第 2 章 CCNA 测试问题和答案
以太网和数据封装
要点
描述载波侦听多路由访问/冲突检测(CSMA/CD)的工作原理。
CSMA/CD是一种帮助设备均衡共享带宽的协议,可避免两台设备同时在网络介质上传输数据。虽然他不能消除冲突,但有助于极大的减少冲突,进而避免重传,从而提高所的设备的数据传输效率。
区分半双工和全双工通信。并指出两种方法的需求。
与半双工以太网使用一对导线不同,全双工以太网使用两队导线,全双工使用不同的导线来消除冲突,从而允许同时发送和接收数据,而半双工可接收或发送数据,但不能同时接收和发送数据,且仍会出现冲突。要使用全双工,电缆两端的设备都必须支持全双工,并配置成一全双模式运行。
描述MAC地址的组成部分以及各部分包含的信息。
MAC(硬件)地址时一种使用十六进制表示的地址,长48位(6B)。其中前24位(3B)称为OUI(Organizationally Unique Idebtifier,组织唯一表示符),有IEEE分配给NIC制造商;余下的部分呢唯一地标识了NIC
识别十进制数对应的二进制值和十六进制值。
用这三种格式之一表示的任何数字都可以转换为其他两种格式,能够执行这种转换对理解IP 地址和子网划分至关重要。
识别以太网帧中与数据链路层相关的字段。
在以太网中,与数据链路层相关的字段包括前导码,帧其实位置分隔符,目标MAC地址,源MAC地址,长度或者类型以及帧校验序列。
识别以太网布线相关的IEEE标准。
这些标准描述了各种电缆类型的功能和物理特征,包括(但不限于)10Base2、10Base5和10BaseT。
区分以太网电缆类型及其用途。
以太网电缆分3种:
直通电缆,用于将PC或路由器的以太网接口连接到集线器或交换机;
交叉电缆。用于将集线器连接到集线器,集线器连接到交换机,交换机连接到交换机以及PC连接到PC;
反转电缆,用于PC和路由器或交换机之间建立控制台连接。
描述数据封装过程及其在分组创建中的作用。
数据封装指的是在OSI模型各层给数据添加信息的过程,也成为分组创建。每层都只与其在接受设备上的对等层通信。
了解如何在PC和路由器之间建立控制台连接并启动HyperTerminal。
使用反转电缆将主机的COM端口连接到路由器的控制台端口。启动HyperTerminal,并将比特率设置为9600,流量控制设置为‘无’。
指出Cisco三层模型中的各层,并描述每层最适合完成的功能。
Cisco层次模型包含如下3层:
核心层,负责快速而可靠的传输大量的数据流;
集散层,提供路由选择、过滤和WAN接入;
接入层,将工作组连接到集散层。
复习题
选择题:
1)IEEE以太网帧包含哪些字段(选择两项)?(A,D)
A.源MAC地址和目标MAC地址
B.源网络地址和目标网络地址
C.源MAC地址和目标MAC地址以及源网络地址和目标网络地址
D.FCS字段
2)下面哪两项是半双工以太网相对于全双工以太网的特征?(A,D)
A.半双工以太网运行在一个共享的冲突域中
B.半双工以太网运行在一个专用的冲突域中
C.半双工以太网的有效吞吐量更高
D.半数安工以太网的有效吞吐量更低
E.半双工以太网运行在一个专用的广播域中
3)你想实现不易受EMI影响的网络,应使用哪种电缆?(D)
A.粗同轴电缆
B.细同轴电缆
C.5类UTP电缆
D.光纤
4)下面3种连接可使用全双工模式?(B,C,E)
A.集线器到集线器 B.交换机到交换机 C.主机到主机
D.交换机到集线器 E.交换机到主机
5)在交换机之间使用哪种RJ45 UTP电缆?(B)
A.直通电缆
B.交叉电缆
C.带CSU/DSU的交叉电缆
D.在这两台交换机中添加一台路由器,并使用交叉电缆分别连接到了路由器
6)冲突发生后,以太网LAN中的主机如何知道何时开始传输(选择两项)?(B,E)
A.在CSMA/CD冲突域中,多台工作站可同时传输数据
B.在CSMA/CD冲突域中,工作站必须登到介质未被占用时才传输
C.可通过添加集线器来改善CSMA/CD网路
D.冲突发生后,检测到冲突的工作站有优先重传丢失的数据
E.冲突发生后,所有工作站都运行随机后退算法,后退延迟阶段过后,所有工作站的数据传输优先级都相同。
F.冲突发生后,设计的所有工作站都运行相同的后退算法,然后在传输数据前彼此同步
7)将PC的COM端口连接到路由器或者交换机的控制台端口时,应使用哪种类型的RJ45 UTP电缆?(D)
A.直通电缆
B.交叉电缆
C.带CSU/DSU的交叉电缆
D.反转电缆
8)二进制值10110111对应的十进制值和十六进制值分别是多少?(B)
A.69/0x2102 B.183/B7 C.173/A6 D.83/0xC5
9)以太网使用下面哪种竟用机制?(B)
A令牌传递 B.CSMA/CD C.CSMA/CA D.主机轮询
10)在CSMA/CD中,后退算法计算的到的延迟过后,哪些主机有优先权?(A)
A.所有主机的优先级都相同 B.导致冲突的两台主机的优先级相同
C.发生冲突后发送冲突拥堵信号的主机有优先权 D.MAC地址最大的主机有优先权
11)下面哪种说法是正确的?(B)
A.全双工以太网使用一对导线 B.全双工以太网使用两对导线
C.半双工以太网使用两队导线 D.全双工以太网使用三对导线
12)下面哪种有关权属安工的说法是错误的?(C)
A.全双工模式下不会发生冲突?
