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计算机网络的路径最优选择

发布时间:2023-08-14 00:35:26

1. 计算机网络的几题判断题,请高手帮忙答下啊~~

1、 Internet主要由四大部分组成,其中包括路由器、主机、信息资源与通信线路;2、 TCP/IP参考模型中,传输层提供面向连接和非连接二种服务传输层对应于OSI参考模型的传输层,为应用层实体提供端到端的通信功能。该层定义了两个主要的协议:传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP) TCP协议提供的是一种可靠的、面向连接的数据传输服务;而UDP协议供的是不可靠的、无连接的数据传输服务。3、在OSI模型中,服务定义为各层通过其SAP向上层提供的一组功能在OSI模型中,服务定义为各层间对等实体间通信的功能实现4、波特率等于每秒钟传输的比特如果数据不压缩,波特率等于每秒钟传输的数据位数,如果数据进行了压缩,那么每秒钟传输的数据位数通常大于调制速率,使得交换使用波特和比特/秒偶尔会产生错误。5、协议是控制对等实体之间的通信的规则 协议是水平的,服务是垂直的. 协议是"水平的",即协议是控制对等实体之间的通信的规则.6、 网络层的功能是在端节点和端节点之间实现正确无误的信息传送 网络层的功能:是在端节点和端节点之间实现正确无误的信息传送。7、 在网络互连的层次中,路由器是在数据链路层实现互连的设备 路由器的特点:路由器是在网络层上实现多个网络之间互连的设备。路由器为两个或3个以上网络之间的数据传输解决的最佳路径选择。路由器与网桥的主要区别是:网桥独立于高层协议,它把几个物理子网连接起来,向用户提供一个大的逻辑网络,而路由器则是从路径选择角度为逻辑子网的节点之间的数据传输提供最佳的路线。路由器要求节点在网络层以上的各层中使用相同或兼容的协议。 8、 通信子网的最高层是网络层 所谓通信子网就是计算机网络中负责数据通信的部分;资源子网是计算机网络中面向用户的部分,负责全网络面向应用的数据处理工作;而通信双方必须共同遵守的规则和约定就称为通信协议,它的存在与否是计算机网络与一般计算机互连系统的根本区别。所以从这一点上来说,我们应该更能明白计算机网络为什么是计算机技术和通信技术发展的产物了。 通信子网属于OSI模型的第三层 网络层。网络层主要任务是通过路由算法,为分组通过子网选择最合适的路径。 9、 一个路由器的路由表通常包含目的网络和到达该目的网络的路径上的下一个路由器的IP地址 路由表中不可能包含完整路径 路径是动态变化的只需要知道下一个路由器的ip就可以了 ,所以是对的

2. 计算机网络 路由选择

路由算法分为:静态路由算法跟动态路由算法(又称为 自适应路由选择算法)
静态算法分为:泛射路由算法(扩散法) 固定路由算法
动态路由算法分为: 距离矢量路由算法 链路状态路由算法

动态路由算法,能够比较好的适应网络流量,拓扑结构的变化,有利于改善网络的性能,但是由于算法比较复杂,会增加网络的负担,开销比较大~!

最常见的动态路由算法有两种其算法是:
距离矢量算法.每个路由器维护一张路由表(既一个矢量),他以子网中的没个路由器为索引,表中给出了当前已知的路由器到每个目标路由器的最佳距离,以及所使用的线路.通过在邻居之间相互交换信息,路由器不断更新他们的内部路由表. 一个路由器针对每个邻居都执行一个距离加法计算,就可以发现最佳的到达目标路由器的估计值,然后在新的路由表中使用这个最佳估计值以及对应的线路.

链路状态路由算法.
1: 发现自己的邻居.在每条线路上发送一个HELLO分组,另一端的路由器即返回一个应答来说明自己是谁~
2: 测量线路开销.在线路上发送一个ECHO分组,另一端回送一个应答,算出往返时间,除2就得到合理的估计值.
3: 创建链路状态分组.该分组内容首先是发送方的标示,接着是一个序列号(Seq)和年龄(Age),以及一个邻居列表.对于每个邻居也都要给出这个路由器到每个邻居的延迟.
4: 发布链路状态分组.首先使用泛射法发布链路状态分组,为了控制泛射过程,每个分组都宝号一个序列号,序列号随着每一个新的分组递增.每个路由器纪录下他所看到的分组列表中检查这个新进来的分组,如果是一个重复分组则丢弃,.如果一个分组的序列号小于当前所看到过的来自该路由器的最大序列号,则将它看着过时分组拒绝,因为该路由器已经有了更新的数据.
5: 计算新路由.一旦一个路由器已经获得了全部的链路状态分组后,它就可以构造出完整的子网图了.以为每条链路都已经被表示出来了.然后在路由器本地运行寻找最短路径算法,将该算法得出的结果安装在路由表里,然后恢复正常的操作.

