计算机网络：数据链路层

作业21、一台主机使用的ip地址为165.3.34.35，使用的子网掩码255.255.255.224，所在子网的子网地址为165.3.34.32，请写出此子网可用的主机地址范围？2、如果我们需要2000个子网，每个子网上有5000台主机，试问我们需要一个A,B,C三类地址中的哪一个地址才能满足要求。3、在无类编址中，如果我们知道地址块中的第一个和最后一个地址，能否计算出网络前缀的长度？试给出例子说明之。4、一个ISP被分配了一个起始地址为150.80.0.0/16的地址块.此ISP想将这些地址分配给2600个客户：（1）第一组客户有200个，每个需要大约128个地址；（2）第二组客户有400个，每个需要大约16个地址；（3）第三组用户有2000个，每个大约需要4个地址。设计地址块的分配方案及使用的网络前缀。并计算分配完成之后还剩下多少个IP地址可用。5、查找资料，看能否将个人主机配置成路由器来使用？如果可以，根据你使用的操作系统，写出你的方案，并验证。验证使用截图来说明。数据链路层数据链路层功能向网络层提供一个定义良好的服务接口处理传输错误流量控制帧管理是数据链路层的核心工作为网络层提供的服务最主要的任务是将数据从源机器的网络层传输到目标机器的网络层。两个数据链路层进程使用一个数据链路层协议进行通信数据链路层协议的位置数据链路层提供的服务无确认无连接服务有确认的无连接服务有确认的面向连接服务成帧时间间隙标识帧的开始和结束风险太大常用的方法

-字符计数法

-字节填充法

-比特填充法

-物理层编码违例法帧开始和结束使用01111110当数据中有连续5个1时，自动填充0数据中有01111110标志字节时，使用转义字节错误控制成帧解决了每一帧的起始和结束位置如何确保所有的帧被递交给网络层，并保持正确的顺序。方法：

-反馈，使用特殊的帧对接收帧确认

-定时器，解决由于硬件故障等原因丢失帧的情况。

-序列号，区分原始帧和重发帧错误检测与纠正检错码：循环冗余校验纠错码：流控制基于反馈的流控制：基于发送方许可，没有得到接收方许可，禁止发送。链路层协议复习：链路层的功能？根据使用的网络硬件的类型，TCP/IP协议支持很多不同的链路层协议。

-局域网，Ethernet，令牌环，令牌总线

-城域网，CableTV，数字用户线（DSL)-无线网络，如WLAN(wi-fi），基于蜂窝技术的HSPA,EV-DO,LTE和WiMax每个链路层协议都有相关的协议格式来描述怎样构造PDU以便网络硬件传送帧格式通常支持可变帧长。帧长的上界称为最大传输单元（MTU)。有些网络技术，如调制解调器和串行线，没有强制的帧大小，帧的范围由用户指定。Ethernet和IEEE802LAN/MAN标准Ethernet通常指由DEC,Intel公司和施乐公司在1980年制定，在1982年修订的一个标准集合。10Mb/s以太网或共享以太网，IEEE802.3介质访问控制（MAC）协议共享网段——如何控制谁来使用信道（介质）在每个以太网卡上，需要实现一个分布式算法来控制那台机器发送数据。CSMA/CD是以太网使用的MAC协议。以太网的发展从10Mb/s->100Mb/s->1000Mb/s->10Gb/s->更高10G在数据中心和大型企业以得到广泛应用。100G正在试验中。无线网络连网无线以太网协议和有线以太网协议有很大不同，但是帧格式和接口大部分都借用了802.3的标准。802.11Wi-Fi，802.16WiMax,802.21蜂窝网络协议介质无关切换协议IEEE802LAN/MAN标准IEEE802LAN/MAN标准IEEE以太网帧格式Preamble0xAA，SFD0XABMAC地址，链路层地址、802地址、硬件地址、物理地址。目的地址可以定位多台主机：如广播地址，用于ARP协议；组播地址，用于ICMPv6用于在网络层地址和链路层地址之间转换。类型域标识净荷域中数据的类型；IPv4（0x0800），IPv6(0x86DD），ARP(0x0806），VLANID帧（0x8100）帧长64-1518帧循环校验码使用CRC32100000100110000010001110110110111单播与广播地址CSMA/CD最小帧长假设在标准以太网中，最大传输时间是25.6微妙，计算帧的最小长度？CSMA/CD总结以太网演化以太网演化以太网演化以太网演化交换以太网现在的交换机，为每台机器都提供了同时发送和接收的能力，称为全双工以太网交换机SpanningTree协议SpanningTree协议STP端口状态机Blocking：learnaddress,forword

