局域网
Q: 局域网 (LAN) 的定义是什么？
A: 局域网 (Local Area Network, LAN) 是指在一个较小的地理范围 (如一所学校) 内，将各种计算机、外部设备和数据库系统等通过双绞线、同轴电缆等连接介质互相连接起来，组成资源和信息共享的计算机互连网络。
Q: 局域网的主要特点有哪些？
A:
- 地理范围小: 覆盖范围有限，通常在一个建筑物或建筑群内。
- 传输速率高: 使用专门铺设的传输介质，数据传输速率高。
- 延迟低，误码率低: 通信延迟时间短，误码率低，可靠性较高。
- 平等关系: 各站为平等关系，共享传输信道。
- 广播式通信: 多采用分布式控制和广播式通信，能够进行广播和组播。
决定因素
Q: 局域网的特性主要由哪些要素决定？
A: 局域网的特性主要由三个要素决定：
- 网络拓扑: 网络中各个节点的连接方式。
- 传输介质: 用于连接网络节点的物理媒介。
- 介质访问控制方法: 决定节点如何访问共享传输介质的规则。
拓扑结构
Q: 常见的局域网拓扑结构有哪些？
A: 常见的局域网拓扑结构主要有以下 4 大类：
- 星形结构: 所有节点都连接到一个中心节点，中心节点负责控制数据传输。
- 总线形结构: 所有节点都连接到一条公共的传输介质上，数据在介质上传输。
- 环形结构: 所有节点都连接成一个闭合的环，数据沿着环传递。
- 树形结构: 类似于树状结构，由多个分支组成，每个分支都连接到一个中心节点。
传输介质
Q: 局域网可以使用哪些传输介质？
A: 局域网可以使用多种传输介质，包括：
- 双绞线: 由两根绝缘导线相互缠绕而成，价格便宜，应用广泛。
- 同轴电缆: 由一根中心导线和一根同轴外导线组成，抗干扰能力强。
- 光纤: 由玻璃或塑料制成的纤细光导纤维，传输速率高，抗干扰能力强。
介质访问控制方法
Q: 常见的局域网介质访问控制方法有哪些？
A: 常见的局域网介质访问控制方法主要有：
- CSMA/CD: 载波侦听多路访问/冲突检测，常用于总线形局域网。先听后说，边听边说。
- 令牌总线: 使用令牌来控制节点对总线的访问权，常用于总线形局域网。
- 令牌环: 使用令牌来控制节点对环的访问权，常用于环形局域网。
特殊的局域网拓扑实现
Q: 常用的特殊局域网拓扑实现有哪些？
A:
- 以太网: 逻辑拓扑是总线形结构，物理拓扑是星形结构，目前使用范围最广。
- 令牌环: 逻辑拓扑是环形结构，物理拓扑是星形结构。
- FDDI: 逻辑拓扑是环形结构，物理拓扑是双环结构，使用光纤作为传输介质。
IEEE 802 标准
Q: IEEE 802 标准定义的局域网参考模型对应于 OSI 参考模型的哪些层？
A: IEEE 802 标准定义的局域网参考模型只对应于 OSI 参考模型的数据链路层和物理层，并将数据链路层拆分为两个子层：
- 逻辑链路控制 (LLC) 子层: 负责识别网络层协议，对它们进行封装。
- 介质访问控制 (MAC) 子层: 主要功能包含数据帧的封装/卸装，帧的寻址和识别，帧的接收与发送，链路的管理，帧的差错控制。
- 以太网所符合的标准就是 IEEE802.3。
- IEEE802.5 就是令牌环网。
- IEEE802.8 就是 FDDI 协议，常使用的传输介质是光纤。
- 巧计：光纤贵表示很有钱，有钱就是发，8，那么就是 IEEE802.8。
- IEEE802.11：无线局域网。
IEEE802 与以太网是紧密结合在一起的。 - IEEE 802.1 是一组协议的集合：
- IEEE 802.1q 定义 VLAN 标记协议；IEEE 802.1s 定义多生成树协议；
- 802.2LLC：基本不用
- DIX EThernet V2 以太网：不需要 LLC 子层。因为其实现的是无连接的数据包传输服务
- 802.3 局域网：简称为以太网 (采用 CSMA/CD 访问控制方式)
- 802.5 令牌环网
- 802.4 令牌总线网等
- 802.11 无线局域网：工作方式采用 DCF（分布控制）和 PCF（中心控制）
