大型网络公司面试真题，计算机网络常识详解

铜豌豆— 07-13 2330

前言：

此时我们对“转义字符填充法的优缺点”大概比较着重，咱们都想要了解一些“转义字符填充法的优缺点”的相关文章。那么小编也在网上搜集了一些关于“转义字符填充法的优缺点””的相关内容，希望兄弟们能喜欢，姐妹们一起来了解一下吧！

1. 电路交换与分组交换的区别？优劣对比。

电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成）。因而有以下优缺点。

优点：

①由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。

②通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。

③双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。

④电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。

⑤电路交换的交换的交换设备控制均较简单。

缺点：

①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。

②电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。

③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。

分组交换：分组交换采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以下优缺点：

优点：

①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。

②简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。

③减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。

④由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些。

缺点：

①尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。

②分组交换中的每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，这将增大传送的信息量，一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。

③当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。

总之，若传输的数据量很大，而且传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，分组交换优于电路交换。

2、OSI有哪几层，知道主要几层的各自作用。

OSI七层协议体系结构：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。

各层作用：

1）物理层：

是OSI参考模型的最低层，它利用为数据链路层提供物理连接。为此，该层定义了物理链路的建立、维护和拆除有关的机械、电气、功能和规程特性。

物理层并不是指连接计算机的具体物理设备或传输介质，如双绞线、同轴电缆、光纤等，而是尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异，使其上面的数据链路层感觉不到这些差异。

2）数据链路层：

是为提供服务的，解决两个相邻结点之间的通信问题，传送的称为。

负责建立和管理节点间的链路，通过各种控制协议，将有差错的物理链路变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。

3）网络层：

是为提供服务的，传送的协议数据单元称为或分组。

该层的主要作用是解决如何使通过各结点传送的问题，即通过选择算法（）将数据包送到目的地。当要跨越多个才能到达目的地时，还要解决网际互连的问题。

4）传输层：

传输层传送的称为段或。

的作用是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务，包括处理和等问题。该层向高层屏蔽了下层的细节，使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条到主机的、可由用户控制和设定的、可靠的。

5）会话层：

主要功能是管理和协调不同主机上各种进程之间的通信（对话），即负责建立、管理和终止之间的会话。得名的原因是它很类似于两个实体间的会话概念。例如，一个交互的用户会话以登录到计算机开始，以注销结束。

6）表示层：

处理流经结点的的表示方式问题，以保证一个系统发出的信息可被另一系统的应用层读出。和加密也是可提供的转换功能之一。

7）应用层：

是OSI参考模型的最高层，是用户与网络的接口。该层通过来完成网络用户的应用需求，如、收发电子邮件等。

3、TCP/IP有哪几层，知道所有层数的作用，会列举各层主要协议名称。

1）网络接口层：

网络接口层是TCP／IP协议的最低层，负责接收IP数据包并通过网络发送这个IP数据包，或者从网络上接收物理帧，取出IP数据包，并把它交给IP层。

主要协议：IEEE802、PPP协议

2）网际层：

网络层负责数据包的寻径功能，以保证数据包能可靠地到达目标主机；若不能到达，则向源主机发送差错控制报文。网络层提供的服务是不可靠的，可靠性由传输层来实现。

主要协议：协议、控制报文协议、、R反向地址转换协议。

3）运输层：

提供间的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送，即耳熟能详的""过程，从而提供可靠的数据传输。

