通信网络二三层基础知识

        大家知道,传统的通信公司都是从最基础的交换机、路由器设备做起的,这类通信产品离不开复杂的网络通信知识。很多小伙伴在收到一些通信公司的面试通知的时候不知道如何准备,下面我们就从通信网络的二三层入手给大家做一些面试知识汇总。

1.以太网:就是使计算机能够相互传递信息的介质,由许多物理网段组成,每个网段包括通信线路以及各种通信设备。


2.网络层次划分:计算机网络核心的问题就是网络协议问题,网络划分包括OSI七层:应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层,或者TCP/IP四层:应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层,也有TCP/IP四层的说法:应用层、网络层、传输层、网络接口层。

        掌握了网络层次划分,还需要了解数据在发送、接收过程中的封装、解封装的过程。首先数据通过应用层接口进入应用层,封装应用层报头后传输到传输层,在传输层添加TCP或UDP报文头再传输到网络层,在网络层添加源、目的IP地址作为IP报文传输到数据链路层,在数据链路层添加源、目的MAC地址封装成帧传输到物理层,在物理层编译成0、1编码通过物理链路传输到对端设备,经对端设备接收后依次经过物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层逐级解封装,最终获取到用户最初的数据信息。


3.MAC地址:MAC地址是对设备的唯一标识,在二层数据转发时先通过MAC地址确定目的设备的位置,然后再转发数据帧。MAC地址占据了48位空间,它由两部分组成:供应商代码和序列号,一般以十二位的十六进制显示,也称为点分十六进制。


4.数据帧:报文从网络层传输到数据链路层之后,封装上帧头和帧尾,组成了数据帧。


5.二层交换机:其转发的数据就是网络模型中的第二层信息,即数据链路层的数据帧。交换机收到一个二层数据帧后,根据帧的目的MAC地址将数据帧从正确的端口转发出去。可以看出二层转发不需要ip寻址,直接通过物理MAC进行转发,转发速度快且效率高。


6.IP地址:IP地址分为ipv4、ipv6两类地址,目前常用的仍然是ipv4地址。ipv4地址占据32位空间,由网络号和主机号构成,一般以点分十进制形式显示。

网络号:用来区分不同的网段,同一个网段内的主机有相同的网络号。

主机号:标识某个网段内的设备节点,在一个网段内部主机号是唯一的。

IP地址分为A、B、C三类及特殊地址D、E,主机号为全0的地址表示为网段地址,主机号为全1的地址表示为该网段内广播地址。

A类:1.0.0.0-126.0.0.0)(默认子网掩码:255.0.0.0)

        第一个字节为网络号,后三个字节为主机号。该类IP地址的最前面为0,所以地址的网络号取值于1~126之间。一般用于大型网络。

B类:128.1.0.0-191.255.0.0)(默认子网掩码:255.255.0.0)

        前两个字节为网络号,后两个字节为主机号。该类IP地址的最前面为10,所以地址的网络号取值于128~191之间。一般用于中等规模网络。

C类:(192.0.1.0-223.255.255.0)(子网掩码:255.255.255.0)

        前三个字节为网络号,最后一个字节为主机号。该类IP地址的最前面为110,所以地址的网络号取值于192~223之间。 一般用于小型网络。

D、E类使用较少,不做介绍。


7.子网掩码:必须结合IP地址才能使用,它唯一的作用就是将IP地址划分为网络地址和主机地址两部分。子网掩码长度也是32位,左边部分是网络位,用二进制1来表示,右边部分是主机位,用二进制0来表示。

例如:192.168.10.10/28,就表示IP地址的网络号和子网号共占用28位,主机号占用32-28=4位,子网掩码为255.255.255.240。


8.VLAN:又称虚拟局域网,是指网络中的节点不拘泥于物理位置,将物理网络隔离成多个逻辑子网,不同VLAN之间不可以直接访问,如果互相访问需要借助于三层路由交换技术。下面举个VLAN应用的例子:

如下图,假设整个公司网络地址为192.168.0.0/16,公司存在部门一、部门二、部门三3个部门,要求部门之间的主机不可相互访问,而属于同一个部门的所有主机可以相互访问,那么我们可以做如下的VLAN划分:


部门一:VLAN10,网段为192.168.10.0/24,部门二:VLAN20,网段为192.168.20.0/24,部门三:VLAN30,网段为192.168.30.0/24,这种划分就实现了不同部门属于不同的VLAN,而在同一个VLAN内的主机获取的ip地址都属于同一个网段,达到部门之间不可访问,而部门内部可以相互访问的目的。


9.三层路由器:连接因特网中各局域网、广域网的设备,连接路径可以静态设定(静态路由)也可以动态选择(动态路由),动态路由需要通过动态路由协议计算得到。相关动态路由协议有:

OSPF:开放式最短路径优先协议

BGP:边界网关协议

ISIS:中间系统到中间系统协议


10.三次握手和四次分手:执行过程见我们授课课件,这里强调几个重要的标识字段:

SYN:在请求建立连接过程中都为1

ACK:请求端第一次发请求报文时置为0,表明请求建立连接,后续不管是应答方的应答报文还是请求方的报文都置为1。

序列号:表示发送数据的序号,每发送一次数据,就增加一次该数据的字节数。

FIN:可以对比finish这个单词来记忆,终止标志位,当期望断开连接时置为1。


11.单播:一对一传输数据,已知数据报文的目的主机地址,单独进行传输,类似于人与人之间的对话。


12.组播:一对多传输数据,对满足条件的一系列主机进行传输数据,类似于微信内群聊。


13.广播:一对所有传输数据,类似于无线电广播。

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