贰叁肆 - 网络工程师
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网络工程师总结
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date: 2022-10-24T19:54:00+08:00
description: 数据表示： 进制表示： 二进制下标是“2”； 十进制下标是“10”，或者后面加字母“D” 八进制下标是“8”，或者后面加字母“O” 十六进制下标是“16”，或者后面加字母“H” 三位二进制等于一位八进制，四位二进制等于一位十六进制 十六进制10=A,11=B,12=C,13=D,14=E,15=F 总结：D十，O八，H十六，三二一八，四二一一十六 源码、反码、补码： 在计算机中，存储一个数用的是补码 最高位为符号位，0表示正数，1表示负数 原码： 没有改动的二进制，范围：-（2的（N次方-1）-1）~2的（N次方-1）-1 反码： 正数表示方法和原码一样不变，负数表示方法除了符号位，其他的和原码相反，范围：-（2的（N次方-1）-1）~2的（N次方-1）-1 补码： 正数表示和原码一样，负数表示方法在反码的数值位加1，符号位不变，范围：-2的（N次方-1）~2的（N次方-1）。 总结：原二进制，反正不改负符不改其他相反，补正不改负符不改其他反加1 逻辑运算： 0=假，1=真 或运算： 无真结果为假，有真结果为真，0+0=0，0+1=1，1+1=1，1+0=1 与运算： 只有两个都为真结果才为真，否则为假，0×0=0，0×1=0，1×0=0，1×1=1 非运算： 不真即假，不假即真 异或运算： 两个条件一致结果为假，两个条件不一致结果为真，0⊕0=0，0⊕1=1，1⊕0=1，1⊕1=0 计算机结构： 总线：数据总线，地址总线：控制总线 CPU: 运算器： 算术逻辑单元ALU：算术逻辑运算 累加寄存器AC：暂存中间的计算的结果 数据缓冲寄存器：保存从主存储中读取的数据 状态条件寄存器：保存计算过程中的状态信息，例如借位，进位，结果溢出 控制器： 程序计数器PC：存放指令所在的地址 指令寄存器IR：保存当前正在执行的指令 指令译码器：对指令操作码译码 时序部件：为指令执行产生时序信号 寻址方式： 指令是由操作码和地址码组的 立即寻址： 操作数在指令中 直接寻址： 地址码中有操作数的地址，可以直接根据地址在内存中找到操作数 间接寻址： 经过两次或以上的访存操作后才能得到操作数 变址寻址： 涉及到变址寄存器 寄存器寻址： 操作数在寄存器中 寄存器间接寻址： 多次访问寄存器得到操作数 CISC与RISC： CISC： 偏向用户编程灵活度，数量多，频率差别大，可变长格式，支持多种寻址方式，使用微程序控制技术 RISC： 偏向机器执行高效性，数量少，频率接近，定长格式，大部分为单周期指令，操作寄存器，只有Load/Store操作内存，支持寻址方式少，增加了通用寄存器，硬布线逻辑控制为主，适合采用流水线，优化编译，有效支持高级语言 流水线： 计算公式： 计算公式：（t₁+t₂+t₃）+（n-1）t₁ t₁、t₂、t₃对应取址、分析、执行的时间，最后一个t₁是周期，也就是这三步中用时最长的那一步的时间 流水线指标： 吞吐率： 吞吐率：Tp=n/Tk,n为任务的数量，Tk是流水线执行完需要的时间 理论最大吞吐率：周期的倒数 加速比： 加速比：S=Ts/Tk，TS是不适用流水线执行完任务的时间，TK是使用流水线执行完所有任务的时间。 效率： 一条指令分三步执行完，当只有第一步在工作的时候，效率为三分之一，当一二步都在工作的时候效率为三分之二，当一二三步都在工作的时候效率为百分之百 存储系统结构： 存储系统有CPU里面的寄存器，缓存（Cache），主存（内存），辅存（磁盘） 速度越快容量越小，距离CPU越近速度越快 速度：寄存器>缓存>主存>辅存 主存：随机存储器RAM（掉电丢失），只读存储器ROM（掉电不丢失） 缓存：Cache高速缓冲存储器，实现缓和CPU和主存之间的速率矛盾 存储系统的存储方式： 顺序存取（磁带） 直接存取（硬盘） 随机存取（内存） 相关联存取（Cache），根据内容存取 主存储器组成： 计算内存： 计算有多少芯片组成：用总容量除以芯片容量 知道开始编址和接收编址求字节：用最大编址减最小编址加1 知道字节求容量：把字节转换为二进制，K=2¹⁰=1024=1K，去掉十个零得到1个K，剩余的转十进制，得到单位为KB的容量，如果要算芯片数，用总容量除以芯片容量。 表示存储容量相关术语： 位：用bit表示，一个二进制表示1bit 字节：用B表示，1B=8bit 字：实际表示CPU以此处理的二进制的位数，通常为字节的整数倍，8/16/32/64bit 磁盘： 时间排序： IDE(PATA)<SATA(6Gbps)<SCSI<SAS<SSD SAS用于高端，NLSAS用于较大数据块，SATA用于较大数据块，FC用于高端用户 RAID技术： 条带化+校验/条带化+镜像 条带：把一块数据分布存放在多块磁盘中。 可以提升性能，保证数据可靠性。 条带…