frames,sendBPDU?receiveBPDUListening：sendandreceiveBPDU,notforwordframe/learnaddressLearning:15s,doallproceduresexceptforwarddataForwarding:15s,STP端口角色与端口有限状态机相关，每个端口有一个角色rootport：边的端点，靠近rootbridge方向designatedport：处在转发状态，是附属网段通向rootbridge的最小代价路径上的端口alternateport：其它代价更高端口，非转发状态backupport：连接到相同网段同一交换机上的designated端口BridgeProtocolDataUnit特殊帧，用于处理网络变化，生成和维护Spanningtree。目的地址：01:80:C2:00:00:00，groupaddressLLC/SNAP域由802.1标准定义，对BPDU帧设置为

0x424203构造spanningtreee推选rootbridge，选择具有最小标识号的桥接器作为rootbridge。计算SPANNINGTREE作业31、一个扩展局域网拓扑结构如下图所示。假设一开始两个交换机的交换表（database）是空的。对下列的数据传输序列，列出每一步中转发分组的所有端口：(a)A发送分组给C.(b)E发送分组给F.(c)F发送分组给E.(d)G发送分组给E.(e)D发送分组给A.(f)B发送分组给F.作业3:2、请列出以太网帧格式的type/length域的所有功能。3、设计一个spanningtree算法，避免环路出现，证明算法可以避免环路，并编程实现之。虚拟局域网（VLAN)在交换机组成的校园网络里所有主机都在同一个广播域内广播域安全广播VLAN

通过VLAN技术可以对网络进行一个安全的隔离、分割广播域VLAN20VLAN10VLAN30VLAN40VLAN技术1234交换机广播帧广播域广播帧广播域VLAN概述（VirtualLocalAreaNetwork）VLAN是划分出来的逻辑网络，是第二层网络。VLAN端口不受物理位置的限制。VLAN隔离广播域。VLAN的种类基于端口的VLAN针对交换机的端口进行VLAN的划分，不受主机的变化影响基于协议的VLAN在一个物理网络中针对不同的网络层协议进行安全划分基于MAC地址的VLAN基于主机的MAC地址进行VLAN划分，主机可以任意在网络移动而不需要重新划分基于组播的VLAN基于组播应用进行用户的划分基于IP子网的VLAN针对不同的用户分配不同子网的IP地址，从而隔离用户主机，一般情况下结合基于端口的VLAN进行应用VLAN的类型:PortVLAN基于交换机的端口(一个端口只属于一个VLAN，PortVLAN设置在连接主机的端口)F0/1F0/2F0/3Port-VLAN原理通过查找MAC地址表，交换机对发往不同VLAN的数据不转发F0/1F0/2F0/3ABCVlan10Vlan20Vlan10ABACX交换机端口MAC地址VLANIDF0/1A10F0/2B20F0/3C10VLAN的类型:TagVLANSwitchAVLAN30VLAN20VLAN10SwitchBVLAN30VLAN20VLAN10TagVLANTagVLAN特点传输多个VLAN的信息实现同一VLAN跨越不同的交换机要求Ttunk至少要100MTagVLAN用一条链路连接两交换机，并且设置此链路属于所有VLAN，这种VLAN叫TagVLAN，设为TagVLAN的端口叫TRUNK端口。TagVLAN的特点是可以传输多个VLAN信息，默认属于所有VLAN，可以实现跨交换机的同一VLAN内主机的通信，但是需要注意的是配置TagVLAN的端口要求数率至少为100M；该条链路就叫Trunk主干链路，是一条物理链路，默认情况下承载交换机上