[网络工程师软考笔记] 局域网与城域网

窒息在爱里的鱼

1、什么是局域网

      单一机构所拥有的专用计算机网络，中等规模地理范围。实现多种设备互联信息，交换和资源共享。



局域网体系结构与OSI/RM的对应关系

2、LAN/MAN的IEEE802标准

      重点掌握：802.3、802.11、802.16


3、逻辑链路控制LLC

     目的是屏蔽不同的介质访问控制方法，以向高层（网络层）提供统一的服务和接口，LLC 地址是SAP（服务访问点）
这个标准与HDLC是兼容的，无帧校验字段，放到了MAC层。同时提供目标地址和园地址字段


4、介质访问控制MAC

其中，长度字段表示数据实际长度，最大1500.同时还可以表示上层协议类型，1501以上的值
       MAC地址：采用16进制数表示，共6B（48位），有IEEE和厂家烧制到网卡上。



MAC帧结构

例： IEEE802.3规定的最小帧长为64B，帧长是指（ B    ）

A、从前导字段到校验和字段
B、从目标地址到校验和长度
C、从帧起始符到校验和的长度
D、数据字段的长度

5、CSMA/CD协议

      载波监听多路访问/冲突检测。是分布式介质访问控制方法。
             非坚持型：有礼貌，等 一会下楼
               1坚持性：霸道点，一直要下楼
              p坚持性：和事佬，概率等下楼。


例：


某局域网采用CSMA/CD协议实现介质访问控制，数据传输速率为10Mbps，主机甲和主机乙之间的距离为2km，信号传播速度是200m/μs。若主机甲和主机乙发送数据时发生冲突。从开始发送数据起，到两台主机均检测到冲突时刻为止，最短需经过的时间是( A )μs。
             A、10          B、20         C、30         D、40
解：在以太网中为了确保发送数据站点在传输时能检测到可能存在的冲突，数据帧的传输时延要不小于两倍的传播时延。
传输时延   \geq      2 X \frac{任意两点间的最长距离m}{信号传播速度200m/us}       由此得出:  (2km ==  2000m).     2 X  2000/200 = 20
当冲突刚好发生在链路中间的时候，时间是最短的，所以是20μs/2=10μs

以太网采用的CSMA/CD协议，当冲突发生时要通过二进制指数后退算法计算后退时延，关于这个算法；以下论述中错误的是（。A   ）
A、冲突次数越多，后退的时间越短
B、平均后退次数的多少与负载大小有关
C、后退时延的平均值与负载大小有关
D、重发次数达到一定极限后放弃发送
6、最小帧长计算

       为了检测到冲突。 公式： L = 2R X d/v    其中，R为网络数据速率，d为最大段长，v为信号传播速度。
      二进制后退指数算法：
           （1）考虑网络负载变化
           （2）后退次数和负载大小有关
           （3）重发次数最大为16，然后上报高层协议
例：一个CSMA/CD协议的以太网，数据速率为1GB/s，网段长1km，信号速率为200000km/s，则最小帧长为（    ）bit
A、1000。      B、2000。    C、10000。     D、2000000
解：L = 2R X d/v
R = 1Gbps = 10^9bps       S = 1km = 1000m     V= 200000km/s  =2*10^8m/s
L  = 2R(S/v) =2 * 10^9 X(1000 / 2*10^8)  =10000bit
7、以太网

       早期的802.3局域网，10Mbps。来源于光在空气中传播的介质“以太（ether）”，由此得名“以太网（ethernet）”，寓意无处不在的网络。
       交换式以太网核心部件是交换机，有一个高速地板，插上一些插槽，插槽上有一些连接器，用于连接10M网卡的主机。如：E0/0，F0/1，（插槽/接口）；G0/0/0（插槽/模块/接口）
      E：以太网，  F：快速以太网， G：吉比特以太网
8、快速以太网