主要协议：传输控制协议TCP和。

4）应用层：

向用户提供一组常用的应用程序，比如、访问、等。

主要协议：FTP、TELNET、DNS、SMTP、NFS、HTTP。

(File Transfer Protocol）是，一般上传下载用服务，数据端口是20，控制端口是21。

服务是用户远程登录服务，使用23端口，使用明码传送，差、简单方便。

(Domain Name Service）是服务，提供域名到IP地址之间的转换，使用端口53。

(Simple Mail Transfer Protocol）是，用来控制信件的发送、中转，使用端口25。

（Network File System）是，用于网络中不同主机间的。

(Hypertext Transfer Protocol）是，用于实现互联网中的，使用端口80。

4、硬件(MAC)地址的概念及作用。

概念：MAC地址就是在媒体接入层上使用的地址，也叫物理地址、硬件地址或链路地址，其被固化在适配器的ROM中。可见MAC地址实际上就是适配器地址或适配器标识符。当某台计算机使用某块适配器后，适配器上的标识符就成为该计算机的MAC地址。MAC地址长度为6字节（48比特），由IEEE的注册管理结构RA进行管理分配。

作用：MAC地址是计算机的唯一标识，在数据链路层中，交换机通过识别MAC地址进行数据包的传输。

5. ARP协议的用途及算法、在哪一层上会使用ARP？

ARP (Address Resolution Protocol) 是个地址解析协议。最直白的说法是：在IP以太网中，当一个上层协议要发包时，有了该节点的IP地址，ARP就能提供该节点的MAC地址。

为什么要有ARP？

OSI 模式把网络工作分为七层，彼此不直接打交道，只通过接口(layre interface). IP地址在第三层, MAC地址在第二层。协议在发生数据包时，首先要封装第三层（IP地址）和第二层（MAC地址）的报头, 但协议只知道目的节点的IP地址，不知道其物理地址，又不能跨第二、三层，所以得用ARP的服务。

详细说明：

Ø 在网络通讯时，源主机的应用程序知道目的主机的IP地址和端口号，却不知道目的主机的硬件地址，而数据包首先是被网卡接收到再去处理上层协议的，如果接收到的数据包的硬件地址与本机不符，则直接丢弃。因此在通讯前必须获得目的主机的硬件地址。ARP协议就起到这个作用

Ø 当一台主机把以太网数据帧发送到位于同一局域网上的另一台主机时，是根据 48位的以太网地址来确定目的接口的，设备驱动程序从不检查 IP数据报中的目的IP地址。ARP（地址解析）模块的功能为这两种不同的地址形式提供映射：32位的 IP地址和 48位的以太网地址

ARP协议的用途：解决同一个局域网内主机或路由器的IP地址和MAC地址的映射问题。

算法：在主机的ARP高速缓存中应存放一个从IP地址到MAC地址的映射表，并且这个映射表还经常动态更新（新增或超时删除）。

6. CRC冗余校验算法，反码和检验算法。

CRC校验（循环冗余校验）是数据通讯中最常采用的校验方式。

从奇偶校验说起

所谓通讯过程的校验是指在通讯数据后加上一些附加信息，通过这些附加信息来判断接收到的数据是否和发送出的数据相同。比如说RS232串行通讯可以设置奇偶校验位，所谓奇偶校验就是在发送的每一个字节后都加上一位，使得每个字节中1的个数为奇数个或偶数个。

比如我们要发送的字节是0x1a，二进制表示为0001 1010。

采用奇校验，则在数据后补上个0，数据变为0001 10100，数据中1的个数为奇数个（3个）

采用偶校验，则在数据后补上个1，数据变为0001 10101，数据中1的个数为偶数个（4个）

接收方通过计算数据中1个数是否满足奇偶性来确定数据是否有错。

奇偶校验的缺点也很明显，首先，它对错误的检测概率大约只有50%。也就是只有一半的错误它能够检测出来。另外，每传输一个字节都要附加一位校验位，对传输效率的影响很大。因此，在高速数据通讯中很少采用奇偶校验。奇偶校验优点也很明显，它很简单，因此可以用硬件来实现，这样可以减少软件的负担。因此，奇偶校验也被广泛的应用着。

奇偶校验就先介绍到这来，之所以从奇偶校验说起，是因为这种校验方式最简单，而且后面将会知道奇偶校验其实就是CRC校验的一种(CRC-1)。

累加和校验

另一种常见的校验方式是累加和校验。所谓累加和校验实现方式有很多种，最常用的一种是在一次通讯数据包的最后加入一个字节的校验数据。这个字节内容为前面数据包中全部数据的忽略进位的按字节累加和。比如下面的例子：