LLC子层：负责识别网络层协议，对它们进行封装，LLC 报头告诉数据链路层一旦帧被接收到时，应当对数据包做什么处理。为网络层提供了服务：无确认无连接、面向连接、带确认无连接、高速传送。
MAC子层：主要功能包含数据帧的封装 / 卸装，帧的寻址和识别，帧的接收与发送，链路的管理，帧的差错控制。MAC 子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性。与传输媒体、物理层传输媒体有关的内容都会放在这个 MAC 子层中。
LLC 子层与网络层挨着就是会为网络层提供服务。MAC 子层与物理层挨着，那么就是与物理层相关的。
MAC 子层
Q: MAC 子层的主要功能是什么？
A: 与接入传输介质有关的内容都放在 MAC 子层，它向上层屏蔽对物理层访问的各种差异，主要功能包括：
- 组帧和拆卸帧
- 比特传输差错检测
- 透明传输
Q:802局域网的MAC地址格式？
A:
Q:802局域网的MAC地址发送顺序？
A:注意字节内的比特发送顺序
LLC 子层
Q: LLC 子层的主要功能是什么？
A: LLC 子层与传输介质无关，它向网络层提供无确认无连接、面向连接、带确认无连接、高速传送四种不同的连接服务类型。
以太网的垄断地位
Q: 以太网在局域网市场中的地位如何？
A: 由于以太网在局域网市场中的垄断地位，它几乎成为局域网的代名词，而 802 委员会制定的 LLC 子层作用已经不大，所以现在许多网卡仅装 MAC 协议而不装 LLC 协议。
以太网概述
以太网的定义和特点
Q: 以太网的定义是什么？
A: 以太网（Ethernet）指的是由 Xerox 公司创建并由 Xeror、Intel 和 DEC 公司联合开发的基带总线局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。
以太网使用 CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术。
Q: 以太网的优势有哪些？
A:
- 造价低廉
- 应用最广泛
- 比令牌环网、ATM 便宜，简单
- 满足网络速率要求：10Mb/s ~ 10Gb/s
以太网的标准
Q: 以太网的两个主要标准是什么？
A:
- DIX Ethernet V2：第一个局域网产品（以太网）规约。
- IEEE802.3：IEEE 802 委员会 802.3 工作组制定的第一个 IEEE 的以太网标准。
两个标准的区别主要体现在帧格式中的两个字节有一点不同，对于满足 DIX Ethernet V2 或者 IEEE802.3 规则的都可以叫做以太网。
以太网提供的服务
Q: 以太网提供什么类型的服务？
A: 以太网提供无连接、不可靠的服务。
Q: 以太网的无连接和不可靠服务体现在哪里？
A:
- 无连接：发送方与接收方无 “握手过程”。
- 无可靠：不对发送方的数据帧编号，接收方不向发送方进行确认，差错帧直接丢弃，差错正由高层负责。
以太网的传输介质和拓扑结构
Q: 以太网的传输介质发展历程是什么？
A: 以太网的传输介质发展历程是从粗同轴电缆到细同轴电缆，再到双绞线以及光纤。
Q: 以太网的物理拓扑结构发展历程是什么？
A: 以太网的物理拓扑结构发展历程是从总线型到星型，使用集线器能够更加方便扩网与检查故障。
Q: 以太网的逻辑拓扑结构是什么？
A: 以太网的逻辑拓扑结构是总线型。物理上星型。
10Base-T 以太网
Q: 10Base-T 以太网的特点是什么？
A: 
- 物理上采用星型拓扑，逻辑上总线型，每段双绞线最长为 100m。
- 采用曼彻斯特编码。
- 采用 CSMA/CD 介质访问控制。
适配器和 MAC 地址
Q: 适配器的作用是什么？
A: 适配器是计算机与外界有线局域网的连接。
Q: 网络接口板 (NIC) 的作用是什么？
A: 网络接口板 (NIC) 是嵌入在主板上的一个网络适配器，它包含处理器和存储器，负责与局域网进行通信。
