高中信息技术（必选2）X2-02-01网络通信基础知识点

高中信息技术（必选2）X2-02-01网络通信基础知识点整理本课程聚焦网络通信的核心原理与基础应用，是理解计算机网络运作机制的关键内容。以下将系统梳理课程核心知识点，并针对每个知识点设计练习题、答案及详细解析，助力深化对知识的理解与应用。一、核心知识点梳理知识点1：网络通信的基本概念1.定义：网络通信是指通过计算机网络将数据从一个设备传输到另一个设备的过程，核心是实现不同设备间的信息交互。2.本质：数据的编码、传输、解码与校验的全过程，涉及源设备、传输介质、目标设备及通信协议等关键要素。3.关键要素：源设备与目标设备：数据的发送端和接收端，如计算机、手机、服务器等。传输介质：承载数据传输的物理或逻辑通道，分为有线（双绞线、光纤、同轴电缆）和无线（无线电波、红外线、卫星通信）两类。通信协议：设备间约定的通信规则，确保数据有序、准确传输，如TCP/IP协议簇。练习题及答案解析1.下列不属于网络通信关键要素的是（）A.传输介质B.操作系统C.通信协议D.源设备答案：B解析：网络通信的关键要素包括源设备与目标设备、传输介质、通信协议；操作系统是计算机自身的系统软件，用于管理硬件和软件资源，不属于网络通信的核心要素。2.下列关于网络通信本质的描述，正确的是（）A.设备间的物理连接B.数据的编码与解码过程C.数据的传输与校验全过程D.协议的执行过程答案：C解析：网络通信的本质是数据从源设备到目标设备的编码、传输、解码及校验的全过程；A选项仅强调物理连接，不全面；B选项缺少传输和校验环节；D选项协议是实现通信的规则，并非通信本质。3.下列属于无线传输介质的是（）A.双绞线B.光纤C.红外线D.同轴电缆答案：C解析：无线传输介质无需物理线缆，红外线属于无线传输介质；A、B、D均为有线传输介质，其中双绞线常用于局域网，光纤传输速率高、抗干扰性强，同轴电缆曾用于有线电视网络。知识点2：数据传输方式1.按传输方向分类：单工通信：数据只能沿一个方向传输，如广播电视、遥控器与设备的通信，只有发送端向接收端传输数据，接收端无法反馈。半双工通信：数据可双向传输，但同一时刻只能沿一个方向传输，如对讲机，双方不能同时发言。全双工通信：数据可同时双向传输，如手机通话、计算机网络通信（TCP连接），双方可同时发送和接收数据。2.按数据传输同步方式分类：同步传输：数据以块为单位传输，发送端和接收端通过同步信号（时钟信号）保持时序一致，传输效率高，适用于大量数据传输，如光纤通信。异步传输：数据以字符为单位传输，每个字符前加起始位、后加停止位（可选校验位），无需同步时钟，实现简单、成本低，但传输效率较低，适用于低速数据传输，如早期的串口通信、键盘与计算机的通信。练习题及答案解析1.手机通话过程中，数据传输方式属于（）A.单工通信B.半双工通信C.全双工通信D.异步传输答案：C解析：手机通话时，双方可同时发送和接收语音数据，符合全双工通信“同时双向传输”的特点；A选项仅单向传输，B选项同一时刻只能单向传输，D选项是按同步方式分类，并非传输方向分类。2.下列场景中，采用单工通信的是（）A.对讲机通话B.观看有线电视C.计算机与打印机通信D.微信文字聊天答案：B解析：有线电视中，电视台向观众设备单向传输节目数据，观众无法向电视台反馈，属于单工通信；A选项对讲机是半双工通信；C选项计算机与打印机通常为全双工或半双工通信；D选项微信文字聊天是全双工通信。3.关于同步传输和异步传输的区别，下列说法错误的是（）A.同步传输以块为单位，异步传输以字符为单位B.同步传输需要同步时钟，异步传输不需要C.同步传输效率低于异步传输D.同步传输适用于大量数据传输，异步传输适用于低速数据传输答案：C解析：同步传输无需为每个字符添加起始位和停止位，数据传输密度高，效率高于异步传输；A、B、D均为同步传输与异步传输的正确区别。4.某设备采用“每个字符前加1位起始位，后加1位停止位”的方式传输数据，该传输方式属于（）A.同步传输B.异步传输C.单工通信D.全双工通信答案：B解析：异步传输的典型特征是为每个字符添加起始位和停止位，以实现发送端与接收端的同步，题干描述符合异步传输的特点；A选项同步传输无需此类附加位；C、D是按传输方向分类，题干未涉及传输方向。知识点3：通信协议的作用与TCP/IP协议簇1.