软考：局域网和城域网
上午题一般考5-6分，VLAN、STP下午题会考
高频考点：千兆以太网、万兆以太网、CSMA/CD、VLAN和STP
局域网拓扑结构
局域网的主要特征由网络的拓扑结构、所采用的协议类型，以及介质访问控制方法決定。
局域网的拓扑结构是指连接网络设备的传输介质的铺设形式，局域网的拓扑结构主要有星型、总线
型、环型和混合型。
局域网和城域网体系架构IEEE
802.1（网络互连）
802.2（逻辑链路控制）
802.3（有线网）、........中间的都淘汰了、802.11（无线网）
CSMA/CD
对总线型、星型、树形拓扑访问控制协议是CSMA/CD
CSMA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，否则说明空闲的，然后根据预定的策略决定：
（1）若信道空闲，是否立即发送。
（2）若信道忙，是否继续监听。
如果连续发生16次碰撞后，认为网络繁忙或故障，不再尝试发送。
CSMA/CD三种监听算法（近年考的比较少）
（1）非坚持型监听算法：后退随机时间【减少冲突概率，信道的利用率降低，增加了发送时延】
（2）1-坚持型监听算法：继续监听，不等待【冲突概率和利用率都搞（双高）】
（3）P-坚持型监听算法：结合第一种和第二种算法。【基本不考】
冲突检测原理
载波监听只能减小冲突的概率，不能完全避免冲突。
二进制指数退避算法
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。（等待的时间有1024种可能）
一样，如果连续发生16次碰撞后，认为网络繁忙或故障，不再尝试发送。
以太网帧结构和物理层标准
数据46-1500字节（MTU），不够至少填充到46字节。
最小帧长 64字节，最大帧长1518字节。
以太网帧结构和物理层标准
前面7+1字节用于时间同步，不算入帧长
数据46-1500字节，不够至少填充到46字节
校验位4字节，CRC循环冗余效验32位
最小帧长64字节，6+6+2+46+4=64
最大帧长1500字节，6+6+2+1500+4=1518
7 | 1 | 6 | 6 | 2 | 46-1500 | 4 |
先导字段 | 帧开始标识 | 目的地址 | 源地址 | 长度 | 数据 | 校验和 |
10101010 | 10101011 |
802.3以太网（10M）基本不考了，现在都千兆万兆了
802.3u以太网（100M）
快速以太网是历年考试出现较多的，需要掌握几种标准的传输介质，其中100Base-Tx采用4B/5B编码。
千兆以太网（1000兆）
千兆以太网两个标准802.3z和802.3ab，千兆需要4对双绞线，达到100米传输。1000Base-LX可以使用单模和多模光纤传输。千兆编码采用4B/5B或8B/9B。
万兆以太网802.3ae（10G）
万兆以太网标准：IEEE802.3ae，支持10G速率，可用光纤或者双绞线传输。
虚拟局域网VLAN
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形成的逻辑网络。
不同VLAN通信必须经过三层设备：路由器、三层交换机、防火墙等。
虚拟网工作站可以不属于同一个物理网段，任何交换端口都可以分配给某个VLAN，属于同一VLAN的所有端口构成一个广播域。
冲突域和广播域，一个中继器和集线器是一个冲突域，一个VLAN为一个广播域，交换机的一个接口为一个冲突域。
冲突域
冲突域是指连接在同一个共享介质的所有节点的集合，冲突域内所有的竞争同一带宽，一个节点发出的报文（无论是单博、组播、广播），其余节点都可以收到。
广播域
广播报文所能达到的整个访问范围称为二层广播域了，简称广播域，同一广播域内的主机都能收到广播报文。
交换机和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划分
静态划分VLAN：基于交换机端口。
动态划分VLAN：基于MAC地址、基于策略、基于网络协议、基于网络层地址
VLAN作用
（1）控制网络流量。一个VLAN 内部的通信（包括广播通信）不会转发到其他VLAN 中去，从而有助于控制广播风暴，减小冲突域，提高网络带宽的利用率。
（2）提高网络的安全性。可以通过配置VLAN 之间的路由来提供广播过滤、安全和流量控制等功能。不同VLAN 之间的通信受到限制，提高了企业网络的安全性。
（3）灵活的网络管理。VLAN 机制使得工作组可以突破地理位置的限制而根据管理功能来划分。如果根据MAC 地址划分VLAN，用户可以在任何地方接入交换网络，实现移动办公。
802.1Q标签
7 | 1 | 6 | 6 | 4 | 2 | 46-1500 | 4 |
先导字段 | 帧开始标识 | 目的地址 | 源地址 | 802.1Q标签 | 长度 | 数据 | 校验和 |
10101010 | 10101011 |
在以太网插入4字节标签（TPID16位、优先级3位、CFI1位、VID12位）
PRI：表示优先级，提供0~7共8个优先级
VID：即VLAN标识符，最多标识4096个VLAN，启动VID0由于识别优先级，VID4095保留，最多可配置4094个VLAN，默认管理VLAN是1不能删除。
交换机端口类型
Access接口：只能传单个VLAN数据，一般用于连接PC、摄像头等终端。
