1、以太网基本原理1、 MAC地址含义：MAC（Medium/MediaAccess Control, 介质访问控制）MAC地址是烧录在网卡里的.MAC地址是由48比特长(6字节),16进制的数字组成.0-23位是由厂家自己分配.24-47位叫做组织唯一标志符(organizationally unique)，也就是说，在网络底层的物理传输过程中，是通过物理地址来识别主机的，它一般也是全球唯一的。MAC作用打个比方：计算机比作一个家，计算机之间的通信比作主人之间通过邮局寄信。每家有一台固定电话，则电话号码就相当于ip地址，他家的具体地址“门牌号”就相当于mac地址。邮局有ip和mac的对应表，并且
2、时时更新。ip和mac一一对应，mac地址固定在网卡上，一般不可以更改。ip是可以换的。如果你要寄信，在信封上写上ip就行，交给邮局，邮局负责送信。邮局通过ip到大概位置，再通过mac找到具体哪一家。那么邮局扮演的是什么角色呢？就是ARP(Address Resolution Protocol：地址解析协议)这个角色，负责将IP地址映射到MAC地址上来。2、以太网：一种允许多个网络设备（计算机，打印机，服务器，终端等）互相通讯的网络技术在OSI七层网络模型中提供第1、2层的功能以太网标准：IEEE802.3 以太网包含了三个基本元素： 物理媒介：以铜线或光纤在网络终端间传递信号（光纤，双绞线，
3、同轴缆） 帧结构：比特码的标准格式，用于在网络上传递用户数据 媒体接入控制 (MAC): 每一网络终端内都有的一组规则，用以规范网络媒体的接入方式以太网帧结构：3、 虚拟局域网的概念 (VLAN)：什么是VLAN 是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的技术。（802.1Q） （一个网络中最大能支持4096个VLAN ）为什么用VLAN?广播问题：（广播风暴） VLAN：隔离广播域安全性: 随意接入 VLAN：需要通过鉴权（GVRP）才能接入VLANVLAN本身的好处：提高网络效率：不同VLAN的流量可以被隔离允许物理距离很远的节点能共享相同的资源配置灵
4、活，容易改变LAN的成员减少第三层（IP）的路由数量每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。但由于它是逻辑地而不是物理地划分，所以同一个VLAN内的各个工作站无须被放置在同一个物理空间里，即这些工作站不一定属于同一个物理LAN网段。一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。 Vlan帧格式：TPID：表示标记为VLAN ，TCI：表示标记控制信息（包括优先级，规范格式和VLAN ID 等）4、TCP/IP的含义：TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传
5、统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为： 应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。 传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送，应用程序之间的通信服务，主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等。如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（U
6、DP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。 互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。 网络接口层（主机-网络层）：接收IP数据报并进行传输，从网络上接收物理帧，抽取IP数据报转交给下一层，对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。 主要协议以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能，都是如何工作的： 1 IP 网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议。
7、IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层-TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。 高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说，IP地址形成了许多服务的认证基础，这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项，叫作IP source routing，可以用来指定一条源地址和目的地址
8、之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说，使用了该选项的IP包好像是从路径上的最后一个系统传递过来的，而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的，说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么，许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。 2. TCP 如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向上传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。 TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序
9、轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。 面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。 3.UDP UDP与TCP位于同一层，但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询-应答的服务，例如NFS。相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP（网络时间协议）和DN
10、S（DNS也使用TCP）。 欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连接（也可以称为握手）（因为在两个系统间没有虚电路），也就是说，与UDP相关的服务面临着更大的危险。 传输层协议主要是：传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报文协 议UDP(User Datagram rotocol)。 TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通讯时完成时要拆除连接，由于TCP 是面向连接的所以只能用于点对点的通讯。 TCP提供的是一种可靠的数据流服务，采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠 性。TCP还采用一种称为“滑动
11、窗口”的方式进行流量控制，所谓窗口实际表示接收能力，用以限制发送方的发送速度。 UDP是面向无连接的通讯协议，UDP数据包括目的端口号和源端口号信息，由于通讯不需要 连接，所以可以实现广播发送。 UDP通讯时不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出丢包现象，实际应用中要求 在程序员编程验证。 5、IP地址及其分类我们都已经知道，Internet是由几千万台计算机互相连接而成的。而我们要确认网络上的每一台计算机，靠的就是能唯一标识该计算机的网络地址，这个地址就叫做IP（Internet Protocol的简写）地址，即用Internet协议语言表示的地址。 目前，在Internet里，IP地
12、址是一个32位的二进制地址，为了便于记忆，将它们分为4组，每组8位，由小数点分开，用四个字节来表示，而且，用点分开的每个字节的数值范围是0255，如202.116.0.1，这种书写方法叫做点数表示法。 IP地址可确认网络中的任何一个网络和计算机，而要识别其它网络或其中的计算机，则是根据这些IP地址的分类来确定的。一般将IP地址按节点计算机所在网络规模的大小分为A，B，C三类，默认的网络屏蔽是根据IP地址中的第一个字段确定的。 IP地址类别RFC 1918内部地址范围 A类10.0.0.0到10.255.255.255 B类172.16.0.0到172.31.255.255 C类192.168.