通信协议的定义：计算机网络中，设备间进行数据交换时必须遵循的一组规则、标准或约定，如同“网络通信的语言”。2.通信协议的核心作用：解决设备间的“语言不通”问题，确保数据在传输过程中有序、准确、完整，包括数据的格式、传输速率、差错控制、寻址等内容。3.TCP/IP协议簇（互联网核心协议）：TCP/IP协议簇是一组分层的协议，通过分层设计将复杂的网络通信分解为多个简单的子任务，各层协议专注于解决特定问题，层间通过接口协作。核心分层及各层代表协议：应用层：面向用户应用，提供具体的网络服务，如HTTP（超文本传输协议，用于网页浏览）、FTP（文件传输协议，用于文件上传下载）、SMTP（简单邮件传输协议，用于电子邮件发送）、DNS（域名系统，用于域名解析）。传输层：负责端到端的数据传输控制，确保数据可靠或高效传输，核心协议为TCP（传输控制协议，可靠的、面向连接的传输）和UDP（用户数据报协议，不可靠的、无连接的传输）。网络层：负责路由选择和地址寻址，将数据从源主机传输到目标主机，核心协议为IP（网际协议，负责给主机分配IP地址并进行路由转发）。网络接口层（链路层）：负责物理介质上的数据帧传输，连接网络层与物理层，如以太网协议、Wi-Fi协议。4.TCP与UDP的区别：TCP：面向连接（传输前需建立三次握手，传输后需释放连接）、可靠传输（通过重传、校验、流量控制等机制确保数据无丢失、无差错、有序到达）、传输速率较慢，适用于对可靠性要求高的场景，如文件传输、网页浏览、电子邮件。UDP：无连接（传输前无需建立连接）、不可靠传输（不保证数据到达顺序，可能丢失或出错）、传输速率快、开销小，适用于对实时性要求高的场景，如视频直播、语音通话、网络游戏。练习题及答案解析1.下列关于通信协议的说法，错误的是（）A.通信协议是设备间数据交换的规则B.没有通信协议，设备间无法实现数据传输C.同一网络中只能使用一种通信协议D.TCP/IP协议簇是互联网的核心协议答案：C解析：同一网络中可同时存在多种通信协议，不同协议负责不同的通信任务，如局域网中既有以太网协议（链路层），也有TCP/IP协议（网络层及以上）；A、B、D均为通信协议的正确描述。2.下列协议中，属于应用层协议的是（）A.IP协议B.TCP协议C.HTTP协议D.UDP协议答案：C解析：HTTP协议（超文本传输协议）属于应用层，用于网页浏览；A选项IP协议属于网络层，负责寻址和路由；B、D选项TCP和UDP协议属于传输层，负责端到端数据传输。3.视频直播过程中，数据传输采用的核心协议最可能是（）A.TCP协议B.UDP协议C.IP协议D.HTTP协议答案：B解析：视频直播对实时性要求高，允许少量数据丢失，UDP协议无连接、传输速率快、开销小，适合此类场景；A选项TCP协议可靠但传输速率慢，会导致直播延迟；C选项IP协议仅负责寻址，不直接传输直播数据；D选项HTTP协议用于网页传输，不适合实时视频。4.关于TCP和UDP协议的区别，下列说法正确的是（）A.TCP是无连接协议，UDP是面向连接协议B.TCP传输速率比UDP快C.TCP适用于文件传输，UDP适用于语音通话D.TCP不提供差错控制，UDP提供差错控制答案：C解析：TCP是面向连接、可靠传输的协议，适用于对可靠性要求高的文件传输；UDP是无连接、不可靠传输的协议，适用于对实时性要求高的语音通话；A选项表述相反；B选项UDP传输速率更快；D选项TCP提供差错控制，UDP不提供。5.下列关于TCP/IP协议簇分层的说法，正确的是（）A.传输层负责路由选择B.网络层负责端到端数据传输C.应用层提供具体网络服务D.网络接口层负责IP地址分配答案：C解析：应用层的核心功能是面向用户提供具体的网络服务，如HTTP提供网页服务、FTP提供文件传输服务；A选项路由选择由网络层负责；B选项端到端数据传输由传输层负责；D选项IP地址分配由网络层负责，网络接口层负责物理帧传输。知识点4：IP地址与域名系统（DNS）1.IP地址的定义：互联网上每个主机（计算机、服务器、手机等）的唯一标识，用于在网络中定位设备，如同设备的“网络身份证”。2.IP地址的格式（IPv4）：由32位二进制数组成，分为4个8位组（字节），每个字节转换为十进制数（0-255），各组之间用“.”分隔，如。3.IP地址的分类（IPv4）：A类地址：第1个字节为网络号（1-126），后3个字节为主机号，适用于大型网络。