Q: MAC 地址是什么？
A: MAC 地址是每个适配器都有的全球唯一的 48 位二进制地址，用于标识网络设备。
蓝牙也占用 mac 地址
Q: MAC 地址的组成部分是什么？
A: MAC 地址的前 24 位代表厂家，后 24 位厂家自己指定。
以太网 MAC 帧
Q: 以太网 MAC 帧的组成部分是什么？
A: 以太网 MAC 帧的组成部分包括：
- 前导码
- 为什么数据链路层加头加尾，为什么没有在 MAC 帧后面没有一个帧结束定位符呢
- 如下图圈出来的就是帧开始定界符，后面？就是疑问为为什么这里没有一个帧结束定位符
- 以太网使用的是曼彻斯特编码，其特点就是在每一个比特内都会有两个码元，在发送数据的时候是可以感受到这种电压的变化。
- 如下图圈出来的就是帧开始定界符，后面？就是疑问为为什么这里没有一个帧结束定位符
- 为什么数据链路层加头加尾，为什么没有在 MAC 帧后面没有一个帧结束定位符呢
源地址：发送方的地址。目的地址：指的是目标地址。包含有三种情况：①单播地址，指的是一个专有的 MAC 地址，如发送给固定的一个主机，这个主机的 MAC 地址。②广播地址，也就是全 1 的，那么会发送给所有的主机，所有的主机若是看到这一个地址，此时就会全部收下来。③多播地址。类型：用于指明上面的网络层使用的什么协议，以便能够将收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。数据：这个长度是可变的，下限是 46 字节，上限是 1500 字节。- 1500B：就是事先规定好的 1500B，也就是链路层的最大数据传送单元 MTU。
- 46B：就是在学习 CSMA/CD 协议时有提到过的最小帧长为 64B，为什么这里是 46 呢？实际还是 64B，18B 就是目的地址、源地址、类型、FCS 占用的字节数总和，64-18 = 46B。所以说这里的数据范围为 46-1500。
FCS：指的是 CRC 循环冗余检验的四字节的帧检验序列 FCS。
Q: 以太网帧的最小长度和最大长度分别是多少？
A: 以太网帧的最小长度是 64 字节，最大长度是 1500 字节。
Q: 以太网 V2（DIX Ethernet V2）与 IEEE802.3 的区别是什么？
A: 以太网 V2（DIX Ethernet V2）与 IEEE802.3 的区别在于第三个字段是长度 / 类型，以及当长度 / 类型字段值小于 0x0600 时，数据字段必须装入 LLC 子层。
高速以太网
Q: 高速以太网的定义是什么？
A: 速率 >=100Mb/s 的以太网称为高速以太网，又称为千兆网
Q: 高速以太网的类型有哪些？
A: 高速以太网的类型包括：
- 100BASE-T 以太网
- 吉比特以太网（千兆网）
- 10 吉比特以太网
Q: 高速以太网的特点是什么？
A:
- 100BASE-T 以太网：在双绞线上传送 100Mb/s 基带信号的星型拓扑以太网，仍然使用 IEEE802.3 的 CSMA/CD 协议，支持全双工和半双工。
- 吉比特以太网：在光纤或双绞线上传送 1Gb/s 信号，支持全双工和半双工。
- 10 吉比特以太网：在光纤上传送 10Gb/s 信号，只支持全双工。
无线局域网 (WLAN) 的概述
无线局域网的分类
Q: 无线局域网可以分为哪两类？
A: 无线局域网可分为两大类：有固定基础设施的无线局域网和无固定基础设施的移动自组织网络。
认识 IEEE802.11
Q: IEEE802.11 是什么？
A: IEEE802.11 是无线局域网通用的标准，它是由 IEEE 所定义的无线网络通信的标准。
Q: 满足哪些标准的无线局域网属于 WIFI？
A: 满足 IEEE802.11b、IEEE802.11g 的无线局域网属于 WIFI。
802.11 的 MAC 帧头格式
Q: 802.11 的 MAC 帧头格式包含哪些字段？
A: 802.11 的 MAC 帧头格式包含：
- 帧控制字段
- 持续时间字段
- 源地址字段
