计算机网络：路由表的生成
计算机网络练习及答案
计算机⽹络练习及答案1.⽹络设备⼯作于OSL参考模型的哪层中继器|——物理层集线器——数据链路层⼆层交换机——数据链路层三层交换机——数据链路层路由器——⽹络层⽹桥——⽹络层调制解调器——数据链路层2.什么是计算机⽹络？答：利⽤通信线跑将具有独⽴功能的计算机连接起来⽽形成的计算机集合，计算机之间可以借助通信线路传递信息、共享软件、硬件和数据等资源。
3.局域⽹的特点是什么？答：①局域⽹覆盖的范围⽐较⼩，通常不超过⼏⼗公⾥，甚⾄只在⼀个建筑或⼀个房间内。
②信息传输速率⾼（通常在10Mb/s—100Mb/s之间），误码率低（通常低于10e—8e）,因此利⽤局域⽹进⾏的数据传输快速可靠。
③⽹络的经营权和管理权属于某个单位，易于维护和管理。
④决定局域⽹的性技关键技术要素是拓扑结构，传输媒体和媒体的访问控制技术。
4.什么是数据的封装、拆包？答：为了实现对等层通信，当数据需要通过⽹络从⼀个节点传送到另⼀节点前必须在数据的头部（和尾部）加⼊特定的协议头（和协议尾），这种增加数据头部（和尾部）的过程叫做数据打包或数据封装，同样，在数据到达接收节点的对等层后，接收⽅将识别、提取和处理发送⽅对等层增加的数据头部（和尾部）。
接收⽅这种将增加的数据头部（和尾部）去除的过程叫做数据拆包或数据解封。
5.简述以太⽹CSMA/CD介质访问控制⽅法发送和接收的⼯作原理。
答：①以太⽹使⽤CSMA/CD介质访问控制⽅法，CSMA/CD的发送流程可以概括为“先听后发、冲突停⽌、延迟重发”②在接收的过程中凤太⽹中的各节点同样需要监测信道的状态，如果发现信号畸变，说明信道中有两个或多个节点同时发送数据，有冲突发⽣，这时必须停⽌接收，并将接收到的数据丢弃，如果在整个接收过程，没有冲突，接收节点在收到⼀个完整的数据后可对数据进⾏接收处理。
6.请写出ELA-568B的排线顺序。
答：橙⽩、橙、绿⽩、蓝、蓝⽩、绿、棕⽩、棕7.IP路由表通常包括三项内容，它们是：答：⽬的⽹络地址、“下⼀个”、路由器的IP地址。
(2024年)计算机网络基础PPT课件
源地址和目的地址
标识数据报的源主机地址 和目的主机地址。
22
路由算法与路由表生成
01
路由算法概述
路由算法是网络层的核心技术之一，用于确定分组从源主机到目的主机
的最佳路径。
02
静态路由算法
由管理员手动配置路由信息，适用于简单网络环境。
2024/3/26
03
距离矢量路由算法（DVA）
基于Bellman-Ford算法，每个路由器将自己知道的最佳路径信息发送
定性和可靠性。
2024/3/26
17
IP协议原理及报文格式
• IP协议概述：IP协议是TCP/IP协议族中的核心协议之一， 负责在主机和路由器之间传递数据报。
2024/3/26
18
IP协议原理及报文格式
2024/3/26
无连接服务
IP协议不建立连接，每个数据报独立 传输，不保证数据报的可靠传输。
34
无线局域网技术原理及应用
无线局域网技术原理
基于IEEE 802.11系列标准，通过无线接入点（AP）与客户端设备 （如笔记本电脑、智能手机等）进行通信，实现数据传输和资源共 享。
无线局域网组成
包括无线接入点、客户端设备、传输介质（如空气）和网络管理软 件等。
无线局域网应用
广泛应用于企业、学校、家庭等场景，提供灵活、便捷的网络接入方 式。
组转发到相应的链路上。
24
04
传输层与应用层
2024/3/26
25
传输层基本概念与功能
传输层基本概念
传输层是计算机网络体系结构中负责数据通信的一层， 主要任务是为上层应用提供可靠、高效的数据传输服务 。
传输层功能
传输层具有以下主要功能
计算机网络中的路由与转发原理
计算机网络中的路由与转发原理计算机网络的发展已经成为了现代社会不可或缺的一部分，而其中的路由与转发技术则是网络通信的核心。
本文将详细介绍计算机网络中的路由与转发原理，并分步骤进行阐述。
一、引言计算机网络中的路由与转发是指在网络中进行数据传输时，通过选择最佳路径将数据包从源主机到目标主机进行传送的过程。
