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  第3题      
  知识点：   路由器   DNS   代理服务器   端口   交换机   网卡   以太网

 
某单位网络拓扑结构如图3-1，该单位Router以太网接口E0接内部交换机S1，S0接口连接到电信ISP的路由器；交换机S1连接内部的WEB服务器、DHCP服务器、DNS 服务器和部分客户机，服务器均安装Windows Server 2003,办公室的代理服务器 (Windows XP系统）安装了两块网卡，分别连接交换机S1、S2,交换机S1、S2的端口均在VLAN1中。
 
问题：3.1   根据图3-1，该单位Router S0接口的IP地址应设置为（1)：在S0接口与电信ISP路由器接口构成的子网中，广播地址为（2)。
 
问题：3.2   办公室代理服务器的网卡1为静态地址，在网卡1上启用Windows XP内置的“Internet连接共享”功能，实现办公室内网的共享代理服务；那么通过该共享功能自动分配给网卡2的IP地址是（3) 。
 
问题：3.3   在DHCP服务的安装过程中，租约期限一般默认为(4)天。
 
问题：3.4   该单位路由器Router的E0口设置为192.168.1.9/24,若在DHCP服务器上配置、启动、激活DHCP服务后，查看DHCP地址池的结果如图3-2所示。

为了满足图3-1的功能，在DHCP服务器地址池配置操作中还应该增加什么操作？
 
问题：3.5   假如在图3-1中移除DHCP服务器，改由单位Router来提供DHCP服务，在Router 上配置DHCP服务时用到了如下命令，请在下划线处将命令行补充完整。
 
问题：3.6   在网站的属性窗口中，若“QQQ属性”选项卡的“IP地址”选项设置为“全部未分配”，如图3-3所示，则说明 （8) 。
空（8)备选答案：
A. 网站的IP地址为192.168.1.1，可以正常访问
B. 网站的IP地址为192.168.1.2，可以正常访问
C.网站的IP地址未分配，无法正常访问

在图3-4的WEB服务主目录选项卡上，至少要设置对主目录的（9)权限,才能访问该WEB服务器。
空（9)备选答案：
A.读取 B.写入 C.目录浏览 D.记录访问
 
问题：3.7   按系统默认的方式配置了KZ和QQQ两个网站（如图3-5所示），此时两个网站均处于停止状态，若要使这两个网站能同时工作，请给出三种可行的解决办法。
方法一：（10）；
方法二：（11）；
方法三：（12）。
 
 
 

   知识点讲解    
   · 路由器    · DNS    · 代理服务器    · 端口    · 交换机    · 网卡    · 以太网
 
       路由器
        路由器适合于连接复杂的大型网络，它工作在网络层，可以用于连接下面3层执行不同协议的网络，协议的转换由路由器完成，从而可消除网络层协议之间的差别。通过路由器连接的子网在网络层之上必须执行相同的协议。
        相比于网桥，路由器的互联能力更强，可以执行复杂的路由选择算法。但路由器处理的信息量比网桥要多，因此处理速度比网桥慢。要注意的是，路由器是具有路由选择功能的网桥，路由器虽然能运行路由选择算法，但它不涉及第三层协议，仍工作在数据链路层。
 
       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。
 
       代理服务器
        代理服务器是介于浏览器和Web服务器之间的一台服务器，当用户通过代理服务器上网浏览时，浏览器不是直接到Web服务器去取回网页而是向代理服务器发出请求，由代理服务器来取回浏览器所需要的信息并传送给用户的浏览器。
        代理服务器的作用主要体现在以下5个方面：
        （1）提高访问速度。因为客户要求的数据存于代理服务器的硬盘中，因此下次这个客户或其他客户再要求相同目的站点的数据时，就会直接从代理服务器的硬盘中读取，代理服务器起到了缓存的作用。当有很多客户访问站点时，代理服务器的优势更为明显。
        （2）可以起到防火墙的作用。因为所有使用代理服务器的用户都必须通过代理服务器访问远程站点，因此在代理服务器上就可以设置相应的限制，以过滤或屏蔽掉某些信息。这是局域网网管对局域网用户访问范围限制最常用的办法，也是局域网用户为什么不能浏览某些网站的原因。拨号用户如果使用代理服务器，同样必须服从代理服务器的访问限制。
        （3）通过代理服务器访问一些不能直接访问的网站。Internet上有许多开放的代理服务器，这些代理服务器的访问权限是不受限制的，客户在访问权限受到限制时，如果刚好代理服务器在客户的访问范围之内，那么客户通过代理服务器访问目标网站就成为可能。国内的高校多使用教育网，不能出国，但通过代理服务器，就能实现访问Internet，这就是高校内代理服务器热的原因所在。
        （4）安全性得到提高。无论是上聊天室还是浏览网站，目的网站只能知道用户来自于代理服务器，而用户的真实IP则无法测知，这就使得用户的安全性得以提高。
        （5）共享IP地址。由于中国的IP地址比较紧张，通过代理服务器，可以节约一些IP地址。
        代理技术主要有以下6个方面的优点：
        （1）代理易于配置。因为代理是一个软件，所以它比过滤路由器更易配置，配置界面十分友好。如果代理实现得好，可以对配置协议要求较低，从而避免配置错误。
        （2）代理能生成各项记录。因代理工作在应用层，它检查各项数据，所以可以按一定准则，让代理生成各项日志、记录。这些日志、记录对于流量分析、安全检验是十分重要和宝贵的。当然，也可以用于计费等应用。
        （3）代理能灵活、完全地控制进出流量和内容。
        （4）代理能过滤数据内容。
        （5）代理能为用户提供透明的加密机制。
        （6）代理可以方便地与其他安全手段集成。
        代理技术的缺点主要有以下6个方面：
        （1）代理速度较路由器慢。
        （2）代理对用户不透明。
        （3）对于每项服务代理可能要求不同的服务器。
        （4）代理服务通常要求对客户、过程之一或两者进行限制。
        （5）代理服务不能保证免受所有协议弱点的限制。
        （6）代理不能改进底层协议的安全性。
 
