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408 计算机网络知识点记忆（5）

news 来源：原创 2025/8/23 19:00:36

前言

本文基于王道考研课程与湖科大计算机网络课程教学内容，系统梳理核心知识记忆点和框架，既为个人复习沉淀思考，亦希望能与同行者互助共进。（PS：后续将持续迭代优化细节）

往期内容

408 计算机网络知识点记忆（1）

408 计算机网络知识点记忆（2）

408 计算机网络知识点记忆（3）

408 计算机网络知识点记忆（4）

核心知识记忆点

局域网拓扑结构传输介质介质访问控制

以太网 802.3 逻辑总线型物理星型
令牌环 802.5 逻辑环物理星型
FD2（光纤）逻辑环物理双环

逻辑链路控制LLC子层
介质访问控制MAC子层

以太网
1 采用无连接工作方式时，不对发送数据进行帧编号，又不要求接收方发送确认，即以太网尽最大努力交付数据，提供的是不可靠服务，对差错纠正由高层完成
2 发送数据使用曼彻斯特编码

10Base5（基带以太网）	10Base2	10Base-T（twisted pair）	10Base-F（fiber-optical）
同轴电缆（粗）	同轴电缆（细）	非屏蔽双绞线	光纤对
曼彻斯特	曼彻斯特	曼彻斯特	曼彻斯特
总线型	总线型	星型	点对点
500m	185m	100m	2km
100（节点数量）	30	2	2

MAC地址 6字节高24位厂商代码低24位厂商自行分配的适配器序列号
支持单播帧
广播帧
多播帧

V2标准的MAC帧 6 6 2 N（46——1500） 4 收发协数验（CRC检验范围 662N）
（插入：实现MAC帧的比特同步）（前同步码 7B 帧开始定界符 1B） 8B+以太网MAC帧
无效MAC帧（直接丢弃，以太网数据链路无重传）：长度不足整个字节 FCS检验值有误长度不在64—1518字节

100Base-T以太网	吉比特以太网（千兆）	10吉比特以太网（万兆）
双绞线	双绞线/光纤	双绞线/光纤
100Mb/s	1Gb/s	10Gb/s
半双工/全双工	半双工/全双工	全双工
半双工：CSMA/CD	半双工：CSMA/CD

对于100Mb/s以太网而言，以太网最小帧长不变：64字节，网段最长电缆1km—>0.1km，争用期缩短至5.12us，帧间最小间隔缩短至0.96us

广播风暴，浪费网络资源、cpu资源存在安全隐患虚拟局域网分割广播域
划分VLAN方式
基于接口：VID和接口号映射
基于MAC地址：VID和MAC映射
基于IP地址：VID和IP映射

属于同一VLAN站点可以直接通信，不同VLAN中站点不能直接通信
连接在同一交换机上的多个站点可以属于不同VLAN，而属于同一VLAN的多个站点可以连接在不同的交换机上

IEEE 802.1Q帧增加了VLAN标签
6 6 4（TPID 16b 固定0x8100 PRI 3 CFI VID 12 ） 2 N 4
以太网交换机接口类型：Access（默认） Trunk
不进行人为VLAN划分，各接口默认属于VLAN1且为Access

Trunk接口交换机之间路由器之间边去标签边打标签
PVID不同，直接转发802.1Q帧，无PVID 进行上述过程
不同VLAN不会在交换机上转发，会在路由器上转发

同步：发送方发送数据后，等待接收方发挥响应之后才发下一个数据包
异步：发送方发送数据后，不等待接收方发送响应，接着发送下一个数据包

广域网涉及物理层、数据链路层、网路层
局域网涉及物理层、数据链路层

点对点协议PPP
用户通过ISP接入互联网
两台网络设备之间的直接专用线路网络

链路控制协议（LCP）
网络控制协议（NCP）

PPP异步传输采用字节填充法
PPP同步传输采用零比特填充方法

1.PPP链路的起始和终止都是链路静止状态，用户和ISP之间不存在物理层连接
2.当检测到调制解调器的载波信号并建立物理层连接后，PPP就进入链路建立状态
3.在链路建立状态下，链路控制协议（LCP）开始协商配置选项协商成功进入鉴别反之进入链路静止状态
4.协商成功，双方建立LCP链路进入鉴别若无需鉴别或者鉴别成功，进入网络层协议状态反之链路中止
5.进入网络层协议 NCP配置网络层配置完成后，进入链路打开状态，双方可以进行数据通信
6.数据传输结束后，链路一方发出中止请求且在收到对方发来的终止确认后，或者链路出现故障时，进入链路中止状态，载波停止后，回到链路静止状态

以太网交换机工作在数据链路层
工作方式：直通交换方式存储转发
自学习交换机过滤转发借助交换表完成表项：一个MAC地址连接该MAC地址的接口
除了该发送端口的所有其他端口广播

网络适配器（”网卡“）：实现物理层+数据链路层并行传输和串行传输的转化以太网卡+Wifi网卡

透明网桥的自学习和转发帧的过程（和交换机类似）：
网桥收到帧后进行登记（自学习），登记内容为帧的源MAC帧，进入的接口号
网桥根据帧目的MAC地址和转发表进行转发，包含以下三种情况：
明确转发：知道应当从哪个接口转发
盲目转发：不知道应当从哪个接口转发，通过除进入网桥的接口外的其他所有接口转发
丢弃：不应该转发，直接丢弃
如果网桥收到有误的直接丢弃
如果网桥收到无误的广播帧，不用查表，直接从除接口以外的其他接口转发
转发表中的每条记录都有其有效时间，到期自动删除：由于各站点的MAC地址与网桥接口对应关系不是永久性的 eg：站点更换网卡

避免广播帧在环路中永久绕圈，使用生成树协议（STP）
交互网桥协议单元（BPDU），找出原网络拓扑的一个连通子集（即生成树）

结语

局域网作为现代网络生态的“毛细血管”，以多元拓扑与创新协议编织出高效、灵活的数据通路。从以太网的总线逻辑到令牌环的时序流转，从双绞线的星型互联到光纤的双环冗余，每一种介质与结构的组合都在诠释着“连接”的多样可能。无论是CSMA/CD的冲突退避，还是VLAN的广播域分割，抑或STP的环路消除，技术的精妙设计始终服务于一个目标：在共享与隔离、效率与安全之间找到最优解。

以太网的演进史，是一部带宽与可靠性的突破史——从10Base-T的百米星型到万兆光纤的全双工飞跃，从曼彻斯特编码的时钟同步到802.1Q帧的VLABEL扩展，每一次标准升级都在为数字化转型夯实根基。交换机的自学习智慧、透明网桥的动态转发表、PPP协议的严谨握手流程，无不彰显着数据链路层“承物理之基，启网络之智”的桥梁作用。

参考资料

1.王道考研课程
2.湖科大计算机网络课程

前言

往期内容

核心知识记忆点

结语

参考资料

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