林統(tǒng)喜

摘要：科技的發(fā)展催生了網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)讓計(jì)算機(jī)的運(yùn)用又上了一個(gè)大臺(tái)階。大學(xué)作為人才培養(yǎng)的基地，伴隨著科技的發(fā)展，孕育出了計(jì)算機(jī)專業(yè)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程順理成章就成了計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生最重要的專業(yè)課之一。作為一門(mén)專業(yè)課，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的內(nèi)容抽象復(fù)雜又重要。該文主要是針對(duì)于這門(mén)課程，對(duì)其中的幾個(gè)重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：編碼；冗余碼；子網(wǎng)劃分；掩碼；網(wǎng)絡(luò)號(hào)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）12-0130-02

"The Analysis of Several Key Issues of The Computer Network Technology" Teaching

LIN Tong-xi

（Guangzhou Huali College of Science and Technology， Guangzhou 511325， China）

Abstract： With the development of science and technology gave birth to the network，the network that use computers and on a big step. The University as a training base，with the development of science and technology， carries out computer professionalcomputer network technology curriculum； naturally became one of the most importantprofessional course in computer major students. As a professional course of computer network technology content is abstract， complex and important. This paperis mainly aimed at the course of a few key points which are analyzed.

Key words： code； redundancy； subnet mask； the network number

1 概述

在以信息化帶動(dòng)工業(yè)化和以信息化推動(dòng)現(xiàn)代化的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)扮演了越來(lái)越重要的角色，在高層次信息技術(shù)人才的培養(yǎng)中也起著越來(lái)越重要的作用。為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的需求，“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”在各大院校的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程中的已經(jīng)達(dá)到了非常高的地位，幾乎可以和該專業(yè)的靈魂課程“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”相提并論。一般該課程在各大院校擁有4個(gè)學(xué)分，單從學(xué)分上看就可以知道該課程的重要程度。那么作為這么重要的一門(mén)課程，涉及到的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)點(diǎn)如此之多，內(nèi)容又如此抽象復(fù)雜，我們老師應(yīng)該做到從重點(diǎn)和難點(diǎn)出發(fā)，讓學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)的過(guò)程中得心應(yīng)手。下面就從幾個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)來(lái)分析該課程的核心部分。

2 關(guān)于該課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)

2.1 子網(wǎng)劃分教學(xué)內(nèi)容分析

在子網(wǎng)劃分這一大塊知識(shí)點(diǎn)中，首先讓學(xué)生弄明白IP地址和子網(wǎng)掩碼的關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)和主機(jī)號(hào)的區(qū)別和聯(lián)系，再通過(guò)題目分析來(lái)達(dá)到讓學(xué)生學(xué)會(huì)子網(wǎng)劃分的知識(shí)點(diǎn)。

2.1.1 IP地址和子網(wǎng)掩碼的關(guān)系

網(wǎng)絡(luò)通信需要IP，IP地址用于確定網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)主機(jī)，它是每臺(tái)主機(jī)唯一性的標(biāo)識(shí)。在網(wǎng)絡(luò)通信中，IP地址扮演著非常重要的一個(gè)作用。就好像每個(gè)人，都有一個(gè)唯一的身份證號(hào)碼來(lái)證明這個(gè)人。因?yàn)镮P地址設(shè)置時(shí)顯示的是十進(jìn)制，但計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理是二進(jìn)制，所以要教會(huì)學(xué)生進(jìn)行二進(jìn)制和十進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換。學(xué)生只有分清IP地址的用途，才會(huì)明白劃分子網(wǎng)的意義。

子網(wǎng)掩碼用于辨別IP地址中哪部分為網(wǎng)絡(luò)地址，哪部分為主機(jī)地址。劃分子網(wǎng)后，通過(guò)使用掩碼，把各子網(wǎng)隱藏起來(lái)，使得從外部看網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有變化。當(dāng)學(xué)生開(kāi)始學(xué)習(xí)關(guān)于IP地址的分類時(shí)，子網(wǎng)掩碼的作用就很明顯了。當(dāng)劃分子網(wǎng)時(shí)，子網(wǎng)掩碼就是區(qū)分子網(wǎng)技術(shù)的一個(gè)依據(jù)。不是所有的網(wǎng)絡(luò)都需要子網(wǎng)，不需要子網(wǎng)的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼很容易區(qū)分。當(dāng)劃分了子網(wǎng)后，子網(wǎng)掩碼就不再是默認(rèn)類的子網(wǎng)掩碼了。未做子網(wǎng)劃分的IP地址是：網(wǎng)絡(luò)號(hào)+主機(jī)號(hào)；子網(wǎng)劃分后的IP地址是：網(wǎng)絡(luò)號(hào)+子網(wǎng)號(hào)+子網(wǎng)主機(jī)號(hào)。這就說(shuō)明了有部分主機(jī)號(hào)被子網(wǎng)劃分后成了子網(wǎng)號(hào)。網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)全部的地址全置為“1”，子網(wǎng)主機(jī)地址全置為“0”，然后才是我們劃分子網(wǎng)后的子網(wǎng)掩碼。比如，有這么一道題目：

