网工考试——数据链路层、网络层、传输层

1、纠错和检错

基本概念：一个帧包含m个数据位（报文）和r个冗余位（校验位），假设帧的总长度为n，则有n=m+r，包含数据和校验位的n位单元通常称为n位码字

海明码距：是两个码字中不相同的二进制位的个数，两个码字的码距是一个编码系统中任意两个合法编码(码字)之间不同的二进数位数

编码系统的码距是整个编码系统中任意来个码字的码距的最小值

误码率是传输错误的比特占所传输比特数总数的比率

海明研究发现，检测d个错误，则编码系统码距>=d+1，纠正d个错误，则编码系统码距>=2d+1

海明码：设海明校验位为k，信息位为m，则他们之间的关系满足m+k+1<=2**k

CRC编码，在局域网用，循环冗余校验码，又称为多项式编码，生成校验码思想就是在原始信息位后追加若干校验位

2、PPP：是面向字符的，HDLC是面向位的，主要用来进行用户名的验证和IP地址的分配

点到点协议，提供了一种在点到点链路上封装网络层协议信息的标准方法

包含以下两个协议：

LCP协议：建立、配置和测试数据链路连接

NCP协议：建立和配置不同网络层协议的一组网络控制协议

PPP职称两种验证协议：

　　1、密码验证协议PAP，现在很少用了

　　2、CHAP：挑战-握手验证协议，用于使用3次握手验证

3、802标准把数据链路成分为两个子层：

　　　　逻辑链路控制层LLC，与硬件无关；

　　　　媒体介入控制层MAC，与硬件有关：　　包含令牌和CSMA/CD

局域网数据链路层结构

以太网数据在64-1500之间，小于64或者1500字节的数据都丢掉。

MAC地址：也叫硬件地址，链路地址，由48比特组成，MAC地址的前24位是厂商编号，后24位是由厂商分配的系列号，网卡的物理地址通常由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM。

CSMA/CD：载波监听多路访问/冲突检测是一种争用型的介质访问控制协议

工作原理：发送数据前线监听信道是否空闲，若空闲立即发送数据，在发送数据时，边发松边继续监听，若监听到冲突，则立即停止发送数据，等待一段随机事件再重新尝试

在网络负载较小时，CSMA/CD协议的通信效率很高；但是网络负载增大时，发送时间增加，发送效率急剧下降，这种网络协议适合传输非实时数据。因此工业设计里面很少用到这种协议

坚持算法分以下三类;

　　　　1、持续CSMA：降低系统性能

　　　　2、非持续CSMA：降低信道的利用率

　　　　3、p-持续CSMA：按p概率发送

冲突检测：

电磁波在1km电缆传播的时延约为5us。

冲突检测最长时间为两倍的总线端到端的传播时延2t，2t称为争用期，又称为碰撞窗口

10M以太网争用期定为51.2us，最小帧长64字节，最大帧长1518字节，最大传输单元为1500字节，

最小帧长=网络速率*2*(最大段长/信号传播速度)

退避算法：

CSMA只能减少冲突，不能完全避免冲突，只有当经过争用期这段时间还没有检测到碰撞时，才能肯定本次发送时的数据不会发生碰撞，以太网使用退避算法中的一种(截断的二进制数退避算法)来解决发送数据的碰撞问题，算法如下：

　　1、设定基本退避时间为争用期2t

　　2、从整数集合中随机去一个整数r，则r*2t为发送站等待时间，其中k=Min【重传次数，10】

　　3、重传次数大于16次，则丢弃该帧数据并汇报高层

IEE 802.3系列是以太网规范标准

IEEE 802.3z：千兆以太网，半双工模式

IEEE 802.3ae：万兆以太网该标准仅支持光纤传输，不采用CSMA/CD方式，只用全双工方式（千兆以太网和万兆以太网的最小帧长为512字节）

IEEE 802.11：无线局域网标准

10Base-T，形式进行描述，其中，10是速率，base是基带，Broud是宽带，T打死表传输介质，T是双绞线，F是光纤

 

网络层

知识点：IP协议，IP地址分类，特殊的IP地址，IPv4地址

网络层大体上说只有IP协议

IP地址分类：A(大型网络),B(中型网络),C(小型网络),D（用于组播）,E（保留用于实验），其中d和e类地址不分网络地址和主机地址

几类特殊的IP地址：

建网比特数：

VLSM和CIDR

可变长子网掩码VLSM：对不分子网再次进行子网划分寻址效率更高，IP地址利用率更高

无类别域间路由CIDR：路由器使用前缀来描述有多个位是网络位，剩下的位是主机位

ICMP报文：常用命令有ping，主要功能是报告通信故障，有时候ping不通并不代表不能通信，可能是防火墙将此功能禁止了

封装在IP数据报内传输

ARP和RARP：网络层协议

地址解析协议ARP，是将32位的IP地址解析成48位的以太网地址，

作用是由IP地址求MAC地址，在以太帧中传送，ARP请求是广播，相应是单播

RARP主要用在无盘工作站

ARP病毒是一种破坏性极大的病毒，利用的ARP没有任何验证功能的漏洞，破坏客服端建立正确

 IPv6：有128位，8组，每组4个16进制数据，用：分割

注意：只有起始的0才能被忽略，末尾的0不能忽略

任何由全0组成的1个或多个16位段的单个练习字符串都可以用一个双冒号：：表示

单播地址：

　　　　1、全球单播地址，最高位为001表示形式；

　　　　2、链路本地单播地址，FE80：：/10

　　　　3、地区本地单播地址,FE8C::/10

NAT网络地址转换，将数据报文中的IP地址替换成另一个IP地址，一般私有地址转换为共有地址来实现访问公网的目的，这种方式只需要占用较少的公网IP地址，有助减少IP地址空间的枯竭，传统NAT包括基本NAT和NAPT两大类

基本NAT

NAT设备配置多个公用的IP地址，当位于内部网络的主机向外部主机发起回话请求时，把内部地址转换成公用IP地址，

基本NAT可以看成一对一的转换，分为静态NAT和动态NAT

静态NAT内外网IP地址映射是固定的

动态NAT内外网IP地址映射是动态的

传输层：

面向连接和无连接服务

TCP　　　　UDP

 

UDP:用户数据报协议是一种不可靠的，无连接的数据报服务，源主机在传送数据前不需要和目标主机建立连接

应用层：

DNS:域名系统是把主机域名解析为IP地址的系统，该系统由解析器和域名服务器组成，DNSUDP协议，较少情况下使用TCP协议，端口号为53

域名系统有三部分组成：DNS名字空间，域名服务网，DNS客户机

2、域名服务器运行模式为客服机/服务器模式(C/S模式)

DHCP考点：基础知识，工作过程，管理

HTTP协议使用TCP80端口

邮件协议：

 

 

网络管理系统组成：

 

 SNMP简单网络管理协议是应用层上进行网络设备间通信的管理协议，可以进行网络状态监听，网络参数设定，网络流量停机与分析，发现网络故障等，是UDP协议，是一组标准

其中，上面主要是管理站主动向代理发送报文，还有一种紧急情况是有代理向管理站发送报文通过Trap实现的。

SNMP三个版本的区别：

telne网上传送的是明文，ssh是密文，一般ssh安全一点。