通信網(wǎng)絡二三層基礎知識

????????大家知道,傳統(tǒng)的通信公司都是從最基礎的交換機、路由器設備做起的,這類通信產(chǎn)品離不開復雜的網(wǎng)絡通信知識。很多小伙伴在收到一些通信公司的面試通知的時候不知道如何準備,下面我們就從通信網(wǎng)絡的二三層入手給大家做一些面試知識匯總。

1.以太網(wǎng):就是使計算機能夠相互傳遞信息的介質,由許多物理網(wǎng)段組成,每個網(wǎng)段包括通信線路以及各種通信設備。


2.網(wǎng)絡層次劃分:計算機網(wǎng)絡核心的問題就是網(wǎng)絡協(xié)議問題,網(wǎng)絡劃分包括OSI七層:應用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層,或者TCP/IP四層:應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層,也有TCP/IP四層的說法:應用層、網(wǎng)絡層、傳輸層、網(wǎng)絡接口層。

????????掌握了網(wǎng)絡層次劃分,還需要了解數(shù)據(jù)在發(fā)送、接收過程中的封裝、解封裝的過程。首先數(shù)據(jù)通過應用層接口進入應用層,封裝應用層報頭后傳輸?shù)絺鬏攲?,在傳輸層添加TCP或UDP報文頭再傳輸?shù)骄W(wǎng)絡層,在網(wǎng)絡層添加源、目的IP地址作為IP報文傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層,在數(shù)據(jù)鏈路層添加源、目的MAC地址封裝成幀傳輸?shù)轿锢韺?,在物理層編譯成0、1編碼通過物理鏈路傳輸?shù)綄Χ嗽O備,經(jīng)對端設備接收后依次經(jīng)過物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、應用層逐級解封裝,最終獲取到用戶最初的數(shù)據(jù)信息。


3.MAC地址:MAC地址是對設備的唯一標識,在二層數(shù)據(jù)轉發(fā)時先通過MAC地址確定目的設備的位置,然后再轉發(fā)數(shù)據(jù)幀。MAC地址占據(jù)了48位空間,它由兩部分組成:供應商代碼和序列號,一般以十二位的十六進制顯示,也稱為點分十六進制。


4.數(shù)據(jù)幀:報文從網(wǎng)絡層傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層之后,封裝上幀頭和幀尾,組成了數(shù)據(jù)幀。


5.二層交換機:其轉發(fā)的數(shù)據(jù)就是網(wǎng)絡模型中的第二層信息,即數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)幀。交換機收到一個二層數(shù)據(jù)幀后,根據(jù)幀的目的MAC地址將數(shù)據(jù)幀從正確的端口轉發(fā)出去。可以看出二層轉發(fā)不需要ip尋址,直接通過物理MAC進行轉發(fā),轉發(fā)速度快且效率高。


6.IP地址:IP地址分為ipv4、ipv6兩類地址,目前常用的仍然是ipv4地址。ipv4地址占據(jù)32位空間,由網(wǎng)絡號和主機號構成,一般以點分十進制形式顯示。

網(wǎng)絡號:用來區(qū)分不同的網(wǎng)段,同一個網(wǎng)段內的主機有相同的網(wǎng)絡號。

主機號:標識某個網(wǎng)段內的設備節(jié)點,在一個網(wǎng)段內部主機號是唯一的。

IP地址分為A、B、C三類及特殊地址D、E,主機號為全0的地址表示為網(wǎng)段地址,主機號為全1的地址表示為該網(wǎng)段內廣播地址。

A類:1.0.0.0-126.0.0.0)(默認子網(wǎng)掩碼:255.0.0.0)

? ? ????第一個字節(jié)為網(wǎng)絡號,后三個字節(jié)為主機號。該類IP地址的最前面為0,所以地址的網(wǎng)絡號取值于1~126之間。一般用于大型網(wǎng)絡。

B類:128.1.0.0-191.255.0.0)(默認子網(wǎng)掩碼:255.255.0.0)

? ? ? ? 前兩個字節(jié)為網(wǎng)絡號,后兩個字節(jié)為主機號。該類IP地址的最前面為10,所以地址的網(wǎng)絡號取值于128~191之間。一般用于中等規(guī)模網(wǎng)絡。

C類:(192.0.1.0-223.255.255.0)(子網(wǎng)掩碼:255.255.255.0)

? ? ????前三個字節(jié)為網(wǎng)絡號,最后一個字節(jié)為主機號。該類IP地址的最前面為110,所以地址的網(wǎng)絡號取值于192~223之間。 一般用于小型網(wǎng)絡。

D、E類使用較少,不做介紹。


7.子網(wǎng)掩碼:必須結合IP地址才能使用,它唯一的作用就是將IP地址劃分為網(wǎng)絡地址和主機地址兩部分。子網(wǎng)掩碼長度也是32位,左邊部分是網(wǎng)絡位,用二進制1來表示,右邊部分是主機位,用二進制0來表示。

例如:192.168.10.10/28,就表示IP地址的網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號共占用28位,主機號占用32-28=4位,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240。


8.VLAN:又稱虛擬局域網(wǎng),是指網(wǎng)絡中的節(jié)點不拘泥于物理位置,將物理網(wǎng)絡隔離成多個邏輯子網(wǎng),不同VLAN之間不可以直接訪問,如果互相訪問需要借助于三層路由交換技術。下面舉個VLAN應用的例子:

如下圖,假設整個公司網(wǎng)絡地址為192.168.0.0/16,公司存在部門一、部門二、部門三3個部門,要求部門之間的主機不可相互訪問,而屬于同一個部門的所有主機可以相互訪問,那么我們可以做如下的VLAN劃分:


部門一:VLAN10,網(wǎng)段為192.168.10.0/24,部門二:VLAN20,網(wǎng)段為192.168.20.0/24,部門三:VLAN30,網(wǎng)段為192.168.30.0/24,這種劃分就實現(xiàn)了不同部門屬于不同的VLAN,而在同一個VLAN內的主機獲取的ip地址都屬于同一個網(wǎng)段,達到部門之間不可訪問,而部門內部可以相互訪問的目的。


9.三層路由器:連接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設備,連接路徑可以靜態(tài)設定(靜態(tài)路由)也可以動態(tài)選擇(動態(tài)路由),動態(tài)路由需要通過動態(tài)路由協(xié)議計算得到。相關動態(tài)路由協(xié)議有:

OSPF:開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議

BGP:邊界網(wǎng)關協(xié)議

ISIS:中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)協(xié)議


10.三次握手和四次分手:執(zhí)行過程見我們授課課件,這里強調幾個重要的標識字段:

SYN:在請求建立連接過程中都為1

ACK:請求端第一次發(fā)請求報文時置為0,表明請求建立連接,后續(xù)不管是應答方的應答報文還是請求方的報文都置為1。

序列號:表示發(fā)送數(shù)據(jù)的序號,每發(fā)送一次數(shù)據(jù),就增加一次該數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。

FIN:可以對比finish這個單詞來記憶,終止標志位,當期望斷開連接時置為1。


11.單播:一對一傳輸數(shù)據(jù),已知數(shù)據(jù)報文的目的主機地址,單獨進行傳輸,類似于人與人之間的對話。


12.組播:一對多傳輸數(shù)據(jù),對滿足條件的一系列主機進行傳輸數(shù)據(jù),類似于微信內群聊。


13.廣播:一對所有傳輸數(shù)據(jù),類似于無線電廣播。

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