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:

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