《计算机网络期末复习知识点大全》

注意：第一题让我们求 PC0 和 PC2 的 通信 过程是双向的，需要描述 PCO 到 PC2 以及 PC2 到数据包 PC0的转发过程

解析：

1. PC0 向 PC2 发送数据包时，首先交换机 A 收到 PC0 发送的数据帧后，因初始 MAC 表为空，则洪泛转发至交换机B 中。同理，交换机查表为空则继续洪泛转发到 PC2 。 PC2 收到数据帧后，PC2发送数据帧到 PC0 ，交换机收到后，查表从对应得接口转发至 PC0。

2. 

3.  利用 VLAN 技术 进行逻辑分组。将局域网分为多个 VLAN ，每个 VLAN 内的设备可以进行无 阻塞的数据交换，不同 VLAN 之间的数据交换需要通过交换机的路由功能实现。这样可以避 免广播报文在整个网络中传递，减少冗余数据流量，提高网络性能。

2.3 交换机的数据转发/通信流程（单播、广播）

单播流程：

1. 当交换机接收到一个数据帧时，它会从数据帧的帧头中获取目的 MAC 地址。

2. 交换机会查询转发表，查找与目的 MAC 地址匹配的记录。如果找到匹配的记录，则交换机将数据帧转发到对应的端口。

3. 如果转发表中没有与目的 MAC 地址匹配的记录，交换机就会将数据帧广播到所有的端口

（除了接收端口）上，以便学习新的地址映射关系。

4. 当目的主机收到数据帧后，会向发送端发送一个确认帧（ ACK ），发送端收到 ACK 后才会认为数据传输成功。

广播流程：

1. 当交换机接收到一个广播帧时，它会将该帧广播到所有的端口（除了接收端口）上。

2. 所有接收到广播帧的主机都会对该帧进行处理，例如， ARP 请求就是一种广播帧，它用于查询某个 IP 地址对应的 MAC 地址。

3. 当交换机接收到一个广播帧时，它也会将该帧转发到与该交换机连接的所有其他交换机上。这样，整个局域网内的所有主机都可以接收到该广播帧，从而实现广播功能。

2.4 广播带来的危害、Vlan技术的应用

广播是一种在局域网中广泛使用的通信方式，它能够让一台主机向所有其他主机发送消息。然而，广播也会带来一些危害，包括：

1. 网络拥塞：当网络中的广播流量过大时，会导致网络拥塞，影响网络性能。

2. 安全威胁：攻击者可以利用广播功能，向整个局域网中发送恶意广播消息，从而发起拒绝服务攻击（DoS ）或窃取信息。

为了缓解广播带来的危害，网络管理员可以使用 VLAN 技术，将局域网分割成多个虚拟网段，从而限制广播的范围，提高网络的安全性和性能。VLAN 技术可以将多个物理交换机划分成多个虚拟网段，不同的虚拟网段之间相互隔离，各自形成独立的广播域。这样，一个广播消息只会在同一个虚拟网段内传播，不会影响到其他虚拟网段。

四、第四章 网络层

1. ICMP协议、常见Ping、traceroute命令的作用

ICMP 协议的两个应用 Ping 和 traceroute ，是常用的网络诊断命令，它们可以帮助我们识别和解决网络故障，快速定位网络问题。

1. Ping 命令： Ping 是 Packet Internet Groper 的缩写，它可以测试网络连接是否正常，检测网络故障的原因。当我们需要测试网络中两台主机之间的连通性时，可以使用Ping 命令向目标主机；发送数据包，当目标主机收到数据包并回复时，我们就可以确认网络连接正常。

2. Traceroute 命令： Traceroute 也叫 tracert ，它可以用来查找数据包在网络中的路径，找出数据包到达目的地经过了哪些路由器，以及在经过每个路由器时所花费的时间。

2. ARP协议的工作流程和作用

2.1 数据发送的过程

ARP 协议 对于每一个 主机 以及每一个 路由器 都会有一个 ARP 高速缓存（ IP 地址与 MAC 地址的映射表） ，它存储的是一个局域网内部的信息

网络层 ：数据需要在分组前加上 源 IP 地址 和 目的 IP 地址 字段。

链路层 ：数据需要在网络层的基础上加上 源 MAC 地址 和 目的 MAC 地址 字段。 在一个子网内，两个主机通信，如果 ARP 高速缓存表中 没有其他主机的 MAC 地址 ，我们需要使用到 ARP 协议 源主机需要发送一个 数据帧 广播 ARP 请求分组（可以从交换机所有端口转发出去），该帧包括 源主机的 IP 地址 、 目的主机 IP 地址 、 源主机的 MAC 物理地址 以及字段全为 FF - FF- FF- FF - FF - FF 的 目的 MAC 物理地址 。目的主机收到广播ARP 请求分组后，会返回一个 单播 ARP 响应分组 给源主机。包括 自己的IP 地址 以及 自己的 MAC 地址 字段。

最后源主机在链路层封装好 收到的目的主机的 MAC 地址，然后进行通信。

不在一个局域网内， 1 号 和 5 号 两个主机通信，在网络层封装 源地址 IP1 和 目的地址 IP5 字段链路层在网络层的基础上封装 源 MAC 地址 和 目的 MAC 地址 。因为不在一个子网内， ARP高速缓存 中肯定没有目的主机的 MAC 地址，所以源主机需要做以下操作：

1 号源主机 先用自己的 子网掩码 与 5 号目的主机 的 IP 地址 进行与操作，判断其目的主机是否和源主机在一个 子网 或者 网段 内。1号主机发现不是在一个网段内，于是就查询路由器中 默认网关的 IP 地址 ，每个主机都知道自己的默认网关是谁。因此 目的 MAC 地址 就为路由器网关 MAC 地址 。所以要获得目的MAC 地址， 1 号主机 使用 ARP 协议发送一个广播 ARP 请求分组，包括 源主机 IP1 、 网关 IP6 、 源 MAC 地址 以及字段全为 FF - FF - FF - FF - FF - FF 的 目的MAC地址 。只有路由器响应了这个分组请求， 单播 ARP 响应分组 包括 自身网关 IP 以

及 自身 MAC 地址 的字段返回给 1 号源主机 。

     最后 1 号主机 封装好 目的 MAC 地址 放到物理层传输。然后分组到达路由器重新解封装，最后由路由器发送ARP 广播分组到目的主机所在的子网，获取目的主机的MAC 地址，最后发送数据。

2.2 ARP协议

2.3 考点例题

1. 两主机在一个子网内，主机 111.111.111.111 通过广播发送ARP请求分组，主机111.111.111.112 收到后，发送ARP响应分组给源主机，源主机收到后将目的主机的 MAC

地址写入ARP缓存。

2. 不需要目的主机的MAC地址。因为主机 111.111.111.111 发现自己和目的主机

222.222.222.222 不属于一个网段，从而拜托路由器由它发送ARP请求来获取目的主机的

MAC地址 ，源主机自己本身并不需要。

3. ARP缓存表中已有对应的MAC地址信息，或是发送广播帧。

3. 默认路由（静态路由）的应用场景——出口路由器

默认路由也称为缺省路由，是一种特殊的静态路由，它用于指定出口路由器，并且可以让主机或网络中的其他设备发送的数据包发送到目的地址所在的网络时，如果路由表中没有指定目的网络的路由项，就会使用默认路由。

应用场景包括 配置多个出口路由器 ：在企业网络中，可能会有多个出口路由器，用于连接不同的ISP或者提供不同的服务，这时候可以为每个出口路由器配置一个默认路由，根据网络出口的需求，动态调整默认路由的优先级。