网络设备冗余和链路冗余-常用技术
网络设备及链路冗余部署
——基于锐捷设备
冗余技术简介
随着Internet的发展，大型园区网络从简单的信息承载平台转变成一个公共服务提供平台。作为终端用户，希望能时时刻刻保持与网络的联系，因此健壮，高效和可靠成为园区网发展的重要目标，而要保证网络的可靠性，就需要使用到冗余技术。高冗余网络要给我们带来的体验，就是在网络设备、链路发生中断或者变化的时候，用户几乎感觉不到。
为了达成这一目标，需要在园区网的各个环节上实施冗余，包括网络设备，链路和广域网出口，用户侧等等。大型园区网的冗余部署也包含了全部的三个环节，分别是：设备级冗余，链路级冗余和网关级冗余。本章将对这三种冗余技术的基本原理和实现进行详细的说明。
8.2设备级冗余技术
设备级的冗余技术分为电源冗余和管理板卡冗余，由于设备成本上的限制，这两种技术都被应用在中高端产品上。
在锐捷网络系列产品中，S49系列，S65系列和S68系列产品能够实现电源冗余，管理板卡冗余能够在S65系列和S68系列产品上实现。下面将以S68系列产品为例为大家介绍设备级冗余技术的应用。
8.2.1S6806E交换机的电源冗余技术
图 8-1 S6806E的电源冗余
如图8-1所示，锐捷S6806E内置了两个电源插槽，通过插入不同模块，可以实现两路AC 电源或者两路DC电源的接入，实现设备电源的1＋1备份。工程中最常见配置情况是同
时插入两块P6800-AC模块来实现220v交流电源的1＋1备份。
电源模块的冗余备份实施后，在主电源供电中断时，备用电源将继续为设备供电，不会造成业务的中断。
注意：在实施电源的1＋1冗余时，请使用两块相同型号的电源模块来实现。如果一块是交流电源模块P6800-AC，另一块是直流电源模块P6800-DC的话，将有可能造成交换机损坏。
8.2.2 S6806E交换机的管理板卡冗余技术
图 8-2 S6806E的管理卡冗余
如图8-2所示，锐捷S6806E提供了两个管理卡插槽，M6806-CM为RG-S6806E的主管理模块。承担着系统交换、系统状态的控制、路由的管理、用户接入的控制和管理、网络维护等功能。管理模块插在机箱母板插框中间的第M1,M2槽位中，支持主备冗余，实现热备份,同时支持热插拔。
简单来说管理卡冗余也就是在交换机运行过程中，如果主管理板出现异常不能正常工作，交换机将自动切换到从管理板工作，同时不丢失用户的相应配置，从而保证网络能够正常运行，实现冗余功能。
在实际工程中使用双管理卡的设备都是自动选择主管理卡的，先被插入设备中将会成为主管理卡，后插入的板卡自动处于冗余状态，但是也可以通过命令来选择哪块板卡成为主管理卡。具体配置如下
注意：在交换机运行过程中，如果用户进行了某些配置后执行主管理卡的切换，一定要记得保存配置，否则会造成用户配置丢失
在实际项目中，S65和S68系列的高端交换机一般都处于网络的核心或区域核心位置，承载着园区网络中关键的业务流量。为了提供更可靠的网络平台，锐捷网络推荐对于S65和S68系列交换机都配备电源和管理卡的冗余。
8.3链路级冗余技术
在大型园区网络中往往存在多条二层和三层链路，使用链路级冗余技术可以实现多条链路之间的备份，流量分担和环路避免。本章将对几种主要的链路冗余技术进行阐述。
8.3.1二层链路冗余的实现
在二层链路中实现冗余的方式主要有两种，生成树协议和链路捆绑技术。其中生成树协议是一个纯二层协议，但是链路捆绑技术在二层接口和三层接口上都可以使用。首先介绍的是链路捆绑技术（Aggregate－port）。
8.3.1.1二层链路捆绑技术（Aggregate－port）
AP技术的基本原理
把多个二层物理链接捆绑在一起形成一个简单的逻辑链接，这个逻辑链接我们称之为一aggregate port（简称AP）。 AP是链路带宽扩展的一个重要途径，符合IEEE 标准。它可以把多个端口的带宽叠加起来使用，形成一个带宽更大的逻辑端口，同时当AP中的一条成员链路断开时，系统会将该链路的流量分配到AP中的其他有效链路上去，实现负载均衡和链路冗余。AP技术一般应用在交换机之间的骨干链路，或者是交换机到大流量的服务器之间。锐捷网络交换机支持最大8条链路组成的AP。
二层AP技术的基本应用和配置
下面来看一个简单的AP应用实例：
图 8-3 二层链路AP技术
在图8-3中两台S3550交换机存在两条百兆链路形成了环路，如果要避免环路的话必须要启用生成树协议，这样会导致其中一条链路被阻塞掉，既造成了带宽的浪费，同时也违背了使用两条链路实现冗余加负载分担的设计初衷。
在这种情况下使用AP技术可以园满的解决这个问题，通过捆绑两条链路形成一个逻辑端口AggregatePort，带宽被提升至200M，同时在两条链路中的一条发生故障时，流量会被自动转往另一条链路，从而实现了带宽提升，流量分担和冗余备份的目的。
具体的设备配置以其中S3550-1为例：
配置完成后使用命令检查结果如下：
S3550-1#show aggregatePort 1 summary
AggregatePort MaxPorts SwitchPort Mode Ports ------------- -------- ---------- ------ -----------------------
Ag1 8 Enabled Access Fa0/1 , Fa0/2
可以看到Ag1已经被正确配置，F0/1和F0/2成为AP组1 的成员。
二层AP技术的负载均衡
AP技术的配置和应用环境都并不复杂，但是在实际项目使用AP的时候，很多人往往忽视了一个问题，那就是如何用好AP的负载均衡模式。
二层AP有两种负载均衡模式：基于源MAC或者是基于目的MAC进行帧转发。在实际项目中，灵活运用这两种模式才能使得AP发挥最大的功效。
图 8-4 AP的负载均衡模式
在图8-4中可以看到在核心和汇聚之间存在一条由三个百兆组成的AP链路，缺省情况下二层AP基于源MAC地址进行多链路负载均衡。这样做在用户侧交换机上是没有任何问题的，因为数据来自不同的用户主机，源MAC不同；但是如果在核心交换机上也根据源MAC来投包的话，仅仅会利用上三条链路中的一条，因为核心交换机发往用户数据帧的源MAC只有一个，就是本身的SVI接口MAC。因此为了能够充分利用AP的所有成员链路，必须在核心交换机上更改成基于目的MAC的负载均衡方式。
锐捷网络推荐在使用AP技术时根据项目的情况合理选择负载均衡的方式，以免造成链路带宽的浪费。
调整二层AP负载均衡模式的配置以S3550为例：
8.3.1.2 生成树技术
本章节主要介绍如何在实际项目中运用生成树技术实现二层链路的冗余和流量分担，对于生成树技术原理不会做过多的描述，如果对生成树技术有兴趣的读者请自行查阅资料。
生成树协议 STP作为一种纯二层协议，通过在交换网络中建立一个最佳的树型拓扑结构实现了两个重要功能：环路避免和冗余。但是纯粹的生成树协议IEEE 在实际应用中并不多，因为其有几个非常明显的缺陷:,收敛慢，而且浪费了冗余链路的带宽。作为STP的升级版本，IEEE RSTP解决了收敛慢的问题，但是仍然不能有效利用冗余链路做负载分担。因此在实际工程应用中，往往会选用 MSTP技术。
MSTP技术除保留了RSTP快速收敛的优点外，同时MSTP能够使用instance（实例）关联VLAN的方式来实现多链路负载分担。下面我们来看一个实例：
图 8-5 MSTP原始拓扑
使用STP实现链路冗余
在图8-5是一种常见的二层组网方式，三台交换机上都拥有两个VLAN，VLAN10和VLAN20。接入层交换机到汇聚交换机有两条链路，如果使用 STP技术来进行链路冗余的话，会导致图8-6中的结果：
图 8-6 使用STP后拓扑变化
从图中可以很清楚的看出使用 STP或 RSTP，虽然能够实现链路冗余，但是无论如何都会导致S2126G的某条上行链路被阻塞，从而导致链路带宽的浪费。
使用MSTP实现链路冗余和负载分担
如果使用 MSTP的话，就可以同时达到冗余和流量分担的目的。现在来看看在这种拓扑结构下，如何正确使用MST实现以上功能.