B类地址：前2个字节为网络号（128-191），后2个字节为主机号，适用于中型网络。C类地址：前3个字节为网络号（192-223），后1个字节为主机号，适用于小型局域网。特殊地址：为回环地址，用于测试本机网络配置；表示任意地址；55为广播地址。4.域名系统（DNS）：由于IP地址为数字格式，难以记忆，DNS通过将易于记忆的域名（如）转换为对应的IP地址，实现用户对网络资源的便捷访问，DNS本质是“域名-IP地址”的映射服务。5.域名结构：由多个部分组成，各部分之间用“.”分隔，从右到左依次为顶级域名（如.com商业域名、.cn中国国家顶级域名、.edu教育机构域名）、二级域名、主机名，如中，.com为顶级域名，baidu为二级域名，www为主机名。练习题及答案解析1.下列IP地址中，属于C类地址的是（）A.B.C.8D.答案：C解析：C类IP地址的第一个字节范围为192-223，8的第一个字节为202，符合C类地址范围；A选项第一个字节为10，属于A类地址；B选项第一个字节为138，属于B类地址；D选项第一个字节为225，属于D类多播地址。2.关于IP地址，下列说法正确的是（）A.属于A类地址B.用于定位局域网中的设备C.是回环地址，用于测试本机网络D.可分配给互联网中的服务器答案：C解析：是特殊的回环地址，无论本机网络配置如何，该地址都指向本机，常用于测试本机的网络协议是否正常工作；A选项虽第一个字节在A类地址范围，但属于特殊地址，不按A类地址使用；B选项用于定位局域网设备的是局域网IP（如192.168.x.x）；D选项该地址仅本机可见，无法分配给互联网服务器。3.DNS的核心作用是（）A.分配IP地址B.将域名转换为IP地址C.传输数据D.控制数据传输速率答案：B解析：DNS（域名系统）的核心功能是域名解析，即把用户易于记忆的域名（如）转换为计算机可识别的IP地址；A选项IP地址分配由DHCP服务器负责；C选项数据传输由传输层和网络层协议负责；D选项数据传输速率控制由TCP等协议负责。4.下列域名中，属于教育机构顶级域名的是（）A.B.C.D.答案：A解析：.edu是教育机构的顶级域名，中包含.edu，属于教育机构域名；B选项.com是商业机构顶级域名；C选项.gov是政府机构顶级域名；D选项.cn是中国国家顶级域名，主体为商业或其他机构。5.下列关于IPv4地址的说法，错误的是（）A.由32位二进制数组成B.每个字节的取值范围是0-255C.56是有效的IP地址D.可分为网络号和主机号两部分答案：C解析：IPv4地址每个字节的十进制取值范围是0-255，256超出该范围，因此56是无效IP地址；A、B、D均为IPv4地址的正确描述。知识点5：数据交换技术1.电路交换：定义：在数据传输前，通过交换机在源设备和目标设备之间建立一条专用的物理通信链路，传输过程中链路独占，传输结束后释放链路。如传统电话通信。特点：通信延迟小、数据传输可靠、无冲突，但链路利用率低、建立连接时间长，不适用于突发式数据传输。2.报文交换：定义：源设备将数据整理为一个完整的报文（包含源地址、目标地址等信息），无需建立专用链路，报文在网络中逐节点转发，每个节点接收完整报文后存储，再转发到下一个节点。特点：无需专用链路、链路利用率高，适用于非实时数据传输，但报文大小不一，存储转发延迟大，不适用于实时性要求高的场景。3.分组交换（包交换）：定义：将数据分割为多个固定大小的分组（数据包），每个分组包含头部（源地址、目标地址、分组序号等）和数据部分，分组在网络中独立转发，目标设备接收所有分组后重组为原始数据。是目前计算机网络的主要交换技术。特点：链路利用率高、可实现并行传输、延迟适中、容错性强（单个分组丢失可重传），适用于各类数据传输，尤其是互联网数据传输；缺点是分组头部会增加额外开销。练习题及答案解析1.传统电话通信采用的交换技术是（）A.电路交换B.报文交换C.分组交换D.以上均不是答案：A解析：传统电话通信在通话前需通过交换机建立专用的物理链路，通话过程中链路独占，通话结束后释放链路，符合电路交换的特点；B、C选项无需建立专用链路，与电话通信机制不符。2.下列关于分组交换的说法，正确的是（）A.需建立专用物理链路B.数据以完整报文为单位转发C.分组头部包含地址和序号信息D.链路利用率低于电路交换答案：C解析：分组交换将数据分割为分组，每个分组头部包含源地址、目标地址、分组序号等信息，便于目标设备重组数据；