我们要传输的信息为： 6、23、4

加上校验和后的数据包：6、23、4、33

这里 33 为前三个字节的校验和。接收方收到全部数据后对前三个数据进行同样的累加计算，如果累加和与最后一个字节相同的话就认为传输的数据没有错误。

累加和校验由于实现起来非常简单，也被广泛的采用。但是这种校验方式的检错能力也比较一般，对于单字节的校验和大概有1/256的概率将原本是错误的通讯数据误判为正确数据。之所以这里介绍这种校验，是因为CRC校验在传输数据的形式上与累加和校验是相同的，都可以表示为：通讯数据校验字节（也可能是多个字节）

7. 如何实现透明传输。

透明传输是指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。

透明传输的基本概念：

数据透明传输就是用户不受协议中的任何限制，可随机的传输任意比特编码的信息

用户可以完全不必知道协议中所规定的结束段的比特编码或者其他的控制字符，因而不受限制的进行传输。

数据透明传输技术：

转义字符填充法（首尾定界符法）：在这种帧同步方式中，为了不使数据信息位中与特定字符相同的字符被误判为帧的首尾定界符，可以在这种数据帧的帧头填充一个转义控制字符（DLE STX，Data Link Escape – Start of Text），在帧的结尾则以DLE ETX（Data Link Escape-End of Text）结束，以示区别，从而达到数据的透明性。若帧的数据中出现DLE字符，发送方则插入一个转义字符"ESC"字符，接收方会删除这个字符。如果转义字符也出现在数据当中，那么解决办法仍然是在转义字符的前面插入一个转义字符，当接收端收到两个连续的转义字符时，就删除其中前面的一个。

零比特填充法：使一帧中两个控制字段之间不会出现连续6个1；当发送端出现有5个连续1，则立即填入一个0；当接收端出现5个连续1时，删除其后的一个0。

采用特殊的信号与编码法：IEEE802.3(由于使用CSMA/CD协议，没有结束字符段；IEEE802.4（令牌总线，在起始定界符SD/结束定界符ED这两个字段被使用模拟编码，而不是0和1）；IEEE802.5（令牌环，违例的曼切斯特码）

确定长度法，固定数据段长度法：各控制字段的长度固定，数据段长度也是固定的，那么在帧格式中就不必设结束符，也不必设数据长度字段。

8. 知道各个层使用的是哪个数据交换设备。（交换机、路由器、网关）

物理层用到的设备是集线器和中继器

数据链路层用到的设备是交换机和网桥

网络层用到的设备是路由器

应用层用到的设备是网关

Ø 中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大以扩大网络的传输距离

Ø 集线器在此基础上将所有的节点集中在以它为中心的节点中，可组成星型拓扑结构。

Ø 交换机是一种基于MAC识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。它可以"学习"MAC地址，并把其存放在内部地址表中，当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口。交换机将局域网分为多个冲突域，每个冲突域都是有独立的宽带，因此大大提高了局域网的带宽。

Ø 网桥是数据链路层互联的设备，在网络互联中可起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用，可用来实现多个不同网络系统之间的数据交换。

Ø 路由器用于连接多个逻辑上分开的网络，具有判断网络地址和选择IP路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。

Ø 网关在网络层以上实现网络互连，用于两个高层协议不同的网络互连。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。

9. 路由表的内容。

Network Destination：目标网段

Netmask：子网掩码，IP地址与子网掩码按位与，可以得出该IP地址的网络号，IP地址与子网掩码取反后按位与，可以得出该IP地址的主机号。

Interface：达到该目标网段的本地路由器的出口IP。

Gateway：网关IP，下一跳路由器的入口IP，通常情况下，interface和gateway是同一网段的。

Metric：跳数，该条路由记录的质量，一般情况下，如果有多条到达相同目的地的路由记录，路由器会采用metric值小的那条路由。

10. 分组转发算法。

1）从数据报的首部提取目的主机的IP地址D，得出目的网络地址N

2）若N就是于此路由器直接相连的某个网络地址，则进行直接交付，不需要在经过其他路由器，直接把数据报交付给目的主机（这里包括把目的地址D转换为具体的MAC地址，把数据报封装成MAC帧，在发送此帧）；否则就是间接交付。