局域網(wǎng)中某主機(jī)的IP地址為172.16.1.12/20，該局域網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼為（ ）

A.255.255.255.0 B.255.255.254.0 C.255.255.252.0 D.255.255.240.0

要解答這樣的題目，就必須知道子網(wǎng)劃分的相關(guān)知識(shí)。首先根據(jù)IP地址的第一部分172可以確定它是個(gè)B類的地址，前面兩部分172.16總共16位是網(wǎng)絡(luò)號(hào)，根據(jù)斜線后面的20可以確定該主機(jī)的IP地址是在B類地址的基礎(chǔ)上從原來(lái)的主機(jī)號(hào)部分劃分出了前4位的主機(jī)號(hào)作為子網(wǎng)號(hào)（網(wǎng)絡(luò)號(hào)位數(shù)+子網(wǎng)號(hào)位數(shù)=20位）。通過(guò)分析，就可以把該IP地址的前20位全置為“1”，后12位全置為“0”，每8位二進(jìn)制位一組，轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制，最終選擇D答案。

2.1.2 網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)和主機(jī)號(hào)的區(qū)分

這幾個(gè)概念經(jīng)常會(huì)被學(xué)生混淆在一起。那么如何區(qū)分這幾個(gè)概念，我們通過(guò)題目比較好理解。比如，有下面一道題目：

IP地址為168.9.28.16其子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，求它的網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)和主機(jī)號(hào)。

怎么樣去區(qū)分和回答？首先，我們知道，每個(gè)IP地址由四部分組成。從題目的IP地址的第一部分168我們可以知道該類地址是B類的地址，那么它的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是該IP地址的前面兩部分，即“168.9”。主機(jī)號(hào)就是該IP地址的本身，即168.9.28.16。根據(jù)題目所給的子網(wǎng)掩碼，可以知道該IP地址是在默認(rèn)的B類地址的基礎(chǔ)上劃分出了主機(jī)號(hào)的前8位作為子網(wǎng)，所以子網(wǎng)號(hào)是該IP地址的第三部分“28”。通過(guò)該題目的分析，我們就可以清楚網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)和主機(jī)號(hào)之間的區(qū)別和聯(lián)系了。

在劃分子網(wǎng)前，學(xué)生們只有分清上面的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，才會(huì)在解題過(guò)程中做到有的放矢。

假如有這樣一道題：如果要把一個(gè)C類的網(wǎng)絡(luò)192.168.0.0劃分出6個(gè)子網(wǎng)，要求就是出每個(gè)子網(wǎng)掩碼和相應(yīng)的主機(jī)IP地址范圍。學(xué)生們只要掌握了前面的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，那么就很輕松地去劃分子網(wǎng)，求出相關(guān)的子網(wǎng)掩碼和相應(yīng)的主機(jī)IP段了。

2.2 計(jì)算循環(huán)冗余碼CRC

循環(huán)冗余碼CRC是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程的一個(gè)重點(diǎn)的分析部分，在學(xué)習(xí)這一塊知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，學(xué)生很容易被其中的多項(xiàng)式給弄糊涂。要學(xué)好這塊知識(shí)點(diǎn)，首先要分清楚哪部分是信息位，哪部分是校驗(yàn)位，信息傳送前該如何根據(jù)所給的多項(xiàng)式來(lái)確定校驗(yàn)位的位數(shù)和如何去求出校驗(yàn)位的值。在計(jì)算冗余碼過(guò)程還涉及到異或運(yùn)算，所以該塊的知識(shí)點(diǎn)就顯得有點(diǎn)難。假設(shè)要傳送的信息是k位，則發(fā)送端會(huì)自動(dòng)加上r位的校驗(yàn)系列，然后再傳送出去，這k+r位數(shù)可以被某個(gè)事先設(shè)定好的整數(shù)除。當(dāng)接收端收到數(shù)據(jù)后用原先那個(gè)設(shè)定好的數(shù)來(lái)除，若沒(méi)有余數(shù)出現(xiàn)，則傳輸數(shù)據(jù)正確；相反，若有余數(shù)出現(xiàn)，則表示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有錯(cuò)誤。這里面關(guān)鍵在于冗余位r的計(jì)算。

