《计算机网络技术》的几个重点课题的教学分析

林统喜

摘要：科技的发展催生了网络，网络让计算机的运用又上了一个大台阶。大学作为人才培养的基地，伴随着科技的发展，孕育出了计算机专业；计算机网络技术课程顺理成章就成了计算机专业的学生最重要的专业课之一。作为一门专业课，计算机网络技术的内容抽象复杂又重要。该文主要是针对于这门课程，对其中的几个重点难点进行分析。

关键词：编码；冗余码；子网划分；掩码；网络号

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：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

在以信息化带动工业化和以信息化推动现代化的过程中，计算机网络扮演了越来越重要的角色，在高层次信息技术人才的培养中也起着越来越重要的作用。为了适应社会对人才的需求，“计算机网络技术”在各大院校的计算机科学与技术专业课程中的已经达到了非常高的地位，几乎可以和该专业的灵魂课程“数据结构”相提并论。一般该课程在各大院校拥有4个学分，单从学分上看就可以知道该课程的重要程度。那么作为这么重要的一门课程，涉及到的网络知识点如此之多，内容又如此抽象复杂，我们老师应该做到从重点和难点出发，让学生们在学习的过程中得心应手。下面就从几个重点和难点来分析该课程的核心部分。

2 关于该课程的重点和难点

2.1 子网划分教学内容分析

在子网划分这一大块知识点中，首先让学生弄明白IP地址和子网掩码的关系，网络号、子网号和主机号的区别和联系，再通过题目分析来达到让学生学会子网划分的知识点。

2.1.1 IP地址和子网掩码的关系

网络通信需要IP，IP地址用于确定网络上的每台主机，它是每台主机唯一性的标识。在网络通信中，IP地址扮演着非常重要的一个作用。就好像每个人，都有一个唯一的身份证号码来证明这个人。因为IP地址设置时显示的是十进制，但计算机内部的数据处理是二进制，所以要教会学生进行二进制和十进制间的转换。学生只有分清IP地址的用途，才会明白划分子网的意义。

子网掩码用于辨别IP地址中哪部分为网络地址，哪部分为主机地址。划分子网后，通过使用掩码，把各子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化。当学生开始学习关于IP地址的分类时，子网掩码的作用就很明显了。当划分子网时，子网掩码就是区分子网技术的一个依据。不是所有的网络都需要子网，不需要子网的默认子网掩码很容易区分。当划分了子网后，子网掩码就不再是默认类的子网掩码了。未做子网划分的IP地址是：网络号+主机号；子网划分后的IP地址是：网络号+子网号+子网主机号。这就说明了有部分主机号被子网划分后成了子网号。网络号和子网号全部的地址全置为“1”，子网主机地址全置为“0”，然后才是我们划分子网后的子网掩码。比如，有这么一道题目：

局域网中某主机的IP地址为172.16.1.12/20，该局域网的子网掩码为（ ）

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

要解答这样的题目，就必须知道子网划分的相关知识。首先根据IP地址的第一部分172可以确定它是个B类的地址，前面两部分172.16总共16位是网络号，根据斜线后面的20可以确定该主机的IP地址是在B类地址的基础上从原来的主机号部分划分出了前4位的主机号作为子网号（网络号位数+子网号位数=20位）。通过分析，就可以把该IP地址的前20位全置为“1”，后12位全置为“0”，每8位二进制位一组，转化成十进制，最终选择D答案。

2.1.2 网络号、子网号和主机号的区分

这几个概念经常会被学生混淆在一起。那么如何区分这几个概念，我们通过题目比较好理解。比如，有下面一道题目：

IP地址为168.9.28.16其子网掩码为255.255.255.0，求它的网络号、子网号和主机号。

怎么样去区分和回答？首先，我们知道，每个IP地址由四部分组成。从题目的IP地址的第一部分168我们可以知道该类地址是B类的地址，那么它的网络号就是该IP地址的前面两部分，即“168.9”。主机号就是该IP地址的本身，即168.9.28.16。根据题目所给的子网掩码，可以知道该IP地址是在默认的B类地址的基础上划分出了主机号的前8位作为子网，所以子网号是该IP地址的第三部分“28”。通过该题目的分析，我们就可以清楚网络号、子网号和主机号之间的区别和联系了。

