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软考:局域网和城域网

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2023-08-14 / 0 评论 / 7 点赞 / 50 阅读 / 10947 字 / 正在检测是否收录...
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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

  1. 确定一个根桥(选优先级和MAC地址最小的网桥)

  1. 确定其他网桥的根端口(非根桥的端口到根桥最近的端口)

  1. 每个段选择一个指定端口

  1. 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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