（1）在三台交换机上全部启用MST，并建立VLAN 10到Instance 10 和VLAN 20到Instance
20的映射，这样就把原来的物理拓扑，通过Instance到VLAN的映射关系逻辑上划分成两个拓扑，分别对应VLAN 10和VLAN 20。
（2）调整S3550-1 在VLAN10中的桥优先级为4096，保证其在VLAN 10的逻辑拓扑中被选举为根桥。同时调整在VLAN20中的桥优先级为8192，保证其在VLAN20的逻辑拓扑中的备用根桥位置。
（3）S3550-2的调整方法和S3550-1类似，也是要保证在VLAN20中,S3550-2成为根桥，在VLAN10中，其成为备用根桥。
图 8-7非常形象的描述了本案例使用MSTP的实现过程
图 8-7 使用MST后的拓扑变化
MSTP的配置实例：
S2126G配置如下
S3550-1配置如下
S3550-2配置如下
注意：由于MST的配置较为复杂，因此在下面列出了MST的配置中一些经常出现的错误。
(1)Spanning-tree模式没有选择。
(2)各个交换机Instance映射关系不一致，从而导致交换机间的链路被错误阻塞。
(3)很多工程师在配置完S3550-1在Instance10中的根桥优先级后，没有将其设置成另一
个实例的备用根桥。这是非常危险的操作，因为一旦出现Instance20的主用链路失效后可能导致S2126G被选举为根桥，使得VLAN20的所有流量都必须经过S2126G这种接入层交换机，在极端情况下可能导致S2126G当机。
(4)MST的配置顺序问题，应该在配置完MST的参数后再打开生成树，否则有可能出现MST
工作异常的情况。
(5)没有指定VLAN到Instance关联的VLAN都被归纳到Instance0，在实际工程中需要注
意Instance0 的根桥指定。
8.3.2三层链路冗余技术
三层链路冗余技术较二层链路冗余技术丰富很多，依靠各种路由协议可以轻的实现三层链路冗余和负载均衡。另外三层链路捆绑技术也提供了路由协议之外的一种选择。由于在当前的大型园区网络中，绝大部分情况使用的路由协议都是OSPF，因此在讨论基于路由协议的冗余技术时，只考虑使用OSPF的情况。
8.3.2.1三层链路捆绑技术
三层链路的AP和二层链路AP技术的本质都是一样，都是通过捆绑多条链路形成一个逻辑端口来实现增大带宽，保证冗余和负载分担的目的。在本章的8.3.1.1小节中对AP技术已经做了详细的阐述，在本节中就只介绍三层AP的基本配置，需要详细了解链路捆绑技术请参阅小节。
图 8-8 三层AP
如图8-8所示，两台S3550需要建立三层AP，以S3550-1为例，其配置如下：
注意：建立三层AP需要首先手动建立汇聚端口，并将其设置为三层接口。如果直接将交换机端口加入的话，会出现接口类型不匹配，命令无法执行的错误。
三层AP的负载均衡模式
和二层AP一样，三层AP也需要选择负载均衡模式，锐捷网络推荐使用基于源-目IP对的方式。配置如下：
8.3.2.2基于OSPF的三层链路冗余技术
基于OSPF的三层链路冗余技术在大型园区网络中使用广泛，通过cost值的调整可以非常容易的实现链路冗余和负载分担，在本书的第六章《园区网OSPF规划部署》中对其做了较为详细的分析，本节中将只对案例进行简要分析。
图 8-9 OSPF网络的冗余实现
图中骨干链路中的实线条代表主用链路，虚线条代表备用链路
图8-9中的OSPF网络通过cost调整很好的实现了链路，核心设备和出口的冗余备份和负载分担。其实对于这种拓扑接口的网络，使用OSPF还有另外一种解决方案，那就是不修
改cost值，在S6806E的两条上行链路做负载均衡。这种方式看似比前一种方案更合理。但是在实际项目中，由于园区内部使用私有地址，在出口路由器上需要做NAT转换，因此在这种拓扑中是不可行的。对于这种网络不可能实现真正意义上的负载均衡，只能通过规划设计来合理分配链路流量。
下面来看看图8-10中的网络，这个OSPF网络由于是单出口的拓扑结构，因此不需要通过人工调整cost值来实现流量分担。只需要更改OSPF的参考带宽， OSPF会自动实现负载均衡功能。
图 8 -10 OSPF网络的负载均衡
8.4网关级冗余技术 VRRP的实现
前面两章谈到的冗余技术保证了园区网络级别的冗余，同样对于使用网络的终端用户来讲，也需要一种机制来保证其与园区网络的可靠连接，这就是网关级冗余技术。锐捷网络设备使用VRRP技术来实现网关级的冗余，本节将详细介绍VRRP的实现原理和配置。
VRRP是一种容错协议，它保证当主机的下一跳路由器失效时，可以及时的由另一台路由器来替代，从而保持通讯的连续性和可靠性，VRRP协议通过交互报文的方法将多台物理路由器模拟成一台虚拟路由器，网络上的主机与虚拟路由器进行通信。一旦VRRP组中的某台物理路由器失效，其他路由器自动将接替其工作。
单VLAN的VRRP应用
单VLAN中VRRP的典型应用如图8-11所示，图中所有设备和用户都处于VLAN10中，对于用户来说，其电脑的网关被设置为虚拟路由器S3550-3的IP地址，实际上真正进行转发的设备是S3550-1，S3550-2作为冗余。一旦S3550-1出现故障，S3550-2将自动接替其工作，对用户来说是感知不到这种变化的。
图 8-11 VRRP应用示意图
在单VLAN中，VRRP的基本配置如下：
S3550-1的配置
S3550-2的配置
多VLAN中的VRRP路由器负载分担：
在多VLAN的情况下，如果使用S3550-1作为主网关，S3550-2仅仅用来做冗余的话实际上对网络资源是一种极大的浪费。多VLAN 中的VRRP路由器负载分担模式本质上是单VLAN 中VRRP应用模型的拓展。如图8-12所示，针对不同的VLAN中建立相应的VRRP组，通过优先级调整来使得路由器在多个VLAN中充当不同的角色，这样可以让流量均匀分布到链路和设备上，从而实现冗余和流量分担的目的。这种应用思想和MST的多VLAN流量分担相似，也是基于VLAN实现逻辑拓扑的划分。
图 8-12 多VLAN环境下的VRRP应用
在多VLAN环境下，实现VRRP路由器负载分担的基本配置如下：
S3550-1的配置
S3550-2的配置
经过以上配置后，最终在VLAN10中建立VRRP组1，S3550-1被当选为主网关，S3550-2成为备用网关，而在VLAN 20中建立VRRP组 2，S3550-2被当选为主网关，S3550-1成为备用网关。
由于在实际的工程项目中，绝大多数情况都是处于多VLAN的环境，因此锐捷网络推荐使用VRRP路由器的负载分担模式。
8.5冗余技术的综合使用实例： MSTP+VRRP
由于每种冗余技术都工作在特定层面上，所以在网络实际应用时需要多种冗余技术的结合使用才能真正保证网络的可靠性。在本章中将为大家介绍一个冗余技术综合运用的实例，使用MSTP+VRRP来实现基于VLAN的链路冗余和网关冗余。
图 8-13 冗余技术的综合应用
如图8-13所示，这是一个大型园区网络的某个汇聚节点的拓扑图，共有两个用户VLAN：VLAN10和VLAN20，在接入交换机S2126G到三层汇聚使用了双核心和双链路备份。对于这种类型的网络，设计者的意图很明显：希望得到最高的安全性和合理的流量分担。为了实现这个目的，必须把MSTP和VRRP结合使用。如图8-14所示。
