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任务三 网络层11

知识点​

1.网络层是什么​

  • 网络层是OSI参考模型的第3层，位于传输层之下，数据链路层之上。
  • 网络层负责在不同网络之间实现主机到主机的数据传递。
  • 它上承传输层（接收报文段），下接数据链路层（封装为数据包）

2.网络层的数据单位是什么​

  • 数据单位：数据包(含 IP 地址，负责跨网络端到端传输)
  • 数据包 = 包头(源节点和目标节点的网络地址) + 数据报文

与其他层数据单位的区别：

  • 物理层：比特（bit）
  • 数据链路层：帧（Frame），含 MAC 地址，负责相邻节点传输
  • 网络层：分组 / 数据报（Packet / Datagram），含 IP 地址，负责跨网络端到端传输
  • 传输层：段（TCP Segment）或数据报（UDP Datagram），含端口号，负责进程到进程通信
  • 应用层：报文（Message）

3.网络层的功能是什么​

网络层主要负责把分组从源主机发送到目的主机，可能跨越多个不同的网络。核心功能：

  • 寻址
  • 路由选择
  • 拥塞控制

4.寻址是什么​

  • 寻址即为网络节点进行编址
  • 节点的编址问题是网络层必须重点解决的问题。
  • 网络节点不一定相邻，必须对节点做出统一标准下的身份识别，
  • OSI网络层采用NSAP（网络服务访问点）通用网络地址标准进行编址，标识源端和目标端。。

5.路由选择是什么？​

答：路由选择是网络层的核心功能，负责根据路由算法，选择一条最合适的路径(下一跳)传输数据包。常见路由协议有 OSPF、BGP、RIP 等。

6.路由选择算法的特点是什么​

答：路由算法一般具有正确性、简单性、强壮性、稳定性、公平性和最优性等特点。

7.路由选择算法分为哪两类​

  • 动态路由算法：根据网络当前传输量和拓扑结构进行路由选择，算法较复杂；
  • 静态路由算法：静态路由算法比较简单。

8.网络拥塞是什么？​

当通信子网有过多报文时，不当的路由选择会导致网络“拥塞“，即：因没有空闲缓冲区而不断丢弃报文。

9.拥塞的控制策略是什么​

控制策略包括缓冲区预分配、报文丢弃法、流量控制、抑制报文分组等。

10.网络层的特点是什么​

  • 主要负责如何跨网络把分组送到目标主机，往哪里送、怎么选路
  • 网络层通常只提供“尽力而为”的服务，不保证可靠、不保证顺序、不负责重传。可靠性一般由传输层（如 TCP）来保证。

11.网络层的典型设备是什么​

路由器、交换机(三层)

12.网络层的典型协议是什么​

  • 路由算法协议：RIP、OSPF、BGP
  • 编址协议：NSAP

13.RIP协议是什么​

  • RIP即路由信息协议，是较早使用的内部网关协议，适用于小型、同类型网络；
  • RIP封装在UDP协议的数据报中；
  • 使用更新（UPDATES）和请求（REQUESTS）两种数据包传输信息；
  • 路由器每隔30秒向直连路由器广播更新信息。

14.OSPF协议是什么​

  • OSPF即开放最短路径优先协议
  • 基于链路状态的内部网关协议，链路状态包含连通性、费用、距离、时延、带宽等信息，选路考虑更全面；
  • OSPF直接使用IP数据报封装传送。
  • OSPF效率高，适用于较大型的网络。

15.BGP协议是什么​

BGP是边界网关协议，属于路径向量协议，目标不是找到最短路径，而是找到合适的路径。

原因：

  • ①互联网规模太大，使用最短路径算法计算耗时久；
  • ②不同自治系统拥有不同策略，部分路由器会过滤请求，降低效率。

16.网络层和其他层的区别​

数据链路层：负责同一网络内相邻节点之间的数据帧传输，可以经过多个节点，但不能跨子网； 网络层：负责跨多个网络（子网） 的端到端数据包传输，实现不同子网之间的数据交付。