13、0.0到192.168.255.255 使用私有地址将网络连至Internet，需要将私有地址转换为公有地址。这个转换过程称为网络地址转换（Network Address Translation，NAT），通常使用路由器来执行NAT转换。 6、进制互换：十进制转成二进制是这样:把这个十进制数做二的整除运算,并将所得到的余数倒过来例如将十进制的10转为二进制是这样：(1) 10/2,商5余0；(2) 5/2,商2余1；(3)2/2,商1余0；(4)12，商0余1(5)将所得的余数侄倒过来，就是1010，所以十进制的10转化为二进制就是1010二进制转化为十进制是这样的：这里可以用8421码的方法
14、这个方法是将你所要转化的二进制从右向左数，从0开始数（这个数我们叫N），在位数是1的地方停下，并将1乘以2的N次方，最后将这些1乘以2的N次方相加，就是这个二进数的十进制了还是举个例子吧：求110101的十进制数从右向左开始了(1) 1乘以2的0次方，等于1；(2) 1乘以2的2次方，等于4；(3) 1乘以2的4次方，等于16；(4) 1乘以2的5次方，等于32；(5) 将这些结果相加：14163253所要求的二进制数的十进制就是53二进制转换十六进制：十六进制，只要每组4位，分别对应8、4、2、1就行了，如分解为： 0101 1011 1011 运算为： 0101 = 4+1 = 5 101
15、1 = 8+2+1 = 11（由于10为A，所以11即B） 1011 = 8+2+1 = 11（由于10为A，所以11即B） 结果为：5BB 十六进制转化二进制反过来凑数就行了7、以太网大客户测试内容：首先说明一下自动协商问题：自动协商就是一种在两台设备间达到可能的最大传输速率的方式。它允许设备用一种方式“讨论”可能的传输速率，然后选择双方可接受的最佳速率。它们使用叫做快速链路脉冲的FLP交换各自传输能力的通告。FLP可以让对端知道源端的传输能力是怎样的。当交换FLP时，两个站点根据以下从高到低的优先级侦测双方共有的最佳方式。为了两端都达到全双工方式，要么两端都自动协商，要么两端都强行设定。
16、自协商定义：根据FLP(快速链路脉冲)交换各自的传输能力，可让着对方知道自己的传输能力是怎么样的。产生的问题：一方设定自协商，一边不设定，设定方自己决定速率和双工方式叫做平行检测，但只能检测速率，不能协商双工方式，802.3为了避免这种问题，必须强行使用相同的速率和双工方式，所以设定的时候 要么都强制，要么都自动协商。以下是最常见的几种以太网接口类型: 10BASE-T: 10Mbps带宽，基带，使用3，4或5类双绞线 100BASE-TX: 100Mbps带宽，基带，使用5类双绞线 1000BASE-SX: 1000Mbps带宽，基带，使用850nm多模光纤 1000BASE-LX: 100
17、0Mbps带宽，基带，使用1300nm多模或单模光纤 以太网双绞线线序：T568B 白橙橙 白绿蓝 白蓝绿 白棕棕 双方向一样 （直连） T568A 白绿绿 白蓝橙 白橙蓝 白棕棕 另方向T568B （交叉）以太网服务的测试上述的以太网连接必须经过测试，以保证它们运行正常，并能达到所需要的性能。以太网的测试通常是通过测试带宽，延时和帧丢失率来完成。 在以太网术语中， 这些被称为: Throughput， Lantency， Frame Loss。 吞吐率 (Throughput)数据吞吐率简单来说， 就是从源发送方， 到目的接收方可传输的最大数据量。然而吞吐率的定义和计算和对服务质量的接受程度
18、有关。例如，当10%的丢包率被视为可接受时，吞吐率就是在10%的错误率以内的最大传输数据量。 本文下面讨论的吞吐率，是基于零错误率条件下的最大传输量。 这个也是最为普遍认同的标准。对于一个以太网系统，绝对的最大吞吐率应该等同于其接口速率。例如， 10Mbit/s， 100Mbit/s， 1000Mbit/s。 而实际上，由于不同的帧长度带来不同的传输效率， 这些绝对的吞吐率是无法达到的。 越小的帧由于前导码和帧间隔的原因，其传输效率就越低。表一显示的是在不同的帧长度下， 实际可达到的最大吞吐率。延时(Latency)延时是指一个帧从源点到目的点的总传输时间。 这个时间包括网络节点的处理时间，和
19、在传输介质上的传播时间。测量延时的方法是，发送一个带有时间戳的帧，通过网络后，在接收方将当时的时间和帧所携带的时间戳比较，从而得出延时值。 为了采用同一时钟源，一般要将发出的帧环回到发送方进行比较，因此也称为双程延时。帧丢失(Frame Loss)简单来说，帧丢失就是从发送方成功发出，而没有到达接收方的帧的数目。一般它被显示为帧丢失率，即相对于总发送帧数目的一个百分比。 例如，如果1000个帧被发出，而只有900个帧被正确接收，那么帧丢失率就等于: (1000-900)/1000 = 10%。 造成帧遗失的原因有很多，包括帧错误，由于带宽不足而引起的帧丢失等。 北京市电信工程局有限公司 通信技术工程处