图 8-14 VRRP+MSTP示意图
对于这种案例来说，其实把拓扑图分解成单个VLAN的逻辑拓扑后，理解起来是很简单的，无非就是先通过调整桥优先级选出本VLAN的根桥，然后再调整VRRP的优先级使得这台根桥同时成为对应VRRP组的主网关。
这样正常情况下两个VLAN的用户的数据流量分别通过不同的上行链路和网关进入园区网络，实现了链路和网关的负载分担。同时在故障出现时，MSTP保障二层冗余链路切换功能，而VRRP保证备用网关的倒换，两种技术被有机的结合，从而完美的解决了这类网络的冗余问题。
本案例的具体配置如下：
S3550-1在VLAN10和VLAN20中的配置
S3550-2在VLAN10和VLAN20中的配置
注意：在实际工程中做VRRP+MSTP的配置，一定要注意在一个VLAN中根桥的位置和VRRP主网关的位置必须一致，否则会造成网络故障。
数据链路层网络设备详细说明
第四章数据链路层网络设备 4.1网桥 4.1.1 什么是网桥 网桥工作在数据链路层，将两个LAN连起来，依照MAC地址来转发帧，能够看作一个“低层的路由器”（路由器工作在网络层，依照网络地址如IP地址进行转发）。网桥是数据链路层的连接设备，准确他讲它工作在MAC子层上。网桥在两个局域网的数据链路层（DDL）间接帧传送信息。 1、网桥的功能 网桥(Bridge)工作在OSI模型的数据链路层，能够用于连接具有不同物理层的网络，如连接使用同轴电缆和UTP的网络。网桥是一种数据帧存储转发设备，它通
过缓存、过滤、学习、转发和扩散等功能来完成操作。如图4-1所示。 图4-1 网桥连接的示意图 2、网桥的工作原理 ?缓存：网桥首先会对收到的数据帧进行缓存并处理 ?过滤：推断入帧的目标节点是否位于发送那个帧的网段中，假如是，网桥就不把帧转发到网桥的其他端口 ?转发：假如帧的目标节点位于另一个网络，网桥
就将帧发往正确的网段 ?学习：每当帧通过网桥时，网桥首先在网桥表中查找帧的源MAC地址，假如该地址不在网桥表中，则将有该MAC地址及其所对应的网桥端口信息加入 ?扩散：假如在表中找不到目标地址，则按扩散的方法将该数据发送给与该网桥连接的除发送该数据的网段外的所有网段。 表4-1
3 （1）透明网桥 所有的路由判决全部由网桥自己确定。 （2）源路由选择网桥 源路由选择网桥要紧用于互连令牌环网，源路由选择网桥要求信息源(不是网桥本身)提供传递帧到终点所需的路由信息。 (3) 翻译网桥 翻译网桥又称转换网桥，是透明网桥的一种专门形式。它在物理层和数据链路层使用不同协议的LAN提供网络连接服务。
计算机网络 数据链路层 练习题
第三章数据链路层 一、选择题 1、数据在传输过程出现差错的主要原因是（A ） A. 突发错 B. 计算错 C. CRC错 D. 随机错 2、PPP协议是哪一层的协议（B ） A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 高层 3、控制相邻两个结点间链路上的流量的工作在（A ）完成。 A. 链路层 B. 物理层 C. 网络层 D. 运输层 4、在OSI参与模型的各层中，（B ）的数据传送单位是帧。 A．物理层B．数据链路层 C．网络层D．运输层 5、若PPP帧的数据段中出现比特串“”，则采用零比特填充后的输出为(B) 6、网桥是在（A ）上实现不同网络的互连设备。 A.数据链路层 B.网络层 C.对话层 D.物理层 7、局域网的协议结构（B）。 A.包括物理层、数据链路层和网络层 B.包括物理层、LLC子层和MAC子层 C.只有LLC子层和MAC子层 D.只有物理层 18、10Base-T以太网中，以下说法不对的是：( C ) A．10指的是传输速率为10Mbps B．Base指的是基带传输 C．T指的是以太网D．10Base-T 是以太网的一种配置 9、以太网是下面哪一种协议的实现（C ）： A. B. C. D. 10、Ethernet采用的媒体访问控制方式为（A ） A.CSMA/CD B.令牌环 C.令牌总线 D.无竞争协议 11、若网络形状是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环，则称这种拓扑结构为(C ) A.星形拓扑 B.总线拓扑 C.环形拓扑 D.树形拓扑 12、对于基带CSMA/CD而言，为了确保发送站点在传输时能检测到可能存在的冲突，数据
帧的传输时延至少要等于信号传播时延的(B ) A.1倍 B.2倍 C.4倍 D.倍 13、以太网采用的发送策略是(C ) A.站点可随时发送，仅在发送后检测冲突 B.站点在发送前需侦听信道，只在信道空闲时发送 C.站点采用带冲突检测的CSMA协议进行发送 D.站点在获得令牌后发送 14、在不同网络之间实现数据帧的存储转发，并在数据链路层进行协议转换的网络互连器称为( C ) A.转换器 B.路由器 C.网桥 D.中继器 15、100Base-T使用哪一种传输介质（C ） A. 同轴电缆 B. 光纤 C. 双绞线 D. 红外线 16、IEEE802规定了OSI模型的哪一层B A.数据链路和网络层 B.物理和数据链路层 C.物理层 D.数据链路层 17、要控制网络上的广播风暴，可以采用哪个手段A A.用路由器将网络分段 B.用网桥将网络分段 C.将网络转接成10BaseT D.用网络分析仪跟踪正在发送广播信息的计算 18、就交换技术而言，局域网中的以太网采用的是（A） A.分组交换技术 B.电路交换技术 C.报文交换技术 D.分组交换与电路交换结合技术 19、交换机工作在哪一层（A） A.数据链路层 B.物理层 C.网络层 D.传输层 20、一个快速以太网交换机的端口速率为100Mbit/s，若该端口可以支持全双工传输数据，那么该端口实际的传输带宽为（C ）。 A.100Mbit/s B.150Mbit/s C.200Mbit/s D.1000Mbit/s 21、以太网协议中使用了二进制指数退避算法，这个算法的特点是__B_____。 A.容易实现，工作效率高 B.在轻负载下能提高网络的利用率 C.在重负载下能有效分解冲突 D.在任何情况下不会发生阻塞 22、关于的CSMA/CD协议，下面结论中错误的是 B 。 CD协议是一种解决访问冲突的协议 CD协议适用于所有以太网
网络互联设备习题
网络互联设备习题 选择题 1 、下面那种网络互连设备和网络层关系最密切（） A 、中继器 B 、交换机 C 、路由器 D 、网关 答案:C 2 、下面那种说法是错误的（） A 、中继器可以连接一个以太网 UTP 线缆上的设备和一个在以太网同轴电缆上的设备 B 、中继器可以增加网络的带宽 C 、中继器可以扩展网络上两个节点之间的距离 D 、中继器能够再生网络上的电信号 答案:B 3 、可堆叠式集线器的一个优点是（） A 、相互连接的集线器使用 SNMP B 、相互连接的集线器在逻辑上是一个集线器 C 、相互连接的集线器在逻辑上是一个网络 D 、相互连接的集线器在逻辑上是一个单独的广播域 答案:B 4 、当网桥收到一帧，但不知道目的节点在哪个网段时，它必须：（） A 、再输入端口上复制该帧 B 、丢弃该帧 C 、将该帧复制到所有端口 D 、生成校验和 答案: C 5 、术语“带宽”是指：（） A 、网络的规模 B 、连接到网络中的节点数目 C 、网络所能携带的信息数量 D 、网络的物理线缆连接的类型 答案:C 6 、当一个网桥处于学习状态时，它在：（） A 、向它的转发数据库中添加数据链路层地址 B 、向它的转发数据库中添加网络层地址 C 、从它的数据库中删除未知的地址 D 、丢弃它不能识别的所有的帧
