1,说出两个数据链路子层并列出其用途。

逻辑链路控制层(LLC)

处理上层与下层的通信。在软件中实现并且不受物理设备影响。可以视为PC中的网卡驱动程序。

介质访问控制(MAC)

数据封装,传输前的帧组装以及收到帧时和之后的帧解析/错误检测。

2,说明传统以太网技术的一些局限性。

带宽不高  半双工  同轴电缆   物理总线  刺刀型/夹紧型连接器

3,列出以太网帧的字段及其用途。

前导码和帧首定界符:

前导码和 SFD 用于同步。

目的 MAC 地址:

目的 MAC 地址(长度为 6 个字节)是预定接收方的标识符。

源 MAC 地址:

源 MAC 地址(长度为 6 个字节)标识帧的源网卡或接口。

长度/类型:

长度(长度为 2 个字节)字段定义帧的数据字段的准确长度。类型字段说明帧中所列的协议。

数据和填充位:

数据和填充位(长度为 46 到 1500 个字节)字段包含来自上层的数据,一般是第 3 层 PDU,如果使用 TCP/IP,则 IP 数据包更为常见。如果封装的数据包非常小,则需要使用填充位将帧填充到最小值。

帧校验序列 (FCS):

FCS(长度为 4 个字节)字段用于检测帧中的错误。它使用循环冗余校验 (CRC),从发送站开始并且该 CRC 的结果包含于 FCS 字段中。接收站接收帧并执行完全相同的 CRC 运算,检查是否存在错误。如果计算结果相符,则表示没有错误;否则丢弃该帧。

4,说明以太网MAC地址。
以太网MAC地址是一种表示为12个十六进制数字的48位二进制。前24位(3个字节)是组织唯一标示(OUI)。后24位(3个字节)标识设备,而且对于特定OUI指必须是唯一的。
5,为什么需要第2层MAC地址?
以太网MAC地址是用于通过本地介质传输帧。特定MAC地址在本地网段以外没有任何意义或用途。它是唯一的,也不分层,而且与特定设备相关。
6,说明以太网是如何实现单播、组播和广播的。
单播:
单播 MAC 地址是报文从一台传输设备发送到一台目的设备时使用的唯一地址。所有主机都会检查帧,但如果它们不是帧的发送目的,则会丢弃帧。只有 MAC 地址与帧的目的地址相符的主机才会接受帧并通过上层处理报文。
 
组播:
组播 MAC 地址是所有设备共有的一组 MAC 地址,用于传输携带组播数据包的帧,如音频流和视频流。对于 IP 组播而言,以太网组播 MAC 地址以 0100.5E 或 0100.5F 开始。上层已建立组播会话的 LAN 中的设备都将接收目的地址位于此范围内的帧。
 
广播:
以太网广播 MAC 地址为 FFFF.FFFF.FFFF。该 LAN 子网中的所有设备都将接收并处理以此为目的地址的帧。
7,举例说明CSMA/CD的过程。
载波侦听
要发送报文的所有网络设备在传输之前必须侦听。如果检测到来自其它设备的信号,设备将暂停传输并随机等待一段时间,然后重试。未检测到通信时,设备将传输其报文。
 
 多路访问
如果一台设备的信号延迟导致另一台设备没有检测到该信号,则另一台设备可能也开始传输。两个报文将在介质中传播,直到相互碰头。剩余信号会混杂在一起继续沿介质传播。
 
冲突检测
所有设备都要检测因冲突导致信号量超过正常水平的情况。检测到冲突之后,各台设备将继续发送,以确保网络上的所有设备都检测到冲突。
 
堵塞信号
此外,一旦检测到冲突,所有设备都会发出一个堵塞信号。
 
随机回退
这种堵塞信号调用回退算法,使所有设备在随机时间内停止传输。这样就可以从介质中消除冲突。延迟到期后,所有设备将恢复传输前侦听模式。随机回退时间意味着第三台设备可以先于两台涉入冲突的设备传输。
8,描述以太网冲突域。
相互连接的一组设备如果可以导致彼此直接发生冲突,则称为冲突域。
9,比较早期以太网技术与当前版本的规范。
带宽:10 Mbps 到 100Mbps 与 1000Mbps 到 10,000Mbps
 
传输范围:
铜介质 - 500 米、200 米与 100 米(成本更低且带宽更高,传输范围较短)
光纤介质 - 400 米与 10 千米
 
介质:
同轴电缆、非屏蔽双绞线与光纤
多路 - 每个网段多台主机(共享介质)与每个网段一台主机
半双工与全双工
 
成本:每 Mbps 每米的成本已降低
10,阐述从集线器网络发展到交换机网络的优点。
可扩展性:
集线器在用户之间共享有限的带宽。
交换机为每台主机提供全部可用带宽。
 
延时:
延时是数据包到达目的设备所需的时间。
网段中的节点越多,延时越长,因为每个节点都要等待传输。
集线器需要重新生成帧,这也会增加延迟。
交换机同样需要缓冲帧,但由于每个网段中仅一台主机,因此当每台主机都要传输时却不存在延迟。
 
网络故障:
速度不兼容,如 100 Mbps 的设备连接到 10 Mbps 的集线器。
交换机却可配置为管理速度不同的网段。
 
冲突:
集线器会增加冲突域的大小。使用集线器(第 1 层设备)增加同一个网段中的节点数量会增加冲突的数量。
交换机在第 2 层分割冲突域,即使不能消除每个网段的冲突,至少可以使其减少。
11,列举并说明以太网交换机的各个工作阶段。
获取
收到来自节点的数据帧时,交换机读取源 MAC 地址并根据传入接口将地址保存到查询表中。交换机现在知道应该从哪个接口向外转发此地址的帧。
 
泛洪
当交换机的查询表中没有某个目的 MAC 地址时,它会将帧从所有接口(接收帧的接口除外)发送出去(泛洪)。
 
转发
当交换机的查询表中有目的 MAC 地址而且该 MAC 地址映射的接口并非接收帧的接口时,它会将帧从该接口发送出去(转发)。
 
过滤
当交换机的查询表中有目的 MAC 地址但是该 MAC 地址映射的接口是接收帧的接口时,它会丢弃该帧。(其它接口/网段不必要地闲置并可能存在冲突导致的流量。)
 
过期
查询表中的每个 MAC-IP 地址条目都有时间戳,在每次引用该条目时重置。如果时间过期,将从表中清除该条目。这样可减少查找的条目数量并释放内存空间。