①收到数据包，读取目标 IP； ②在路由表里查找匹配的目的网段； ③找到匹配条目：按条目里的下一跳 + 出接口转发； ④找不到匹配条目：

  • 有默认路由：发给默认路由指定的下一跳；

  • 无默认路由：丢弃数据包，不再转发。

  • 数据链路层负责相邻节点之间的帧传输；

  • 网络层负责跨网络的主机到主机通信；

  • 传输层负责进程到进程通信。

17.跨网络传输是什么意思​

跨网络 = 跨越多个独立的子网，不同子网有各自独立的编址体系，需要路由器（网络层设备）转发。比如：

  • 一个局域网到另一个局域网
  • 家庭内网→互联网
  • 你手机（家里局域网）访问百度服务器（百度机房另一个局域网）

DP试题​

一、填空题（20小题，每空1分，共20分）​

  1. 网络层在数据链路层相邻节点传输数据帧基础上，将高层报文封闭成________。
  2. 数据包的包头含有源节点和目标节点的________地址。
  3. 网络层的主要功能包括寻址、________、拥塞控制及网络互联。
  4. 网络层用于解决________到节点间的数据传输。
  5. OSI网络层采用________地址来标识源端和目标端，它是通用网络地址标准。
  6. ________是网络层的核心功能，确定报文从哪一个输出接口发出。
  7. 通信子网采用数据包交换方式，每一个节点对收到的________报文都要做路由选择。
  8. 通信子网采用虚电路交换方式，仅当建立一条新的________时，节点做一次路由选择。
  9. 路由选择算法一般分为动态路由算法和________路由算法两类。
  10. 当通信子网中有过多报文，中间节点因无空闲缓冲区丢弃报文，造成网络性能下降，该现象称为________。
  11. 拥塞控制策略有缓冲区预分配、报文丢弃法、________、抑制报文分组等。
  12. RIP是应用较早、普遍的内部网关协议，基于________算法。
  13. RIP使用________来衡量到达目标地址的路由距离。
  14. RIP协议处于________协议的上层，路由信息封装在该协议的数据报文中。
  15. RIP使用更新（UPDATES）和________两种数据包传输信息。
  16. OSPF是使用最短路径优先算法的内部网关协议，基于________状态。
  17. OSPF使用________法，向所有输出接口发送链路状态信息。
  18. OSPF直接使用________数据报进行封装传送。
  19. BGP称为________向量协议，目标不是寻找最短路径，而是找到合适路径。
  20. BGP在每个独立网络选择至少一个________，用来和相邻独立网络交换信息。

二、单项选择题（15小题，每题2分，共30分）​

  1. 网络层封装的数据单元叫做（） A. 帧 B. 数据包 C. 段 D. 比特
  2. 下面不属于网络层主要功能的是（） A. 寻址 B. 路由选择 C. 差错校验（帧） D. 拥塞控制
  3. OSI网络层用来标识源端、目标端的地址是（） A. MAC地址 B. NSAP地址 C. 端口号 D. 域名
  4. 网络层的核心功能是（） A. 寻址 B. 路由选择 C. 拥塞控制 D. 网络互联
  5. 虚电路交换方式下，路由选择执行的时机是（） A. 每个报文到达时 B. 建立虚电路的时候 C. 报文结束时 D. 定时执行
  6. 衡量RIP协议路由距离的指标是（） A. 带宽 B. 跳数 C. 时延 D. 费用
  7. RIP路由信息封装在哪一种协议中（） A. TCP B. UDP C. IP D. HTTP
  8. 下列属于动态路由算法特点的是（） A. 算法简单 B. 根据网络当前传输量、拓扑结构选路 C. 预先固定路由 D. 不随网络变化改变
  9. OSPF基于下面哪一项信息计算路由（） A. 距离矢量 B. 链路状态 C. 跳数 D. 端口号
  10. OSPF发送链路状态信息使用的转发方式是（） A. 泛洪法 B. 广播 C. 单播 D. 组播
  11. BGP协议是（） A. 内部网关协议 B. 边界网关协议 C. 传输层协议 D. 应用层协议
  12. BGP寻找路由的目标是（） A. 最短路径 B. 合适路径 C. 最小跳数 D. 最低带宽
  13. 网络拥塞现象指（） A. 信号干扰 B. 报文过多，缓冲区不足，丢弃报文，网络性能下降 C. 数据比特出错 D. 端口断开
  14. 下列协议适合大型网络的是（） A. RIP B. OSPF C. BGP（边界网关） D. ARP
  15. 路由器工作在OSI模型的哪一层（） A. 数据链路层 B. 网络层 C. 传输层 D. 应用层