7 、下列协议中，属于自治系统外部的路由协议是：（） A.RIP B.OSPF C.IS － IS D.BGP 答案:D 8 、下面关于 5/4/3 规则的叙述那种是错误的？（） A 、在该配置中可以使用 4 个中继器 B 、整体上最多可以存在 5 个网段 C 、 2 个网段用作连接网段 D 、 4 个网段连接以太网节点 答案:D 9、下面哪种网络设备用来连异种网络？（） A. 集线器 B. 交换机 C. 路由器 D. 网桥 答案: C 10、下面有关网桥的说法，错误的是： ( ) A. 网桥工作在数据链路层，对网络进行分段，并将两个物理网络连接成一个逻辑网络 B. 网桥可以通过对不要传递的数据进行过滤，并有效的阻止广播数据 C. 对于不同类型的网络可以通过特殊的转换网桥进行连接 D. 网桥要处理其接收到的数据，增加了时延 答案:B 11、四个集线器采用叠推技术互连，则任意两个端口之间的延迟为（） A. 一个集线器的延迟 B. 二个集线器的延迟 C. 三个集线器的延迟 D. 四个集线器的延迟 答案:A 12、在采用光纤作媒体的千兆位以太网中，配置一个中继器后网络跨距将（） A. 扩大 B. 缩小 C. 不变 D. 为零 答案:B 13、路由选择协议位于（） A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 应用层
网络互联与常用网络设备
网络互联与常用网络设备、 1、网络互联的概念和目的？ 1）网络互联的概念：所谓网络的互联，一般是指将不同的网络（如局域网、 广域网）通过某种手段连接起来，使之能够相互通信的 一种技术和方法。 2）网络互联的目的：1、扩大网络通信范围与限定信息通信范围 2、提高网络系统的性能与可靠性 3、实现异种网络之间服务和资源的共享 2、网络互联设备有哪些？各自的功能、特点以及工作的层次是 什么？ 中继器/ 集线器 中继器功能：中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能， 负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、 调整和放大功能，以此来延长网络的长度。 中继器特点：中继器的两端连接的是相同的媒体，但有的中继器也可以完 成不同媒体的转接工作。 集线器功能：集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节 点上。 集线器特点：在网络中只起到信号放大和重发作用，其目的是扩大网络的 传输范围，而不具备信号的定向传送能力，是—个标准的共 享式设备。
中继器/ 集线器：位于物理层层 网桥/交换机 网桥功能：数据链路层设备，在局域网之间存储转发帧；通过地址过滤，有选择的转发信息帧。 网桥特点：一个网段上的帧有条件地被转发到另一个网段； 扩展后的网络被网桥/交换机隔离成多个冲突域； 扩展后的网络仍是一个广播域。 交换机功能：功能与网桥类似。 交换机特点：交换机通过内部的交换矩阵把网络划分为多个网段——每个端口为一个冲突域；交换机能够同时在多对端口间无冲突地交换 帧;端口数多，并且交换速度快。 网桥/交换机：位于数据链路层互联 路由器 特点：一个网络上的分组有条件地被转发到另一个网络； 扩展后的网络被路由器分隔成多个子网。 功能：在不同的网络之间存储转发分组（数据报文）。 路由器：位于路由器网络层 网关 功能：一、（3种方式支持不同种协议系统之间的通信）完成网络层以上的某种协议之间的转换，将不同网络的协议进行转换。 二、同时可以进行（1）远端业务协议封装（2）本地业务协议封装 （3）协议转换
常用网络设备设备
物理层设备 1.调制解调器 调制解调器的英文名称为modem，来源于Modulator/Demodulator，即调制器/解调器。 ⑴工作原理 调制解调器是由调制器与解调器组合而成的，故称为调制解调器。调制器的基本职能就是把从终端设备和计算机送出的数字信号转变成适合在电话线、有线电视线等模拟信道上传输的模拟信号；解调器的基本职能是将从模拟信道上接收到的模拟信号恢复成数字信号，交给终端计算机处理。 ⑵调制与解调方式 调制，有模拟调制和数字调制之分。模拟调制是对载波信号的参量进行连续地估值；而数字调制使用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在接收端对载波信号的离散参量进行检测。调制是指利用载波信号的一个或几个参数的变化来表示数字信号的一种过程。 调制方式相应的有：调幅、调频和调相三种基本方式。 调幅：振幅调制其载波信号将随着调制信号的振幅而变化。 调频：载波信号的频率随着调制信号而改变。 调相：相位调制有两相调制、四相调制和八相调制几种方式。 ⑶调制解调器的分类 按安装位置：调解解调器可以分为内置式和外置式 按传输速率分类：低速调制解调器，其传输速率在9600bps以下；中速调制解调器，其传输速率在9.6～19.2kbps之间；高速调制解调器，传输速率达到19.2～56kbps。 ⑷调制解调器的功能 ?差错控制功能：差错控制为了克服线路传输中出现的数据差错，实现调制解调器至远端调制解调器的无差错数据传送。 ?数据压缩功能：数据压缩功能是为了提高线路传输中的数据吞吐率，使数据更快地传送至对方。 ⑸调制解调器的安装 调制解调器的安装由两部分组成，线路的连接和驱动程序的安装。 线路连接： ?将电话线引线的一端插头插入调制解调器后面LINE端口。
计算机网络(数据链路层)-试卷3
计算机网络（数据链路层）-试卷3 (总分：68.00，做题时间：90分钟) 一、单项选择题(总题数：7，分数：14.00) 1.网桥工作在互联网络的( )。 A.物理层 B.数据链路层√ C.网络层 D.传输层 网桥将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。 2.在组建一个10Base—2以太网时，需要使用的硬件设备中不包括( )。 A.带有BNC接口的网卡 B.BNCT型连接器 C.细同轴电缆 D.外部收发器√ 3.对于基带CSMA／CD而言，为了确保发送站点在传输时能检测到可能存在的冲突，数据帧的传输时延至少要等于信号传播时延的( )。 A.1倍 B.2倍√ C.4倍 D.2．5倍 争用期(Contention Period)就是以太网端到端往返时间2τ，又称为碰撞窗口(Collision window)。在局域网的分析中，常把总线上的单程端到端传播时延记为r。 4.PPP是Internet中使用的( )，其功能对应于OSI参考模型的数据链路层。 A.传输协议 B.分组控制协议 C.点到点协议√ D.报文控制协议 5.已知循环冗余码生成多项式G(x)=x 5 +x 4 +x+1，若信息位10101100，则冗余码是( )。 