TCP/IP五層模型-數(shù)據(jù)鏈路層-知識點匯總
1.以太網(wǎng):以太網(wǎng)( Ethernet )是目前應用最廣泛的局域網(wǎng)通訊方式,同時也是一種協(xié)議。以太網(wǎng)協(xié)議定義了一系列軟件和硬件標準,從而將不同的計算機設備連接在一起。以太網(wǎng)( Ethernet )設備組網(wǎng)的基本元素有交換機、路由器、集線器、光纖和普通網(wǎng)線以及以太網(wǎng)協(xié)議和通訊規(guī)則。以太網(wǎng)中網(wǎng)絡數(shù)據(jù)連接的端口就是以太網(wǎng)接口。以太網(wǎng)頭部:源MAC地址、目標MAC地址、幀的數(shù)據(jù)協(xié)議類型。
2.PPP:①傳統(tǒng)PPP:工作在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。數(shù)據(jù)鏈路層:點到點傳輸、沒有mac地址。物理層:不用網(wǎng)線、用特殊的介質進行傳輸。
②現(xiàn)代PPP:現(xiàn)在的廣域網(wǎng),和局域網(wǎng)使用完全一樣,以太網(wǎng)專線,代替了傳統(tǒng)的廣域網(wǎng),和訪問互聯(lián)網(wǎng)類似,通過以太網(wǎng)到電信,電信用新的技術實現(xiàn)長距離傳輸。
3.PPPOE:基于以太網(wǎng)的點對點協(xié)議,用于家用寬帶。
優(yōu)點:點到點協(xié)議,只有客戶主機和網(wǎng)關設備,沒有第三人,所以主機間是隔離的,不會存在安全問題或arp攻擊、dhcp攻擊等局域網(wǎng)故障。
1、隔離,安全,好維護。
2、ppp自帶認證功能chap pap。
3、易使用 只需輸入用戶名和密碼。
缺點:企業(yè)上網(wǎng)不用PPPoE
1、PPPoE沒有固定ip。像服務器發(fā)布就需要固定ip。
2、PPPoE只能獲得一個可以公網(wǎng)ip。最多65535個連接,不夠用。
項目中一般不做PPPoE,除非做PPPoE核心網(wǎng),再教用戶網(wǎng)管接入PPPoE核心網(wǎng)。高級設備連接PPPoE,web管理,輸用戶名和密碼。
封裝:date--ip--ppp---pppoe---ethernet 以太網(wǎng)頭部+ppp頭部+數(shù)據(jù)
4.VLAN:定義:虛擬局域網(wǎng),VLAN(Virtual Local Area Network)即虛擬局域網(wǎng),是將一個物理的LAN在邏輯上劃分成多個廣播域的通信技術。
功能:1. 限制廣播域。廣播域被限制在一個局域網(wǎng)內,節(jié)省了帶寬,提高了網(wǎng)絡處理能力。
2. 增強局域網(wǎng)的安全性。不同局域網(wǎng)內的報文在傳輸時是相互隔離的,即一個VLAN內的用戶不能和其它VLAN內的用戶直接通信,如果不同VLAN要進行通信,則需要通過路由器或三層交換機等三層設備。
3. 靈活構建虛擬工作組。VLAN劃分可以使不同用戶到不同的工作組,同一工作組的用戶也不必局限于某一固定的物理范圍,網(wǎng)絡構建和維護更方便靈活。
分類:①vlan。
②private vlan:private vlan是在同一個vlan內實現(xiàn)根據(jù)需要進行隔離的一種技術,思科銳捷叫Private vlan,華為/華三另起了個名字叫mux vlan。角色:團體vlan:同一團體內的主機可互通,不同團體的隔離。孤立vlan:每個主機均隔離。混雜端口:可以和所有主機連通,配置在上聯(lián)口,所有主機均可上網(wǎng),只是主機間隔離。
③super vlan:在網(wǎng)關接口開啟super vlan,實現(xiàn)vlan內隔離后的主機可通信。(廣播和場景故障依然隔離,類似普通vlan隔離后用三層交換機實現(xiàn)互聯(lián))。
④本征vlan:有一種vlan不帶標簽,叫本征vlan,每個trunk接口有且只有1個vlan可以設置為本征vlan。如果trunk收到?jīng)]標簽的包,就認為這個包屬于本征vlan,本征vlan可修改。vlan標簽:在設置了多個vlan后,如果想通過一個端口傳輸多個vlan,需要把該端口設置為trunk,還要給不同vlan打上標簽,進trunk鏈路前打標簽,出trunk鏈路后解標簽。
5.二層交換機:MAC地址,也叫硬件地址。采用16位進制、長度為48位、前24位由IEEE給廠商分配,后24位由廠商自己分配。
應用場景: 作用于網(wǎng)絡接入層,用于連接用戶終端。
二層交換機工作原理: 基于MAC地址,進行數(shù)據(jù)轉發(fā)。
二層數(shù)據(jù)轉發(fā):當二層交換機收到數(shù)據(jù)包,它首先會查看數(shù)據(jù)包的目標mac,再查看該mac匹配哪個接口,從相應接口發(fā)出。如果沒查到,則泛洪(除了接收數(shù)據(jù)包的這個端口,其他所有端口都發(fā)送)。
mac地址表學習的方法:當收到數(shù)據(jù)包,將數(shù)據(jù)包的源mac和二層交換機接收端口做對應,更新自己的mac地址表。
6.QINQ:定義:QinQ(802.1Q-in-802.1Q)技術是一項擴展VLAN空間的技術,通過在802.1Q標簽報文的基礎上再增加一層802.1Q的Tag來達到擴展VLAN空間的功能,可以使私網(wǎng)VLAN透傳公網(wǎng)。由于在骨干網(wǎng)中傳遞的報文有兩層802.1Q Tag(一層公網(wǎng)Tag,一層私網(wǎng)Tag),即802.1Q-in-802.1Q,所以稱之為QinQ協(xié)議。
作用:①擴展VLAN,對用戶進行隔離和標識不再受到限制。②QinQ內外層標簽可以代表不同的信息,如內層標簽代表用戶,外層標簽代表業(yè)務,更利于業(yè)務的部署。③QinQ封裝、終結的方式很豐富,幫助運營商實現(xiàn)業(yè)務精細化運營。
基本原理:QinQ是指在802.1Q VLAN的基礎上增加一層802.1Q VLAN標簽,從而拓展VLAN的使用空間。在公網(wǎng)的傳輸過程中,設備只根據(jù)外層VLAN Tag轉發(fā)報文,并根據(jù)報文的外層VLAN Tag進行MAC地址學習,而用戶的私網(wǎng)VLAN Tag將被當作報文的數(shù)據(jù)部分進行傳輸。詳細見:
http://www.023wg.com/vlan/66.html
分類:①基本QinQ:

②靈活QinQ:

7.STP協(xié)議:定義:生成樹協(xié)議,實現(xiàn)既有物理冗余鏈路保證網(wǎng)絡可靠性,又能避免冗余環(huán)路所產(chǎn)生的廣播風暴。BPDU:BPDU是運行STP的交換機之間交換的消息幀。BPDU內包含了STP所需的路徑和優(yōu)先級信息,STP便利用這些信息來確定根橋以及到根橋的路徑。

主要字段:

STP選舉過程:(阻塞哪個端口)
1、選根網(wǎng)橋橋ID:每個運行stp的交換機都有一個id,優(yōu)先級+mac,優(yōu)先級(默認32768),而且只能是4096的倍數(shù)根橋,就是橋ID最小的交換機,想讓哪個交換機當根橋,把優(yōu)先級配小(優(yōu)先級如果能比出大小,就不用看MAC地址)。 2、在非根交換機上選一個根端口(RP)(距離根橋最近的),一樣近比較bpdu。①根橋ID。②根路徑開銷:到達根橋的總開銷,帶寬越大,開銷越小。③發(fā)送網(wǎng)橋ID(Bridge ID,發(fā)送這個bpdu網(wǎng)橋的標識)。④發(fā)送端口ID(Port ID,優(yōu)先級 + 端口編號)(端口優(yōu)先級:取值范圍0 – 255(默認128),必須是16的倍數(shù))Bpdu優(yōu)劣比較,依次比較4個參數(shù),小的優(yōu),收到bpdu最優(yōu)的端口為根端口 3、在每個交換網(wǎng)段選一個指定端口(DP)(每個交換機都會向對方發(fā)送配置BPDU ,如果一個端口發(fā)送的配置BPDU比收到的配置BPDU 更優(yōu),那么這個端口就是它所連接網(wǎng)段的指定端口)。 4、堵塞端口(非根非指定端口)
收斂過程:交換機接口的五種狀態(tài)(收斂過程):
1、disable:接口down 2、blocking(阻塞):不能參與轉發(fā)數(shù)據(jù)報文,但可以接收配置消息, 不能發(fā)送配置消息,不進行地址學習。 3、Listening(監(jiān)聽):不參與數(shù)據(jù)轉發(fā),但是可以接收并發(fā)送配置消息,不進行地址學習。 4、Learning(學習):不能轉發(fā)數(shù)據(jù),并可以接收、處理和發(fā)送配置消息,進行地址學習。 5、Forwarding(轉發(fā)):轉發(fā)任何數(shù)據(jù),接收、處理和發(fā)送配置消息,進行地址學習。
直接拓撲變化,接口down掉了,馬上重新選舉。listening和learning都要經(jīng)過15s,所以阻塞到轉發(fā)需要30s的時間。所以是stp的收斂時間是30s;間接拓撲變化,一直發(fā)包的接口是up的,但對端20s收不到包,就認為線路中斷,開始從新選舉,收斂時間是50s。
STP/RSTP/MSTP的區(qū)別:
1、STP:不能快速遷移。即使是在點對點鏈路或邊緣端口,也必須等待2倍的forward delay的時間延遲,網(wǎng)絡才能收斂。 2、RSTP:IEEE Std 802.1w定義,可以快速收斂,卻存在以下缺陷:局域網(wǎng)內所有網(wǎng)橋共享一棵生成樹,不能按vlan阻塞冗余鏈路。 3、MSTP可以彌補這樣缺陷,它允許不同vlan的流量沿各自的路徑分發(fā),從而為冗余鏈路提供了更好的負載分擔機制。
8.CSMA/CD:定義:帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問技術。
作用:CSMA/CD是一種分布式介質訪問控制協(xié)議,網(wǎng)中的各個站(節(jié)點)都能獨立地決定數(shù)據(jù)幀的發(fā)送與接收。每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前,首先要進行載波監(jiān)聽,只有介質空閑時,才允許發(fā)送幀。這時,如果兩個以上的站同時監(jiān)聽到介質空閑并發(fā)送幀,則會產(chǎn)生沖突現(xiàn)象,這使發(fā)送的幀都成為無效幀,發(fā)送隨即宣告失敗。每個站必須有能力隨時檢測沖突是否發(fā)生,一旦發(fā)生沖突,則應停止發(fā)送,以免介質帶寬因傳送無效幀而被白白浪費,然后隨機延時一段時間后,再重新爭用介質,重發(fā)送幀。

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