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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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

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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。

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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。

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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。

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13.广播：一对所有传输数据，类似于无线电广播。