A.01101 B.1100 √ C.1101 D.1100 10101100MOD110011=01100 6.HDLC协议采用的帧同步方法是( )。 A.使用比特填充的首尾标志法√ B.使用字符填充的首尾定界符法 C.字节计数法 D.违法编码法 HDLC(High Level Data Link Control，高级数据链路控制规程)是面向比特的同步协议。 HDLC是面向比特的数据链路控制协议的典型代表，该协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现；全双工通信，有较高的数据链路传输效率；所有帧采用CRC 校验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重份，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大的灵活性。 7.数据链路层采用后退N帧协议，发送方已经发送了编号为0～7的帧。当计时器超时，若发送方只收到0、 2、3号帧的确认，则要发送方重发的帧数是( )。 A.2
计算机网络-数据链路层知识点总结
（一）数据链路层的功能：节点到节点地将网络层的数据报传送通过路径中的单段链路。注1：提出这个点是为了使知识结构体系完整。 注2：其他的基本常识： 两种信道：广播信道、点对点信道。 链路层提供的服务：成帧（即（二）组帧）、链路访问（即（五）介质访问控制）、差错检测和纠错（即（三）差错控制）。 （二）组帧：基本的模式为：帧首部+数据部分（大小不能超多mtu）+帧尾部。具体情况视各具体协议而定，抛开具体的协议谈组帧没有意义。 （三）差错控制:1.检错编码：2.纠错编码：注：这个点和组成的点是重合的。 （四）流量控制与可靠传输机制 1.流量控制、可靠传输与滑轮窗口机制 a)滑轮窗口机制：发送方连续发送窗口内的所有分组。接收方可以累积确认（只对按序到达的最后一个分组发送确认。） 2.单帧滑动窗口与停止-等待协议：不论是否已有该分组，收到就确认、超时重传、分组和ack有编号。 3.多帧滑动窗口与后退N帧协议（GBN也称滑动窗口协议）：丢弃失序分组（使接受缓存简单）：序号、检查、累积确认、超时/重传。 4.多帧滑动窗口与选择重传协议（SR）：窗口长度必须小于或等于序号空间大小的一半。注：这个点个人觉得不应该放在这里，我手头的两本教材都是在运输层详细将这个点的。所以准备放到运输层复习。 （五）介质访问控制 问题背景：在广播链路中，两个以上的节点同时传输帧时，所有节点都会收到这些帧，即发生碰撞。多个节点同时活动时，多址访问协议可确保广播信道进行有用的工作。多址访问协议有如下三类： 1.信道划分介质访问控制（信道划分协议） 频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM，光的频分复用）、码分多路复用（CDMA）的概念和基本原理。 注：信道划分协议这个点，想不出能出什么题。看到英文缩写能知道中文，看到中文能知道大致是怎么一回事儿应该就足够了。 2.随机访问介质访问控制（随机访问协议） ALOHA协议：时隙ALOHA的效率公式，最大效率：1/e=0.37、0.37的概率空闲、0.26的概率碰撞；纯ALOHA的效率是时隙的一半。 CSMA协议：载波侦听多址访问协议： CSMA/CD协议：带碰撞检测的载波侦听多址访问协议。 CSMA/CA协议：避免碰撞的载波侦听多址访问协议。 注1：即使使用了这些协议，因为传播时延的存在，碰撞还是会产生。 注2：随机访问协议这个点，依然想不出单独对这能出什么题。 3.轮询访问介质访问控制：（轮流协议） 令牌传递协议要点：有帧传送时持有令牌、无帧传送时转发令牌、发送帧数超过最大帧数也要转发令牌； 令牌传递协议的注意点：一个节点崩溃可能导致整个信道崩溃，一个节点释放令牌出现故障时的恢复。 注：依然不知道能出什么题目。
常见的网络设备(详细)
常见的网络设备 1、中继器repeater： 定义：中继器是网络物理层上面的连接设备。 功能：中继器是一种解决信号传输过程中放大信号的设备，它是网络物理层的一种介质连接设备。由于信号在网络传输介质中有衰减和噪声，使有用的数据信号变得越来越弱，为了保证有用数据的完整性，并在一定范围内传送，要用中继器把接收到的弱信号放大以保持与原数据相同。使用中继器就可以使信号传送到更远的距离。 优点： 1.过滤通信量中继器接收一个子网的报文，只有当报文是发送给中继器所连 的另一个子网时，中继器才转发，否则不转发。 2.扩大了通信距离，但代价是增加了一些存储转发延时。 3.增加了节点的最大数目。 4.各个网段可使用不同的通信速率。 5.提高了可靠性。当网络出现故障时，一般只影响个别网段。 6.性能得到改善。 缺点： 1.由于中继器对接收的帧要先存储后转发，增加了延时。 2.ＣＡＮ总线的ＭＡＣ子层并没有流量控制功能。当网络上的负荷很重时， 可能因中继器中缓冲区的存储空间不够而发生溢出，以致产生帧丢失的现 象（３）中继器若出现故障，对相邻两个子网的工作都将产生影响。
2、集线器hub： 定义：作为网络中枢连接各类节点，以形成星状结构的一种网络设备。 作用：集线器虽然连接多个主机，但不是交换设备，它面对的是以太网的帧，它的工作就是在一个端口收到的以太网的帧，向其他的所有端口进行广播(也有可能进行链路层的纠错)。只有集线器的连接，只能是一个局域网段，而且集线器的进出口是没有区别的。 优点：在不计较网络成本的情况下面，网络内所有的设备都用路由器可以让网络响应时间和利用率达到最高。 缺点： 1.共享宽带，单通道传输数据，当上下大量传输数据时，可能会出现塞车，所以 交大网络中，不能单独用集线器，局限于十台计算机以内。 2.它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的， 而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。
CCNA 思科网络章节考试题及答案《数据链路层》
《数据链路层》 在网络中实现第 2 层协议时应该考虑哪三个因素？（选择三项） 所选的第 3 层协议 网络的地址范围 传输层定义的PDU 物理层实现 要连接的主机数量 请参见图示。假设图示中的网络已收敛，即路由表和ARP 表均完整，主机 A 将在发往www.server 的以太网帧目的地址字段中放入以下哪个MAC 地址？ 00-1c-41-ab-c0-00 00-0c-85-cf-65-c0 00-0c-85-cf-65-c1 00-12-3f-32-05-af
下列哪些选项是共享介质以竞争为原则的介质访问属性？（选择三项） 非确定性 开销较低 每次只有一个站点能够传输 存在冲突 设备必须等待轮到自己 令牌传递 有关物理拓扑和逻辑拓扑的陈述，下列哪一项正确？ 逻辑拓扑始终与物理拓扑相同。 物理拓扑与网络传输帧的方法有关。 物理信号路径是按数据链路层协议定义的。 逻辑拓扑由节点之间的虚拟连接组成。 决定介质访问控制方法的因素是什么？（选择两项） 网络层编址？ 介质共享 应用进程
