络地址的方法是使用子网掩码/Mask。50. Mask就是在使用子网之后用来计算网络地址的工具。在 Mask中，二进制位为“1的表示网络编号局部，二进制位为“ 0的表示主机号局部。51. 在分配IP地址时，后面需要子网掩码，用于说明该IP地址的网络地址。子网掩码也可以使用“IP地址/网络地址长度表示。52. 在网络管理工作中，根据网

18、络的分布与连接情况以及申请得到的IP网络地址，合理地规划子网，正确地分配IP地址和子网掩码，就是进行网络地址规划。53. 在一个不和In ternet连接的内部网络中，虽然可以任意使用IP地址，可以使用私有 IP地址，但IP地址的分配规那么是不能改变的。分配 IP地址时也需要指定子网掩码，也要进行网络地址规划。要对每一个网络 指定唯一的网络号，网络内部主机号也要进行科学的分配。只有做好网络地址规划，搭建的网络才能通畅 地工作。54. 电脑网络中的一个主机将数据报文通过网络发送给某个主机，对于电脑来说，在发送报文之前，首先要查找自己的路由表中有没有存储到达目的主机的路由。如果有，那么根据路由表指

19、示将报文发送给路由上的下一个主机下一跳；如果没有到达目的主机的路由，那么丢弃该报文。55. 网络连接设备路由器中也存储着路由表，路由器收到一个报文后，根据报文中的目的IP地址到路由表中查找到达目的地址的路由，如果查到了路由，将报文转发给路由上的下一跳；否那么，丢弃该报文。56. 主机中的路由表和路由器中的路由表的内容有所不同，但一般都包含以信息。1目的地址、子网掩码2下一跳地址、输出端口。57. 在路由器中，路由表的目的地址都是网络地址，只确定到达该网络的路由，这样可以减少路由器中的路由表项。58. 在主机中，路由表的目的地址有网络地址、主机地址和播送地址，用于指示到达特定网络的路由、到 达特

20、定主机的路由和播送报文的路由。59. 下一跳地址是路由上下一个接收该报文的主机或路由器的IP地址。路由表中并不指示一条通往目的网络的完整路线，只是告诉通往目的网络下一步应该怎样走。路由表的路由描述方式是局部的，但对网络 路由的把握是全局的。在主机路由表中，下一跳称作网关。60. 输出端口是本路由器在该路由上的连接端口，如Ethernet。、Serial。等。在主机路由表中，输出端口用IP地址表示。61. 在CiSCO路由器的路由表中，每条路由前面有一个字符说明路由的种类。下面介绍几种常见的路由种类。1 C :直连网路，和路由器直接向连接的网路。2S:静态路由，由人工通过配置命令生成的路由。3R

21、 :由路由选择协议 RIP生成的动态路由。4B :由边界网关协议 BGP生成的动态路由。5 O:由路由选 择协议OSPF生成的动态路由。6* :默认路由，当路由表内查找不到目标网络时使用的路由。62. 在一个路由表内，到达同一个目的地址可能存在多条路内。在查找路由时应该使用最短的路由。开销就是为了选择最短路由而设计的。在路由表内有多种路由存在时，管理距离将被使用，系统会选择管理距离的路由，但是管理距离是人为规定的。63. Cisco路由器中规定的管理距离情况如下：直连网络的管理距离为0；静态路由的管理距离为1；路由选择协议RIP生成的动态路由的管理距离为120。64. 当路由的管理距离相同时，

22、要比拟路由的开销值。在RIP路由中，开销用 跳数/Hop表示，跳数表示到达目的网络需要经过的路由器个数；在OSPF路由中，开销用费用/Cost表示，该参数与网络中链路的带宽等因素相关，Cost越小的路由越好。65. 在Windows系统中，在"命令提示符窗口中使用命令："Route print显示主机中的路由表。66. 所谓默认网关，就是与其他网络内的主机通信时的必经之路。67. 在网络连接的TCP/IP属性设置中，选择“自动获得IP地址和“自动获得 DNS效劳器地址单项选择按钮，可以由系统 自动获得TCP/IP属性参数。这种设置用干网络内启用了动态主机配置协议/DHCP。

23、68. 动态主机配置协议 DHCP用于大型网络中自动为网络内主机分配网络连接的TCP /IP属性参数，还可以将有限的IP地址动态地分配给网络内主机使用。在启用了DHCP的系统中，只有主机联网工作时才临时获得IP地址，以节省IP地址。69. 在网络内启用了 DHCP后，只要翻开网络连接，DHCP系统就会给该主机分配IP地址、子网掩码和DNS。70. “自动获得方式在有些情况下是不能使用的。例如，网络中的效劳器IP地址必须是相对固定的，必须采用静态设置。在小型网络中，一般也采用静态设置方式。71. 路由器主要功能有两项：为到达的数据报文选择到达目的地址的最正确路径；将数据报文转发到正确的输出端口。

24、路由器内部从功能上划分为两个机构：路由选择机构和报文转发机构。72. Con sole线是一条8芯扁平电缆，一端使用RJ-45接口连接路由器的 Con sole 口，另一端使用9针的RS-232接口连接到电脑终端的RS-232异步串行口。73. CiSCO路由器有多种命令行界面，在不同的命令行界面下允许进行的操作不同。在CiSCO路由器中，命令行界面又称作模式。CISCO路由器的模式和模式之间的转换，需要相应的命令进行，开机进入了用户模式，用户模式转换为特权模式使用“en able命令，在特权模式下转入全局配置模式使用“con figureterminal 命令。74. 在输人一个命令后，如果存在语法错误，系统会在发生错误的局部下面显示一个“A，指示该局部出错。75. 在广域网连接中，