网络工程师——无线局域网
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date: 2022-10-22T00:11:00+08:00
description: 无线数据网络种类： 无线数据网络分为：无线个人网、无线局域网、无线城域网和无线广域网四大类。 种类 标准 典型应用 覆盖范围 无线个人网（WPAN） IEEE802.15 蓝牙 ≤10米 无线局域网（WLAN） IEEE802.11 无线企业网 ≤100米 无线城域网（WMAN） IEEE802.16 主要用于Interne访问 2-10公里 无线广域网（WMAN） IEEE802.20&3蜂窝移动通信 主要用于Intern访问 2-10公里 无线局域网 无线局域网对应以太网来说，优势主要由四方面： 1、移动性 2、灵活性 3、成本低 4、容易扩充 无线局域网主要标准IEEE802.11，按照接入方式来分的话主要分两种。 有接入点模式： 一种是有接入点的模式，也叫做Infrastructure结构（基础设施结构），有接入点的模式指的是它会有无线接入点AP这一个设备，这一个设备主要作用是把有线信号转为无线信号，把无线信号转为有线信号。 无接入点模式： 另外一种是Ad-hoc结构，也叫无接入点模式，无接入点模式指的是直接在终端域终端之间进行组网，不需要有AP的支持，这一种一般用于临时性的组网，因为Ad-noc模式结构非常的复杂多变，每一个终端它即是终端，也是路由器，而且是动态的保持和其他终端进行连接，在Ad-noc结构中路由器协议的设计和传统路由器协议不一样，它的路由协议的设计会更加复杂。 在企业中用的都是有接入点模式进行组网。 无线局域网标准（WLAN标准）： 标准 运行频率 主要技术 数据速率 IEEE802.11 2.4GHz 扩频通信技术 1Mbps和2Mbps IEEE802.11b 2.4GHz HK-DSSS技术 11Mbps IEEE802.11a 5GHz OFDM调制技术 54Mbps IEEE802.11g 2.4GHz OFDM调制技术 54Mbps IEEE802.11n 2.4GHz和5GHz MIMO和OFDM 600Mbps IEEE802.11ac 5GHz MIMO和OFDM 1Gbps IEEE802.11ax 2.4GHz和5GHz MIMO和OFDM 11Gbps 扩频技术是将要发送的信息扩展到一个很宽的频带上，以很宽的信道传送信息，抗干扰和抗衰减能力强，抗阻塞能力也强。 包括跳频扩频（FHSS）和直连序列扩频（DSSS）。 无线局域网如果工作在2.4GHz这一个频率，IEEE总共会划分出14个信道，每一个信道的频带宽度是22MHz，理论上会有4组互不干扰的信道，但是在中国，14这一个信道并不开放，所以在中国国只有3组互不干扰的信道。 理论上可以使用（1、6、11），（2、7、12），（3、8、13），（4、9、14）这四组互不干扰的信道来进行无线覆盖。 无线局域网IEEE802.11 MAC层协议 在以太网当中，使用CSMA/CD协议来解决介质征用的问题，但是在无线局域网中是不能直接照搬CSMA/CD协议的，因为对于无线局域网而言会存在隐蔽站问题和暴露站问题。 隐蔽站问题： 一下图为例，A的无线信号的范围是有限的，它不能覆盖到C，它可以刚好覆盖到B，同理，C的无线信号的范围也是有限的，覆盖不到A，但是也刚好覆盖到B，这时候A有信息要发给B，它首先会监听到信道处于空闲，当A监听到信道处于空闲状态之后就会给B发送信息，同一时间，C也有信息发送给B，C也监听到信道处于空闲，也给B发了信息，结果信号在B哪里产生了冲突问题。 这就是隐蔽站问题，隐蔽站的问题的根源是A发现不了C，C也发现不了A，这在以太网中式不存在这一种状况的。 暴露站问题： B的覆盖范围可以覆盖到A和C，C的覆盖范围可以覆盖到B和D，现在B有信息要发给A，监听到信道式空闲的，B就把信息发出去了，同时C有信息要发送给D，由于B发给A的这个信号向四周扩散的，那么C就会监听到信道处于忙碌状态，导致C不敢把信息发给D，实际上B给A发的同时C给D发是没有问题的。 隐蔽站与暴露站总结： 隐蔽站问题：检测信道空闲但实际上并不空闲 暴露站问题：检测信道忙碌但实际上并不忙碌 在无线局域网中不能使用CSMA/CD协议的，而是只能使用改进的CSMA协议，也就是CSMA/CA协议，CA指的是冲突避免，冲突避免并不是完完全全的避免冲突，只是把冲突的概率降到最低，因为CSMA/CA协议的话会增加一个退避计时器和一个停止等待协议，把这个通途的概率降到最低而已。 MAC层协议： IEEE802.11在MAC层它定了两个子层，一个是DCF，叫分布协调功能，还有一个叫PCF，也叫点协调功能。 分布协调功能定义的是争用服务，用的就是CSMA/CA协议，它是在每一个节点使用CSMA机制的分布式接入算法，让各个站通过争用信道来获取发送权。 点协调功能PCF使用集中控制的接…