逻辑拓扑 中间设备的功能 下列哪些有关介质访问控制的陈述是正确的？（选择三项） 以太网采用CSMA/CD 定义为帧在介质中的放置方法 以竞争为原则的访问亦称确定性访问 802.11 采用CSMA/CD 数据链路层协议定义了访问不同介质的规则 受控访问存在数据冲突 下列哪些陈述描述的是令牌传递逻辑拓扑？（选择两项） 按照先到先得原则使用网络。 只有当计算机拥有令牌时才能传输数据。 所有主机都将接收其它主机发送的数据。 相互之间依次传递电子令牌。 令牌传递网络存在冲突率高的问题。 网络管理员有责任以图形精确表示公司网络线路和设备在建筑内的位置。这种图是什么？
常用的网络设备与功能
人们常用的网络设备及其功能 目录 一、路由器 (2) 1、路由器的功能及特点 (2) 2、路由器的种类 (2) （1）．接入路由器 (2) （2）．企业级路由器 (2) （3）．骨干级路由器 (3) （4）．太比特路由器 (3) （5）、无线路由器 (4) 二、HUB 集线器 (5) 1、集线器的功能及特点 (5) 2、集线器的种类 (5) （1）独立型HUB： (5) （2）模块化HUB： (5) （3）可堆叠式HUB： (5) 三、交换机 (7) 1、交换机的功能及特点 (7) 2、交换机的种类 (7) 四、网关（Gatway) (8) 1、网关的功能及特点 (8) 2、网关的种类 (8) （1）语音网关 (8) （3）家用网关 (8)
常用的网络设备及其功能 一、路由器 1、路由器的功能及特点 路由器工作在OSI体系结构中的网络层，这意味着它可以在多个网络上交换和路由数据数据包。路由器通过在相对独立的网络换具体协议的信息来实现这个目标。比起网桥，路由器不但能过滤和分隔网络信息流、连接网络分支，还能访问数据包中更多的信息。并且用来提高数据包的传输效率。路由表包含有网络地址、连接信息、路径信息和发送代价等。路由器比网桥慢，主要用于广域网或广域网与局域网的互连。 2、路由器的种类 （1）．接入路由器 接入路由器连接家庭或ISP的小型企业客户。接入路由器已经开始不只是提供SLIP或PPP 连接，还支持诸如PPTP和IPSec等虚拟私有网络协议。这些协议要能在每个端口上运行。诸如ADSL等技术将很快提高各家庭的可用带宽，这将进一步增加接入路由器的负担。由于这些趋势，接入路由器将来会支持许多异构和高速端口，并在各个端口能够运行多种协议，同时还要避开交换网。 （2）．企业级路由器 企业或校园级路由器连接许多终端系统，其主要目标是以尽量便宜的方法实现尽可能多的端点互联，并且进一步要求支持不同的服务质量。许多现有的企业网络都是由Hub或网桥连接起来的以太网段。尽管这些设备价格便宜、易于安装、无需配置，但是它们不支持服务等级。相反，有路由器参与的网络能够将机器分成多个碰撞域，并因此能够控制一个网络的大小。此外，路由器还支持一定的服务等级，至少允许分成多个优先级别。但是路由器的每端口造价要贵些，并且在能够使用之前要进行大量的配置工作。因此，企业路由器的成败就在于是否提供大量端口且每端口的造价很低，是否容易配置，是否支持QoS。另外还要求企业级路
数据链路层的主要功能
数据链路层的主要功能： 1、将数据包封装为帧； 2、对等层通信，将帧交付给另一个节点的数据链路层； 3、差错检测和流量控制。 数据链路层传送的是帧。 封装成帧（framing）就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，确定帧的界限，构成帧。首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。 以太网的帧是数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾成为可以被数据链路层识别的数据帧（成帧）。虽然帧头和帧尾所用的字节数是固定不变的，但依被封装的数据包大小的不同，以太网的长度也在变化，其范围是64～1518字节（不算8字节的前导字），由以下几个部分组成： 起始字段 地址字段 长度和类型字段 数据字段 帧校验序列字段 透明传输与转义:发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”（其十六进制编码是 1B）。 字节填充（byte stuffing）/字符填充（character stuffing）：接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。 如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。 常用的冗余检验技术有：奇偶检验、方块检验和循环冗余检验。 奇校验：通过附加奇偶校验位，使所传输的信息中1的个数为奇数。 偶校验：通过附加奇偶校验位，使所传输的信息中1的个数为偶数。 循环冗余校验（CRC，Cyclical Redundancy Check）：将所传输的除以一个预先设定的除数，所得的余数作为冗余比特，附加在要发送的数据的末尾。这样实际传输的就能够被预先设定的除数整除。当整个数据发送到接收方后，接收方利用同一个除数去除接收到的数据。如果余数为0，则传输正确，否则有误。 运算规则：加法、减法均为异或运算，加法不进位，减法不借位。 在数据的末尾加上r个0，r等于除数的位数减1； 使用二进制除法，所得的余数为循环冗余校验码（以上除法用的是模2除法，不考虑减法借位，即0-0=0、0-1=1、1-0=1、1-1=0）； 将循环冗余校验码替换数据末尾的r个0，得到整个传输的数据 例如：假设待传送数据M＝1010001101，选择某生成多项式P=110101，求CRC码。 计算过程： 1 1 01 01 01 1 110101 | 101000 1 10 10 00 0 0 110101 11101 1 11010 1 111 0 10 110 1 01 1 1 11 10 1 1 01 01 10 11 00
常见的网络设备详细
常见的网络设备详细集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
常见的网络设备 1、中继器repeater： 定义：中继器是网络物理层上面的连接设备。 功能：中继器是一种解决信号传输过程中放大信号的设备，它是网络物理层的一种介质连接设备。由于信号在网络传输介质中有衰减和噪声，使有用的数据信号变得越来越弱，为了保证有用数据的完整性，并在一定范围内传送，要用中继器把接收到的弱信号放大以保持与原数据相同。使用中继器就可以使信号传送到更远的距离。 优点： 1.过滤通信量中继器接收一个子网的报文，只有当报文是发送给中继器 所连的另一个子网时，中继器才转发，否则不转发。 2.扩大了通信距离，但代价是增加了一些存储转发延时。 3.增加了节点的最大数目。 4.各个网段可使用不同的通信速率。 5.提高了可靠性。当网络出现故障时，一般只影响个别网段。 6.性能得到改善。 缺点： 1.由于中继器对接收的帧要先存储后转发，增加了延时。 2.ＣＡＮ总线的ＭＡＣ子层并没有流量控制功能。当网络上的负荷很重 时，可能因中继器中缓冲区的存储空间不够而发生溢出，以致产生帧丢失的现象（３）中继器若出现故障，对相邻两个子网的工作都将产生影响。