3）若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器。

4）若路由表中有达到网络N的路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器。

5）若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器。否则执行6）。

6）报告转发分组出错。

11. IP报文的格式，格式的各个字段的含义要理解。

IP数据包由报头和数据两部分组成。报头的前一部分是固定长度，共20字节。在报头的固定部分的后面是可选部分——IP选项和填充域。

首部各字段的含义如下

1）版本

占4位，指IP协议的版本。

2）报头长度

占4位，该字段的单位是32位字（1个32位字长是4字节），因此当IP报头长度为1111时，报头长度就达到最大值60字节。当IP分组的首部长度不是4字节的整数倍是，就需要对填充域加以填充。最常用的报头长度为20位(报头长度值为0101)，这时不使用任何选项。

3）区分服务（服务类型）

占8位，在一般情况下都不使用这个字段。

4）总长度

指报头和数据之和的长度，单位是字节。总长度字段为16位，故IP数据报的最大长度为65535。

每一种数据链路层都有其自己的帧格式，其中包括帧格式中的数据字段的最大长度，这称为最大传送单元MTU。当IP数据报封装成链路层的帧时，此数据报的总长度不能超过对应MTU的值。若数据报长度超过对于MTU的值，就将数据报进行分片处理，此时数据报首部中的"总长度"字段是指分片后的每一个分片的报头长度和数据长度之和。

5）标识

占16位。IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并赋给标识字段。当数据报进行分片处理后，每个分片的标识值都与原数据报的标识值相同，则在接收端具有相同标识值的分片就能最终正确的重装成为原来的数据报。

6）标志

占3位，但目前只有两位有意义。

最低位记为MF。MF=1即表示后面"还有分片"的数据包。MF=0表示这已是若干数据包片中的最后一个。

中间位记为DF，意思是"不能分片"。只有当DF=0时才允许分片。

7）片偏移

占13位。表示每个数据报的分片在原数据报中的相对位置。片偏移以8个字节为偏移单位，即每个分片的长度一定是8字节的整数倍。

8）生存时间

占8位。表示数据报在网络中的寿命。最初以秒为TTL值为单位，现在以跳数为单位，则目前的最大数据为255.

9）协议

占8位，指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给那个处理过程。

TCP对应协议字段值6；UDP对应协议字段值17

10）首部校验和

占16位，该字段只校验数据报的报头，但不包括数据部分。

11）源地址

占32位

12）目的地址

占32位

12.MTU的概念，啥叫路径MTU？MTU发现机制，TraceRoute(了解)。

1）MTU的概念

MTU即Maximum Transmission Unit最大传输单元。它是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小（以字节为单位）。

2）路径MTU

路径MTU是指一条因特网传输路径中，从源地址到目的地址所经过的"路径"上的所有IP跳的最大传输单元的最小值。或者从另外一个角度来看，就是无需进行分片处理就能穿过这条"路径"的最大传输单元的最大值。

3）路径MTU的发现方法

这是确定两个IP主机之间路径最大传输单元的技术，其目的就是为了避免IP分片。首先源地址将数据报的DF位置位为1（表示不允许分片），在逐渐增大发送的数据报的大小——路径上任何需要将分组进行分片的设备都会将这种数据报丢弃并返回"数据报过大"的ICMP响应到源地址——这样源主机就"学习"到了无需分片就能通过这条路径的最大的最大传输单元。

