网络工程师学习笔记——局域网和城域网
传统局域网（LAN）
局域网的主要特征：由网络拓扑结构所采用的协议类型以及介质访问的控制方法
分组广播式网络，所有的工作站都连接到共享的传输介质上，共享信道的分配技术是局域网的核心技术
局域网常见的设备：集线器，网桥，二层交换机
集线器所有端口工作在一个冲突域
二层交换机是所有的端口工作在一个广播域
冲突域和广播域
冲突域：连接在同一共享介质上的所有节点的集合，所有节点竞争同一带宽
解决的机制：ＣＳＭＡ／ＣＤ （带有冲突监测的载波侦听多路存取） 也称介质访问控制协议
一个集线器，中继器就是一个冲突域
交换机的一个接口是一个冲突域
广播域：广播报文可达到的整个访问的范围，同一个广播域内的主机都可以收到广播报文
交换机的所有接口连接的节点属于一个广播域
路由器的每一个接口是一个广播域
总线是一个多点的广播介质，所有的节点都是通硬件接口连接到总线的
ＩＥＥＥ ８０２标准协议（常用的标准）
、
对总线型，星型，树型拓扑最适合的介质访问控制是CSMA/CD
工作原理：在发送数据之前，先监听信道上是否有别的站点发送载波信号，如果有说明信道忙，否则说明信号闲则根据预定的决策决定进行发送数据：
决策决定：<1>若信道空闲，是否立即发送 <2>若信道忙，是否继续监听
CSMA/CD监听算法
监听算法 并不能完全避免冲突，但是可以减低冲突的概率
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非坚持型监听算法 发送之前先监听信道，若空闲，则立即发送，否则，后退一个随机时间继续监听
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特点：降低冲突概率，但是后退随机时间可能会造成信道利用率低，且增加发送时延
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1-坚持型监听算法 发送之前先监听信道，空闲则立即发送，否则，继续监听，一旦空闲则立即发送
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特点：有利于抢占信道，减少空闲时间，但是立即发送，容易造成冲突
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P-坚持型监听算法（基于上面两种） 发送之前先监听信道，若空闲则以概率p发送，以概率（1-p）延迟一个时间单位，若忙 则继续监听然后重复上诉步骤
冲突监测协议的原理
只可以减少冲突概率，不能完全避免 采取边发边听的冲突监测方法
步骤：
<1>发送期间同时接受，接受到的数据和站中存储的数据进行比较
<2>一致，则说明没有冲突，继续发送
<3>不一致，说明发送了冲突，立即停止发送，并发送一个简短的干扰信号（ＪＡＭ），使所有的站都停止发送
<４>发送JAM信号后，等待随机事件，重新监听，再试着发送
与冲突窗口相关的是最小帧长
计算公式：Lmin=2R x d/v
其中： R是网络数据传输速率 d是最大段长 v是信号传播速度
二进程指数后退算法
二进程指数后退算法（考虑了网络负载的变化情况） （上文中提到后退随机等待时间——这就是计算这段时间）
随机时间：τ x Random [0,1,2,3...2k-1] 如果k为2 则random有三种可能 0,1,2
其中K= min[重传次数，10] 最大重传16次 其中τ固定
后一次大退避的时间不一定比前一次长，都是随机的
后退次数的多少往往与负载的大小有关，二进程指数后退算法的优点正是吧后退时延的平均值和负载的大小联系了起来
重传次数越多，random值越大，冲突率越低
MAC帧结构（以太网）
<1>前导字段 7个字节 其值为 10101010
<2>帧起始符 1个字节 10101011 标志着一个帧的开始
它们二者用于失真同步不计入帧长
<3>目的地址 2或6个字节 最高位为0则代表普通地址 为1则代表组地址，向一组站发送成为组播 全为1则成为广播地址 所有站都接收这种帧
<4>源地址 2或6个字节 同上
<5>长度 2字节
<6>数据 0~1500字节
<7>填充 0~46
<8>校验和 CRC
ＭＴＵ（最大传输单元）：４６～１５００字节（数据部分）
最小帧长：６４（帧的长度）
最长帧：１５１８
确认率，帧利用率：数据部分／帧长 ｘ １００％
ＭＡＣ地址是６个字节４８位 由６个１６进制表示
物理层规范
８０２.３规定的标准
以太网传输——命名规范
＜传输速率Ｍｂｐｓ＞＜信号方式＞＜最大传输距离或传输介质＞
１００ＢＡＳＥ－Ｔ
１００Ｍｂｐｓ速率 基带传输（数字信号） Ｔ表示双绞线 Ｆ表示光纤 ５表示５００米
普通以太网
ＩＥＥＥ ８０２.３定义的传输介质（普通以太网）