B.每个全双工节点都必须有一个专用的交换机端口
C.在全双工模式下冲突很少
C.主机的网卡和交换机端口都必须能够以在全双工模式下运行
13)下面哪种有关MAC地址的说法是正确的?(D)
A.MAC地址也称逻辑地址,长48位(6B),用十六进制格式表示
B.MAC地址也称硬件地址,长48位(8B),用十六进制格式表示
C.MAC地址也称硬件地址,长48位(6B),用二进制格式表示
D.MAC地址也称硬件地址,长48位(6B),用十六进制格式表示
14)MAC地址的哪部分称为组织唯一的标识符(OUI)?(A)
A.前24位(3B) B.前12位(3B),
C.前24位(6B) D.前32位(3B)
15)OSI模式的哪一层负责将比特合并成字节,并将字节合并成帧?(B)
A.表示层 B.数据链路层 C.应用层 D.传输层
16)下面那个术语表示不希望发生的相邻线对之间的信号干扰?(C)
A.EMI B.RFI C.串扰 D.衰减
17)下面哪项是IEEE 802.3u标准的一部分?(C)
A.100Base2 B.10Base5 C.100Base-TX D.1000Base-T
18)10GBase-Long Wavelength 称为哪种IEEE标准?(D)
A.802.3F B.802.3z C.802.3ab D.802.3ae
19)1000Base-T 是下面哪种IEEE标准?C
A.802.3F B.802.3z C.802.3ab D.802.3ae
20)建立HyperTerminal连接时,必须将比特率设置为什么值?(C)
A.2400 bit/s b.1200 bit/s C.9600 bit/s D.6400 bit/s
书面试验
1.CSMA/CD的工作原理
CSMA/CD,(载波侦听多路访问/冲突检测),帮助最大限度的减少冲突,从而提高数据传输效率。请按照正确的顺序列下述步骤。
<4>定时器到期后,所有主机的传输优先级相同。
<3>以太网网段中的每台设备暂停传输一段时间,直到定时器到期。
<2>冲突导致执行随机后退算法。
<1>拥堵信号告诉所有的设备发生了冲突。
2.在下述个各种情形下,请判断使用直通电缆、交叉电缆还是翻转电缆。
1)主机到主机 交叉电缆
2)主机到交换机或集线器 直通电缆
3)路由器到主机 交叉电缆
4)交换机到交换机 交叉电缆
5)路由器到交换机或集线器 直通电缆
6)集线器到集线器 交叉电缆
7)集线器到交换机 交叉电缆
8)主机到路由器的控制台串行通信(COM)端口 反转电缆
3.封装
按正确的顺序排列下述封装过程
1.用户信息被转换为数据,以便通过网络进行传输。
2.数据被转换为数据段,并在发送的主机和接收主机之间建立一条可靠的连接
3.数据段被转换为分组或数据报,并在报头中加入逻辑地址,是能够在互联网中路由分组
4.分组或者数据报被转换为帧,以便在本地网络中传输,使用硬件(以太网)地址来唯一地标识本地网络中的主机
5.帧被转换为比特,并使用数字编码和时钟同步方案
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第 2 章 CCNA 测试问题和答案
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epoll简介及触发模式(accept、read、send)-epoll的简单介绍 epoll在LT和ET模式下的读写方式 一、epoll的接口非常简单,一共就三个函数:1. int epoll_create(int size);创建一个epoll的句柄,size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select中的第一个参数,给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是,当创建好epoll句柄后,它就是会占用一个fd值,在linux下如果查看/proc/进程id/fd/,是能够看到这个fd的,所以在使用完epoll后,必须调用close关闭,否则可能导致fd被耗尽。2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);epoll的事件注册函数,它不同与select是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件,而是在这里先注册要监听的事件类型。第一个参数是epoll_create的返回值,第二个参数表示动作,用三个宏来表示:EPOLL_CTL_ADD:注册新的fd到epfd中;EPOLL_CTL_MOD:修改已经注册的fd的监听事件;EPOLL_CTL_DEL:从epfd中删除一个fd;第三个参数是需要监听的fd,第四个参数是告诉内核需要监听什么事,struct epoll_event结构如下:struct epoll_event { __uint32_t events; /* Epoll events */ epoll_data_t data; /* User data variable */};events可以是以下几个宏的集合:EPOLLIN :表示对应的文件描述符可以读(包括对端SOCKET正常关闭); EPOLLIN事件:EPOLLIN事件则只有当对端有数据写入时才会触发,所以触发一次后需要不断读取所有数据直到读完EAGAIN为止。否则剩下的数据只有在下次对端有写入时才能一起取出来了。现在明白为什么说epoll必须要求异步socket了吧?如果同步socket,而且要求读完所有数据,那么最终就会在堵死在阻塞里。 