网络工程师——以太网通道
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date: 2022-10-21T20:44:00+08:00
description: 以太网通道 以太网通道又叫聚合链路，也叫端口聚合，在华为中又叫做eth-twunk 以上图为例，有一台交换机A，交换机A下面连接10个用户，也就是10台PC，每个用户的带宽是100Mbps，交换机B下面也是有10个用户，每个用户的带宽也是100Mbps，用一条1000Mbps的链路把两条交换机连接起来，在这种情况下，A这边的用户与B这边的用户在网络高峰期通信的时候，没有网络瓶颈的问题，因为1000Mbps的带宽足以支撑A的用户和B的用户相互通信。 以上图为例，现在A这边的用户扩充到20个，B这边的用户也扩充到20个，两台交换机之间的链路还是1000Mbps，现在两台交换机相互连接的这一条带宽已经不够用了，有两种方法解决这一个问题。 第一种方法是把A交换机和B交换机的相连的端口模块更换成万兆的模块，并且把链路也更换成万兆的链路，这一种方法可以解决网络瓶颈的问题，但是网络可靠性没有提高，因为一旦万兆链路断开了或者是两边的交换机其中一台的万兆模块故障了，那么两边的用户是无法通信的。 另外一种方法成本比第一种更低，而且可以保证网络的可靠性，第二种方案就是链路聚合，所谓的链路聚合指的是把多条物理链路捆绑成一条逻辑链路。 既然一条100Mbps的不够用，那么在拉一条，但是直接拉的话会有问题，很明显已经产生了交换环路，由于生成树协议的介入，它必然会阻塞一条链路，也就是说带宽没有得到提升，只是可靠性得到了保证。 在做链路聚合的时候，首先在两台交换机中间再拉一条链路，再用链路聚合把多条物理链路捆绑成一条逻辑链路，捆包之后，生成树协议去看中间的链路是会把它当作一条逻辑链路，不会认为有环路的存在，两条1000Mbps的带宽叠加之后变成了2000Mbps，可以满足用户的互联互通。 而且两条物理链路，其中一条断开了，另外一条仍然可以使用，可靠性也是有所保证的。 链路聚合捆绑规则： 1、参与捆绑的端口必须属于同一个VLAN。 2、如果端口配置的是中继模式，那么应该再链路两端将通道中的所有端口配置成相同的中继模式。 3、所有参与捆绑的端口的物理参数设置必须相同。 协议： 链路聚合一种方式是手动，就是由网络管理员创建聚合组，哪一些端口和链路加入聚合组，完全由网络管理员控制，不需要聚合协议。 第二种方法就是用到聚合协议，思科由端口聚合协议，思科的是独有的，不开放的。另外一个是IEEE802.3ad制定出来的LACP（链路聚合控制协议），如果使用了链路聚合协议，再进行链路聚合的时候是非常方便的，只要在交换机上的端口开启这一功能，聚合组的常见和哪一些端口加入聚合组完全是由协议控制的，不需要网络管理员的干预，并且可以降低出错率。

网络工程师——生成树协议-STP
type: item
date: 2022-10-20T21:38:00+08:00
description: 冗余 对于一个企业来说，网络的可靠性是至关重要的，因为网络一旦出现问题会给企业的生产经营带来非常大的损失，想要保证网络的可靠性，要么就是靠冗余设备，要么就是冗余链路，所以一定会提到冗余这个词，因为任何一台设备你都不能保证它可以一直正常工作，它总有宕机的一个时间，所以就需要冗余化的一个设计来保证网络的可靠性。 以上图为例，这一种方案就是没有冗余设计的，一旦两台交换机间的线路断开，PCA和PCB就无法通信了。 为了提高这种网络的可靠性就需要冗余设备或者冗余链路的方案来解决这个问题了。 广播风暴： 我们可以在添加一台交换机C，一旦i骄傲还击A和交换机B的链路断开了，还可以通过交换机C来进行通信，以下图为例。 但是这一种设计要考虑环路问题，这一种设计已经形成了交换环路，也就是物理环路。 交换环路会带来广播风暴这一问题，广播风暴指的是在整个网络当中不断转发广播信息，使交换机处于极度忙碌的章台，主机也被迫接收广播帧，会出现网络速度慢甚至死机的现象。 广播风暴的产生及危害： 广播风暴的产生除了个别网卡故障一直在发送广播帧以外，环路问题也是一个最大的原因。 以上图为例，PCA肯定会有一个IP地址，例如192.168.1.2，PCB肯定也会有一个IP地址，例如192.168.1.3，现在PCA和PCB进行通信，例如PCA去pingPCB，在整个局域网内部寻址的话，是要找到PCB所对应的MAC地址，用MAC地址来封装IP数据包，MAC地址在PCA主机里面会有一个ARP表，如果表里面没有PCB对应的MAC地址的话，那么PCA会发一个在正常不过的广播消息，就是ARP广播，ARP广播是很正常的广播，这个ARP广播到达交换机A之后，A会转发这一个广播消息，会往交换机B和交换机C转发，交换机C收到之后又往交换机B和交换机A转发，同理，交换机B收到之后又向交换机A和交换机C转发，主机也不断的接收到广播帧，这就形成了广播风暴，并且会形成双相的广播风暴，处于广播风暴后，交换机也会一直不断的转发广播帧，正常用户通信会被阻塞，PCB也是被迫的不断处理广播帧，导致它的网络速度非常慢甚至死机，这是第一个危害。 