3. 计算机网络自学笔记:选路算法

网络层必须确定从发送方到接收方分组所经过的路径。选路就是在网络中的路由瞎物器里的给某个数据报确定好路径(即路由)。

一 台主机通常直接与一台路由器相连接,该路由器即为该主机的默认路由器,又称为该主机的默认网关。 每当某主机向外部网络发送一个分组时,该分组都被传送给它的默认网关。

如果将源主机的默认网关称为源路由器,把目的主机的默认网关称为目的路由器。为一个分组从源主机到目的主机选路的问题于 是可归结为从源路由器到目的路由器的选路问题。

选路算法的目标很简单:给定一组路由器以及连接路由器的链路,选路算法要找到一条从源路由器到目的路由器的最好路径,通常一条好路径是指具有最低费用的路径。

图 G=(N,E)是一个 N 个节点和 E 条边的集合,其中每条边是来自 N 的一对节点。在网 络选路的环境中,节点表示路由器,这是做出分组转发决定的节点,连接节点的边表示路由 器之间的物理链路。

一条边有一个值表示它的费用。通常一条边的费用可反映出对应链路的物理长度、链路速度或与该链路相关的费用。

对于 E 中的任一条边(xy)可以用 c(xy )表示节点 x 和 y 间边的费用。一般考虑的都是无向 图,因此边(xy)与边(y x)是相同的并且开销相等。节点 y 也被称为节点 x 的邻居。

在图中为各条边指派了费用后,选路算法的目标自然是找出从源到目的间的最低费用路径。图 G=(N,E)中的一条路径(Path)是一个节点的序列,使得每一对以(x1,x2), (x2,x3),…,是 E 中的边。路径的费用是沿着路径所有边费用的总和。

从广义上来说,我们对 选路算法分类的一种方法就是根据该算法是全局性还是分布式来区分的。

.全局选路算法: 用完整的、全局性的网络信息来计算从源到目的之间的最低费用路径。

实际上, 具有全局状态信息裂歼的算法常被称作链路状态 LS 算法, 因为该算法必须知道网络中每条链路的费用。

.分布式选路算法: 以迭代的、分布式的方式计算出最低费用路径。通过迭代计算并与相邻节点交换信息,逐渐计算出到达某目的节点或一组目的节点的最低费用路径。

DV 算法是分布式选路算法, 因为每个节点维护到网络中的所有其他节点的费用(距离)估计的矢量。

选路算法的第二种广义分类方法是根据算法是静态的还是动态的来分类。

一: 链路状态选路算法 LS

在链路状态算法中,通过让每个节点向所有其他路由器广播链路状态分组, 每个链路状态分组包含它所连接的链路的特征和费用, 从而网络中每个节点都建立了关于整个网络的拓扑。

Dijkstra 算法计算从源节点到网络中所有其他节点的最低费用路径.

Dijkstra 算法是磨源液迭代算法,经算法的第 k 次迭代后,可知道到 k 个目的节点的最低费用路径。

定义下列记号:

D(V)随着算法进行本次迭代,从源节点到目的节点的最低费用路径的费用。

P(v)从源节点到目的节点 v 沿着当前最低费用路径的前一节点(,的邻居)。

N`节点子集;如果从源节点到目的节点 v 的最低费用路径已找到,那么 v 在 N`中。

Dijkstra 全局选路算法由一个初始化步骤和循环组成。循环执行的次数与网络中的节点个数相同。在结束时,算法会计算出从源节点 u 到网络中每个其他节点的最短路径。

考虑图中的网络,计算从 u 到所有可能目的地的最低费用路径。

.在初始化阶段 ,从 u 到与其直接相连的邻居 v、x、w 的当前已知最低费用路径分别初始化为 2,1 和 5。到 y 与 z 的费用被设为无穷大,因为它们不直接与 u 连接。

.在第一次迭代时, 需要检查那些还未加到集合 N`中的节点,找出在前一次迭代结束时具有最低费用的节点。那个节点是 x 其费用是 1,因此 x 被加到集合 N`中。然后更新所有节点的 D(v),产生下表中第 2 行(步骤)所示的结果。到 v 的路径费用未变。经过节点 x 到 w 的 路径的费用被确定为 4。因此沿从 u 开始的最短路径到 w 的前一个节点被设为 x。类似地, 到 y 经过 x 的费用被计算为 2,且该表项也被更新。

.在第二次迭代时 ,节点 v 与 y 被发现具有最低费用路径 2。任意选择将 y 加到集合 N` 中,使得 N’中含有 u、x 和 y。通过更新,产生如表中第 3 行所示的结果。

.以此类推…

当 LS 算法结束时,对于每个节点都得到从源节点沿着它的最低费用路径的前继节点, 对于每个前继节点,又有它的前继节点,按照此方式可以构建从源节点到所有目的节点的完 整路径。

根据从 u 出发的最短路径,可以构建一个节点(如节点 u)的转发表。

二 距离矢量选路算法 DV

LS 算法是一种使用全局信息的算法,而距离矢量算法是一种迭代的、异步的和分布式的算法。

Bellman-Ford 方程:

设 dx(y)是从节点 x 到节点 y 的最低费用路径的费用,则有  dx(y) = min {c(x,v) + dv(y) }

PS: 方程中的 min,是指取遍 x 的所有邻居。

Bellman-Ford 方程含义相当直观,意思是从 x 节点出发到 y 的最低费用路径肯定经过 x 的某个邻居,而且 x 到这个邻居的费用加上这个邻居到达目的节点 y 费用之和在所有路径 中其总费用是最小的。 实际上,从 x 到 v 遍历之后,如果取从 v 到 y 的最低费用路径,该路 径费用将是 c(x,v)+ dv(y)。因此必须从遍历某些邻居 v 开始,从 x 到 y 的最低费用是对所有邻 居的 c(x,v)+dv(y)的最小值。

在该 DV 算法中,当节点 x 看到它的直接相连的链路费用变化,或从某个邻居接收到一 个距离矢量的更新时,就根据 Bellman-Ford 方程更新其距离矢量表。

三 LS 与 DV 选路算法的比较

DV 和 LS 算法采用不同的方法来解决计算选路问题。

在 DV 算法中,每个节点仅与它的直接相连邻居交换信息,但它为它的邻居提供了从其 自己到网络中(它所知道的)所有其他节点的最低费用估计。

在 LS 算法中,每个节点(经广播)与所有其他节点交换信息,但它仅告诉它们与它直接 相连链路的费用。

·报文复杂性:

LS 算法要求每个节点都知道网络中每条链路的费用,需要发送 O(nE)个消息。

DV 算法要求在每次迭代时,在两个直接相连邻居之间交换报文,算法收敛所需的时间 依赖于许多因素。当链路费用改变时,DV 算法仅当在会导致该节点的最低费用路径发生改 变时,才传播已改变的链路费用。

·收效速度:

DV算法收敛较慢,且在收敛时会遇到选路环路。DV算法还会遭受到计数到无穷的问题。

•健壮性:  在 LS 算法中,如果一台路由器发生故障、或受到破坏,路由器会向其连接的链路广播 不正确费用,导致整个网络的错误。

在 Dv 算法下, 每次迭代时,其中一个节点的计算结果会传递给它的邻居,然后在下次迭代时再间接地传递给邻居的邻居。在这种情况下,DV 算法中一个不正确的计算结果也会扩散到整个网络。

四.层次选路

两个原因导致层次的选路策略:

•规模: 随着路由器数目增长,选路信息的计算、存储及通信的开销逐渐增高。

•管理自治: 一般来说,一个单位都会要求按自己的意愿运行路由器(如运行其选择的某 种选路算法),或对外部隐藏其内部网络的细节。

层次的选路策略是通过将路由器划分成自治系统 AS 来实施的。

每个 AS 由一组通常在相同管理控制下的路由器组成(例如由相同的 ISP 运营或属于相同 的公司网络)。在相同的 AS 内的路由器都全部运行同样的选路算法。

在一个自治系统内运行的选路算法叫做自治系统内部选路协议。 在一个 AS 边缘的一台 或多台路由器,来负责向本 AS 之外的目的地转发分组,这些路由器被称为网关路由器

在各 AS 之间,AS 运行相同的自治系统间选路协议。

4. 计算机网络的最短路径算法有哪些对应哪些协议

用于解决最短路径问题的算法被称做“最短路径算法”,有时被简称作“路径算法”。最常用的路径算法有:
Dijkstra算法、A*算法、SPFA算法、Bellman-Ford算法和Floyd-Warshall算法,本文主要介绍其中的三种。

最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题,旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结点之间的最短路径。
算法具体的形式包括:

确定起点的最短路径问题:即已知起始结点,求最短路径的问题。

确定终点的最短路径问题:与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求最短路径的问题。在无向图中该问题与确定起点的问题完全等同,在有向图中该问题等同于把所有路径方向反转的确定起点的问题。
确定起点终点的最短路径问题:即已知起点和终点,求两结点之间的最短路径。

全局最短路径问题:求图中所有的最短路径。
Floyd

求多源、无负权边的最短路。用矩阵记录图。时效性较差,时间复杂度O(V^3)。

Floyd-Warshall算法(Floyd-Warshall algorithm)是解决任意两点间的最短路径的一种算法,可以正确处理有向图或负权的最短路径问题。
Floyd-Warshall算法的时间复杂度为O(N^3),空间复杂度为O(N^2)。

Floyd-Warshall的原理是动态规划:

设Di,j,k为从i到j的只以(1..k)集合中的节点为中间节点的最短路径的长度。

若最短路径经过点k,则Di,j,k = Di,k,k-1 + Dk,j,k-1;

若最短路径不经过点k,则Di,j,k = Di,j,k-1。

因此,Di,j,k = min(Di,k,k-1 + Dk,j,k-1 , Di,j,k-1)。

在实际算法中,为了节约空间,可以直接在原来空间上进行迭代,这样空间可降至二维。

Floyd-Warshall算法的描述如下:

for k ← 1 to n do

for i ← 1 to n do

for j ← 1 to n do

if (Di,k + Dk,j < Di,j) then

Di,j ← Di,k + Dk,j;

其中Di,j表示由点i到点j的代价,当Di,j为 ∞ 表示两点之间没有任何连接。

Dijkstra

求单源、无负权的最短路。时效性较好,时间复杂度为O(V*V+E),可以用优先队列进行优化,优化后时间复杂度变为0(v*lgn)。
源点可达的话,O(V*lgV+E*lgV)=>O(E*lgV)。

当是稀疏图的情况时,此时E=V*V/lgV,所以算法的时间复杂度可为O(V^2) 。可以用优先队列进行优化,优化后时间复杂度变为0(v*lgn)。
Bellman-Ford

求单源最短路,可以判断有无负权回路(若有,则不存在最短路),时效性较好,时间复杂度O(VE)。

Bellman-Ford算法是求解单源最短路径问题的一种算法。

单源点的最短路径问题是指:给定一个加权有向图G和源点s,对于图G中的任意一点v,求从s到v的最短路径。

与Dijkstra算法不同的是,在Bellman-Ford算法中,边的权值可以为负数。设想从我们可以从图中找到一个环

路(即从v出发,经过若干个点之后又回到v)且这个环路中所有边的权值之和为负。那么通过这个环路,环路中任意两点的最短路径就可以无穷小下去。如果不处理这个负环路,程序就会永远运行下去。 而Bellman-Ford算法具有分辨这种负环路的能力。
SPFA

是Bellman-Ford的队列优化,时效性相对好,时间复杂度O(kE)。(k< 与Bellman-ford算法类似,SPFA算法采用一系列的松弛操作以得到从某一个节点出发到达图中其它所有节点的最短路径。所不同的是,SPFA算法通过维护一个队列,使得一个节点的当前最短路径被更新之后没有必要立刻去更新其他的节点,从而大大减少了重复的操作次数。
SPFA算法可以用于存在负数边权的图,这与dijkstra算法是不同的。

与Dijkstra算法与Bellman-ford算法都不同,SPFA的算法时间效率是不稳定的,即它对于不同的图所需要的时间有很大的差别。
在最好情形下,每一个节点都只入队一次,则算法实际上变为广度优先遍历,其时间复杂度仅为O(E)。另一方面,存在这样的例子,使得每一个节点都被入队(V-1)次,此时算法退化为Bellman-ford算法,其时间复杂度为O(VE)。
SPFA算法在负边权图上可以完全取代Bellman-ford算法,另外在稀疏图中也表现良好。但是在非负边权图中,为了避免最坏情况的出现,通常使用效率更加稳定的Dijkstra算法,以及它的使用堆优化的版本。通常的SPFA。

5. 路由器怎么设置优先级

路由器怎么设置优先级呢?以下是我为大家准备的相关内容,希望对大家有帮助!

