计算机网络面试题二

网络层

网络层采用ip数据报服务：通过IP寻址来建立两个节点之间的连接，之后把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组和包进行传送。在发送分组时不需要先建立连接，每一个分组独立发送，与其前后的分组无关。在这个过程中网络层不提供端到端的可靠传输服务，尽最大努力进行交付（由网络的主机中的运输层负责可靠交付）。

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议），ARP协议完成了IP地址与物理地址的映射，用于动态解析以太网硬件的地址
工作原理：

• 首先，每台主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的对应关系。
• 当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会首先检查自己ARP列表中是否存在该IP地址对应的MAC地址：
• 如果有，就直接将数据包发送到这个MAC地址；
• 如果没有，就向本地网段发起一个ARP请求的广播包，查询此目的主机对应的MAC地址。此ARP请求数据包里包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。
• 网络中所有的主机收到这个ARP请求后，会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。
• 如果不相同就忽略此数据包；如果相同，该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，
• 如果ARP表中已经存在该IP的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个ARP响应数据包，告诉对方自己是它需要查找的MAC地址；
• 源主机收到这个ARP响应数据包后，将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息开始数据的传输。
• 如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP查询失败。

数据链路层

数据链路层：两台设备之间的数据传输，可以看成是在一条管道上进行的，传送的数据单位是帧，每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息，地址信息，差错控制等），链路层保证被传输数据的正确性

三个问题：

• 封装成帧：在一段数据的前后分别添加首部和尾部，构成一个帧，首部和尾部的作用是进行帧定界。
• 透明传输：在数据传输过程中，如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和 SOH 或 EOT 一样，数据链路层就会错误地“找到帧的边界”从而导致这些数据都能够按照原样没有差错地通过这个数据链路层。解决透明传输问题：字符填充 (插入转义字符)。
• 差错检测：在传输过程之中可能产生比特差错。在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)，误码率与信噪比有很大的关系，为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施，在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。

物理层

物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输比特流，它的作用是尽可能屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异。使得上层数据链路层不必考虑网络的具体传输媒介是什么。传输的是比特。

物理层的主要任务：确定与传输媒体的接口的一些特性（器件的相关特性，电压范围，以及对应的功能）