第二个危害是帧复制，第三个危害是MAC地址表不稳定。 因为交换机在寻址的时候靠的是MAC地址和端口的映射表，MAC地址和端口的映射表是通过读取帧的源MAC地址和进入端口来学习的，例如交换机A首先获取的MAC地址和端口是PCA的，这一个帧交换机A转发给交换机B，交换机B转发给交换机C，交换机C在转发给交换机A，实际上是同一个帧，它的源MAC还是PCA的，但是帧进入的端口不同了，原来的MAC表的条目会被替换掉。 而且这是两个方向的广播帧，交换机A转发给交换机C，交换机C在转发给交换机B，交换机B又转发给交换机A，那这个时候帧进入的端口又不一样了，映射表又变了，这样的话这MAC映射表条目会一直被替换，MAC映射表不稳定，正常用户的数据帧是无法进行转发的。 这样设计看起来是提高了网络的冗余度，但是实际上是有问题的，不仅没有实现网络可靠性，还会给网络带来广播风暴。 生成树协议-STP 想要解决交换机环路产生广播风暴这个问题就需要用到了生成树协议-STP。 STP协议功能： STP——Spanning Tree Protool（生成树协议） 逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生，这俄格逻辑上的计算是根据交换机和交换机之间传递的桥数据单元来进行生成树协议它的一个计算，通过计算之后它会断开某一条链路，避免环路的存在，防止广播风暴的产生。 当链路出现故障，断开的接口激活，恢复通信，起备份线路的作用。 例如仙子啊PCA要和PCB通信，正常情况是交换机C直接转发给交换机A，交换机B是冗余设备。 首先三台交换机开启生成树协议，进行桥数据单元的信息交换，进行生成树协议的信息计算，计算完成后假设断开的是C交换机和B交换机相连的这一条链路，这种情况下，PCA和PCB通信就会通过交换机B转发，实现网络可靠性方面的一个保证，又不会造成交换环路。 STP协议算法： 生成树协议是断开交换机B上面的交换机B和交换机C相连的端口。 STP将一个环形网络生成无环形网络，它的步骤分为三步。 1、选择根网桥（Root Bridge）：生成树协议诞生的较早，在网桥时代，网桥就是交换机的前生，由于STP是在网桥的基础上开发的，因此现在在交换机的网络中仍然沿用网桥这一术语。第一步选择根网桥其实就是选择根交换机； 2、选择根端口（Root Ports）； 3、选择指定端口（Designated Ports）：有些端口不是根端口，就要把它处于阻塞状态； 选择根网桥： 把环形拓扑变成无环拓扑，首先要选出根网桥，根网桥是根据网桥ID来选择的，网桥ID是唯一的，交换机之间传递BPDU，然后选择BID（网桥ID）值最小的交换机作为…

网络工程师——VLAN注册协议——GVRP协议
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date: 2022-10-18T21:07:00+08:00
description: GVRP协议 在一个大型网络中，交换机的数量非常多，网络管理员不可能每一台交换机一台一台的去创建和配置VLAN，所以在一台交换机中创建VLAN之后，把VLAN的信息传给其他交换机，让其他交换机自动学习VLAN的相关信息，可以简化网络管理员的操作，这就是GVRP协议。 他是通过端口注册模式来实现VLAN信息的传递和注册的，端口注册模式分为三种，分别是Normal模式，Fixed模式，Forbidden模式。 Normal模式： 允许该端口动态注册或注销VLAN。 可以传播动态VLAN以及静态VLAN信息。 以上图为例，在交换机C中创建了VLAN5到VLAN10，交换机D手动创建了VLAN15到VLAN20，交换机E中手动创建了VLAN15到VLAN20，交换机F中手动创建了VLAN25到VLAN30. 首先把交换机和交换机相连起来的端口设置橙Normal模式，交换机C手动创建了VLAN5到VLAN10，交换机C的E1/0/1端口是Trunk端口，又是Normal模式，开始了GVRP协议，它就会把VLAN5到VLAN10的注册信息向交换机A的E1/0/2这一个端口进行转发，交换机A的E1/0/2端口也是Trunk端口和Normal模式，Mormal模式是可以学习VLAN信息的，所以交换机A学习到了VLAN5到VLAN10，然后再次通过已经设置成Trunk和和已经开启Normal的端口往后传递，也就是通过E1/0/1端口和E1/0/3端口传给交换机D和交换机B，交换机D的E1/0/1端口也是开启Trunk和Normal的，交换机D就可以学习到VLAN5到VLAN10，同理，交换机B也可以学习到VLAN5到VLAN10，以此类推的进行传递，直到所有交换机都学习完成。 Fixed模式： 禁止该端口动态注册或注销VLAN； 只传播静态VLAN，不传播动态VLAN。 