路由器怎么设置优先级

首先看路由器能不能分配网速或带宽,要看路由器有没有这个功能。有这功能就可以设置;

其次,那些有带宽分配功能的路由器,一般也都是基于电脑的IP地址来进行网速或带宽的分配。

需要先勾选“开启IP带宽控制”。

然后输入宽带的类型和总带宽。输入IP地址范围及所要控制的带宽,如果起始IP地址与结速IP地址相同的话,则表示是针对单一IP地址进行带宽限制。

带宽限制规则制定完成后再点击保存就可以了。

需要注意的是一旦使用IP带宽控制功能就要把所有的IP地址都包含进来,否则如果有设备使了不在规则范围内的IP地址,那么他的带宽也是不受规则限制的。

另外,如果只是想使自己上网快的话,最好是关闭DHCP服务,让所有接入路由器的设备都使用静态IP地址,这样才能利IP地址确定设备的唯一性,如果开着DHCP的话,设备每次接入WIFI所获得的IP地址都是不一样的,利用IP控制带宽就不一定会便宜谁了。

拓展阅读: 路由器工作原理

路由器(Router)是连接因特网中各局域网、广域网的设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径,按前后顺序发送信号的设备。一起来学习一下吧!

传统地,路由器工作于OSI七层协议中的第三层,其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包,根据其中所含的目的地址,决定转发到下一个目的地址。因此,路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址,若找到了目的地址,就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址,同时IP数据包头的TTL(Time To Live)域也开始减数,并重新计算校验和。当数据包被送到输出端口时,它需要按顺序等待,以便被传送到输出链路上。

路由器在工作时能够按照某种路由通信协议查找设备中的路由表。如果到某一特定节点有一条以上的路径,则基本预先确定的路由准则是选择最优(或最经济)的传输路径。由于各种网络段和其相互连接情况可能会因环境变化而变化,因此路由情况的信息一般也按所使用的路由信息协议的规定而定时更新。

网络中,每个路由器的基本功能都是按照一定的规则来动态地更新它所保持的路由表,以便保持路由信息的有效性。为了便于在网络间传送报文,路由器总是先按照预定的规则把较大的数据分解成适当大小的数据包,再将这些数据包分别通过相同或不同路径发送出去。当这些数据包按先后秩序到达目的地后,再把分解的数据包按照一定顺序包装成原有的报文形式。路由器的分层寻址功能是路由器的重要功能之一,该功能可以帮助具有很多节点站的网络来存储寻址信息,同时还能在网络间截获发送到远地网段的报文,起转发作用;选择最合理的路由,引导通信也是路由器基本功能;多协议路由器还可以连接使用不同通信协议的网络段,成为不同通信协议网络段之间的通信平台。

路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型第二层(数据链路层),而路由发生在第三层,即网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需使用不同的控制信息,所以两者实现各自功能的方式是不同的。

路由器的功能

(1)协议转换: 能对网络层及其以下各层的协议进行转换。

(2)路由选择: 当分组从互联的网络到达路由器时,路由器能根据分组的目的地址按某种路由策略,选择最佳路由,将分组转发出去,并能随网络拓扑的变化,自动调整路由表。

(3)能支持多种协议的路由选择: 路由器与协议有关,不同的路由器有不同的路由器协议,支持不同的网络层协议。如果互联的局域网采用了两种不同的协议,例如,一种是TCP/IP协议,另一种是SPX/IPX协议(即Netware的传输层/网络层协议),由于这两种协议有许多不同之处,分布在互联网中的.TCP/IP(或SPX/IPX)主机上,只能通过TCP/IP(或SPX/IPX)路由器与其他互联网中的TCP/IP(或SPX/IPX)主机通信,但不能与同一局域网中的SPX/IP(或TCP/IP)主机通信。多协议路由器能支持多种协议,如IP,IPX及X.25协议,能为不同类型的协议建立和维护不同的路由表。这样不仅能连接同一类型的网络,还能用它连接不同类型的网络。这种功能虽然使路由器的适应性变强,但同时也使得路由器的整体性能降低,现在IP协议在网络中越来越占主导地位,因此在下一代路由器(如交换式路由器)只需要支持IP协议。

(4)流量控制: 路由器不仅具有缓冲区,而且还能控制收发双方数据流量,使两者更加匹配。

(5)分段和组装功能: 当多个网络通过路由器互联时,各网络传输的数据分组的大小可能不相同,这就需要路由器对分组进行分段或组装。即路由器能将接收的大分组分段并封装成小分组后转发,或将接收的小分组组装成大分组后转发。如果路由器没有分段组装功能,那么整个互联网就只能按照所允许的某个最短分组进行传输,大大降低了其他网络的效能。

(6)网络管理功能: 路由器是连接多种网络的汇集点,网间分组都要通过它,在这里对网络中的分组、设备进行监视和管理是比较方便的。因此,高档路由器都配置了网络管理功能,以便提高网络的运行效率、可靠性和可维护行。