       端口
        在TCP/IP网络中，传输层的所有服务都包含端口号，它们可以唯一区分每个数据包包含哪些应用协议。端口系统利用这种信息来区分包中的数据，尤其是端口号使一个接收端计算机系统能够确定它所收到的IP包类型，并把它交给合适的高层软件。
        端口号和设备IP地址的组合通常称作插口（socket）。任何TCP/IP实现所提供的服务都用知名的1～1023之间的端口号。这些知名端口号由Internet号分配机构（Internet Assigned Numbers Authority, IANA）来管理。例如，SMTP所用的TCP端口号是25，POP3所用的TCP端口号是110，DNS所用的UDP端口号为53，WWW服务使用的TCP端口号为80。FTP在客户与服务器的内部建立两条TCP连接，一条是控制连接，端口号为21；另一条是数据连接，端口号为20。
        256～1023之间的端口号通常由UNIX系统占用，以提供一些特定的UNIX服务。也就是说，提供一些只有UNIX系统才有的而其他操作系统可能不提供的服务。
        在实际应用中，用户可以改变服务器上各种服务的保留端口号，但要注意，在需要服务的客户端也要改为同一端口号。
 
       交换机
        交换机是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，它是按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发，而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。交换机转发数据的延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接的转发性能。交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。
        交换机的工作过程为：当交换机从某一节点收到一个以太网帧后，将立即在其内存中的地址表（端口号一MAC地址）进行查找，以确认该目的MAC的网卡连接在哪一个节点上，然后将该帧转发至该节点。如果在地址表中没有找到该MAC地址，也就是说，该目的MAC地址是首次出现，交换机就将数据包广播到所有节点。拥有该MAC地址的网卡在接收到该广播帧后，将立即做出应答，从而使交换机将其节点的“MAC地址”添加到MAC地址表中。
        交换机的三种交换技术：端口交换、帧交换和信元交换。
        （1）端口交换技术用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。
        （2）帧交换技术对网络帧的处理方式分为直通交换和存储转发。其中，直通交换方式可提供线速处理能力，交换机只读出网络帧的前14个字节，便将网络帧传送到相应的端口上；存储转发方式通过对网络帧的读取进行验错和控制。
        （3）信元交换技术采用长度（53个字节）固定的信元交换，由于长度固定，因而便于用硬件实现。
 
       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。
 
       以太网
        以太网是最早使用的局域网，也是目前使用最广泛的网络产品。以太网有10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s、10Gb/s等多种速率。
               以太网传输介质
               以太网比较常用的传输介质包括同轴电缆、双绞线和光纤三种，以IEEE 802.3委员会习惯用类似于10Base-T的方式进行命名。这种命名方式由三个部分组成：
               （1）10：表示速率，单位是Mb/s。
               （2）Base：表示传输机制，Base代表基带，Broad代表宽带。
               （3）T：传输介质，T表示双绞线、F表示光纤、数字代表铜缆的最大段长。
               传输介质的具体命名方案如下表所示，了解这些知识是十分必要的。
               