交换机A手动创建了VLAN10和VLAN20，交换机C手动创建了VLAN10和VLAN30，交换机和交换机相连的这一些端口开启GVRP，其中交换机A的E1/0/24这一端口是Fixed模式，其他的都是Normal模式。 交换机A里面的VLAN10和VLAN20站在交换机A的角度来看是静态的，因为是自己创建的。交换机A的E1/0/24是Fixed模式，是会传递VLAN10和VLAN20的，因为Fixed模式是传播静态VLAN的，不传播动态VLAN。 交换机B是Normal模式，交换机C也是Normal模式，所以交换机B和交换机C也是学习到了VLAN10和VLAN20的。 现在反过来，交换机C里面创建了VLAN10和VLAN30，交换机C的E1/0/24端口是Normal模式，它会向交换机B传递VLAN信息，交换机D上是可以学习到VLAN10和VLAN30的，交换机B的E0/0/23端口也是Normal模式，他会向交换机A传递VLAN10和VLAN30，但是由于交换机A的E1/0/24端口是Fixed模式，VLAN信息是传递不过去的，因为VLAN10和VLAN30是其他交换机传递过去的，属于动态VLAN，Fixed模式是不传播动态VLAN的，只传播静态VLAN。 所谓的静态VLAN只的是在本机上创建和配置的，所以交换机A学习不了。 Forbidden模式： 禁止该端口动态注册或注销VLAN； 不传播除VLAN1以外的任何VLAN信息。 交换机A的E1/0/24端口为Forbidden模式，其他交换机的交换机和交换机相连的端口为Normal模式，交换机B和交换机C是学习不到VLAN10和VLAN20的，因为交换机A的E1/0/24端口是Forbidden模式，只传递VLAN1，同理反过来也是，交换机A学习不到交换机C创建的VLAN10和VLAN30。

网络工程师——Trunk
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date: 2022-10-17T22:09:00+08:00
description: Trunk Trunk的定义和作用： 首先交换机和电脑连接的端口都属于Access端口，交换机和交换机的端口还是Access的话，VLAN1和VLAN1的通信就需要一条专用的物理数据链路来传递VLAN1的数据，专门用一条物理链路来传递VLAN2的数据，同样VLAN3的数据也是需要一条专门的物理链路，会浪费交换机的端口和链路的数量。 这种情况就可以用到中继链路来解决这一个问题，就是交换机和交换机之间只用连一根连接线来传递多个VLAN数据。 这又分为两种情况，一种是VLAN1，另外一种是其他VLAN数据如何传递的问题。 VLAN1属于默认VLAN，VLAN1的数据在进入交换机的时候打上VLAN1的标签，在通过Trunk口的时候标签被去除，到达另一台交换机的时候另一台交换机看不到标签，默认会打上VLAN1的标签然后转发出去。 其他VLAN在通过Trunk端口的收都是带标签通过的。

网络工程师——虚拟局域网（VLAN）
type: item
date: 2022-10-17T21:03:00+08:00
description: VLAN——产生 VLAN也叫虚拟局域网，是IEEE802.1Q标准。 在企业中，把所有的主机通过二层交换机相连，有一个弊端是二层交换机是不能分割广播域的，换句话说，如果一台主机发出一个广播信息，所有的主机和交换机都会收到这一个信息，主机和交换机就需要更多的开销去处理这一个信息，正常的网络流量会被广播流量占用带宽，用户就会感觉网速会越来越慢。 解决这个问题的方案可以分为两种，一种是使用路由器可以分割广播域这一特点来划分广播域，另外一种是使用二层交换机来划分VLAN。 使用路由器划分广播域： 如果单独使用一台路由器，那么A主机发出的广播消息只有B主机和C主机收到，因为路由器是不转发广播消息的，同理，D主机发的广播消息只有E主机、F主机、G主机可以收到，实际上路由器就是连接两个不同的网络了。A主机、B主机、C主机是一个网络，D主机、E主机、F主机、G主机是另外一个网络。 如果引入路由器来分割广播域的话，需要对网络的相关参数做修改，例如在路由器的第一个接口IP是192.168.1.1，另外一个接口时192.168.2.1，那意味着A主机、B主机、C主机着三台主机梭子啊的网段时192.168.1.0这一个网段，因为网关是192.168.1.1，网关和主机处于同一个网络才能充当网关。 而D主机、E主机、F主机、G主机着几台主机的IP地址需要做修改，因为它们是在192.168.2.0着一个网段里面，他的网关是192.168.2.1。 如果使用路由器来分割广播域的话是一种低效率高成本的方案，而且路由器端口是比较宝贵的，单纯用来分割广播域不划算的。 使用VLAN划分广播域： 最好的方案是虚拟局域网（VLAN），使用虚拟局域网来分割广播域是不需要额外购买单独的设备的，可以直接在以太网交换机中去分割广播域。 