一个路由器必然有大于或者等于2的网络接口,这样它才存在路由的功能,否则,如果只有一个接口的话,也就无所谓"寻路"了!这里说的网络接口不一定是物理上的接口,例如网卡或其他,也可以是虚拟的接口,例如隧道入口等。

如前面所描述的,一个路由器上运行的路由信息可以是静态配置的,也可以是动态产生。前者通过手工配置完成、而后者则通过在路由器上运行跑相关路由协议的程序来根据网络状态动态改变内核中的路由表。下面我们仔细介绍一些这两类路由器的配置。通常,一个路由器既有静态配置的部分,又有动态配置的部分,二者结合起来。

路由器限速设置

1、连接路由器的电脑通过登陆192.168.1.1进入路由器管理页,在WEB管理界面中,选择“IP带宽控制功能”。【大多数路由器都有这项功能】

2、因为在路由器的设置中,电脑是自动从路由器获取IP的,就是说同一台电脑每次从路由器获取到的IP地址都是不一定相同的,因此首先要将我们从路由器获取到的IP地址和电脑本机的MAC地址进行绑定,这样这台电脑就会固定地从路由器中获取到固定的IP地址。【才能做好限制某些电脑网速】

3、在绑定之前,需要了解路由器设备上连接了多少设备,以及各个设备的MAC地址,选择的是“DHCP服务器”,然后点击“客户端列表”。

4、明显的看到连接到路由器设备的MAC地址以及获取到的IP地址,那么此时,选定要进行限速电脑的MAC地址,然后复制该设备的MAC地址。复制MAC地址的时候,只能使用Ctrl+C按钮进行复制。

5、复制好MAC地址之后,就该进行MAC地址和IP地址的绑定操作了,点击“MAC地址和IP地址绑定”,然后按照图片的指示进行下一步操作。点击“增加单个条目”。

6、在接下来弹出的页面中,将已经复制好的设备的MAC地址粘贴到要填写的功能方框选项中,粘贴的时候只能使用Ctrl+V进行粘贴,然后输入一个IP地址,IP地址的格式为可以从192.168.1.2开始,填写完成之后,点击保存,一定要记住刚才填写的IP地址。

7、接下来就能真正开始路由器的限速设置了,在打开的界面中,首先需要开启“IP带宽控制功能”,然后填写网络总带宽,这个很重要,千万不要填错了。

8、开始输入需要进行带宽限制的IP地址吧,把刚才设置的IP地址,均填入下面的IP地址池,这里填写的IP地址是一模一样的。

9、可以首先设置该IP的最大限制带宽为“1000kbps”,于是选择的就是“限制最大带宽”,然后在右边的方框中,点击“启用”。

10、然后还要保证这个IP的最小带宽为一个固定的值,保证局域网内带宽被合理公平地分配,这里,同样的道理,选择“保障最小带宽”,然后选择“启用”。

11、点击“保存”,完成所有的设置,这样,这台电脑就一定会牢牢地遵守带宽的限制,不会超越设置的最高网络带宽,实现了对这台电脑的网络功能的配置。

6. 在计算机网络中,路径选择设置在什么层

计算机网络这个概念太大了。TCP/IP协议中路径选择是在网络层即IP层,这一层主要的设备是路由器,你可以了解下路由器的功能,就不难理解了

7. 计算机网络优化是什么意思

计算机网络理论(theory of computer network),研究计算机网络在规划、设计、实施、测试、运行、应用、维护、管理等过程中的典型性问题及其解决方法的理论。它是一门综合性应用科学,除直接利用通信理论与技术、计算机科学与技术之外,还涉及逻辑学、运筹学、统计学、模型论、图论、信息论、控制论、仿真模拟、人工智能、认知科学、神经网络等多种学科。
优化设计
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鉴于计算机网络规模巨大、联系面广、涉及因素多,通常要划分成各种特定问题,突出主要因素、忽略或弱化次要因素,并进行概括、抽象,建立典型化模型来加以研究
组建计算机网络时,首先要解决的具体问题和理论问题。目的是在满足应用需求和客观约束条件下,以最少的投入(包括人力 、物力、财力、时间等),设计、建造一个安全、可靠 、有效、运行良好 、适应性强、易管理、易维护、易改造、易扩充的计算机网络,并预计回答资金回收期限以及可能获得的最大的社会效益和经济效益等问题。优化设计分为 3个阶段 :① 需求分析与规划阶段。应对需求和环境进行调查 ,收集 、整理必要的资料与数据,包括应用目的、信息格式、通信量、响应时间、差错率、可靠性要求、选用的标准,以及现有设备、用户分布、地理环境、自然条件 、气象特征、外界影响等 ,目的是明确需求、找出关键环节、规划项目的总体轮廓。②网络总体设计阶段。在调查分析的基础上,应根据应用需求,确定网络的总体框架和重要的网络参数,必须对一些重要的关键问题做出抉择,如选用何种拓扑结构,设备的选型、安置和连接方法,通信介质的选择、线路布局和容量分配,通信规程以及路由、流量和差错控制技术,网络业务的种类、服务质量及高层协议的选择等。③设计方案评测阶段。根据评测目标。建立各种数学模型(如预测模型、优化模型、性能评价模型等),以便对网络的性能、费用、工期时限、效益概算、资金回收期限等进行分析与评价,给出技术与经济可行性结论。如果结论达不到预计要求,应视情况,部分或全部进行重新网络优化设计。