       802.3u标准，速率可到100M,采用100Base-T/F规范。


9、千兆以为网

802.3z标准，速率可到1000M（1Gbps），兼容10M/100M以太网。


10、万兆以太网

802.3ae标准，速率可达万兆（10Gbps），只支持光纤，只支持全双工，不再采用CSMA/CD，可用于城域网。


11、虚拟局域网VLAN概念

      根据管理功能、组织机构或应用类型，对物理网络进行分段而形成的逻辑网络，与用户的无聊位置无关。



由路由器设置好

12、VLAN划分方式：

      1、静态分配VLAN：基于端口。
      2、动态分配VLAN：基于MAC地址（2层）、网络层IP（3层）、规划策略（高层）等
      VLAN规划的好处：
      1、控制网络流量，抑制广播风暴。
      2、提高网络安全性，不同VLAN之间可做控制。
      3、网络管理灵活，用户可以随地接入网络。
      不同VLAN之间通信：可需要路由器或三层交换机
13、VLAN标准802.1q（dot1q）

在原来的以太帧中增加了4b的控制信息，其中包含12位VLAN标识符VID。可用4094个VLAN。


14、 VLAN两种端口：

接口端口ACCESS（通过单个VLAN）和中续端口Trunk（通过多个VLAN）



接入链路和中续联路

15、局域网互联网设备

2层网桥（生成树、源路由）、3层交换机、路由器。 网桥要求3层以上协议相同， 1、2层协议不同可互联。


16、生成树网桥

又叫透明网桥，IEEE802.1d，生成树算法。基本思想是在网桥之间传递BPDU，比较参数，根据STP打开好端口，沿着好的端口建立路径。边走边拐弯。用于以太网


生成树网桥步骤：
1、确定根桥。2、确定根端口。3、确定指定桥。4、确定指定端口。5、阻塞剩余端口。6、形成无环网络
17、生成树网桥计算数据

1、确认根桥 ID：优先级+MAC地址，都选最小。优先级别0～65535，默认32768（ \pm 4096）
2、确认根端口：优先级+编号，都选最小的。优先级0～255，默认128.
3、三小原则：优先级、MAC地址、通路费用。
18、生成树端口的四种状态

1、Blocking（阻塞）：接收BPDU，不学习MAC地址，不转发数据帧。 （20s）
2、Listening(侦听)：接收BPDU，不学习MAC地址，不转发数据帧，但交换机向其他交换机通告该端口，参与选举根端口或指定端口。
3、Learning（学习）：接收BPDU，学习MAC地址，不转发数据帧。
4、Forwarding（转发）：正常转发数据帧。
阻塞 ---> 20秒 ---> 侦听 ---> 15秒 ----> 学习 ----> 15秒 ----->转发

19、生成树种类和标准


1、多生成树            MSTP               -IEEE 802.1s
2、快速生成树        RSTP               -IEEE 802.1w
3、生成树               STP                  -IEEE 802.1d
4、端口认证          基于用户           -IEEE 802.1x
口诀： 多快生（人）口，   是S我W弟D兄X
20、源路由网桥

IEEE 802.5，基本思想是发送探测帧到目的节点，返回路径以后沿着路径再传送。发送帧在这条路径上就传送，不在这条路径上就发送广播，查询路径，选择最优路径在传送，选好路再走。令牌环网。


21、什么事城域网

城域网比局域网传输距离远，能够覆盖整个城市。能够提供分组传输的数据、语音和视频等多媒体业务。更大的传输容量，更高的传输效率。
城域以太网：1、以太网专用线， 2、以太网虚拟专线， 3、以太局域网服务（E-LAN）最看好。
无线城域网标准：  WIMAX（802.16d 固定、802.16e移动），wiMAXll (802.16m  4G)
22、Q-in-Q

运营商网桥协议（PBP）IEEE 802.1ad 。 MAC-in-MAC： 运营商主干网桥（PBB）IEEE 802.1ah