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第2题

知识点： IP地址 net 地址管理 DNS Linux MAC 局域网网卡

【说明】
某公司搭建了一个小型局域网，网络内有200台PC机，网络中配置一台Linux服务器作为Internet接入服务器，Linux服务器E0网卡的IP地址为192.168.1.1，E1 网卡 IP地址为 202.100.20.30，该网络结构如图2-1所示。

为了方便局域网 IP地址管理，决定在Linux Server中配置DHCP服务要求DHCP服务的配置满足几个条件：
1．考虑今后扩展需求，当前只能使用从192.168.1.1到192.168.1.201的IP地址；
2．PC100（MAC 地址为00:A0:78:8E:9E:AA）作为内部文件服务器，需要使用固定IP地址192.168.1.100；
3．在Linux Server上配置DNS服务；

问题：2.1 根据题目要求补充完成DHCP服务器配置文件dhcpd.conf的配置项。

问题：2.2 依据DHCP协议约定和问题1中的配置，DHCP客户端PC1从获取IP地址后经过（10）分钟需要到DHCP服务器申请租用更新。此时PC1发送到DHCP服务器的消息是（11），如果DHCP服务器同意租约更新，响应的消息是（12），如果DHCP服务器不同意租约更新，响应的消息是（13）。

问题：2.3 在DHCP客户端还可以通过Windows命令（14）来立即释放申请到的IP地址，通过命令（15）来立即重新申请租约。


知识点讲解
· IP地址 · net · 地址管理 · DNS · Linux · MAC · 局域网 · 网卡

IP地址

一个IP地址由网络号和主机号两部分组成，由4字节共32位的数字串组成，这4字节通常用小数点分隔。每字节可用十进制表示，如192.46.8.22。IP地址也可以用二进制和十六进制表示。

IP地址分类

IP地址分为5类，如下表所示，其中A、B、C类是常用地址。

Internet的IP地址空间容量

IP地址除了标识一台主机外，还有几种具有特殊意义的形式。

（1）本网络的本台主机。若一个IP地址由全0组成，即0.0.0.0，表示在本网络上本台主机，当一台主机在运行引导程序但又不知道其IP地址时使用该地址。

（2）本网络的某台主机。网络号各位全为"0"的IP地址，表示在这个网络中的特定主机。它用于一个主机向同网络中其他主机发送报文。

（3）网络地址。主机号各位全为"0"的IP地址标识本网络的网络地址，不分配给任何主机。

（4）直接广播地址（有时就简称为广播地址）。主机号各位全为"1"的IP地址，不分配给任何主机，它用于将一个分组发送给特定网络上的所有主机，即对全网广播。

（5）受限（本地）广播地址。受限广播地址是32位全1的IP地址（255.255.255.255）。该地址用于主机配置过程中IP数据报的目的地址，此时，主机可能还不知道它所在网络的网络掩码，甚至连它的IP地址也不知道。在任何情况下，路由器都不转发目的地址为受限的广播地址的数据报，这样的数据报仅出现在本地网络中。

（6）回送地址（Loopback Address）。A类网络地址127.X.X.X是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地进程间的通信。

如果一个组织不需要接入到因特网上，但需要在其网络上运行TCP/IP协议，最佳选择是使用私网地址，但Internet中路由器一般不转发目标地址为私网地址的数据包。私网地址如下表所示。

私网IP地址空间

子网划分和子网掩码

由于IP地址的分配是以"网络"为单位进行的，如果一个部门拥有256个用户接入Internet，至少应该为该部门分配两个连续的C类网地址。很显然，这种分配制度导致了大量的IP地址资源的浪费。为了提高IP地址的使用效率，可采用借位的方式将一个网络划分为子网：从主机号最高位开始借位变为新的子网号，所剩余的部分仍为主机号。这使得IP地址的结构分为3部分：网络号、子网号和主机号。

引入子网划分技术后带来了一个重要问题，即主机路由和路由设备如何判断一个给定的IP地址是否已经进行了子网划分，从而能正确地从IP地址中分离出有效的网络标识。通常，将引入子网划分技术前的A、B、C类地址称为有类别（Classful）的IP地址；将引入子网划分技术后的IP地址称为无类别（Classless）的IP地址，并因此引入子网掩码来描述IP地址中关于网络标识和主机号位数的组成情况。

子网掩码（Subnetmask）通常与IP地址配对出现，其功能是告知主机或路由设备，IP地址的哪一部分代表网络号部分，哪一部分代表主机号部分。子网掩码使用与IP地址相同的编码格式，长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地址和子网掩码按位进行"与"运算即可。

子网掩码有两种表示方法。

（1）用点分十进制表示法表示，如256.256.256.0、256.256.256.240等。

（2）在IP地址后加一个"／网络号和子网号的位数"。例如，210.46.12.58/28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，则子网掩码为256.256.256.240，其二进制表示为

11111111 11111111 11111111 11110000

采用子网掩码是对网络编址的有益补充，但是还存在着一些缺陷，如划分的子网中较小的会浪费许多地址。为了解决这个问题，避免任何可能的地址浪费，就出现了可变长子网掩码（Variable Length Subnetwork Mask, VLSM）的编址方案。VLSM允许一个网络使用不同的网络掩码以适应不同规模的子网要求。

net

在网络管理中，最为常用的就是net命令家族。常用的net命令有以下几个。

.net view命令：显示由指定的计算机共享的域、计算机或资源的列表。

.net share：用于管理共享资源，使网络用户可以使用某一服务器上的资源。

.net use命令：用于将计算机与共享的资源相连接或断开，或者显示关于计算机连接的信息。

.net start命令：用于启动服务，或显示已启动服务的列表。

.net stop命令：用于停止正在运行的服务。

.net user命令：可用来添加或修改计算机上的用户账户，或者显示用户账户的信息。

.net config命令：显示正在运行的可配置服务，或显示和更改服务器服务或工作站服务的设置。

.net send命令：用于将消息（可以是中文）发送到网络上的其他用户、计算机或者消息名称上。

.net localgroup命令：用于添加、显示或修改本地组。

.net accounts命令：可用来更新用户账户数据库、更改密码及所有账户的登录要求。

地址管理

VPN方案必须能够为用户分配专用网络上的地址并确保地址的安全性。

DNS

在Internet上，对于众多的以数字表示的一长串IP地址，人们记忆起来是很困难的。为了便于网络地址的分层管理和分配，因而采用了域名管理系统，引入域名的概念。通过为每台主机建立IP地址与域名之间的映射关系，用户在网上可以避开难于记忆的IP地址，而使用域名来唯一标识网上的计算机。