Trunk接口：能传送多个VLAN数据，一般用于交换机之间互联。
Hybrid接口：混合接口，包含access和trunk属性。
QinQ：双层标签，用于运营商城域网。
生成树协议STP
生成树技术背景
交换机单链路上行，存在单点故障，线路和设备都不具备冗余性。
任何一条链路或者设备故障，网络将面临断网。
冗余拓扑能够解决单点故障问题，但是冗余拓扑带来了二层环路问题。实际网络环境中，经常产生二层环路从而引发网络故障。
二层环路问题-广播风暴
网络中若存在二层环路，数据帧将被交换机不断泛洪，造成广播风暴。
广播风暴现象：网络慢、所有指示灯告诉闪烁、CPU使用率高、CLI卡顿。
二层环路问题-MAC表震荡
环路交换机，导致各个端口学习到MAC地址，MAC表错乱。
STP基本概念
采用生成树技术，在网络中二层环路时，通过逻辑阻塞（Block）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ID
桥ID一共8个字节，由2个字节优先级和6个字节的MAC地址构成。
桥优先级默认为32768，可以手工修改。（4096*8，一般都是8的倍数）
路径开销
路径开销是一个端口量，是STP/RSTP协议用于链路的参考值
端口路径开销的默认值及取值范围是由选定的路径开销算法决定，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）
确定其他网桥的根端口（非根桥的端口到根桥最近的端口）
每个段选择一个指定端口
选出非指定端口
根桥叫ROOT，根端口RP，指定端口DP
几种生成树协议
生成树协议：802.1d STP （慢，拓扑收敛需要30-50s）
快速生成树协议：802.1w RSTP（快，6s内完成收敛）
多生成树协议：802.1s MSTP （实现多个VLAN负载均衡）
城域网基础
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。（考过）
历年真题
以太网介质访问控制策略可以采用不同的监听算法，其中一种是：”一旦介质空闲就发送数据，假如介质忙，继续监听，直到介质空闲后立即发送数据“这种算法称为（ 1 ）监听算法，该算法的主要特点是（ 2 ）。
1：A.1-坚持型 B.非坚持型 C.P-坚持型 D.0-坚持型
2：
A.介质利用率和冲突率都低
B：介质利用率和冲突概率都高
C：介质利用率低且无法避免冲突
D：介质利用率高且可以有效避免冲突
以下关于CSMA/CD协议的叙述中，正确的是（ 3 ）
A.每个节点按照逻辑顺序占用一个时间片轮发送
B.每个节点检查介质是否空闲，如果空闲立即发送
C.每个节点想发就发，如果没有冲突则继续发送
D.得到令牌的节点发送，没有得到令牌的节点等待
采用CSMA/CD进行介质访问，两个站点连续冲突3次后再次冲突的概率（ 4 ）
A.1/2 B .1/4 C1/8 D.1/16
以太网可以传送最大的TCP段为（ 5 ）字节。
A.1480 B.1500 C.1518 D.2000
若主机采用以太网接入Internet，TCP段格式中，数据字段最大长度为（ 6 ）字节。
A.20 B.1480 C.1500 D.65535
下列快速以太网物理层标准中，使用5类无屏蔽双绞线作为传输介质的是（ 7 ）
A.100BASE-FX B.100BASE-T4 C.100BASE-TX D.100BASE-T2
快速以太网100BASE-T4采用的传输介质为（ 8 ）。
A.3类UTP B.5类UTP C.光纤 D.同轴电缆
下列千兆以太网标准中，传输距离最长的是（ 9 ）。
A.1000BASE-T B.1000BASE-CX C.1000BASE-SX D.1000BASE-LX
在千兆以太网标准中，采用屏蔽双绞线作为传输介质的是（ 10 ），使用长波1330nm光纤的是（ 11 ）。
10：A.1000BASE-SX B.1000BASE-LX C.1000BASE-CX D.1000BASE-T
11：A.1000BASE-SX B.1000BASE-LX C.1000BASE-CX D.1000BASE-T
IEEE802.3z是（ 12 ）标准
A.标准以太网 B.快速以太网 C.千兆以太网 D.万兆以太网
万兆以太网标准中，传输距离最远的是（ 13 ）。
A.10GBASE-S B.10GBASE-L C.10GBASE-LX4 D.10GBASE-E
在10GBASE-ER标准中，使用单模光纤最大传输距离是（ 14 ）
A.300米 B.5公里 C.10公里 D.40公里
用于生成VLAN标记的协议是（ 15 ）。
A.IEEE802.1q B.IEEE802.3 C.IEEE802.5 D.IEEE802.1d
以下关于VLAN的描述中，不正确的是（ 16 ）。
A.VLAN的主要作用是隔离广播域
B.不同VLAN间需跨三层互通
C.VLAN ID 可以使用范围为1~4095
D.VLAN 1不用创建且不能删除
答案：1A、2B、3B、4C、5A、6B、7C、8A、9D、10C、11B、12.C、13D、14D、15A、16C
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