               以太网传输介质表
               
               以太网时隙
               时间被分为离散的区间称为时隙（Slot Time）。帧总是在时隙开始的一瞬间开始发送。一个时隙内可能发送0，1或多个帧，分别对应空闲时隙、成功发送和发生冲突的情况。
                      设置时隙理由
                      在以太网规则中，若发生冲突，则必须让网上每个主机都检测到。信号传播整个介质需要一定的时间。考虑极限情况，主机发送的帧很小，两冲突主机相距很远。在A发送的帧传播到B的前一刻，B开始发送帧。这样，当A的帧到达B时，B检测到了冲突，于是发送阻塞信号。B的阻塞信号还没有传输到A，A的帧已发送完毕，那么A就检测不到冲突，而误认为已发送成功，不再发送。由于信号的传播时延，检测到冲突需要一定的时间，所以发送的帧必须有一定的长度。这就是时隙需要解决的问题。
                      在最坏情况下，检测到冲突所需的时间
                      若A和B是网上相距最远的两个主机，设信号在A和B之间传播时延为τ，假定A在t时刻开始发送一帧，则这个帧在t+τ时刻到达B，若B在t+τ-ε时刻开始发送一帧，则B在t+τ时就会检测到冲突，并发出阻塞信号。阻塞信号将在t+2τ时到达A。所以A必须在t+2τ时仍在发送才可以检测到冲突，所以一帧的发送时间必须大于2τ。
                      按照标准，10Mb/s以太网采用中继器时，连接最大长度为2500m，最多经过4个中继器，因此规定对于10Mb/s以太网规定一帧的最小发送时间必须为51.2μs。51.2μs也就是512位数据在10Mb/s以太网速率下的传播时间，常称为512位时。这个时间定义为以太网时隙。512位=64字节，因此以太网帧的最小长度为64字节。
                      冲突发生的时段
                      （1）冲突只能发生在主机发送帧的最初一段时间，即512位时的时段。
                      （2）当网上所有主机都检测到冲突后，就会停发帧。
                      （3）512位时是主机捕获信道的时间，如果某主机发送一个帧的512位时，而没有发生冲突，以后也就不会再发生冲突了。
               提高传统以太网带宽的途径
               以往被淘汰、传统的以太网是以10Mb/s速率半双工方式进行数据传输的。随着网络应用的迅速发展，网络的带宽限制已成为进一步提高网络性能的瓶颈。提高传统以太网带宽的方法主要有以下3种。
                      交换以太网
                      以太网使用的CSMA/CD是一种竞争式的介质访问控制协议，因此从本质上说它在网络负载较低时性能不错，但如果网络负载很大时，冲突会很常见，因此导致网络性能的大幅下降。为了解决这一瓶颈问题，“交换式以太网”应运而生，这种系统的核心是使用交换机代替集线器。交换机的特点是，其每个端口都分配到全部10Mb/s的以太网带宽。若交换机有8个端口或16个端口，那么它的带宽至少是共享型的8倍或16倍（这里不包括由于减少碰撞而获得的带宽）。
                      交换以太网能够大幅度的提高网络性能的主要原因是：
                      .减少了每个网段中的站点的数量；
                      .同时支持多个并发的通信连接。
                      网络交换机有三种交换机制：直通（Cut through）、存储转发（Store and forward）和碎片直通（Fragment free Cut through）。
                      交换式以太网具有几个优点：第一，它保留现有以太网的基础设施，保护了用户的投资；第二，提高了每个站点的平均拥有带宽和网络的整体带宽；第三，减少了冲突，提高了网络传输效率。
                      全双工以太网
                      全双工技术可以提供双倍于半双工操作的带宽，即每个方向都支持10Mb/s，这样就可以得到20Mb/s的以太网带宽。当然这还与网络流量的对称度有关。
                      全双工操作吸引人的另一个特点是它不需要改变原来10Base-T网络中的电缆布线，可以使用和10Base-T相同的双绞线布线系统，不同的是它使用一对双绞线进行发送，而使用另一对进行接收。这个方法是可行的，因为一般10Base-T布线是有冗余的（共4对双绞线）。
                      高速服务器连接
                      众多的工作站在访问服务器时可能会在服务器的连接处出现瓶颈，通过高速服务器连接可以解决这个问题。使用带有高速端口的交换机（如24个10Mb/s端口，1个100Mb/s或1000Mb/s高速端口），然后再把服务器接在高速端口上并使用全双工操作。这样服务器就可以实现与网络200Mb/s或2000Mb/s的连接。
               以太网的帧格式
               以太网帧的格式如下图所示，包含的字段有前导码、目的地址、源地址、数据类型、发送的数据，以及帧校验序列等。这些字段中除了数据字段是变长以外，其余字段的长度都是固定的。
               
               以太网的帧结构
               注：字段的长度以字节为单位
               前导码（P）字段占用8字节。
               目的地址（DA）字段和源地址（SA）字段都是占用6字节的长度。目的地址用于标识接收站点的地址，它可以是单个的地址，也可以是组地址或广播地址，当地址中最高字节的最低位设置为1时表示该地址是一个多播地址，用十六进制数可表示为01：00：00：00：00：00，假如全部48位（每字节8位，6字节即48位）都是1时，该地址表示是一个广播地址。源地址用于标识发送站点的地址。
               类型（Type）字段占用两字节，表示数据的类型，如0x0800表示其后的数据字段中的数据包是一个IP包，而0x0806表示ARP数据包，0x8035表示RARP数据包。
               数据（Data）字段占用46～1500个不等长的字节数。以太网要求最少要有46字节的数据，如果数据不够长度，必须在不足的空间插入填充字节来补充。
               帧校验序列（FCS）字段是32位（即4字节）的循环冗余码。
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