4）TraceRoute

Traceroute是用来侦测主机到目的主机之间所经路由情况的重要工具。它的原理如下：它收到目的主机的IP后，首先给目的主机发送一个TTL（生存周期，该字段指定IP包被路由器丢弃之前允许通过的最大网段数量）=1的UDP数据包（每次送出的为3个40字节的包，包括源地址，目的地址和包发出的时间标签），而经过的第一个路由器收到这个数据包以后，就自动把TTL减1，而TTL变为0以后，路由器就把这个包给抛弃了，并同时产生一个主机不可达的ICMP数据报给主机。主机收到这个数据报以后再发一个TTL=2的UDP数据报给目的主机，然后刺激第二个路由器给主机发ICMP数据报。如此往复直到到达目的主机。这样，traceroute就拿到了所有的路由器ip。

Traceroute提取发送 ICMP TTL到期消息设备的IP地址并作域名解析。每次，Traceroute都打印出一系列数据,包括所经过的路由设备的域名及 IP地址,三个包每次来回所花时间。

13.RIP协议的概念及算法。

1）RIP协议的概念

路由信息协议RIP（RoutingInformation Protocol）是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，属于内部网关协议。RIP协议中的"距离"也称为"跳数"，因为每经过一个路由器，跳数就加1。协议规定同一自治系统(A.S.)中的路由器每 30秒会与相邻的路由器交换子讯息，以动态的建立路由表。当传输数据时，RIP将选择一条具有最少路由器的路由。

2）算法

对每一个相邻路由器发送过来的RIP报文，进行以下步骤：

A.对地址为X的相邻路由器发来的RIP报文，先修改此报文中的所有项目：把"下一跳"字段中的地址都改为X，并把所有的"距离"字段的值加1.每个项目都有三个关键数据，即：目的网络N，距离是d，下一跳路由器是X。B.对修改后的RIP报文中的每一个项目，进行如下步骤：* 若原来的路由表中没有目的网络N，则把该项目添加到路由表中，* 若下一跳路由器地址是X，则把收到的项目替换原路由表中的项目* 若收到的项目中距离d小于路由表中的距离，则进行更新C.若3分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把此相邻路由器记为不可到达的路由器，即把距离设置为16。D.返回

14.ICMP协议的主要功能。

ICMP的全称是 Internet Control Message Protocol。从技术角度来说，ICMP就是一个"错误侦测与回报机制"，其目的就是让我们能够检测网路的连线状况﹐也能确保连线的准确性﹐其功能主要有：

侦测远端主机是否存在

建立及维护路由资料

重导数据传送路径

数据流量控制

ICMP在沟通之中，主要是通过不同类型的报文让主机或路由器识别不同的链路传输情况。常用的ICMP报文类型如下

Ø 日常生活中，邮寄包裹会经过多个传递环节，任意一环如果无法传下去，都会返回寄件人，并附上无法邮寄的原因。同理，当路由器收到一个无法传递下去的IP报文时，会发送ICMP目的不可达报文（Type为3）给IP报文的源发送方。报文中的Code就表示发送失败的原因。

Ø 网络传输IP数据报的过程中，如果IP数据包的TTL值逐渐递减为0时，需要丢弃数据报。这时，路由器需要向源发送方发送ICMP超时报文(Type为11)，Code为0，表示传输过程中超时了。

一个IP数据报可能会因为过大而被分片，然后在目的主机侧把所有的分片重组。如果主机迟迟没有等到所有的分片报文，就会向源发送方发送一个ICMP超时报文，Code为1，表示分片重组超时了。

Ø 当路由器或主机处理数据报时，发现因为报文头的参数错误而不得不丢弃报文时，需要向源发送方发送参数错误报文(Type为12)。当Code为0时，报文中的Pointer表示错误的字节位置。

Ø 路由器在处理报文时会有一个缓存队列。如果超过最大缓存队列，将无法处理，从而丢弃报文。并向源发送方发一个ICMP源冷却报文(Type为4)，告诉对方："嘿，我这里客满了，你迟点再来。"