路由与转发技术的高效与否对网络通信速度和质量有着重要的影响。
二、路由与转发的基本概念1. 路由器（Router）路由器是位于网络中的专用设备，它根据网络规则和配置表决定数据包的转发路径。
路由器通常具有多个网络接口，能够连接不同的网络。
2. 转发（Forwarding）转发是指路由器根据数据包的目标地址选择合适的接口将数据包发送到下一个节点的过程。
转发过程包括查找路由表、匹配目标地址和转发数据包。
三、路由与转发的步骤1. 数据包的源主机向目标主机发送数据包。
2. 路由器接收到数据包后，首先进行数据包的解析，提取出数据包的目标地址。
3. 路由器查找路由表，根据目标地址找到最佳路径。
路由表中通常包含目标地址和下一跳的信息。
4. 路由器根据路由表中的信息选择合适的接口将数据包发送到下一个节点。
5. 下一个节点（也可能是路由器）继续进行转发过程，直到数据包到达目标主机。
四、路由与转发的原理1. 路由选择算法路由选择算法是指在路由器中根据路由表决定最佳路径的算法。
常见的路由选择算法有静态路由、动态路由和距离矢量路由等。
2. 路由表的生成与更新路由表的生成与更新是指路由器根据网络拓扑和路由选择算法自动计算和更新路由表的过程。
路由器可以通过协议交换路由信息，如开放最短路径优先协议（OSPF）和边界网关协议（BGP）等。
3. 网络地址转换（NAT）网络地址转换是指在进行路由与转发时，将源主机的内部地址转换成外部可用的公共地址的过程。
NAT技术可以有效地解决IPv4地址不足的问题。
五、路由与转发的优化与改进1. 多路径路由多路径路由是指在选择最佳路径时，考虑路由器之间的拥塞情况和网络负载，选择多个路径进行数据传输，从而提高网络的带宽利用率和传输效率。
计算机网络(一)试题及答案
计算机网络（一）试题及答案计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
1. 第二代计算机网络的主要特点是（） [单选题] *A、多个主机互联互通(正确答案)B、以单机为中心的联机系统C、国际网络体系结构标准化D、各计算机制造厂商网络结构标准化2. 世界上第一个计算机网络是（） [单选题] *A、ARPANET(正确答案)B、ChinaNetC、InternetD、CERNET3. 一个计算机网络的主要组成部分不包括（） [单选题] *A、若干数据库(正确答案)B、一个通信子网C、一系列通信协议D、若干主机4. OSI 模型是分层的模型，那么使用此模型的主要目的是什么（） [单选题] *A、加快通信的速度。
B、使得每一层彼此独立。
C、使得修改某一层的协议时，可以不影响其他层的协议。
(正确答案)D、增加通信的可靠性。
5. 什么是 MAC 地址（） [单选题] *A、电脑的地址。
B、集线器的地址。
C、交换机的地址。
D、网卡的地址。
(正确答案)6. 集线器的 MAC 地址是什么（） [单选题] *A、00:01:02:03:04:05B、127.0.0.1C、ff:ff:ff:ff:ff:ffD、集线器没有 MAC 地址(正确答案)7. OSI 模型的两个黄金法则是什么（） [单选题] *A、切勿混淆层级，并尊重施加的标准。
B、切勿产生环路，并尽可能避免冲突。
C、清楚地标识机器，并为它们提供一致的寻址。
D、仅在相邻层之间进行通信，并尊重各层的独立性。
(正确答案)8. 在一个以太网帧中，位于最开头的是什么信息（） [单选题] *A、帧的大小。
B、目的 MAC 地址。
(正确答案)C、源 MAC 地址。
D、目的 IP 地址。