2、集线器hub： 定义：作为网络中枢连接各类节点，以形成星状结构的一种网络设备。 作用：集线器虽然连接多个主机，但不是交换设备，它面对的是以太网的帧，它的工作就是在一个端口收到的以太网的帧，向其他的所有端口进行广播(也有可能进行链路层的纠错)。只有集线器的连接，只能是一个局域网段，而且集线器的进出口是没有区别的。 优点：在不计较网络成本的情况下面，网络内所有的设备都用路由器可以让网络响应时间和利用率达到最高。 缺点： 1.共享宽带，单通道传输数据，当上下大量传输数据时，可能会出现塞 车，所以交大网络中，不能单独用集线器，局限于十台计算机以内。 2.它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针 对性的，而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。 2、交换机switcher： 定义：网络节点上话务承载装置、交换级、控制和信令设备以及其他功能单元的集合体。交换机能把用户线路、电信电路和(或)其他需要互连的功能单元根据单个用户的请求连接起来。 功能：交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。 优点： 1.扩展传统以太网的带宽：每个以太网交换机的端口对用户提供专用的 10Mb/s带宽，由交换机所提供的端口数目可以灵活有效地伸缩带宽性
(完整版)几种常见的网络设备
几种常见的网络设备 1、中继器：工作在物理层上的连接设备，适用于完全相同的两类网络的互联，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发来扩大网络传输的距离。 最简单的网络就是两台计算机双机互连，此时两块网卡之间用双绞线连接。由于双绞线上传输的信号功率会逐渐衰减，当信号衰减到一定程度时，就会造成信号失真，一般当两台计算机之间的距离超过100米的时候，就需要在着两台计算机之间安装一个中继器，，将已经衰减的信号经过整理，重新产生完整的信号再继续传送。 中继器从一个网络电缆里接受信号，并放大它们，再将其送入下一个电缆。它们毫无目的地这么做，却不在意它们所转发的消息内容。 2、集线器：工作在物理层上的连接设备。主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。 集线器属于数据通信系统中的基础设备，它和双绞线等传输介质一样，是一种不需要任何软件支持或只需很少软件管理的硬件设备。集线器是一个多端口的转发器，当以它为中心设备时，即使网络中某条线路产生了故障，也不影响其他线路的工作，可以体会到，集线器实际上就是中继器的一种，其区别在于集线器能够停工更多的端口服务，所以集线器又叫多口中继器。
3、交换机：工作在数据链路层的连接设备。能基于目标MAC地址转发信心，而不是以广播方式传输，在交换机中存储并且维护着一张计算机网卡地址和交换机端口的对应表，它对接收到的所有帧进行检查，读取帧的源MAC地址字段后，根据所传递的数据包的目的地址，按照对应表中的内容进行转发，每一个独立的数据包都可以从源端口送到目的端口，以避免和其他端口发生冲突，对应表中如果没有对应的目的地址，则转发给所有端口。 由此可以看出，交换机比集线器“聪明”，它类似一台专用的通信计算机，包括硬件系统和操作系统。交换机的基本功能包括地质学习、帧的转发和过滤、环路避免。 4、网桥：工作在数据链路层上的连接设备，网桥包含了中继器的功能和特性，不仅可以连接多种介质，还能连接不同的物理分支，如以太网和令牌网，能将数据包在更大范围内传送。 网桥的典型应用时将局域网分段成子网，从而降低数据传输的瓶颈，这样的网桥叫“本地”桥，用于广域网上的网桥叫做“远地”桥。 5、路由器：工作在网络层，是互联网络的枢纽，可以在多个网络上交换和路由数据包，路由器通过在相对独立的网络中交换具体协议的信息来实现这个目标。比起网桥，路由器不但能过滤和分割网络信息流、连接网络分支，还能访问数据包中更多的信息，并且可以提高数据包的传输效率。 路由表包含网络地址、连接信息、路径信息和发送代价等。路由
计算机网络谢希仁版数据链路层知识点总结
数据链路层知识点总结 数据链路层使用的主要两种信道：点对点信道，广播信道，分别使用点对点协议ppp以及CSMA/CD协议 一、使用点对点信道的数据链路层 1、链路：结点到结点的物理线路，只是一段路径的组成部分（也称物理链 路） 数据链路：把实现控制数据传输的通信协议的硬件和软件都加到链路上构成的（也称逻辑链路） 2、数据链路层协议的基本传输单元——帧 3、数据链路层协议解决的三个基本问题：封装成帧，透明传输，差错控制 4、封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成 了一个帧。确定帧的界限，也叫帧定界。 5、透明传输分成文本文件和非文本文件（图像，程序等） 文本文件不会出现帧定界控制字符，所以就是透明传输 非文本文件要进行字节填充，具体：发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是1B)。接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。 6、差错检测：循环冗余检验CRC，帧检验序列FCS CRC 是一种常用的检错方法，而FCS 是添加在数据后面的冗余码。 FCS 可以用CRC 这种方法得出，但CRC 并非用来获得FCS 的唯一方法。 冗余码位数及除数都是事先选定好的 7、可靠传输包括：无比特差错（CRC）和无传输差错（帧编号，确认和重传机制） 要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。 二、PPP协议 1、应用：用户使用拨号电话线接入因特网时，一般都是使用PPP 协议。 2、三个组成部分： ?一个将IP 数据报封装到串行链路的方法。 ?链路控制协议LCP (Link Control Protocol)。 ?网络控制协议NCP (Network Control Protocol)。 3、帧格式：开始标志字段F = 0x7E 地址字段A 只置为0xFF。地址字段实际上并不起作用。 控制字段C 通常置为0x03。 协议字段：2 个字节 数据字段：不超过1500字节 FCS码字段：2字节 开始标志字段F = 0x7E PPP 是面向字节的，所有的PPP帧的长度都是整数字节。 4、透明传输问题： 1、当PPP 用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法。将信息字段 中出现的每一个0x7E 字节转变成为2 字节序列(0x7D, 0x5E)。若信息字
第三章数据链路层作业
3-02数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点. 答：链路管理 帧定界 流量控制 差错控制 将数据和控制信息区分开 透明传输 寻址 可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。 3-03网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?