为了使计算机的域名与其IP地址正确地对应起来，使用户只要输入主机的名称，就可以很快地将其转换成IP地址，在Internet上有许多域名服务器来负责域名到IP地址的转换。从1983年起，Internet开始采用一种树状、层次化的主机命名系统，即域名系统DNS，如下图所示。

DNS域名系统

域名系统DNS是一个遍布在Internet上的分布式主机信息数据库系统，采用客户机／服务器的工作模式。域名系统的基本任务是将文字表示的域名，如www.sdfi.edu.cn翻译成IP协议能够理解的IP地址格式，如210.44.128.101，亦称为域名解析。域名解析的工作通常由域名服务器来完成。

要把计算机接入Internet，必须获得网上唯一的IP地址和对应的域名。按照Internet上的域名管理系统规定，在DNS中，域名采用分层结构，由自底向上所有标记组成的字符串，标记之间用“.”分隔。对于入网的每台计算机都有类似结构的域名，即：

计算机主机名．机构名．网络名．顶级域名

同IP地址格式类似，域名的各部分之间也用“.”隔开。一般来说，域名分为三级，其格式为：商标名（或企业名）．单位性质代码．国家代码。作为中国国内企业，一般采用：企业名．com. cn的格式。

一台计算机只能有一个IP地址，但是却可以有多个域名。

Linux

Linux是一个类似于UNIX的操作系统，Linux系统不仅能够运行于PC平台，还在嵌入式系统方面大放光芒。在各种嵌入式Linux迅速发展的状况下，Linux逐渐形成了可与Windows CE等嵌入式操作系统进行抗衡的局面。嵌入式Linux的特点如下：

（1）精简的内核，性能高、稳定，多任务。

（2）适用于不同的CPU，支持多种体系结构，如X86、ARM、ALPHA、SPARC等。

（3）能够提供完善的嵌入式图形用户界面以及嵌入式X-Windows。

（4）提供嵌入式浏览器、邮件程序、音频和视频播放器、记事本等应用程序。

（5）提供完整的开发工具和软件开发包，同时提供PC上的开发版本。

（6）用户可定制，可提供图形化的定制和配置工具。

（7）常用嵌入式芯片的驱动集，支持大量的周边硬件设备，驱动丰富。

（8）针对嵌入式的存储方案，提供实时版本和完善的嵌入式解决方案。

（9）完善的中文支持，强大的技术支持，完整的文档。

（10）开放源码，丰富的软件资源，广泛的软件开发者的支持，价格低廉，结构灵活，适用面广。

MAC

MAC的主要功能是控制对传输介质的访问，MAC与网络的具体拓扑方式以及传输介质的类型有关，主要是介质的访问控制和对信道资源的分配。MAC层还实现帧的寻址和识别，完成帧检测序列产生和检验等功能。

局域网

局域网（Local Area Network, LAN），是在传输距离较短的前提下，所发展的相关技术的集合，用于将小区域内的各种计算机设备和通信设备互联在一起，组成资源共享的通信网络。在局域网中常见的传输媒介有双绞线、细／粗同轴电缆、微波、射频信号和红外线等。其主要特点如下。

（1）距离短：0.1km～25km，可以是一个建筑物内、一个校园内或办公室内。

（2）速度快：4Mbps～1Gbps，从早期的4Mbps、10Mbps及100Mbps发展到现在的1000Mbps（1Gbps），而且还在不断向前发展。

（3）高可靠性：由于距离很近，传输相当可靠，有极低的误码率。

（4）成本较低：由于覆盖的地域较小，因此传输媒介、网络设备的价格都相对较便宜，管理也比较简单。

根据技术的不同，局域网有以太网（Ethernet）、令牌环网络（Token Ring）、Apple Talk网络和ArcNet网络等几种类型。现在，几乎所有的局域网都是基于以太网实现的。当然，随着应用需求的不断提高，也对局域网技术提出了新的挑战，出现了一批像FDDI（Fiber Distributed Data Interface，光纤分布式数据接口）一样的技术。

网卡

网卡是计算机在网络上传输数据的接口，是主机接入网络时必不可少的连接设备。它的作用是双重的：一方面将本地计算机需要发送的数据打包后送入网络，另一方面将从网络上接收到的数据解包后传输给本地计算机。所谓数据打包和解包，实际上就是将数据的输入／输出方式进行串并转换的过程。

根据工作对象的不同，网卡可分为普通工作站用网卡和服务器专用网卡。普通网卡的种类较多，性能各异。按网卡支持带宽的不同，可分为10Mb/s、100Mb/s、10/100Mb/s自适应和1000Mb/s网卡；按网卡总线类型的不同，可分为ISA、EISA和PCI网卡三大类，其中ISA网卡和PCI网卡较常用。

为了与不同传输介质实现连接，网卡的接口类型也有多种，如与粗缆连接的AUI接口、与细缆连接的BNC接口和与双绞线连接的RJ-45接口。

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