免费智能真题库 > 历年试卷 > 网络规划设计师 > 2013年下半年 网络规划设计师 上午试卷 综合知识
  第35题      
  知识点:   路由器   数据报   子网划分方法总结   子网与子网掩码   超网   子网掩码
  关键词:   地址掩码   路由器   数据报   网络   子网掩码   路由   数据   子网        章/节:   Internet 协议       

 
采用可变长子网掩码可以把大的网络划分成小的子网,或者把小的网络汇聚成大的超网。假设用户U1有4000台主机,则必须给他分配(35)个C类网络,如果分配给用户U1的超网号为196.25.64.0,则指定给U1的地址掩码为(36);假设给用户U2分配的C类网络号为196.25.16.0〜196.25.31.0,则U2的地址掩码应为(37);如果路由器收到一个目标地址为11000100.00011001.01000011.00100001的数据报,则该数据报应送给用户(38)。
 
 
  A.  4
 
  B.  8
 
  C.  10
 
  D.  16
 
 
 

 
  第27题    2017年下半年  
   40%
自动专用IP地址(Automatic Private IP Address,APIPA)的范围是(27),当(28)时本地主机使用该地址。
  第37题    2012年下半年  
   29%
设有下面4条路由:172.118.129.0/24、172.118.130.0/24、172.118.132.0/24和172.118.133.0/24,如果进行路由汇聚,能覆盖这4条路..
  第32题    2019年下半年  
   27%
家用无线路由器同城开启DHCP服务,可使用的地址池为( )。
   知识点讲解    
   · 路由器    · 数据报    · 子网划分方法总结    · 子网与子网掩码    · 超网    · 子网掩码
 
       路由器
        路由器是计算机网络中重要的一个环节,分为模块化和非模块化两种类型。模块化结构的路由器的扩展性好,支持多种端口类型(如以太网接口、快速以太网接口、高速串行口等),并且各种端口的数量一般是可选的,但价格通常比较昂贵。固定配置的路由器扩展性差,只能用于固定类型和数量的端口,但价格低廉。
        在选择路由器产品时,应多从技术角度来考虑,如可延展性、路由协议互操作性、广域数据服务支持、内部ATM支持、SAN集成能力等。另外,选择路由器还应遵循标准化原则、技术简单性原则、环境适应性原则、可管理性原则和容错冗余性原则等。特别是对于高端路由器,还应该更多地考虑是否和如何适应骨干网对网络高可靠性、接口高扩展性以及路由查找和数据转发的高性能要求。高可靠性、高扩展性和高性能的“三高”特性是高端路由器区别于中、低端路由器的关键所在。从技术性能上考察路由器产品,一般要考察路由器的容量、每秒钟能处理多少数据包、能否被集群等性能问题,还要注意路由器是否能够提供增值服务和其他各种服务。另外,在安装、调试、检修、维护或扩展网络的过程中,免不了要给网络中增减设备,也就是说可能会要插拔网络部件。那么路由器能否支持带电插拔,也是路由器产品应该考察的一个重要性能指标。
        总的来说,路由器的主要性能指标有设备吞吐量、端口吞吐量、全双工线速转发能力、背靠背帧数、路由表能力、背板能力、丢包率、时延、时延抖动、虚拟专用网支持能力、内部时钟精度、队列管理机制、端口硬件队列数、分类业务带宽保证、资源预留、区分服务、CIR、冗余、热插拔组件、路由器冗余协议、基于Web的管理、网管类型、带外网管支持、网管粒度、计费能力、分组语音支持方式、协议支持、语音压缩能力、端口密度、信令支持等。
 
       数据报
        对于短报文来说,一个报文分组就足够容纳所传送的数据信息。一般单个报文分组称数据报(Datagram)。数据报的服务以传送单个报文分组为主要目标。原CCITT研究组把数据报定义为,能包含在单个报文分组数据域中的报文,且传送它到目标地址与其他已发送或将要发送的报文分组无关,这样报文分组号可以省略。也就是说,每个分组的传送是被单独处理的,它本身携带有足够的信息。
        数据报的一般格式如下表所示:
        