9. 系统可靠性最高的网络拓扑结构是（） [单选题] *B、网状型(正确答案)C、星型D、树型10. 一座大楼内的一个计算机网络系统，属于（） [单选题] *A、PANB、LAN(正确答案)C、MAND、WAN11. 下列关于广域网的叙述，错误的是（） [单选题] *A、广域网能连接多个城市或国家并能提供远距离通信B、广域网一般会包含OSI参考模型的7个层次(正确答案)C、大部分广域网都采用存储转发方式进行数据交换D、广域网可以提供面向连接和无连接两种服务模式12. 在以下传输介质中，带宽最宽，抗干扰能力最强的是（） [单选题] *A、双绞线B、无线信道C、同轴电缆D、光纤(正确答案)13. 下列只能简单再生信号的设备是（） [单选题] *A、网卡B、网桥C、中继器(正确答案)14. 随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计算机是通过局域网连入到广域网的，而局域网与广域网的互联一般是通过（）设备实现的。
计算机网络中的路由算法优化和实现
计算机网络中的路由算法优化和实现计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分，它承载了信息传输和交流的重任。
路由算法是其核心部分，经过多年的发展和优化，现今的路由算法已经越来越完善和高效。
本文将从路由算法的基础概念入手，探讨其原理与应用，同时也会介绍一些最新的研究成果和未来发展趋势。
一、路由算法的基本概念路由算法的主要功能是将分组从源节点传输到目的节点，其核心思想是在网络中选择一条通路，使得分组能够沿着这条通路尽快到达目的节点。
在了解路由算法的原理之前，我们需要首先介绍几个相关的基础概念：1. 路由器：路由器是计算机网络中完成路由算法的一种网络设备，通常位于网络的关键节点处，负责转发和路由分组。
2. 路由表：路由表是路由器中存储的一张表，用于存储网络拓扑结构和路由策略等信息。
其中最基本的是目的节点地址和下一跳节点地址。
3. 路由算法：路由算法是为了解决路由问题而设计的一种算法，它能够选择最优的通路，使得分组能够高效地到达目的节点。
4. 路由协议：路由协议是路由器之间相互交流的一种协议，它用于传递路由表信息和更新路由信息。
上述几个概念是路由算法的基础，理解这些概念之后，我们就可以深入探讨路由算法的实现和优化。
二、常见的路由算法常见的路由算法主要包括距离向量算法、链接状态算法、路径向量算法和源路由算法等。
每种算法都有其优缺点，根据不同的网络环境和应用场景，选择不同的路由算法也不同。
1. 距离向量算法距离向量算法又称为Bellman-Ford算法，其思想是将网络视为一个有向图，每个节点维护一个路由表，表中包含到达各个目的节点的最短路径信息。
该算法的主要优点是简单易懂，适用于小型网络环境，但其缺点是收敛速度慢、容易产生路由环路等问题。
2. 链接状态算法链接状态算法又称为Dijkstra算法，其思想是在网络中选择一个最优的通路，使得分组能够快速到达目的节点。
该算法的主要优点是稳定性好、收敛速度快、路由表计算准确，但其缺点是网络规模较大时计算复杂度高，需要较大的存储资源。
计算机网络实验五网络层协议分析实验报告
南昌航空大学实验报告年月日课程名称：计算机网络与通信实验名称：网络层协议分析班级：学生姓名：邓佳威学号： 2212893107 指导教师评定：签名：一、实验目的分析ARP协议报文首部格式及其解析过程；分析ICMP报文格式和协议内容并了解其应用；分析IP报文格式、IP地址的分类和IP层的路由功能；分析TCP/IP协议中网络层的分片过程。
二、实验内容（一）ARP协议分析1.实验原理（1）ARP协议ARP（address resolution protocol）是地址解析协议的简称，在实际通信中，物理网络使用硬件地址进行报文传输，IP地址不能被物理网络所识别。
所以必须建立两种地址的映射关系，这一过程称为地址解析。
用于将IP地址解析成硬件地址的协议就被称为地址解析协议（ARP协议）。
ARP是动态协议，就是说这个过程是自动完成的。
在每台使用ARP的主机中，都保留了一个专用的内存区（称为缓存），存放最近的IP地址与硬件地址的对应关系。
一旦收到ARP应答，主机就将获得的IP地址和硬件地址的对应关系存到缓存中。
当发送报文时，首先去缓存中查找相应的项，如果找到相应项后，遍将报文直接发送出去；如果找不到，在利用ARP进行解析。