EPOLLOUT:表示对应的文件描述符可以写; EPOLLOUT事件:EPOLLOUT事件只有在连接时触发一次,表示可写,其他时候想要触发,那要先准备好下面条件:1.某次write,写满了发送缓冲区,返回错误码为EAGAIN。2.对端读取了一些数据,又重新可写了,此时会触发EPOLLOUT。简单地说:EPOLLOUT事件只有在不可写到可写的转变时刻,才会触发一次,所以叫边缘触发,这叫法没错的!其实,如果真的想强制触发一次,也是有办法的,直接调用epoll_ctl重新设置一下event就可以了,event跟原来的设置一模一样都行(但必须包含EPOLLOUT),关键是重新设置,就会马上触发一次EPOLLOUT事件。1. 缓冲区由满变空.2.同时注册EPOLLIN | EPOLLOUT事件,也会触发一次EPOLLOUT事件这个两个也会触发EPOLLOUT事件 EPOLLPRI:表示对应的文件描述符有紧急的数据可读(这里应该表示有带外数据到来);EPOLLERR:表示对应的文件描述符发生错误;EPOLLHUP:表示对应的文件描述符被挂断;EPOLLET: 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式,这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。EPOLLONESHOT:只监听一次事件,当监听完这次事件之后,如果还需要继续监听这个socket的话,需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);等待事件的产生,类似于select调用。参数events用来从内核得到事件的集合,maxevents告之内核这个events有多大,这个maxevents的值不能大于创建epoll_create时的size,参数timeout是超时时间(毫秒,0会立即返回,-1将不确定,也有说法说是永久阻塞)。该函数返回需要处理的事件数目,如返回0表示已超时。-------------------------------------------------------------------------------------------- 从man手册中,得到ET和LT的具体描述如下EPOLL事件有两种模型:Edge Triggered (ET)Level Triggered (LT)假如有这样一个例子:1. 我们已经把一个用来从管道中读取数据的文件句柄(RFD)添加到epoll描述符2. 这个时候从管道的另一端被写入了2KB的数据3. 调用epoll_wait(2),并且它会返回RFD,说明它已经准备好读取操作4. 然后我们读取了1KB的数据5. 调用epoll_wait(2)......Edge Triggered 工作模式:如果我们在第1步将RFD添加到epoll描述符的时候使用了EPOLLET标志,那么在第5步调用epoll_wait(2)之后将有可能会挂起,因为剩余的数据还存在于文件的输入缓冲区内,而且数据发出端还在等待一个针对已经发出数据的反馈信息。只有在监视的文件句柄上发生了某个事件的时候 ET 工作模式才会汇报事件。因此在第5步的时候,调用者可能会放弃等待仍在存在于文件输入缓冲区内的剩余数据。在上面的例子中,会有一个事件产生在RFD句柄上,因为在第2步执行了一个写操作,然后,事件将会在第3步被销毁。因为第4步的读取操作没有读空文件输入缓冲区内的数据,因此我们在第5步调用 epoll_wait(2)完成后,是否挂起是不确定的。epoll工作在ET模式的时候,必须使用非阻塞套接口,以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。最好以下面的方式调用ET模式的epoll接口,在后面会介绍避免可能的缺陷。 i 基于非阻塞文件句柄 ii 只有当read(2)或者write(2)返回EAGAIN时才需要挂起,等待。但这并不是说每次read时都需要循环读,直到读到产生一个EAGAIN才认为此次事件处理完成,当read返回的读到的数据长度小于请求的数据长度时,就可以确定此时缓冲中已没有数据了,也就可以认为此事读事件已处理完成。Level Triggered 工作模式相反的,以LT方式调用epoll接口的时候,它就相当于一个速度比较快的poll(2),并且无论后面的数据是否被使用,因此他们具有同样的职能。因为即使使用ET模式的epoll,在收到多个chunk的数据的时候仍然会产生多个事件。调用者可以设定EPOLLONESHOT标志,在 epoll_wait(2)收到事件后epoll会与事件关联的文件句柄从epoll描述符中禁止掉。因此当EPOLLONESHOT设定后,使用带有 EPOLL_CTL_MOD标志的epoll_ctl(2)处理文件句柄就成为调用者必须作的事情。然后详细解释ET, LT:LT(level triggered)是缺省的工作方式,并且同时支持block和no-block socket.在这种做法中,内核告诉你一个文件描述符是否就绪了,然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作,内核还是会继续通知你的,所以,这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表.ET(edge-triggered)是高速工作方式,只支持no-block socket。