网络体系结构
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计算机网络体系结构是一组用于规划、设计、组建计算机网络所需遵循的原则和依据,包括层次结构、功能划分、协议规范、过程描述等内容。对计算机网络发展最有影响的网络体系结构是国际标准化组织(ISO)建议的开放系统互连(OSI)参考模型 。它是通过体系模型、服务定义和协议规范3 个抽象级别,逐步深入、逐步细化加以制定和描述的。体系结构模型是OSI 最高级别的抽象,它从功能和概念级上建造了一个抽象的、具有层次结构的体系模型,刻画了开放系统的整体性能 、结构要素 、行为特征、层次关系 、数据格式等内容 。OSI 体系结构模型由应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层和物理层等7层组成。服务定义是OSI低一级别的抽象,它更详细地定义每层提供的服务,规定各层的外特性和层间抽象接口,但不涉及是否实现和如何实现的细节。协议规范是 OSI最低级别的抽象,它精确地定义某层实体为了协同工作和交互活动所需传送控制信息的语义和语法,以及采用什么样的规程去分析、解释和加工它们。体系结构模型进一步发展趋向是研究、制定网络应用体系结构模型,目的是为网络用户创造良好的运行环境和开发环境。例如,一些网络专家在 OSI模型的基础上,提出开放应用体系结构(OAA)模型的设想。OAA由操作环境和开发维护环境两部分组成。

路径选择
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早期计算机领域中几个热门研究课题,成果多、文献量大。路径选择的主要目的是在网络中选择最佳路径 ,将源站点发送的报文信息高速、有效地传送到目的站点,其侧重点是提高网络服务质量、减少延迟时间、降低传输费用。衡量路径选择算法好坏的标准包括:①报文信息以最短的时间、最短的路径或最少的费用,传送到目的地。②算法简单、易于实现、适应性强(能适应网络故障和结构变化所带来的影响)。③不过重增加网络和结点的开销(包括处理机时间、存储容量 、信息传输量等)。④有助于改善网络性能、保持稳定的吞吐率、降低平均传输延迟时间、均衡网络负载等。典型路径选择算法有扩散式路径选择、随机式路径选择、固定路径选择、自适应路径选择等。

控制内容
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流量控制和拥挤控制
流量控制和拥挤控制的目的是控制网络和各条通信线路上的信息流通量,保持网络处于稳定的工作状态,以便提高网络吞吐率、减少平均延迟时间,其侧重点是改善网络工作效率和资源利用率,防止拥塞和死锁现象发生。流量控制可分为相邻结点间流控、源结点与目的结点间流控、主机与结点间流控、主机与主机间流控四种类型。常用的控制方法有限定传输速率、拒收重传、暂停发送、限定接收发送窗口大小、预约缓冲区等。用于拥挤控制的方法有预约缓冲区、限制管道流量、入网许可证、反向抑制等。
差错控制
也是网络设计中的重要研究课题,其目的是根据应用要求、线路质量、设备性能和外界环境等因素,选择适当的控制机制和方法,查出并纠正信息传输中的差错,将其减少到允许程度之内。计算机网络中,通常采用两种基本策略来处理信息传输中的差错:①使用纠错码。即在要发送的信息报文中附加上足够多的冗余信息,使接收方不仅能够查出、而且能够纠正信息报文中的差错。因信息冗余量过大,且控制复杂,通常用于单向传输场合,或用作辅助措施。②使用检错码。即在要发送的信息报文中附加一定的冗余信息,使接收方能够查出信息报文中的差错(但不知什么样的差错),并通知发送方重传原来的信息报文。通信规程和网络协议通常采用这种方法。

协议工程
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计算机网络领域中最活跃的研究课题之一 ,目的是把软件工程的原理和方法用于计算机网络协议的描述、实现和验证工作 。协议工程的主要研究内容包括3 个方面:①协议形式化描述及其形式化描述语言。②协议软件的自动生成技术及其开发维护工具。③协议一致性测试技术及其测试工具 。协议工程的研究有助于加深理解计算机网络协议,有助于提高协议软件的生产效率,有助于改善网络协议软件的维护管理水平。但是,协议工程与软件工程相比,无论在研究、开发、应用的深度和广度上说,均有距离,尚有广阔的开拓、发展前景。

8. 计算机网络-网络层-超网

在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码。使用变长子网掩码VLSM(Variable Length Subnet Mask)可进一步提高IP地址资源的利用率。在VLSM的基础上又进一步研究出无分类编址方法,它的正式名字是 无分类域间路由选择CIDR (Classless Inter-Domain Routing,CIDR的读音是“sider'”)。

CIDR最主要的特点有两个汪团:

(I)CIDR把32位的IP地址划分为前后两个部分。前面部分是“网络前缀”(network-prefix)(或简称为“前缀”),用来指明网络,后面部分则用来指明主机。因此CIDR使IP地址从三级编址(使用子网掩码)又回到了两级编址,但这已是无分类的两级编址。其记法是:

            IP地址:={<网络前缀>,<主机号>}   (4-3)

CIDR还使用“斜线记法”(slash notation),或称为CIDR记法,即在IP地址后面加上斜线“/”,然念稿后写上网络前缀所占的位数。

(2)CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”。我们只要知道CIDR地址块中的任何一个地址,就可以知道这个地址块的起始地址(即最小地址)和最大地址,以及地址块中的地址数。例如,已知IP地址128.14.35.7/20是某CIDR地址块中的一个地址,现在把它写成二进制表示,其中的前20位是网络前缀,而后面的12位是主机号:

            128.14.35.7/20= 1000 0000 0000 1110 0010 0011 0000 0111

这个地址所在的地址块中的最小地址和最大地址可以很方便地得出:找出 地址掩码(斜线后面的数字个数是掩码地址1的个数, 20位)中1和0的交界处 发生在地址中的哪一个字节。现在是在第三个字节,取后面12 都写成0是最小地址,写成1为最大地址。