只需要在交换机里把对应的端口划分到对应的VLAN中去，只有在同一个端口中的VLAN才能相互通信，例如A1发送的信息只有A2、A3、A4收到，B1发送的信息只有B2、B3收到，C1发送的信息只有C2、C3收到，广播信息是不能够跨越VLAN的，用VLAN来解决分割广播域是一种高效，低成本的解决方案。 VLAN——划分： VLAN的划分方法主要分静态VLAN的划分方法和动态VLAN的划分方法。 静态VLAN划分： 静态VLAN的划分主要是基于交换机端口去划分，这也是考试中常考的方法。 VLAN划分表： 端口 VLAN 1 VLAN5 2 VLAN5 7 VLAN10 10 VLAN10 划分VLAN之后交换机在寻址的时候，不仅要查看MAC和端扣的映射表，而且要看VLAN的标签是否对应。 A主机要发以太帧给C主机的，首先A主机发出的是普通的以太帧，就是IEEE802.3格式的以太帧，这个以太帧是不带有任何VLAN的标记的，从端口1进去之后会给他大上端口1对应的VLAN标签，这样这个帧就变成了IEEE802.1Q帧了。 就是给以太帧打上一个802.1Q标记字段，这个字段里面还有很多子字段，其中最重要的是VLANID这一个字段。 VLANID这个字段本身占了12位，也就是2¹²=4096个VLAN，但是VLAN0和VLAN4095是保留的VLAN，不能够去使用，我们可以使用的是VLAN1到VLAN4094，最终我们真正能使用的VLAN有4096-2=4094个。 所以A主机的以太网帧从端口1计入之后会被打上VLAN5的标签，之后在交换机内部进行转发，从端口7出去，因为端口7也是VLAN5，目的地址对的上，VLAN也可以对的上，从端口7出之后这个帧里面的标记也会被去除，那么C主机收到的就是普通以太网帧了，所以说VLAN对主机来说是透明的，打上标记和去除标记都是在交换机中做的操作。 A主机是不能给B主机发信息的，因为B主机所在的是VLAN10，和A主机不在同一个VLAN，它们的标记不是对应的，看起来4台主机插在同一个交换机上，但它们是属于不同的VLAN的。 基于交换机端口划分的VLAN对移动办公的用户不太友好，例如某一个用户经常移动办公，他把电脑搬到另一个办公室连接上另一台交换机的时候，还需要管理员把正在使用的端口划分到之前的VLAN，很不方便，后来就有了动态划分VLAN。 动态划分VLAN： 动态划分VLAN其中最常用的是基于MAC地址去划分，某一个MAC属于某一个VLAN，无论这个终端如何移动，MAC地址是不会保持变化的，那么VLAN也不会变，但是这种方法在网络初始化的时候网络管理员所做的工作比较繁琐，因为要统计在这个网络中的每一台设备的MAC地址。 另外还可以基于网络协议，例如基于网络层的IP协议，基于网络层的IPX协议去划分不同的VLAN。 还可以基于子网去划分VLAN ，甚至可以基于策略去划分，例如IP加端口加MAC地址去划分VLAN。 VLAN的…

网络工程师——以太网技术
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date: 2022-10-15T13:12:00+08:00
description: 以太网技术 如果主机A发出一个数据帧给主机B，如何标识主机A和主机B呢？这就是主机地址问题。 在以太网中标识主机A和主机B靠的时物理地址，也就是MAC地址，MAC地址是48位的二进制代码，其中前24位是供应商标识，是由英特网号码公司给各个厂商分配的代码，例如IBM公司生产的网卡前24位是00-06-1b，CISCO公司生产的网卡前24位是00-0d-28，这都是固定的，后面的24位是供应商对应网卡的具体编号。 前八位的最后一位如果是0的话，说明他是单播地址，用来实现一对一的通信的，如果前前八位的最后一位是1的话，代表它是一个逻辑地址，就是组播MAC地址，用来实现一对一组通信的，如果这48位全部是1，他就是广播MAC地址，MAC地址由于太长，直接使用二进制表示不方便，通常是使用十六进制表示。 以太网技术——以太网V2帧格式 V2帧格式： 主机之间发送的数据需要保证双方互相都能读懂，那么他们发送的数据帧的格式，是不是需要有一个同意的规范呢？ 很显然是需要的，这个统一的规范是以太网帧格式，以太网帧格式有两个标准，一个是V2标准，是事实工业标准，还有一个IEEE802.3所规定的帧格式。 以太网帧格式是从目的地址到帧校验序列（FCS）这一段，这就是以太网MAC帧，只不过在发送以太网MAC帧的时候要加入前同步码和帧开始定界符。 前同步码和帧开始定界符的编码很有特点，刚开始是10101010一直到最后的11，最后这两个11就是高速接收方准备接收以太网MAC帧。 MAC帧只算目的到帧校验序列（FCS），图中的6代表的是字节，1个字节是等于8比特的，目的地址就是6个字节，也就是48位的MAC地址，源地址是48位的源MAC地址，也就是发送方的MAC地址，类型描述的是当接收方收到以太帧之后，取掉以太帧的首部，要把以太帧向上层交付，具体交付给网络层的哪一个协议是由类型字段所决定的，网络层除了IP协议以外还有IPX这样的协议，数据就是封装整个网络层数据包，例如整个IP数据包会做为整个以太网MAC帧的数据包来封装。