在这种模式下,当描述符从未就绪变为就绪时,内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪,并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知,直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了(比如,你在发送,接收或者接收请求,或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK 错误)。但是请注意,如果一直不对这个fd作IO操作(从而导致它再次变成未就绪),内核不会发送更多的通知(only once),不过在TCP协议中,ET模式的加速效用仍需要更多的benchmark确认(这句话不理解)。在许多测试中我们会看到如果没有大量的idle -connection或者dead-connection,epoll的效率并不会比select/poll高很多,但是当我们遇到大量的idle- connection(例如WAN环境中存在大量的慢速连接),就会发现epoll的效率大大高于select/poll。(未测试)另外,当使用epoll的ET模型来工作时,当产生了一个EPOLLIN事件后,读数据的时候需要考虑的是当recv返回的大小如果等于请求的大小,那么很有可能是缓冲区还有数据未读完,也意味着该次事件还没有处理完,所以还需要再次读取: 这里只是说明思路(参考《UNIX网络编程》) while(rs) {buflen = recv(activeevents[i].data.fd, buf, sizeof(buf), 0);if(buflen < 0){// 由于是非阻塞的模式,所以当errno为EAGAIN时,表示当前缓冲区已无数据可读// 在这里就当作是该次事件已处理处.if(errno == EAGAIN)break; else return; }else if(buflen == 0) { // 这里表示对端的socket已正常关闭. } if(buflen == sizeof(buf) rs = 1; // 需要再次读取 else rs = 0; } 还有,假如发送端流量大于接收端的流量(意思是epoll所在的程序读比转发的socket要快),由于是非阻塞的socket,那么send函数虽然返回,但实际缓冲区的数据并未真正发给接收端,这样不断的读和发,当缓冲区满后会产生EAGAIN错误(参考man send),同时,不理会这次请求发送的数据.所以,需要封装socket_send的函数用来处理这种情况,该函数会尽量将数据写完再返回,返回-1表示出错。在socket_send内部,当写缓冲已满(send返回-1,且errno为EAGAIN),那么会等待后再重试.这种方式并不很完美,在理论上可能会长时间的阻塞在socket_send内部,但暂没有更好的办法. ssize_t socket_send(int sockfd, const char* buffer, size_t buflen) { ssize_t tmp; size_t total = buflen; const char *p = buffer; while(1) { tmp = send(sockfd, p, total, 0); if(tmp < 0) { // 当send收到信号时,可以继续写,但这里返回-1. if(errno == EINTR) return -1; // 当socket是非阻塞时,如返回此错误,表示写缓冲队列已满, // 在这里做延时后再重试. if(errno == EAGAIN) { usleep(1000); continue; } return -1; } if((size_t)tmp == total) return buflen; total -= tmp; p += tmp; } return tmp; } 二、epoll在LT和ET模式下的读写方式 在一个非阻塞的socket上调用read/write函数, 返回EAGAIN或者EWOULDBLOCK(注: EAGAIN就是EWOULDBLOCK) 从字面上看, 意思是: * EAGAIN: 再试一次 * EWOULDBLOCK: 如果这是一个阻塞socket, 操作将被block * perror输出: Resource temporarily unavailable 总结: 这个错误表示资源暂时不够, 可能read时, 读缓冲区没有数据, 或者, write时,写缓冲区满了 。 遇到这种情况, 如果是阻塞socket, read/write就要阻塞掉。 而如果是非阻塞socket, read/write立即返回-1, 同 时errno设置为EAGAIN. 所以, 对于阻塞socket, read/write返回-1代表网络出错了. 但对于非阻塞socket, read/write返回-1不一定网络真的出错了. 可能是Resource temporarily unavailable. 这时你应该再试, 直到Resource available. 综上, 对于non-blocking的socket, 正确的读写操作为: 读: 忽略掉errno = EAGAIN的错误, 下次继续读 写: 忽略掉errno = EAGAIN的错误, 下次继续写 对于select和epoll的LT模式, 这种读写方式是没有问题的. 但对于epoll的ET模式, 这种方式还有漏洞. epoll的两种模式 LT 和 ET
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整数编程》第 2 章--松弛和成对问题