- 目的地址字段
- BSSID 字段
- 序列号字段
- 时间戳字段
- 数据速率字段
- 帧类型字段
- 帧保护字段
- 帧长度字段
Q: 802.11 帧头格式中的四个地址字段分别代表什么？
A:
- Address 1: 接收端地址，通常是 AP 的 MAC 地址。
- Address 2: 发送端地址，通常是 AP 的 MAC 地址。
- Address 3: 目的地址，通常是目的站的 MAC 地址。
- Address 4: 源地址，通常是发送站的 MAC 地址。
- 地址一是中转站
- 地址二是出发站
- 地址三是最终目的站
IEEE802.11 标准类型分类
Q: IEEE802.11 标准中将帧的类型分为哪四类？
A: IEEE802.11 标准中将帧的类型分为以下四类：
- 管理帧
- 控制帧
- CTS RTS ACK 都是控制帧
- 数据帧
- WDS 帧
有的分三类：802.11 帧共有三种类型，即数据帧、控制帧和管理帧
实际考试：若是主机要给基站发送一个帧，那么我们就想 To AP 相应的三个地址分别是什么。
Q: 802.11 数据帧由哪三部分组成？
A: 802.11 数据帧由以下三部分组成：
- MAC 首部
- 帧主体
- 帧检验序列 FCS
Q: 802.11帧控制字段中的 “To AP” 和 “From AP” 分别代表什么？
A:
- “To AP” 指的是发往 AP 的帧，此时 Address1 接收端就是 AP 的 MAC 地址，使用 BSSID 来表示。
- “From AP” 指的是来自 AP 基站发来的帧：Address2 发送端就是 AP 的 MAC 地址，使用 BSSID 来表示。
有固定基础设施的无线局域网
Q: 有固定基础设施无线局域网的标准是什么？
A: 对于有固定基础设施的无线局域网，IEEE 制定了无线局域网的 802.11 系列协议标准，包括 802.11a/b/g/n 等。
Q: 802.11 标准使用什么拓扑结构？
A: 802.11 标准使用星形拓扑，其中心称为接入点（Access Point，AP）。
Q: 802.11 标准在 MAC 层使用什么协议？
A: 802.11 标准在 MAC 层使用 CSMA/CA 协议。
Q: 使用 802.11 系列协议的局域网又称为什么？
A: 使用 802.11 系列协议的局域网又称 Wi-Fi。
Q: 802.11 标准规定的无线局域网的最小构件是什么？
A: 802.11 标准规定无线局域网的最小构件是基本服务集 (Basic Service Set, BSS)。
Q: 802.11 标准中的一个基本服务集 (BSS) 是什么？
A: 一个基本服务集包括一个接入点和若干移动站。
基本服务集 (BSS) 指的是 AP（基站）所覆盖的范围并且包括主机就构成了一个基本服务集 BSS。
Q: 802.11 标准中的基本服务集覆盖的地理范围称为什么？
A: 基本服务集覆盖的地理范围称为基本服务区 (Basic Service Area, BSA)。
Q: 802.11 标准中的基本服务区的直径一般不超过多少？
A: 无线局域网的基本服务区的直径一般不超过 100m。
Q: 802.11 标准中的基本服务集可以是怎样的？
A: 基本服务集可以是孤立的，也可通过 AP 连接到一个分配系统 (Distribution System, DS)，然后连接到另一个基本服务集，构成一个扩展的服务集 (Extended Service Set, ESS)。
Q: 802.11 标准中的扩展服务集 (ESS) 是什么？
A: 扩展服务集 (ESS) 是指多个基本服务集通过分配系统连接在一起，形成一个更大的网络。
Q: 802.11 标准中的漫游是什么？
A: 漫游是指一个基站范围内的主机可以和另一个基站范围内的主机进行通信。
Q: 802.11 标准中的服务及标识符 (SSID) 是什么？
A: 服务及标识符 (SSID) 是指无线局域网的名称，用于识别不同的无线网络。