ARP缓存信息在一定时间内有效，过期不更新就会被删除。
（2）同一网段的ARP解析过程处在同一网段或不同网段的主机进行通信时，利用ARP协议进行地址解析的过程不同。
在同一网段内通信时，如果在ARP缓存中查找不到对方主机的硬件地址，则源主机直接发送ARP 请求报文，目的主机对此请求报文作出应答即可。
（3）不同网段的ARP解析过程位于不同网段的主机进行通信时，源主机只需将报文发送给它的默认网关，即只需查找或解析自己的默认网关地址即可。
（二）ICMP协议分析1.实验原理（1）ICMP协议ICMP（internet control message protocol）是因特网控制报文协议[RFC792]的缩写，是因特网的标准协议。
路由表rib fib表 快速转发表
和FIB相近的一个概念叫RIB（Route Information Base）。FIB强调的是作为转发的路由表，RIB是用来做路由管理的表。通常有了动态路由协议的参与才能理解这个问题。RIP、OSPF、BGP、ISIS都是动态路由协议，它们学习到的路由首先要通告给RIB表。RIB表把所有路由协议学习到的路由汇总到一起，经过优选，把优选结果的路由加入到FIB表，供转发使用。所以FIB是RIB的一个子集。
FIB（Forward Information Base）
FIB从概念上讲类似于路由表或信息库。它维护着一个IP路由表中包含的转发信息的镜象。当网络中路由或拓朴结构发生了变化时，IP路由表就被更新，而这些变化也反映在FIB中。FIB基于IP路由表中信息，维护着下一网络段的地址信息。
Linux内核中采用了FIB（Forward Information Base）这个名词代替了Routing Database，原因不详。可能是不想和应用层的路由数据库发生概念上的冲突吧。但是Linux内核还是有一个叫做RouteTable的数据结构的，不过，它只是FIB的一份cache而已，其关系如同计算机中内存和CPU cache的关系。系统中路由一般采取的手段是：先到路由缓存中查找表项，如果能查找到，那么就直接将对应的一项取出作为路由的规则；如果查不到，那么就到FIB中根据规则换算出来，并且增加一项新的，在路由缓存中将项目添加进去。所以在研究Linux代码时，应该注意这一点，不能抓着RouteTable不放而忽视了FIB。
对一个数据流而言，只有在该数据流进路由器的接口上使能入接口方向的快速转发，在出路由器的接口上使能出接口方向的快速转发，才能实现该数据流的快速转发。
缺省接口的快速转发功能是开启的，
在接口视图下ip fast-forwarding [inbound|outbound]
指向路由的原理
指向路由的原理指向路由（Routing）是指在计算机网络中，根据路由表中的信息，将数据包从源主机发送到目的主机的过程。
它是实现数据传输的关键技术之一，也是互联网正常运行的基础。
指向路由的原理涉及到许多概念和技术，下面我将详细介绍。
一、路由器和路由表的概念路由器（Router）是网络中用来实现指向路由功能的设备，它通过接收和发送数据包来连接不同的网络，并根据路由表中的信息，将数据包从一个接口转发到另一个接口。
路由器通常具有多个接口，每个接口连接到一个网络。
路由表（Routing Table）是路由器内部存储的一张表格，包含了网络地址（IP 地址）与下一跳的映射关系。
每个网络地址都对应着一个下一跳，下一跳表示数据包经过当前网络之后应该发往的下一个网络。
路由表的生成和维护是路由器运行的一个重要任务，它通过学习邻居路由器的信息和传递的数据包，更新自身的路由表，以实现数据包的正确转发。
二、数据包的转发原理当一个数据包到达路由器时，路由器首先根据数据包的目的IP地址，在路由表中查找对应的下一跳。
路由表中的下一跳一般是一个接口地址，表示数据包应该从该接口转发出去。
如果找到了对应的下一跳，路由器就将数据包发送到相应的接口。
如果没有找到下一跳，路由器将数据包丢弃。
在数据包转发的过程中，路由器还需要进行地址转换（NAT）等操作，以满足网络中的需求。
