1.CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection）—载波侦听多路访问/冲突检测，是一种在共享介质条件下实现多点通讯的方法。

其基本规则如下：（1）若介质空闲，发送数据；否则，转（2）；（2）若介质忙，一直监听到信道空闲，然后立即发送数据；（3）若检测到冲突，即线路上电压的摆动值超过正常值一倍，则发出一个短小的干扰（jamming）信号，使得所有站点都知道发生了冲突并停止数据的发送；（4）发完干扰信号，等待一段随机的时间后，再次试图传输，回到（1）重新开始。

2.由于CSMA/CD算法的限制，10M半双工以太网帧的帧长不能小于64字节。

3.从共享式以太网发展到交换式以太网过渡时期，出现了中继器和集线器两种互连的网络设备。

4.网络范围扩大后，信号在传送的过程中容易失真，导致误码。

中继器的功能是恢复失真信号，并放大信号。

5.集线器（HUB）和中继器都是物理层上的连接设备。

6.集线器（HUB）就是这样一种基于CSMA/CD机制工作的以太网设备，其工作原理很简单：从任何一个接口收到的数据帧（不管是单播还是广播）不加选择地转发给其它的任何端口（除接收的那个端口外）。

7.故可以这样说集线器（HUB）和中继器仅仅改变了以太网的物理拓扑，其逻辑结构仍然是总线拓扑。

8.HUB没有用MAC地址，只是对数据进行复制转发，没有过滤功能。

9.由集线器（HUB）和中继器组建以太网的实质是一种共享式以太网，故共享式以太网所具有的弊端它基本上都有，存在以下缺陷：a)冲突严重b)广播泛滥c)无任何安全性10.交换机是工作在数据链路层的设备。

以太网交换机网桥需要完成二个基本功能：a)MAC地址学习；b)转发和过滤决定。

11.DMAC代表目的终端的MAC地址，SMAC代表源MAC地址，而LENGTH/TYPE字段则根据值的不同有不同的含义：当LENGHT/TYPE > 1500时，代表该数据帧的类型（比如上层协议类型），当LENGTH/TYPE < 1500时，代表该数据帧的长度。

DATA/PAD则是具体的数据，因为以太网数据帧的最小长度必须不小于64字节（根据半双工模式下最大距离计算获得的），所以如果数据长度加上帧头不足64字节，需要在数据部分增加填充内容。

FCS则是帧校验字段，来判断该数据帧是否出错。

12.当LENGTH/TYPE取值大于1500的时候，MAC子层可以根据LENGTY/TYPE的值直接把数据帧提交给上层协议，这时候就没有必要实现LLC子层。

这种结构便是目前比较流行的ETHERNET_II，大部分计算机都支持这种结构。

注意，这种结构下数据链路层可以不实现LLC子层，而仅仅包含一个MAC子层。

13.当LENGTH/TYPE小于或等于1500的情况，这种类型就是所谓的ETHERNET_SNAP，是802.3委员会制定的标准，目前应用不是很广泛。

14.当出现一个类型为0800的以太网帧时，可以知道它属于Ethernet_Ⅱ（0x0800大于1500），而且是一个IP数据报（0800表示IP数据报）。

15.同样，当类型为0806时为ARP请求/应答，当类型为8035时为RARP请求/应答。

16.问题是在802.3帧结构中该字段表示的是帧长度，那如何表示以上这些报文呢？17.而在802.3帧格式中，跟随在后面的是3字节的802.2LLC和5字节的802.2 SNAP。

目的服务访问点（ Destination Service Access Point，DSAP）和源服务访问点（ Source Service Access Point，SSAP）的值都设为0 x AA。

Ctrl字段的值设为3。

随后的3个字节org code都置为0。

再接下来的2个字节类型字段和以太网帧格式一样。

18.MAC地址有48位，但它通常被表示为12位的点分十六进制数。

19.MAC地址全球唯一，由IEEE对这些地址进行管理和分配。

20.每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。

其中前24位二进制代表该供应商代码，由IEEE管理和分配。

剩下的24位由厂商自己分配。

21.特殊的MAC地址：a)如果48位全是1，则表明该地址是广播地址。

b)如果第8位是1，则表示该地址是组播地址。

c)在目的地址中，地址的第8位表明该帧将要发送给单个站点还是一组站点。

在源地址中，第8位必须为0。

(因为一个帧是不会从一组站点发出的)站地址要唯一确定是至关重要的，一个帧的目的地不能是模糊的。

22.网桥转发数据帧是基于MAC地址表.而MAC地址表是网桥基于源MAC地址学习得到的。

常见2层交换机的MAC 地址表是由MAC地址和交换机的端口建立的映射关系的。

23.这里我们需要强调的是:网桥侦听数据帧的源地址,交换机每个端口都监听接收到的数据帧源地址。

24.初始化时，交换机的MAC地址表是空。

25.下面我们举个例子来说明。

交换机从端口1接收到这个帧，首先查看目的MAC地址，再查看交换机里cache 的MAC地址表，但这时候的MAC地址表是空的，那交换机会这么做呢？把这个数据帧向任何端口转发出去（除接收这个帧的端口1），在这时还要查看这个帧源MAC地址，把端口1和站点A的MAC建立映射关系（这个帧的源MAC地址就是站点A物理地址）。