Q: 802.11 标准中的分配系统的作用是什么？
A: 分配系统的作用是使扩展的服务集对上层的表现就像一个基本服务集。
Q: 802.11 标准中的 ESS 还可通过什么设备为无线用户提供到有线连接的以太网接入？
A: ESS 还可通过一种称为 Portal (门户) 的设备为无线用户提供到有线连接的以太网接入。
Q: 802.11 标准中的门户的作用是什么？
A: 门户的作用相当于网桥。
Q: 802.11 标准中，当移动站从某个基本服务集漫游到另一个基本服务集时，会发生什么？
A: 当移动站从某个基本服务集漫游到另一个基本服务集时，仍可保持与另一个移动站的通信，但移动站使用的 AP 改变了。
无固定基础设施移动自组织网络
Q: 无固定基础设施的无线局域网又称为什么？
A: 无固定基础设施的无线局域网又称自组网络 (ad hoc network)。
Q: 自组网络中各结点之间是什么关系？
A: 自组网络中各结点之间地位平等，中间结点都为转发结点，因此都具有路由器的功能。
Q: 自组网络的构成方式是什么？
A: 自组网络通常是这样构成的：一些可移动设备发现在它们附近还有其他的可移动设备，且要求和其他移动设备进行通信。
Q: 自组网络中的每个移动站要参与什么？
A: 自组网络中的每个移动站都要参与网络中其他移动站的路由发现和维护。
Q: 自组网络的拓扑结构有什么特点？
A: 自组网络中由移动站构成的网络拓扑可能随时间变化很快。
Q: 自组网络和移动 IP 的区别是什么？
A: 移动 IP 技术使漫游的主机可用多种方法连接到因特网，其核心网络功能仍然基于固定网络中一直使用的各种路由选择协议。而自组网络是将移动性扩展到无线领域中的自治系统，具有自己特定的路由选择协议，且可以不和因特网相连。
Q: 无固定基础设施无线局域网的自组织网络的特点是什么？
A: 无固定基础设施无线局域网的自组织网络没有 AP，而有由一些平等状态的移动站相互通信组成的临时网络。
VLAN 基本概念与基本原理
VLAN 的必要性
Q: 为什么需要 VLAN？
A: 传统的局域网存在一些局限性，例如：
- 缺乏流量隔离: 广播流量会跨越整个网络，影响网络性能和安全性。
- 管理用户不便: 主机移动需要改变物理布线，连接到新的交换机上。
- 路由器成本较高: 需要使用多个路由器来隔离广播域，成本较高。
VLAN 的基本概念
Q: VLAN 的定义是什么？
A: VLAN (Virtual Local Area Network) 是一种将局域网内的设备划分成与物理位置无关的逻辑组的技术，每个 VLAN 都是一个单独的广播域。
在上面组成的两个广播域 VLAN1、VLAN2 中，若是 A 主机发送一个广播帧此时就只有 A 能够收到。VLAN2 中的 C、D 主机不会受到。
效果：原本物理上看起来四个主机都在一个广播域，经过 VLAN 的划分，此时这一个局域网中就可以划分出这样两个广播域。
Q: VLAN 的作用是什么？
A: VLAN 可以：
- 减少广播域的大小，降低网络广播风暴的风险。
- 提高网络安全性，将不同部门的计算机隔离到不同的 VLAN 中。
- 提高网络管理效率，方便对不同 VLAN 进行管理。
VLAN 的划分方式
Q: VLAN 的划分方式有哪些？
A: VLAN 的划分方式主要有三种：
- 基于接口
- 基于 MAC 地址
- 基于 IP 地址
基于接口的 VLAN
Q: 基于接口的 VLAN 是如何划分的？
A: 将交换机的若干接口划为一个逻辑组，这种方法最简单、最有效。
基于 MAC 地址的 VLAN
Q: 基于 MAC 地址的 VLAN 是如何划分的？
A: 按 MAC 地址将一些主机划分为一个逻辑子网，当主机的物理位置从一个交换机移动到另一个交换机时，它仍属于原来的子网。
基于 IP 地址的 VLAN
Q: 基于 IP 地址的 VLAN 是如何划分的？
A: 根据网络层地址或协议划分 VLAN，这样的 VLAN 可以跨越路由器进行扩展，将多个局域网的主机连接在一起。