Ø 想像一下，在公司中，有人来你的项目组问你某某某在哪儿。你一想，我们组没有这人啊。你肯定就会说，我们组没有这号人，你去其他组看看。当路由收到IP数据报，发现数据报的目的地址在路由表上没有，它就会发ICMP重定向报文(Type为5)给源发送方，提醒它想要发送的地址不在，去其他地方找找吧。

Ø Type(8)是请求回显报文(Echo)；Type(0)是回显应答报文(Echo Reply)。请求回显或回显应答报文属于查询报文。Ping就是用这种报文进行查询和回应。

Ø 时间戳报文是用来记录收发以及传输时间的报文。OriginateTimestamp记录的是发送方发送报文的时刻；Receive Timestamp记录的是接收方收到报文的时刻；Transmit Timestamp表示回显这最后发送报文的时刻。

Ø 信息请求或信息响应这种报文是用来找出一个主机所在的网络个数（一个主机可能会在多个网络中）。报文的IP消息头的目的地址会填为全0，表示this，源地址会填为源IP所在的网络IP。

ICMP报文就像是IP报文的小弟，总顶着IP报文的名头出来混。因为ICMP报文是在IP报文内部的，如图：

15.组播和广播的概念，IGMP的用途。(环回地址、广播地址)

Ø 组播和广播的概念

组播

主机之间的通讯模式，也就是加入了同一个组的主机可以接收到此组内的所有数据，网络中的交换机和路由器只向有需求者复制并转发其所需数据。主机可以向路由器请求加入或退出某个组，网络中的路由器和交换机有选择的复制并传输数据，即只将组内数据传输给那些加入组的主机。这样既能一次将数据传输给多个有需要（加入组）的主机，又能保证不影响其他不需要（未加入组）的主机的其他通讯

广播

是指在IP子网内广播数据包，所有在子网内部的主机都将收到这些数据包。广播意味着网络向子网每一个主机都投递一份数据包，不论这些主机是否乐于接收该数据包。所以广播的使用范围非常小，只在本地子网内有效，通过路由器和网络设备控制广播传输。

组播协议与现在广泛使用的单播协议的不同之处在于，一个主机用单播协议向n个主机发送相同的数据时，发送主机需要分别向n个主机发送，共发送n次。一个主机用组播协议向n个主机发送相同的数据时，只要发送1次，其数据由网络中的路由器和交换机逐级进行复制并发送给各个接收方，这样既节省服务器资源也节省网络主干的带宽资源。

Ø IGMP（Internet Group Management Protocol）的用途

它用来在ip主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系。组播路由器不需要保存所有主机的成员关系，它只是通过igmp协议了解每个接口连接的网段上是否存在某个组播组的组成员。而主机只需要保存自己加入了哪些组播组。简而言之，IGMP协议是让连接在本地局域网上的组播路由器知道本局域网上是否有主机上的某个进程参加或退出了某个组播组。

Ø 环回地址/广播地址

环回地址：127.0.0.1，通常被称为本地回环地址(Loop back address)，不属于任何一个有类别地址类。它代表设备的本地虚拟接口，所以默认被看作是永远不会宕掉的接口。主要作用有两个：一是测试本机的网络配置，能PING通127.0.0.1说明本机的网卡和IP协议安装都没有问题；另一个作用是某些SERVER/CLIENT的应用程序在运行时需调用服务器上的资源，一般要指定SERVER的IP地址，但当该程序要在同一台机器上运行而没有别的SERVER时就可以把SERVER的资源装在本机，SERVER的IP地址设为127.0.0.1同样也可以运行（我们经常使用它且赋给它一个名字：localhost）。

广播地址：是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址。在使用TCP/IP协议的网络中，主机标识段host ID 为全1 的IP 地址为广播地址，广播的分组传送给host ID段所涉及的所有计算机。例如，对于10.1.1.0 （255.255.255.0）网段，其广播地址为10.1.1.255 （255 即为2 进制的11111111 ），当发出一个目的地址为10.1.1.255的分组（封包）时，它将被分发给该网段上的所有计算机。

