软考网工——第三章 局域网

1.CSMA/CD局域网架构IEEE逻辑链路控制LLCMAC子层CSMA载波监听多路访问基本原理发送数据之前先监听信道上是否有人在发送。若有说明信道正忙否则说明信道是空闲的然后根据预定的策略决定若信道空闲是否立即发送若信道忙是否继续监听CSMA三种监听算法非坚持型监听算法后退随机时间减少了冲突的概率但增加了发送的延迟1-坚持型监听算法继续监听不等待冲突概率和利用概率都高双高P-坚持型监听算法信道变闲时以概率P发送否则延迟一个时槽冲突检测原理CD载波监听只能减小冲突概率不能完全避免冲突对总线型、星型和树型拓扑访问控制协议是CSMA/CD载波侦听多路访问/冲突检测带冲突检测的监听算法把浪费带宽的时间减少到检测冲突的时间2.二进制指数退避算法工作原理检测到冲突后马上停止发送数据并等待随机时间再发送数据等待的随机时间t*Random【0,1...2^k-1】kmin【重传次数10】每次站点等待的时间都是随机数故后一次退避时间不一定比前一次长。重传次数越多退避窗口越大从而降低冲突概率如果连续发送16次碰撞后认为网络繁忙或故障不再尝试发送3.最小帧长计算能检测到冲突条件发送时间传送时间确认时间最小帧长公式Lmin2R×d/vR为网络数据速率d为最大距离v为传播速度4.以太网帧结构和封装以太网帧结构前面71字节用于时钟同步不算入帧长数据填充46~1500字节不够至少填充到46字节校验位4字节CRC循环冗余校验32位最小帧长64字节66246464最大帧长1518字节662150041518目标地址、源地址是MAC地址以太网报文封装TCP 20BUDP 8B5.以太网物理层标准IEEE 802.3 以太网10M快速以太网802.3u100M千兆以太网802.3z和802.3ab1000M万兆以太网802.3ae10G6.虚拟局域网VLANVLAN基础不同VLAN通信必须经过三层设备路由器、三层交换机、防火墙根据管理功能、组织机构或应用类型对交换局域网进行分段而形成的逻辑网络一个中继器和集线器是一个冲突域网桥/交换机的一个接口为一个冲突域一个VLAN为一个广播域交换机默认使用接口都在VLAN1冲突域冲突域是指连接在同一共享介质上的所有节点的集合冲突域内所有节点竞争同一带宽一个节点发出的报文其余节点都可以收到解决冲突的机制CSMA/CD广播域广播报文所能到达的整个访问范围称为二层广播域同一广播域内的主机都能收到广播报文交换机的所有接口连接的节点属于一个广播域路由器每个接口是一个广播域交换机VLAN的划分静态基于交换机端口动态基于MAC地址、基于策略、基于网络层协议、基于网络层地址VLAN划分的配置静态划分vlan 10 //创建vlanquit //退出interface G0/0/1 //进入接口port link-type access //把接口设置成accessport default vlan 10 //把接口加入vlan10动态划分基于MAC地址进行vlan划分vlan 20mac-vlan mac-address MAC地址基于策略进行vlan划分vlan 20policy-vlan mac-address MAC地址 ip10.1.1.1 priority 7 //ip地址10.1.1.1的主机划分到vlan20中并配置该vlan的优先级VLAN作用控制网络流量减小冲突域提高网络带宽利用率提高网络安全性灵活的网络管理802.1Q标签 4字节PRI3位表示优先级0~7共8个优先级当有多个帧等待发送时按优先级顺序发送数据包VID12位VLAN标识符最多可以表示4096个VLANVID 0用于识别优先级VID4095保留未用所以最多可以配置4094个VLAN。默认管理VLAN是1不能删除交换机添加和删除VLAN标签的过程由专用硬件自动实现处理速度很快不会引入太大的延迟VLAN标记对用户是透明的VXLAN用于数据中心VNI24位虚拟网络标识符802.1Q的标签插在源MAC和类型/长度中间交换机端口类型Access接口只能传送单个VLAN数据一般用于连接PC等终端Trunk接口能传送多个VLAN数据一般用于交换机之间的互联7.生成树协议STP二层环路问题-广播风暴现象网络慢、接口指示灯高速闪速、CPU使用率高、CLI卡顿、远程管理卡或登录不上二层环路问题-MAC表震荡STP基本概念采用生成树技术能够在网络中存在二层环路时通过逻辑阻塞特定端口从而打破环路并且在网络出现拓扑变更时及时收敛保障网络冗余性网桥IDBID)桥ID一共8字节由2字节优先级和6字节MAC地址构成优先级默认为32768 最小值0次小值4096注端口IDPID)端口优先级默认128端口号路径开销路径开销与端口带宽成反比STP选举操作确定一个根桥选优先级和MAC地址最小的网桥桥ID最小确定其他网桥的根端口RP)非根桥的端口到根桥最近的端口根端口的对端一定是指定端口根端口具有最低根路径的接口如果交换机上有多个端口拥有相同的路径开销则进一步比较接口上收到的BPDU的优劣BPDU网桥协议数据单元二层是STP交换机之间交互的报文用来防止二层环路选举根桥交换机互相交换BPDU网桥IDBID最小成为根桥如果BID相同则进一步比较 端口IDPID)最小的成为根桥每个段选择一个指定端口(DP)先选指定桥指定桥上为指定端口根桥上的都是指定端口指定桥的选举①看cost值最小的成为指定桥 ②看BPDU选出非指定端口剩下的就是非指定端口几种生成树协议生成树协议802.1d STP 慢快速生成树协议802.1w RSTP快多生成树协议802.1s MSTP实现多个vlan负载均衡影响链路聚合的因素①带宽不同②通信方式不同一个全双工一个单双工RSTP对于STP的改进通过端口角色的增补简化了生成树协议的理解及部署替代接口迅速取代失效的根端口传统生成树端口状态Forwarding、Learning、Listening、Blocking ——Forwarding、Learning、Discarding配置BPDU格式的改变配置BPDU的处理发生变化使用P/A机制实现快速收敛增加保护功能城域网E-LAN技术是802.1Q的VLAN帧标记双层标记打了两层VLAN标签这种技术被定义为IEEE802.1ad也称为QinQ技术QinQ实际把用户VLAN嵌套在运营商城域以太网VLAN中传送IEEE802.1ah也称为PBB也叫MAC-IN-MAC技术vxlan与vlan的区别①vxlan的标识符多②可以穿越到三层③SDN自动化