最后是帧校验序列（FCS），帧校验序列是32位的，所以用的是CRC的校验方式。 在这个帧格式中发现最小的帧长为6+6+2+46+4=64字节，这是为了能够检测出冲突，最大帧长是1518字节。 IEEE802.3帧格式： 对于IEEE802.3这个标准而言，它其实是没有类型字段的，它叫做长度字段，指的是数据字段它的一个长度，实际上这两种帧格式是可以进行合并，第三个字段叫做类型长度字段，小于1500的值定义为长度字段，大于1530的值表示向上层交给哪一个协议，这两种格式可以做对应的一个统一。 以太网技术——网络传输介质： 同轴电缆： 最早期的以太网用的是同轴电缆，现在同轴电缆已经被淘汰了，因为同轴电缆非常笨重，而且非常容易受到干扰，误码率较高。 双绞线： 双绞线分为无屏蔽双绞线和屏蔽双绞线，屏蔽双绞线相对于无屏蔽双绞线而言，多了一个金属丝编织而成的屏蔽层，主要是抗电磁干扰，在电磁干扰比较严重的环境下可以用屏蔽双绞线来进行组网，屏蔽双绞线的价格会比无屏蔽双绞线要贵，传输距离也会短。 无屏蔽双绞线UTP： 屏蔽双绞线STP： 双绞线在制作的时候有对应的线序，常用的是IEEE做制定出来的T568B这个标准，双绞线里面有八芯线缆，用颜色区分，T568B的线序是白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕，还有一个标准是T568A，T568A和T568B的区别是1线和3线，5线和6线做了一个调换。 虽然里面有8根线，但是在百兆网的时候只用到1、2、3、6来传递信息，4、5、7、8是不被使用的，千兆网络的时候才用到8根线。 直通线和双绞线： 根据线序的标准，双绞线又分为直通线和交叉线。 直通线：两端使用相同的线序标准，也就是线的两端都使用T568B标准。 交叉线：两端使用不同的标准取制作双绞线，也就是一端使用T568A的线序标准，另外一段使用T568B的线序标准。 理论上讲，直通线和交叉线的使用范围不一样，直通线是用于DCE设备和DTE设备的互联，一个是数据传递设备，另一个是数据终端设备，数据传递设备会主动和数据终端设备协商频率，数据终端设备只能根据数据传递设备的频率来进行工作，典型的DCE设备有交换机。DTE设备有路由器，PC等。例如交换机和路由器相连就使用直通线。 交叉线用于同种设备之间的互联，例如DCE和DCE设备的互联，DTE和DTE设备的互联。 但是实际生活中，已经不在区分交叉线和直通线，因为网络设备可以自适应的，现在制作网线都是统一直通线去做的，不在关注两台互联的设备是什么。即使是交换机与交换机互联也是可以使用直通线的。 T568A:白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕 T568B:白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕 管脚号 用途 颜色 1 发送…

网络工程师——以太网技术——CSMA/CD协议
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date: 2022-10-13T23:08:00+08:00
description: 以太网技术——CSMA/CD协议 如果中间的线路是共享的，这条链路在同一时间由谁来使用？如何来保证这些主机能有序的使用共享线路，不发生数据冲突？ 以太网早期用的总线型的拓扑结构，总线型拓扑结构的特点是所有的主机通过一条共享的线路来进行连接，这个共享的线路其实是早期的同轴电缆。 这就会产生上述的问题 例如A主机给B主机发送以太帧，A主机把以太帧发出来之后由于中间只是一条共享的链路，实际这一条信息沿着这一条链路广播式的发送，这条链路上的所有主机都会收到这一条信息，其它主机收到这一条信息的时候会看目的地址，目的地址不是自己的地址就会把这些数据帧丢掉，只有B主机对着数据帧进行接收，这就会产生一个问题，在A主机给B主机发信息的时候，C主机不能给D主机发。 如果C主机信息发出去这两个信号就会产生冲突问题，因为用的是曼切斯特编码来传递信息的，那么两个信号波形叠加之后，必燃式不符合曼切斯特编码的规律的，就会导致收到的信息是无用的信息。 所以需要解决这个冲突问题，等于说在某一个时刻只能够有一台主机来发送信息，其他主机不能发，这就使用到了CSMA/CD协议来解决这个问题，叫做载波侦听多路访问冲突检测协议。 CSMA/CD协议解决冲突的原理： 首先进行载波侦听，在进行冲突检测，如果发现冲突停止发送进入水机延迟重发 载波侦听： 一台主机在发送信息的时候，首先要判定传输介质时不是处于空闲状态。 载波侦听的过程又分为三种算法： 1、非坚持型监听算法：信道空闲的时候发送，信道忙碌的时候等一个T的时间再去监听信道状态。 2、1-坚持监听算法：空闲的时候发送，忙碌的时候会持续监听信道状态。 3、P-坚持型监听算法：这个算法是第一种和第二种算法的折中，当发现信道处于空闲的时候，一个概率P去发送信息，一个概率+P去推迟发送。 