VLAN 的实现原理
Q: VLAN 是如何实现的？
A: VLAN 是通过在交换机中配置 VLAN 表来实现的，VLAN 表记录了每个端口所属的 VLAN。
Q: 交换机如何处理 VLAN 帧？
A: 交换机根据 VLAN 标签来识别数据帧所属的 VLAN，并将数据帧转发到相应的 VLAN 中。
Q: 汇聚链路或千线链路是什么？
A: 连接两个交换机接口之间的链路称为汇聚链路或千线链路。
Q: 在汇聚链路上传输的数据帧是什么类型的？
A: 在汇聚链路上传输的数据帧是 802.1Q 帧。
Q: 802.1Q 帧是什么？
A: 802.1Q 帧是在以太网帧中插入一个 4 字节的标识符，称为 VLAN 标签，用来指明发送该帧的计算机属于哪个虚拟局域网。
Q: VLAN 标签的组成是什么？
A: VLAN 标签的前两个字节总是置为 0x8100，表示这是一个 802.1Q 帧。后两个字节中，前 4 位实际上并没什么作用，后 12 位是该 VLAN 的标识符 VID，它唯一地标识该 802.1Q 帧属于哪个 VLAN。
Q: VID 的作用是什么？
A: 12 位的 VID 可识别 4096 个不同的 VLAN。
VLAN 的应用场景
Q: VLAN 在实际应用中有什么作用？
A: VLAN 可以用于：
- 减少广播域的大小，降低网络广播风暴的风险。
- 提高网络安全性，将不同部门的计算机隔离到不同的 VLAN 中。
- 提高网络管理效率，方便对不同 VLAN 进行管理。
VLAN 的工作原理
Q: 交换机在转发数据帧时，如何处理 VLAN 标签？
A: 交换机在转发数据帧时，会根据 VLAN 标签来决定是否需要插入或删除 VLAN 标签。
Q: VLAN 的局限性是什么？
A: VLAN 只是局域网为用户提供的一种服务，并不是一种新型局域网。
VLAN 的配置
Q: VLAN 是如何配置的？
A: VLAN 的配置通常是在交换机上进行的，可以通过命令行界面或图形界面进行配置。
Q: VLAN 配置的主要步骤是什么？
A: VLAN 配置的主要步骤包括：
- 创建 VLAN
- 将端口分配到 VLAN
- 配置 VLAN 间通信
VLAN 的常见问题
Q: VLAN 配置中常见的错误有哪些？
A: VLAN 配置中常见的错误包括：
- VLAN ID 重复
- 端口分配错误
- VLAN 间通信配置错误
Q: 如何解决 VLAN 配置错误？
A: 解决 VLAN 配置错误需要根据具体情况进行分析，可以通过查看交换机配置、测试网络连接等方法进行排查。
交换机
网桥
网桥的接口数量很少，通常只有 2~4 个，一般只用来连接不同的网段。
以太网交换机
Q: 以太网交换机是什么？
A: 以太网交换机实质上是具有多个接口的网桥，也称之为交换式集线器 (Switching Hub)，或者叫二层交换机。
以太网交换机是具有多个接口的网桥，它可以连接多个主机、集线器或其他交换机
Q: 以太网交换机工作在 OSI 参考模型的哪一层？
A: 以太网交换机工作在数据链路层（包括物理层）这二层。
以太网交换机的转发表
Q: 以太网交换机的转发表是如何建立的？
A: 与网桥相同，交换机内部的转发表也是通过自学习算法，基于网络中各主机间的通信，自动地逐步建立起来的。
交换式以太网
Q: 交换式以太网是什么？
A: 仅使用交换机（而不使用集线器）的以太网就是交换式以太网。
以太网交换机的连接方式
Q: 以太网交换机的接口可以连接哪些设备？
A: 交换机的每个接口可以连接计算机，也可以连接集线器或另一个交换机。
以太网交换机的工作模式
Q: 以太网交换机在不同连接方式下，工作模式有什么区别？
A: 当交换机的接口与计算机或交换机连接时，可以工作在全双工方式，并能在自身内部同时连通多对接口，使每一对相互通信的计算机都能像独占传输媒体那样，无碰撞地传输数据，这样就不需要使用 CSMA/CD 协议了。
当交换机的接口连接的是集线器时，该接口就只能使用 CSMA/CD 协议并只能工作在半双工方式。