最小地址:128.14.32.0       1000  0000 0000 1110 0010 0000 0000 0000

最大地址:128.14.47.255   1000 0000 0000 1110 0010 1111 1111 1111

以上这两个特殊地址的主机号是全0和全1的地址。一般并不使用。通常只使用在这两个特殊地址之间的地址。 这个地址块共有2^12个地址(2 的主机号位数次幂) 。我们可以用地址块中的最小地址和网络前缀的位数指明这个地址块。例如,上面的地址块可记为128.14.32.0/20。在不需要指出地址块的起始地址时,也可把这样的地址块简称为“/20地址块”。

为了更方便地进行路由选择,CIDR使用32位的地址掩码(address mask)。地址掩码由一串1和一串0组成,而1的个数就是网络前缀的长度。虽然CIDR不使用子网了,但由于目前仍有一些网络还使用子网划分和子网掩码,因此CIDR使用的地址掩码也可继续称为子网掩码。例如,/20地址块的地址掩码是:1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000(20个连续的1)。 斜线记法中,斜线后面的数字就是地址掩码中1的个数。

在“CIDR不使用子网”是指CIDR并没有在32位地址中指明若干位作为子网字段。但分配到一个CIDR地址块仔陵孝的单位,仍然可以在本单位内根据需要划分出一些子网。这些子网也都只有一个网络前缀和一台主机号字段,但子网的网络前缀比整个单位的网络前缀要长些。例如,某单位分配到地址块/20,就可以再继续划分为8个子网(即需要从主机号中借用3位来划分子网)。这时每一个子网的网络前缀就变成23位(原来的20位加上从主机号借来的3位),比该单位的网铭前缀多了3位。

由于一个CIDR地址块中有很多地址,所以在路由表中就利用CIDR地址块来查找目的网络。这种地址的聚合常称为 路由聚合 (route aggregation),它使得路由表中的一个项目可以表示原来传统分类地址的很多个(例如上干个)路由, 路由聚合也称为构成超网 (supemetting)。路由聚合有利于减少路由器之间的路由选择信息的交换,从而提高了整个互联网的性能。

CIDR记法有多种形式,例如,地址块10.0.0.0/10可简写为10/10,也就是把点分十进制中低位连续的0省略。另一种简化表示方法是在网络前缀的后面加一个星号*,如:0000101000*意思是:在星号*之前是网络前缀,而星号◆表示P地址中的主机号,可以是任意值。

前缀位数不是8的整数倍时,需要进行简单的计算才能得到一些地址信息。表47给出了最常用的CIDR地址块。表中的K表示2^10=1024,网络前缀小于13或大于27都较少使用。在“包含的地址数”中没有把全1和全0的主机号除外。

从表4-7可看出,每一个CIDR地址块中的地址数一定是2的整数次幂。CIDR地址块多数可以包含多个C类地址(是一个C类地址的2”倍,n是整数),这就是“ 构成超网 ”这一名词的来源。

使用CIDR的一个好处就是可以更加有效地分配PV4的地址空间,可根据客户的需要分配适当大小的CIDR地址块。假定某ISP已拥有地址块206.0.64.0/18(相当于有64个C类网络)。现在某大学需要800个IP地址。ISP可以给该大学分配一个地址块206.0.68.0/22,它包括1024(即2^10)个1P地址,相当于4个连续的C类(/24地址块),占该ISP拥有的地址空间的1/16。这个大学然后可自由地对本校的各系分配地址块,而各系还可再划分本系的地址块。

从图4-25可以清楚地看出地址聚合的概念。这个ISP共拥有64个C类网络。如果不采用CIDR技术,则在与该SP的路由器交换路由信息的每一个路由器的路由表中,就需要有64个项目,但采用地址聚合后,就只需用路由聚合后的一个项目206.0.64.0/18就能找到该ISP,同理,这个大学共有4个系,在1SP内的路由器的路由表中,也需使用206.0.68.022这个项目。这个项目好比是大学的收发室。凡寄给这个大学任何一个系的邮件,邮递员都不考虑大学各个系的地址,而是把这些邮件集中投递到大学的收发室,然后由大学的收发室再进行下一步的投递。这样就减轻了v递员的工作量(相当于简化了路由表的查找)。

从图4-25下面表格中的二进制地址可看出,把四个系的路由聚合为大学的一个路由(即构成超网),是将网络前缀缩短。 网络前缀越短,其地址块所包含的地址数就越多。而在三级结构的P地址中,划分子网是使网铬前缀变长。

在使用CIDR时,由于采用了网络前缀这种记法,IP地址由网络前缀和主机号这两个部分组成,因此在路由表中的项目也要有相应的改变。这时, 每个项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成 。但是在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果。这样就带来一个间题:我们应当从这些匹配结果中选择哪一条路由呢?