这样依次类推，每个站点都跟所直接连接的端口建立好映射关系，从而形成一张MAC地表。

26.若某个端口接有HUB，则会出现一个端口对应多个MAC地址这种情况。

交换机一个端口对应一个冲突域。

27.组播情况下，地址表项的建立不是通过学习得到的，而是通过IGMP窥探，CGMP等协议获得的。

28.交换机的第二个基本功能：基于目的地址转发。

a)查MAC转发表处理转发，对于表中不包含的地址，通过广播的方式转发；b)使用地址自动学习和老化机制进行地址表维护。

c)一般不对帧格式进行修改（VLAN要对帧格式进行修改,打上TAG标签）。

接收网段上的所有数据帧；29.利用接收数据帧中的源MAC地址来建立MAC地址表（源地址自学习），使用地址老化机制进行地址表维护；30.在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找到就将该数据帧发送到相应的端口（不包括源端口）；如果找不到，就向所有的端口发送（不包括源端口）；31.向所有端口转发广播帧和多播帧（不包括源端口）。

32.交换机有Cut-Through、Store-and-Forward、Fragment-free三种交换模式，各个模式的特点如下：33.Cut-Througha)交换机接收到目的地址即开始转发过程b)延迟小c)交换机不检测错误，直接转发数据帧。

34.Store-and-Forwarda)交换机接收完整的数据帧后才开始转发过程b)延迟大，延迟取决于数据帧的长度。

c)交换机检测错误，一旦发现错误数据包将会丢弃。

35.Fragment-freea)交换机接收完数据包的前64字节（一个最短帧长度），然后根据帧头信息查表转发表。

b)此交换模式结合了直通方式和存储转发方式的优点。

象Cut-Through一样不用等待接收完完整的数据帧才转发，只要接收了64字节后，即可转发，并且同Store-and-Forward模式一样，可以提供错误检测，能够检测前64字节的帧错误，并丢弃错误帧。

36.L2交换机解决了共享式以太网的冲突问题，但仍然存在广播泛滥的问题。

如何解决呢？a.首先，三层交换机是作为交换机出现的。

相对于路由器三层交换机具有所有二层交换机的功能，比如基于MAC地址的数据帧转发，生成树协议，VLAN等。

相对于传统二层交换机，三层交换机还具有三层功能，即能完成VLAN 之间的三层互通。

b.其次，一般许多中低端三层交换机上都实现了三层精确查找，即根据数据帧的目的网络层地址直接检索内部的高速缓冲区，而传统的路由器进行的则是最长匹配查找，即根据数据帧的目的网络地址查找路由表，选择有最长匹配的作为转发依据。

对于三层转发的实现方式，不同的厂商有不同的实现方法。

用精确查找实现三层转发比较适合于路由比较稳定、变化比较少的网络。

37.由于高端三层交换机应用面对的网络情况比较复杂，采用精确查找，命中高速缓冲区的概率比较小。

另一方面高端交换机一般是利用硬件来实现最长匹配查找的，采用最长匹配查找算法的效率并不一定比采用精确匹配查找算法效率差。

所以对高端三层交换机来说，不一定非要采用精确匹配查找算法。

38.最后，三层交换机是由二层交换机发展起来的，而且其发展过程中一直遵循为局域网服务的指导思想，没有过多的引入其它接口类型，而只提供跟局域网有关的接口，比如以太网接口，ATM局域网仿真接口等，这样接口类型单纯，大部分情况下三层交换机只提供以太网接口，这样在多种类型接口路由器上所碰到的问题就彻底消除了，比如，最大传输单元问题，由于各个接口都是以太网接口，一般不存在冲突的问题，分片的概率就大大降低了。

但对许多高端三层交换机为了提高上行链路的效率，也提供了高速的POS接口。

39.IP网络的规则：a)相同网段内部的通信，通过二层功能完成互通，当主机与对端主机通信的时候，根据自身的IP地址和子网掩码来确定对方是否在系统网段内，如果判定在相同网段内，则直接通过ARP查找对方的MAC地址，然后把对方的MAC地址填入以太网帧头的目的MAC地址域b)不同网段的主机通信的时候，主机发现对方在不同的网段内，则主机就会自动借助网关来进行通信，主机首先通过ARP来查找设定的网关的MAC地址，然后把网关的MAC地址（而不是对方主机的MAC地址，因为主机认为通信对端不是本地主机）填入以太网帧头的目的MAC地址域40.根据以上规则，三层交换机根据以太网帧的目的MAC地址域的地址来判断是进行二层转发还是三层转发，如果是给某个VLAN指定的路由接口的MAC地址，则进行三层转发，否则在VLAN内部进行二层转发。

41.在共享式以太网中是如何进行数据通信的？CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）是一种在共享介质条件下多点通讯的有效手段。

在发送数据之前进行监听，以确保线路空闲，减少冲突的机会。

每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收。

并且边发送边检测，发现冲突就停止发送，然后延迟一个随机时间之后继续发送。

42.L2交换机的工作原理？L2交换机是工作在数据链路层的设备，需要完成二个基本功能：基于源MAC地址学习和基于目的MAC地址转发。