16.Ping协议的实现原理，ping命令格式。

Ping（Packet InterNet Groper）分组网间探测是ICMP的一个重要应用，用来测试两个主机之间的连通性。Ping使用了ICMP回送请求与回送回答报文。Ping是应用层直接使用网络层ICMP的一个例子。它没有通过运输层的TCP或UDP。实现原理为向目的主机发送4个32字节长的ICMP回送请求报文，若目的主机正常工作并且响应了该ICMP回送请求报文，就将发回ICMP回送回答报文。最后可得出的统计结果为目的IP地址，发送的，收到的和丢失的分组数，及往返时间的最小值、最大值和平均值。 Ping命令格式为ping hostname 此hostname即为要测试连通性的主机名或它的IP地址。

Ping工作过程—— 假定主机A的IP地址是192.168.1.1，主机B的IP地址是192.168.1.2，都在同一子网内，则当你在主机A上运行"Ping 192.168.1.2"后，都发生了些什么呢?首先，Ping命令会构建一个固定格式的ICMP请求数据包，然后由ICMP协议将这个数据包连同地址"192.168.1.2"一起交给IP层协议（和ICMP一样，实际上是一组后台运行的进程），IP层协议将以地址"192.168.1.2"作为目的地址，本机IP地址作为源地址，加上一些其他的控制信息，构建一个IP数据包，并在一个映射表中查找出IP地址192.168.1.2所对应的物理地址（也叫MAC地址，熟悉网卡配置的朋友不会陌生，这是数据链路层协议构建数据链路层的传输单元——帧所必需的），一并交给数据链路层。后者构建一个数据帧，目的地址是IP层传过来的物理地址，源地址则是本机的物理地址，还要附加上一些控制信息，依据以太网的介质访问规则，将它们传送出去。

其中映射表由ARP实现。ARP(Address Resolution Protocol)是地址解析协议,是一种将IP地址转化成物理地址的协议。ARP具体说来就是将网络层（IP层，也就是相当于OSI的第三层）地址解析为数据连接层（MAC层，也就是相当于OSI的第二层）的MAC地址。主机B收到这个数据帧后，先检查它的目的地址，并和本机的物理地址对比，如符合，则接收；否则丢弃。接收后检查该数据帧，将IP数据包从帧中提取出来，交给本机的IP层协议。同样，IP层检查后，将有用的信息提取后交给ICMP协议，后者处理后，马上构建一个ICMP应答包，发送给主机A，其过程和主机A发送ICMP请求包到主机B一模一样。

即先由IP地址，在网络层传输，然后再根据mac地址由数据链路层传送到目的主机

17. 子网划分的概念，子网掩码。

子网划分的概念

一个拥有许多物理网络的单位，可将所属的物理网络划分为若干个子网。划分子网纯属一个单位内部的事情。本单位以外的网络看不见这个网络是由多少子网组成，因为这个单位对外仍然表现一个网络。

划分子网的方法是从网络的主机号借用若干位作为子网号subnet-id。于是两级IP地址在本单位内部就变为三级IP地址：网络号，子网号和主机号。

凡是从其他网络发送给本单位某个主机的IP数据报，仍然是根据IP数据报的目的网络号找到连接在本单位网络上的路由器。但此路由器在收到IP数据报后，在按目的网络号和子网号找到目的子网，把IP数据报交付给目的主机

子网掩码

子网掩码也是32位，由一串1和跟随的一串0组成。子网掩码中的1对应于IP地址中原来的网络号和子网号，而子网掩码中的0对应于现在的主机号。

故将子网掩码和IP地址进行按位"与"运算（AND），就可得出网络地址。

划分子网增加了灵活性，但也减少了能够连接在网络上主机总数。

18. IP地址的分类，如何划分的，及会计算各类地址支持的主机数。

（1）IP地址的分类，划分