答案是:应当从匹配结果中 选择具有最长网络前缀的路由 。这叫做 最长前缀匹 配longest-.prefix matching) ,这是因为网铬前缀越长,其地址块就越小,因而路由就越具体(more specific)。最长前缀匹配又称为最长匹配或最佳匹配,为了说明最长前缀匹配的概念。

假定大学下属的四系希望IS把转发给四系的数据报直接发到四系面不要经过大学的路由器,但又不愿意改变自己使用的P地址块。因此,在SP的路由器的路由表中,至少要有以下两个项目,即206.0.68.0/22(大学)和206.0.71.128/25(四系)。现在假定ISP收到一个数据报,其目的IP地址为D=206.0.71.130。把D分别和路由表中这两个项目的掩码逐位相“与”(AND操作)。将所得的逐位AND操作的结果按顺序写在下面:

D和 1111 1111 1111 1111 1111 11 00 0000  0000逐位相“与” = 206.0.68.0/22 匹配

D和 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1 000 0000逐位相“与” = 206.0.71.128/25 匹配

不难看出,现在同一个IP地址D可以在路由表中找到两个目的网络(大学和四系)和该地址相匹配。根据 最长前缀(1的位数) 匹配的原理,应当选择后者,把收到的数据报转发到后一个目的网络(四系),即选择两个匹配的地址中更具体的一个。

从以上的讨论可以看出,如果IP地址的分配一开始就采用CIDR,那么我们可以按网络所在的地理位置来分配地址块,这样就可大大减少路由表中的路由项目。例如,可以将世界划分为四大地区,每一地区分配一个CIDR地址块:

地址块194/7(194.0.0.0至195255.255,25)分配给欧洲:

地址块198/7(198.0.0.0至199.255.255,255)分配给北类洲

地址块2007(200.0.0.0至201255.255.255)分配给中美洲和南美洲:

地址块202/7(202.0.0.0至203255.255.255)分配给亚洲和太平洋地区,

上面的每一个地址块包含有钓3200万个地址,这种分配地址的方法就使得IP地址与地理位置相关联。它的好处是可以大大压缩路由表中的项目数。例如,凡是从中国发往北美的IP数据报(不管它是地址块198/7中的哪一个地址)都先送交位于美国的一个路由器,因此在路由表中使用一个项目就行了。

使用CIDR后,由于要寻找最长前缀匹配,使路由表的查找过程变得更加复杂了。当路由表的项目数很大时,怎样设法减小路由表的查找时间就成为一个非常重要的问题。例如,连接路由器的线路的速率为10Gbit/s,而分组的平均长度为2000bit,那么路由器就应当平均每秒钟能够处理500万个分组(常记为5Mpps)。或者说,路由器处理一个分组的平均时间只有200s(1ns=10^-9秒)。因此,查找每一个路由所需的时间是非常短的。

对无分类编址的路由表的最简单的查找算法就是对所有可能的前缀进行循环查找。例如,给定一个目的地址D。对每一个可能的网络前缀长度M,路由器从D中提取前M个位成一个网络前缀,然后查找路由表中的网络前缀。所找到的最长匹配就对应于要查找的路由。

"这种最简单的算法的明显缺点就是查找的次数太多。最坏的情况是路由表中没有这个路由。在这种情况下,算法仍要进行32次(具有32位的网络前缀是一个特定主机路由)。就是要找到一个传统的B类地址(即/16),也要查找16次。对于经常使用的歌认路由,这种算法都要经历31次不必要的查找。"

为了进行更加有效的查找,通常是把无分类编址的路由表存放在一种层次的数据结构中,然后自上而下地按层次进行查找。这里最常用的就是 二叉线索 (binary trie),它是一种特殊结构的树。IP地址中从左到右的比特值决定了从根节点逐层向下层延伸的路径,而二叉线索中的各个路径就代表路由表中存放的各个地址。

图4-26用一个例子来说明二叉线索的结构。图中给出了5个IP地址。为了简化二叉线索的结构,可以先找出对应于每一个P地址的唯一前缀(unique prefix)。所谓唯一前缀就是在表中所有的P地址中,该前缀是唯一的。这样就可以用这些唯一前缀来构造二叉线索。在进行查找时,只要能够和唯一前缀相匹配就行了。

从二叉线索的根节点自顶向下的深度最多有32层,每一层对应于IP地址中的一位。一个IP地址存入二叉线索的规则很简单。先检查IP地址左边的第一位,如为0,则第一层的节点就在根节点的左下方;如为1,则在右下方。然后再检查地址的第二位,构造出第二层的节点。依此类推,直到唯一前缀的最后一位。由于唯一前缀一般都小于32位,因此用唯一前缀构造的二叉线索的深度往往不到32层。图中较粗的折线就是前缀0101在这个二叉线索中的路径。二叉线索中的小圆圈是中间节点,而在路径终点的小方框是叶节点(也叫做外部节点)。每个叶节点代表一个唯一前缀。节点之间的连线旁边的数字表示这条边在唯一前缀中对应的比特是0或1。

假定有一个IP地址是1001 1011    0111 1010   0000 0000     0000 0000,需要查找该地址是否在此二叉线索中。我们从最左边查起。很容易发现,查到第三个字符(即前缀10后面的0)时,在二叉线索中就找不到匹配的,说明这个地址不在这个二叉线索中。

以上只是给出了二叉线索这种数据结构的用法,而并没有说明“与唯一前缀匹配”和“与网络前缀匹配”的关系。显然,要将二叉线索用于路由表中,还必须使二叉线索中的每一个叶节点包含所对应的网络前缀和子网掩码。当搜索到一个叶节点时,就必须 将寻找匹配的目的地址和该叶节点的子网掩码进行逐位“与”运算,看结果是否与对应的网络前缀相匹配 。若匹配,就按下一跳的接口转发该分组。否则,就丢弃该分组。

总之,二叉线索只是提供了一种可以快速在路由表中找到匹配的叶节点的机制。但这是否和网络前缀匹配,还要和子网掩码进行一次逻辑与的运算。

“为了提高二叉线索的查找速度,广泛使用了各种 压缩技术 。例如,在图4-26中的最后两个地址,其最前面的4位都是1011。因此,只要一个地址的前4位是1011,就可以跳过前面4位(即压缩了4个层次)而直接从第5位开始比较。这样就可以减少查找的时间。当然,制作经过压缩的二叉线索需要更多的计算,但由于每一次查找路由表时都可以提高查找速度,因此这样做还是值得的。”

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