那么，如何計(jì)算出冗余位r呢？我們從下面的題目分析中去解答。

已知CRC生成多項(xiàng)式為G（X）=X4+X3+1，設(shè)要傳送的碼字為1011001，求CRC碼。

首先，我們根據(jù)生成多項(xiàng)式G（X）=X4+X3+1得到二進(jìn)制位串1：11001；根據(jù)該多項(xiàng)式知道最高冪為4，在要傳送的碼字（信息位）后面補(bǔ)4個(gè)0，得到對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位串2：10110010000；用位串二除以位串1得到余數(shù)1010，最后把余數(shù)1010代替掉位串2的后面所補(bǔ)的4個(gè)0變成10110011010，就是我們要求的CRC碼（圖1）。

在整個(gè)的CRC碼計(jì)算過(guò)程中，學(xué)生容易出錯(cuò)的地方有如下3點(diǎn)：首先是根據(jù)所給的多項(xiàng)式生成錯(cuò)的串1，如上題可能就會(huì)有學(xué)生誤以為最高冪是4生成的串就是4位，計(jì)算出來(lái)的串1為1101，要解決這樣的誤區(qū)就必須給學(xué)生強(qiáng)調(diào)冪跟多項(xiàng)式展開(kāi)的關(guān)系；其實(shí)，就是在進(jìn)行除法運(yùn)算時(shí)我們用到的是異或運(yùn)算，而不是簡(jiǎn)單的減法，而且異或符號(hào)要書(shū)寫(xiě)正確；最后是計(jì)算出來(lái)的余數(shù)是代替掉之前在信息串后面所補(bǔ)的0，而不是簡(jiǎn)單的把余數(shù)接在被除數(shù)的后面，如上題，有同學(xué)可能就會(huì)不小心得出這樣錯(cuò)誤的答案：101100100001010。

2.3 區(qū)分曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼

曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程的一個(gè)重要組成部分。我們的信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之分，那么曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼就屬于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)的重要編碼。

在學(xué)習(xí)曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼過(guò)程中，很多同學(xué)都會(huì)把兩個(gè)概念混淆在一起。那么兩種編碼有哪些共同點(diǎn)和不同點(diǎn)呢？首先，兩種編碼都是把每比特信號(hào)的周期T一分為二，在每比特信號(hào)的周期T中間處都有跳變。不同處就在于曼切斯特編碼每個(gè)分別代表0或者1的比特信號(hào)圖形在整個(gè)編碼圖形中是固定不變的，差分曼切斯特編碼是根據(jù)邊界有沒(méi)有跳變來(lái)區(qū)分下個(gè)二進(jìn)制位到底是0還是1。當(dāng)把它們的不同點(diǎn)和共同點(diǎn)找出來(lái)后就好區(qū)分了。如圖2，我們?cè)撊绾吻蟪鱿嚓P(guān)的曼切斯特編碼和差分曼切斯特編碼？首先區(qū)分好每個(gè)周期T，這里總共有五個(gè)周期；然后用虛線區(qū)分開(kāi)來(lái)；最后根據(jù)每個(gè)周期的圖像求出曼切斯特編碼（如圖3），根據(jù)每個(gè)周期的開(kāi)始部分是否有跳變求出差分曼切斯特編碼00110 。

3 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用水平直接反映了一個(gè)國(guó)家計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的水平。在以信息化帶動(dòng)工業(yè)化和以信息化推進(jìn)現(xiàn)代化的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)扮演著越來(lái)越重要的角色。子網(wǎng)的劃分技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的重要性不言而喻，CRC校驗(yàn)碼技術(shù)、曼切斯特編碼和差分曼切斯特編碼技術(shù)等在通信技術(shù)中舉足輕重。因此，它們都屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這門(mén)課程的重要組成部分，所以我們只有把這些技術(shù)學(xué)好了，才能真正夠領(lǐng)悟到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這門(mén)課程的精髓。

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