第一种算法和第二种算法中，第二种算法信道利用率比较高，例如A主机这个时候监听到信道处于忙碌状态，如果按照持续监听算法A主机会一直去监听信道是不是处于空闲状态，一旦信道处于空闲状态A主机可以第一时间发现，他就可以第一时间把信息发送出去，信道利用率比较高，如果是非持续监听算法，A主机还要等一个T的时间再去监听信道状态，在随机等待的这个时间之内信道已经空闲了，但是不能及时发现，所以非持续监听算法它的信道利用率较低。 如果问的是冲突率，也是坚持型监听算法冲突率搞，例如A主机发现先到处于忙碌会持续监听，C主机发现信道处于忙碌状态也会持续监听，这个时候由于A主机和C主机都是持续监听，它们都能第一时间发现信道处于空闲状态的，就会同时把信息发送出去，就会产生冲突问题， 对于非持续监听算法的话就不一样了，例如A主机发现信道处于忙碌状态，等一个T1的时间，C主机发现信道处于忙碌状态，等一个T2的时间，T1和T2不相等，因为是随机的，例如T1=1S，T2=2S，1秒后A主机发现信道空闲了它可以发，在A主机发送的时候C主机还没有发现信道空闲就不会发，这就不会造成冲突。 非坚持型监听算法信道利用率低，冲突率也低。 1-坚持型监听算法信道利用率高，冲突率也高。 冲突检测方法： 所谓的冲突指的是在总线出现两个或以上的的信号，由于以太网用的是曼切斯特编码方案，如果出现两个或多个的信号他们输出的信号波形必然不等于任何一个节点发出来的原始信号波形，也就是不符合曼切斯特编码的规律，这个时候主机就会知道产生了冲突问题。 当A主机向B主机发送信息，A主机判定信道为空闲状态，A主机把信息发送出去，这个信息还没有到达B主机，这个时候B主机有信息要发送的话，B主机判定的信道仍然为空闲状态，这个时候B主机把信息发送出去，这就会产生了冲突问题，信号波形会叠加，B主机发送出去的信号会到达A主机，这时候A主机收到的信号波形不符合曼切斯特编码的编码规律，就会知道产生了冲突，现在需要考虑几种情况：A主机要多长的时间才能够知道发生了冲突，从A主机发送信息开始算起，极端状况是两倍端到端时延，A把信息发送出去，在无限接近于B的这一点产生冲突，冲突信号再沿着B到达A，A才能知道有冲突问题，所以是2倍传播时延，这叫做争用期或者碰撞窗口。 而且要求的是传输时延≥2×传播时延，例如传播时间是2S，那么两倍传播时延就是4S，如果传输时延是3S的话，A主机发送信息信息出去原本是需要等4S才知道有没有冲突，结果A主机现在是每3S发送一帧，就是还没有知道有没有冲突就把下一帧发送出去，那么又会造成冲突问题，所以必须是传输延时≥2×传播时延。 传输时延 = 数据帧长/带宽 传播时延 = 信道长度/电磁波在信道中的传播速度（20万KM/S） 在以太网中规定，信道长最多连接4个中继器，每一段最大500米，这是同轴电缆。所以信道长是有上限的，20万KM/S是一个常量，也就是说2倍传播时延是有一个上限的，带宽也是确定的，为了保证传输时…

网络工程师——IEEE802标准
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date: 2022-10-13T21:19:00+08:00
description: IEEE803标准 由于局域网它只是一个短距离的计算机通信网，不会涉及到网络层，所以局域网对应的OSI七层参考模型是下两层，换句话来说在局域网寻找不会用到网络层的IP地址，只会用到链路层的MAC地址来进行寻址。 为了能够让局域网为上层提供服务，把数据链路层又分为两层，一层教逻辑链路控制层LLC，另外一层教介质访问控制层MAC，分划这两层的好处在于为网络层提供服务的时候和介质访问控制层是无关的，介质访问控制层MAC子层与具体接入传输介质相关，而LLC层向上提供统一的服务，和介质的访问方法无关。 现在的局域网技术中实际上没有LLC子层的，这个是OSI对应的IEEE802局域网的参考标准。 局域网标准 描述 IEEE802.1A 局域网体系结构，并定义接口原语 IEEE802.1B 寻址，网间互联和网络管理 IEEE802.2 描述逻辑链路控制（LLC）协议，提供OSI数据链路层的上部子层功能，以及介质接入控制（MAC）子层与LLC子层协议间的一致接口 IEEE802.3 描述CSMA/CD介质接入控制方法和物理层技术规范 IEEE802.4 描述令牌总线网标准 IEEE802.5 描述令牌环网标准 IEEE802.6 描述局域网DQDB标准 IEEE802.7 描述宽带局域网技术 IEEE802.8 描述光纤局域网技术 IEEE802.9 描述综合语音/数据局域网（IVDLAN）标准 IEEE802.10 描述可互操作局域网安全标准（CILS），定义提供局域网互联安全机制 IEEE802.11 描述无线局域网标准 IEEE802.12 描述交换式局域网标准，定义100Mb/S高速以太网按需有限的介接入控制协议100VG-AYLAN IEEE802.13 描述交换式电视网（包括Cable Modem)