三、路由表的生成和维护路由表的生成和维护是实现指向路由的关键环节，主要通过路由协议来完成。
常用的路由协议有RIP、OSPF、BGP等。
RIP（Routing Information Protocol）是一种基于距离向量算法的内部网关协议（IGP），通过周期性地向邻居路由器广播自己的路由表信息，以实现路由表的生成和更新。
OSPF（Open Shortest Path First）是一种链路状态算法的内部网关协议，通过建立链路状态数据库，并通过算法计算出最短路径，从而生成路由表。
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7.2 路由表的生成
我们看到，就向交换机的工作全依靠其内部的交换表一样，路由器的工作也完全仰仗其内存中的路由
表。
图7.5列出了路由表的构造。
图 7.5 路由表的构造
路由表主要由六个字段组成，能够前往的网络和如何前往那些网络。
路由表的每一行，表示路由器了解的某个网络的信息。
网络地址字段列出本路由器了解的网络的网络地址。
端口字段标明前往某网络的数据报该从哪个端口转发。
下一跳字段是在本路由器无法直接到达的网络，下一跳的中继路由器的IP地址。
距离字段表明到达某网络有多远。
在RIP路由协议中需要穿越的路由器数量。
协议字段表示本行路由记录是如何得到的。
本例中，C表示是手工配置，RIP表示本行信息是通过RIP协议从其它路由器学习得到的。
定时字段表示动态学习的路由项在路由表中已经多久没有刷新了。
如果一个路由项长时间没有被刷新，该
路由项就被认为是失效的，需要从路由表中删除。
我们注意到，前往160.4.1.64、200.12.105.0、178.33.0.0网络，下一跳都指向160.4.1.34路由器。
其中178.33.0.0网络最远，需要12跳。
路由表不关心下一跳路由器将沿什么路径把数据报转发到目标网络，它只要把数据报转发给下一跳路由器就完成任务了。
路由表是路由器工作的基础。
路由表中的表项有两种方法获得：
静态配置
动态学习
路由表中的表项可以用手工静态配置生成。
将电脑与路由器的console端口连接，使用电脑上的超级终端软件或路由器提供的配置软件就可以对路由器进行配置。
手工配置路由表需要大量的工作。
动态学习路由表是最为行之有效的方法。
一般情况下，我们都是手工配置路由表中直接连接的网段的表项，而间接连接的网络的表项使用路由器的动态学习功能来获得。
动态学习路由表的方法非常简单。
每个路由器定时把自己的路由表广播给邻居，邻居之间互相交换路由表。
路由器通过其它路由器的路由广播中可以了解更多、更远的网络，这些网络都将被收到自己的路由表中，只要把路由表的下一跳地址指向邻居路由器就可以了。
静态配置路由表的优缺点是：可以人为地干预网络路径选择。
静态配置路由表的端口没有路由广播，节省带宽和邻居路由器CPU维护路由表的时间。
为了对邻居屏蔽自己的网络情况时，就得使用静态配置。
静态配置的最大缺点是不能动态发现新的和失效的路由。
如果一条路由失效不能及时发现，数据传输就失去了可靠性，同时，无法到达目标主机的数据报不停地发送到网络中，浪费了网络的带宽。
对于一个大型网络来说，人工配置的工作量大也是静态配置的一个问题。
动态学习路由表的优缺点是：可以动态了解网络的变化。
新增、失效的路由都能动态地导致路由表做相应变化。
这种自适应特性是使用动态路由的重要原因。
对于大型的网络，无一不采用动态学习的方式维护路由表。
动态学习的缺点是路由广播会耗费网络带宽。
另外，路由器的CPU也需要停下数据转发工作来处理路由广播，维护路由表，降低了路由器的吞吐量。
路由器中大部分路由信息是通过动态学习得到的。
但是，路由器即使使用动态学习的方法，也需要静态配置直接相连的网段。
不然，所有路由器都对外发布空的路由表，互相是无法学习的。
流行的支持路由器动态学习生成路由表的协议是：路由信息协议RIP、内部网关路由协议IGRP、开放
的最短路径优先协议OSPF。