        数据报格式
        发送数据报与发送信件和邮包一样。在数据报服务控制下,网络接受来自源的单一报文分组,并独立地传到目的点。数据报服务是无连接的服务。
 
       子网划分方法总结
        为了帮助大家在考试时能够更快、更准确地计算出网络号/子网号、广播地址、可分配的网络/子网地址、有效子网号、主机数、子网数,本节对常见问题的解答技巧进行一个总结。
               基本子网划分,取网络号
               A类保留第一个位,后面全0(如IP地址为10.1.0.0,网络号为10.0.0.0);B类保留前两位,后面全0(如IP地址为131.2.3.0,网络号为131.2.0.0);C类保留前三位,后面全0(如IP地址为192.168.1.5,网络号为192.168.1.0)。
               复杂子网划分,取网络号
               首先将掩码为255的部分对应的部分照抄,然后对非255部分,将掩码和IP地址均转成二进制作与运算。例如,IP地址为192.168.1.100,子网掩码为255.255.255.240,则前三个数都照抄,而最后一部分先转二进制后再做与运算(0110 0100 AND 1111 0000=0110 0000,即96),得到192.168.1.96。
               给定IP地址和掩码,算网络/子网广播地址
               可根据规则:“网络/子网号是网络/子网中的最小数据字,广播地址是网络/子网中的最大数字值,网络中有效、可分配的地址则是介于网络/子网号和广播地址之间的IP地址。”
               (1)基本子网划分,取广播地址。掩码为255的部分照抄,为0的部分改为255。例如,IP地址是131.1.0.4,子网掩码为255.255.0.0,则广播地址为131.1.255.255。
               (2)复杂子网划分,取广播地址。对于255部分照抄,0部分转为255,对于其他部分则先用256减去该值得到x,然后找到与IP地址中对应数最接近的x的倍数y,再将y-1即可。例如,IP地址为131.4.101.129,子网掩码为255.255.252.0。首先将255、0的部分处理完,得到131.4._____.255,然后用256-252=4,101最接近的4的倍数是104,因此得到广播地址为131.4.103.255。
               复杂子网划分,获取有效子网数
               例如,IP地址是140.140.0.0,子网掩码是255.255.240.0。则先找到特别的掩码位240,转换成二进制数11110000,因此得得知主机位为4,则用24为基数进行增长:140.140.0.0,140.140.16.0,140.140.32.0,140.140.48.0,…,140.140.248.0。
 
       子网与子网掩码
        随着网络的应用深入,IPv4采用的是32位IP地址设计限制了地址空间的总容量,出现了IP地址紧缺的现象,而IPv6(采用128位IP地址设计)还不能够很快地进入应用,这时就需要采取一些措施来避免IP地址的浪费。在原先的A、B、C三类地址划分,经常出现B类太大、C类太小;或者是C类都太大的应用场景,因此就出现了子网连网和可变成子网掩码(VLSM)两种技术。
               子网连网
               子网连网,出自RFC950的定义。它的主要思想就是将IP地址划分成三个部分:网络号、子网号、主机号。也就是说,将原先的IP地址的主机号部分分成子网号和主机号两部分。说到底,也就是利用主机号部分继续划分子网。子网可以用“子网掩码”来识别。例如,可以将一个C类地址进行划分子网。划分如下图所示。
               
               子网连网示意图
               将最后8位——原来的主机号,拿出两位用来表示子网,则可以产生两个子网(01和10,由于00代表网络,11代表广播不能用来表示具体的网络),每个子网可包含62个主机(000001~111110,同样的000000代表网络,111111代表广播被保留)。值得一提的是,这时,子网掩码就发生了变化,不是255.255.255.0(11111111 11111111 11111111 00000000),而是255.255.255.192(11111111 11111111 11111111 11000000)。
               在从C类地址中划分子网的时候就可以参照下表来进行。
               