在划分子网前，学生们只有分清上面的几个知识点，才会在解题过程中做到有的放矢。

假如有这样一道题：如果要把一个C类的网络192.168.0.0划分出6个子网，要求就是出每个子网掩码和相应的主机IP地址范围。学生们只要掌握了前面的几个知识点，那么就很轻松地去划分子网，求出相关的子网掩码和相应的主机IP段了。

2.2 计算循环冗余码CRC

循环冗余码CRC是计算机网络技术课程的一个重点的分析部分，在学习这一块知识点的时候，学生很容易被其中的多项式给弄糊涂。要学好这块知识点，首先要分清楚哪部分是信息位，哪部分是校验位，信息传送前该如何根据所给的多项式来确定校验位的位数和如何去求出校验位的值。在计算冗余码过程还涉及到异或运算，所以该块的知识点就显得有点难。假设要传送的信息是k位，则发送端会自动加上r位的校验系列，然后再传送出去，这k+r位数可以被某个事先设定好的整数除。当接收端收到数据后用原先那个设定好的数来除，若没有余数出现，则传输数据正确；相反，若有余数出现，则表示传输的数据有错误。这里面关键在于冗余位r的计算。

那么，如何计算出冗余位r呢？我们从下面的题目分析中去解答。

已知CRC生成多项式为G（X）=X4+X3+1，设要传送的码字为1011001，求CRC码。

首先，我们根据生成多项式G（X）=X4+X3+1得到二进制位串1：11001；根据该多项式知道最高幂为4，在要传送的码字（信息位）后面补4个0，得到对应的二进制位串2：10110010000；用位串二除以位串1得到余数1010，最后把余数1010代替掉位串2的后面所补的4个0变成10110011010，就是我们要求的CRC码（图1）。

在整个的CRC码计算过程中，学生容易出错的地方有如下3点：首先是根据所给的多项式生成错的串1，如上题可能就会有学生误以为最高幂是4生成的串就是4位，计算出来的串1为1101，要解决这样的误区就必须给学生强调幂跟多项式展开的关系；其实，就是在进行除法运算时我们用到的是异或运算，而不是简单的减法，而且异或符号要书写正确；最后是计算出来的余数是代替掉之前在信息串后面所补的0，而不是简单的把余数接在被除数的后面，如上题，有同学可能就会不小心得出这样错误的答案：101100100001010。

2.3 区分曼彻斯特码和差分曼彻斯特码

曼彻斯特码和差分曼彻斯特码也是计算机网络技术课程的一个重要组成部分。我们的信号有模拟信号和数字信号之分，那么曼彻斯特码和差分曼彻斯特码就属于数字数据的数字信号的重要编码。

在学习曼彻斯特码和差分曼彻斯特码过程中，很多同学都会把两个概念混淆在一起。那么两种编码有哪些共同点和不同点呢？首先，两种编码都是把每比特信号的周期T一分为二，在每比特信号的周期T中间处都有跳变。不同处就在于曼切斯特编码每个分别代表0或者1的比特信号图形在整个编码图形中是固定不变的，差分曼切斯特编码是根据边界有没有跳变来区分下个二进制位到底是0还是1。当把它们的不同点和共同点找出来后就好区分了。如图2，我们该如何求出相关的曼切斯特编码和差分曼切斯特编码？首先区分好每个周期T，这里总共有五个周期；然后用虚线区分开来；最后根据每个周期的图像求出曼切斯特编码（如图3），根据每个周期的开始部分是否有跳变求出差分曼切斯特编码00110 。

3 结束语

计算机网络的发展和应用水平直接反映了一个国家计算机技术和通信技术的水平。在以信息化带动工业化和以信息化推进现代化的过程中，计算机网络扮演着越来越重要的角色。子网的划分技术在计算机网络技术中的重要性不言而喻，CRC校验码技术、曼切斯特编码和差分曼切斯特编码技术等在通信技术中举足轻重。因此，它们都属于计算机网络技术这门课程的重要组成部分，所以我们只有把这些技术学好了，才能真正够领悟到计算机网络技术这门课程的精髓。

参考文献：

[1]黄叔武，杨一平.计算机网络工程教程[M].北京：清华大学出版社，2001.

[2]桂海进，武俊生.计算机网络技术基础教程与实训[M]. 北京：北京大学出版社，2010.

[3]鞠光明，边倩.计算机网络技术[M]. 大连：大连理工大学出版社，2013.

[4]谢希仁.计算机网络[M]. 北京：电子工业出版社，2013.

[5]石淑华.计算机网络安全基础[M]. 北京：人民邮电出版社，2005.