答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件 网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层） 3-04数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？ 答：帧定界是分组交换的必然要求 透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆 差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源
3-06PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP 适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认机制 地址字段A 只置为0xFF。地址字段实际上并不起作用。 控制字段 C 通常置为0x03。 PPP 是面向字节的 当PPP 用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和HDLC 的做法一样），当PPP 用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法 PPP适用于线路质量不太差的情况下、PPP没有编码和确认机制 3-07要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1。试求应添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一
网络常用设备
网络常用设备 交换机 定义：(switch) 网络节点上话务承载装置、交换级、控制和信令设备以及其他功能单元的集合体。交换机能把用户线路、电信电路和(或)其他要互连的功能单元根据单个用户的请求连接起来。 工作原理： 工作在数据链路层。交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照MAC地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。
通过交换机的过滤和转发，可以有效的减少冲突域，但它不能划分网络层广播，即广播域。交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是 10Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps＝20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。总之，交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。 种类： 现在市场上交换机有多种，但是主流还是美国思科公司的交换机，凭借它的IOS ( Internet Operating System )，Cisco 公司在多协议路由器市场上处于绝对领先的地位，现在我院用的主要是锐捷交换机和神码交换机。 交换机又分傻瓜交换机，二层交换机，三层交换机，选择交换机的标准是按实际情况来决定，如在小型的网络中不妨用二层的，如在大范围内，网速要求又比较高，则需要三层交换机的使用。作用：
数据链路层设备有哪些
数据链路层设备有哪些 数据链路层的设备与组件是指那些同时具有物理层和数据链路层功能的设备或组件。数据链路层的设备与组件主要有网卡、网桥和交换机。 数据链路层设备有哪些网卡网卡是局域网中提供各种网络设备与网络通信介质相连的接口，全名是网络接口卡，也叫网络适配器，其品种和质量的好坏直接影响网络的性能和网上所运行软件的效果。网卡作为一种I/O接口卡插在主机板的拓展槽上，其基本结构包括接口控制电路、数据缓冲器、数据链路控制、编码解码电路、内收发器、介质接口装置等6大部分。 网卡用于物理层和数据链路层。在数据链路层，网卡包含设备的物理地址用于执行特定网络系统结构所要求的数据格式化操作和介质接入操作的组件。作为操作系统和网卡之间接口的设备驱动器也是数据链路层的一部分。 （1）网卡的类型各种网卡从外形上看都差不多，但不同类型的网卡其性能差别很大，甚至不能相互替代和兼容。必须保证网卡的类型和所使用的网络类型相匹配，这是一条基本的要求。按照网络技术分类网卡可分为以太网卡、令牌环网卡、FDDI网卡等，按照传输速率分类网卡可分为10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s和10Gb/s等多种速率的网卡。 （2）网卡的驱动程序驱动程序是连接操作系统和硬件设备的一套软件系统。网卡驱动程序是数据链路层上的组成部分，可以在网络控制面板上找到，并实现对网卡的控制。大部分数据链路层的工作由网卡或交换机内部的芯片来完成。然而，设备驱动程序作为数据链路层的一部分，主要用于充当网卡和网络层之间的接口。因而，网卡驱动程序为网络中的操作而进行的正确配置和优化措施就显得尤为重要。 （3）网卡的工作模式一些网卡能够工作在很多模式下。这种网卡可以被设计成依据所连接的设备自动选择最佳工作模式。网卡通常能够兼容的工作模式有如下几种：10Mb/s半双工、10Mb/s全双工、100Mb/s半双工、100Mb/s全双工。 （4）网卡MAC地址每一网卡在出厂时都被分配了一个全球唯一的地址标识，该标识被
网络连接中的常见设备及作用
一、常见网络设备的作用： 1.路由器作用:路由器（Router）是连接局域网与广域网的连接设备，在网络中起着数据转发和信息资源进出的枢纽作用，是网络的核心设备。当数据从某个子网传输到另一个子网时，要通过路由器来完成。路由器根据传输费用、转接时延、网络拥塞或信源和终点间的距离来选择最佳路径。2.网桥作用:延长网络跨度，同时提供智能化连接服务，即根据数据包终点地址处于哪一个网段来进行转发和滤除。 3.调制解调器作用:一是调制和解调功能，二是提供硬件纠错、硬件压缩、通信协议等功能。当这两个功能都是由固化在调制解调器中的硬件芯片来完成时，即其所有功能都由硬件完成，这种调制解调器俗称为硬“猫”。4.中继器作用:中继器是一种解决信号传输过程中放大信号的设备，它是网络物理层的一种介质连接设备。由于信号在网络传输介质中有衰减和噪声，使有用的数据信号变得越来越弱，为了保证有用数据的完整性，并在一定范围内传送，要用中继器把接收到的弱信号放大以保持与原数据相同。使用中继器就可以使信号传送到更远的距离。5.集线器作用:集线器是一种信号再生转发器，它可以把信号分散到多条线上。集线器的一端有一个接口连接服务器，另一端有几个接口与网络工作站相连。集线器接口的多少决定网络中所连计算机的数目，常见的集线器接口有8个、12个、16个、32个等几种。如果希望连接的计算机数目超过HUB的端口数时，可以采用HUB或堆叠的方式来扩展6.网关作用:网关（Gateway）是连接两个不同网络协议、不同体系结构的计算机网络的设备。网关有两种：一种是面向连接的网关，一种是无连接的网关。网关可以实现不同网络之间的转换，可以在两个不同类型的网络系统之间进行通信，把协议进行转换，将数据重新分组、包装和转换二、比较三层交换机与路由器的区别及联系： 1. 主要功能不同虽然三层交换机与路由器都具有路由功能，但我们不能因此而把它们等同起来，正如现在许多网络设备同时具备多种传统网络设备功能一样，就如现在有许多宽带路由器不仅具有路由功能，还提供了交换机端口、硬件防火墙功能，但不能把它与交换机或者防火墙等同起来一样。因为这些路由器的主要功能还是路由功能，其它功能只不过是其附加功能，其目的是使设备适用面更广、使其更加实用。这里的三层交换机也一样，它仍是交换机产品，只不过它是具备了一些基本的路由功能的交换机，它的主要功能仍是数据交换。也就是说它同时具备了数据交换和路由两种功能，但其主要功能还是数据交换；而路由器仅具有路由转发这一种主要功能。 2. 主要适用的环境不一样三层交换机的路由功能通常比较简单，因为它所面对的主要是简单的局域网连接。正因如此，三层交换机的路由功能通常比较简单，路由路径远没有路由器那么复杂。它用在局域网中的主要用途还是提供快速数据交换功能，满足局域网数据交换频繁的应用特点。而路由器则不同，它的设计初哀就是为了满足不同类型的网络连接，虽然也适用于局域网之间 的连接，但它的路由功能更多的体现在不同类型网络之间的互联上，如局域网与广域网之间的连接、不同协议的网络之间的连接等，所以路由器主要是用于不同类型的网络之间。它最主要的功能就是路由转发，解决好各种复杂路由路径网络的连接就是它的最终目的，所以路由器的路由功能通常非常强大，不仅适用于同种协议的局域网间，更适用于不同协议的局域网与广域网间。它的优势在于选择最佳路由、负荷分担、链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等等路由器所具有功能。为了与各种类型的网络连接，路由器的接口类型非常丰富，而三层交换机则一般仅同类型的局域网接口，非常简单。 3. 性能体现不一样从技术上讲，路由器和三层交换机在数据包交换操作上存在着明显区别。路由器一般由基于微处理器的软件路由引擎执行数据包交换，而三层交换机通过硬件执行数据包交换。三层交换机在对第一个数据流进行路由后，它将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据此表直接从二层通过而不是再次路由，从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率。同时，三层交换机的路由查找是针对数据流的，它利用缓存技术，很容易利用ASIC技术来实现，因此，可以大大节约成本，并