               子网划分表
               采用了子网连网技术之后,虽然在一定程度上缓解了这个问题,但又引发了一个新问题,即使得每个子网的主机数相等,难以有效地满足实际的需要,又引起了新的IP地址浪费。VLSM技术正是针对这个问题行之有效的解决方案。
               VLSM
               VLSM是一种产生不同大小子网的网络分配机制(在RFC1878中有详细说明)。VLSM用直观的方法在IP地址后面加上“/网络及子网编码位数”来表示。例如,192.168.123.0/26表示前26位表示网络号和子网号,即子网掩码为26位长,主机号6位长。利用VLSM技术,可以多次划分子网,即分完子网后,继续根据需要划分子网。
               例如,软考在线IT教育研发中心有4个部门,需建立4个子网,其中部门1有50台主机,部门2有25台主机,部门3和部门4则只有10台主机,有一内部C类地址192.168.1.0。下面是采用VLSM划分的过程:
               (1)首先,找到最大的网络:部门1,需要50台主机。25<50<26,因此需要6位主机号,剩下的26位则是网络号、子网号。而最后一个8位段还剩下2位,可以表示00、01、10、11四个子网,但00和11有特殊应用,因此只有01、10两个子网,得到192.168.1.64/26、192.168.1.128/26两个子网。
               (2)假设将192.168.1.64/26分给部门1,则现在就需要处理部门2~部门4。这三个部分中部门2的网络最大,需要25台主机。24<25<25,因此,需要4位主机号,可以分成192.168.1.128/27和192.168.1.160/27两个子网。
               (3)然后,按这个的思路划分下去,可以得到下表。
               
               分配后结果
               注:网络范围中的前者是网络地址,后者是广播地址。
               无类路由选择协议
               无类路由选择协议(Classless Inter Domain Routing,CIDR)是为了应对VLSM而产生的,是一种路由技术,也就是说,如果使用VLSM技术进行子网划分,那么在互连时使用的路由器就必须能够支持CIDR。
               如果区分各种类别的子网,就会使得路由表激增。CIDR则采用了一种“最大匹配”的原则,可以有效地解决这个问题。
 
       超网
        超网技术是将几个小的网络组成一个大的网络。例如,一个组织需要1000个地址,申请4个C类地址,可以把4个C类地址合并为一个超网,如下图所示。CIDR技术实现了超网。
        
        超网
 
       子网掩码
        虽然上面已经把一个网络划分为若干个子网,但路由器R1必须知道数据报中目的IP地址的网络号net-id、子网号subnet-id和主机号host-id各是多少位,这就需要通过子网掩码(Subnet Mask)来实现。
        子网掩码和IP地址一样,也是32位长,由一串1和跟随的一串0组成。子网掩码中的1对应于IP地址中的网络号net-id和子网号subnet-id,而子网掩码中的0对应于IP地址中的主机号host-id。要得到网络或子网地址,只需将IP地址和子网掩码进行按位"与"(AND)运算即可。下图说明了子网掩码的工作方式。
        
        进行按位"与"(AND)运算可得到网络地址
        上图(a)表示在未划分子网情况下,网络地址是IP地址与它默认的子网掩码(255.255.0.0)按位"与"运算的结果,即将主机号host-id设置为0的IP地址。上图(b)表示在划分子网情况下,当主机号借用8位作为子网号subnet-id,子网掩码中"1"的个数相应地增加8,即255.255.255.0。这时将子网掩码和IP地址按位"与"运算就得到了子网地址。这里要注意是:网络地址(在划分子网时常称为子网地址)并不仅仅是一个子网号subnet-id,而是将主机号host-id设置为0的IP地址。可以看出,子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。
        与IP地址相同,子网掩码通常也使用点分十进制表示法表示,如255.255.255.0、255.255.255.240等。有时为了表示方便,通常在IP地址后加一个"/网络号和子网号位数"。例如,210.45.12.58/28就表示该IP地址的网络号net-id和子网号subnet-id共占用28位,主机号占用32-28=4位,如果用点分十进制表示法表示,则子网掩码是255.255.255.240(11111111.11111111.11111111.11110000)。
        使用子网掩码的好处是:不管网络是否划分子网,也不管IP地址中的网络号net-id和子网号subnet-id是多少位,只要将子网掩码和IP地址进行按位"与"运算,就可立即得出网络地址。这样在路由器处理到来的IP分组时就可采用同样的算法。
        如果一个网络不划分子网,那么该网络的子网掩码就使用默认子网掩码。默认子网掩码中值为1的位与IP地址的网络号net-id所占位正好相对应。因此默认子网掩码和不划分子网的IP地址按位"与"(AND)运算,就得出该IP地址的网络地址,这样做可以不用查找该地址的分类位就能知道这是哪一类的IP地址。显然,A类、B类和C类网络默认子网掩码分别是255.0.0.0(/8)、255.255.0.0(/16)、255.255.255.0(/24),如下图所示。
        
        A类、B类和C类IP地址的默认子网掩码
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