三、多项选择题（10小题，每题3分，共30分；多选、少选、错选不得分）​

  1. 网络层主要功能包含（） A. 寻址 B. 路由选择 C. 拥塞控制 D. 网络互联
  2. 路由选择算法需要具备的特点有（） A. 正确性、简单性 B. 强壮性、稳定性 C. 公平性 D. 最优性
  3. 拥塞控制策略包含（） A. 缓冲区预分配 B. 报文丢弃法 C. 流量控制 D. 抑制报文分组
  4. 关于RIP协议描述正确的有（） A. 内部网关协议 B. 基于距离矢量算法 C. 使用跳数衡量距离 D. 适合大型网络
  5. OSPF链路状态包含的信息有（） A. 连通性 B. 费用、距离 C. 时延 D. 带宽
  6. 关于OSPF说法正确的是（） A. 最短路径优先算法 B. 基于链路状态 C. 使用泛洪法 D. 适合较大型网络
  7. 路由算法按类型可以分为（） A. 动态路由算法 B. 静态路由算法 C. 链路状态算法 D. 距离矢量算法
  8. 下列属于内部网关协议的是（） A. RIP B. OSPF C. BGP D. UDP
  9. 关于BGP协议描述正确的是（） A. 边界网关协议 B. 路径向量协议 C. 寻找合适路径，不是最短路径 D. 在自治系统之间使用
  10. 数据包交换方式下路由选择的特点描述错误的是（） A. 建立虚电路时做一次路由选择 B. 每收到一个报文，节点都做路由选择 C. 路由只在网络启动时计算一次 D. 不需要路由表

四、判断题（10小题，每题2分，共20分）​

  1. 网络层数据包头部包含源节点和目标节点的网络地址。（）
  2. 网络层解决相邻两个节点之间的数据帧传输。（）
  3. NSAP地址是OSI网络层通用的网络地址标准。（）
  4. 路由选择是网络层的核心功能。（）
  5. 在虚电路交换中，每个报文到达节点都需要重新进行路由选择。（）
  6. 静态路由算法可以根据网络拓扑实时自动修改路由。（）
  7. RIP协议使用跳数衡量路由距离，属于距离矢量算法。（）
  8. OSPF仅在链路状态发生变化时，使用泛洪法转发信息。（）
  9. BGP协议目标是找到到达目标网络的最短路径。（）
  10. 拥塞控制目的是防止拥塞发生，拥塞出现后消除拥塞状态。（）

参考答案

一、填空题​

  1. 数据包（Packet）
  2. 网络
  3. 路由选择
  4. 节点
  5. NSAP
  6. 路由选择
  7. 每一个
  8. 虚电路
  9. 静态
  10. 拥塞
  11. 流量控制
  12. 距离矢量
  13. 跳数
  14. UDP
  15. 请求（REQUESTS）
  16. 链路
  17. 泛洪
  18. IP
  19. 路径
  20. BGP主站

二、单选题​

1.B 2.C 3.B 4.B 5.B 6.B 7.B 8.B 9.B 10.A 11.B 12.B 13.B 14.B 15.B

三、多选题​

1.ABCD 2.ABCD 3.ABCD 4.ABC 5.ABCD 6.ABCD 7.AB 8.AB 9.ABCD 10.ACD

四、判断题​

1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.× 7.√ 8.√ 9.× 10.√