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  第1题      
  知识点：   arp   AR   ARP   以太网

 
某公司拥有一个C类地址块212.253.115.0/24，网络拓扑结构如图1-1所示。

在PC1的DOS命令窗口中，运行arp -a命令显示PC1的ARP缓存，得到结果如图1-2所示。

采用抓包工具在PC1中捕获的、由PC1以太网接口发出的某数据包的部分信息如图1-3所示。
 
问题：1.1   请填写图1-3中PC1的相应参数。
IP 地址：(1)；
子网掩码：(2)；
默认网关：(3)；
以太网接口的MAC地址：(4)。
 
问题：1.2   请填写图1-1中路由器eth0网卡的相应参数。
IP地址：(5)；
MAC地址：(6)。
 
问题：1.3   在图1-2中若要删除某条ARP记录，可以采用（7）命令。
A.arp-s B. arp-d C. arp-c D. arp-a
 
问题：1.4   图1-3表明，在默认情况下该数据包请求的服务为（8）。
 
 
 

   知识点讲解    
   · arp    · AR    · ARP    · 以太网
 
       arp
        arp命令显示并修改Internet到以太网的地址转换表。这个表一般由地址转换协议（ARP）来维护。当只有一个主机名作为参数时，arp显示这个主机的当前ARP条目。如果这个主机不在当前ARP表中，那么ARP就会显示一条说明信息。
        下面是Windows环境中arp命令格式：
        
        参数含义如下。
        .-a [inet_addr][-N if_addr]：显示所有接口的当前ARP缓存表。要显示特定IP地址的ARP缓存项，请使用带有inet_addr参数的arp -a命令，此处的inet_addr代表IP地址。如果未指定inet_addr，则使用第一个适用的接口。要显示特定接口的ARP缓存表，请将-N if_addr参数与-a参数一起使用，此处的if_addr代表指派给该接口的IP地址。-N参数区分大小写。
        .-g [inet_addr] [-N if_addr]：含义与-a相同。
        .-d inet_addr [if_addr]：删除指定的IP地址项，此处的inet_addr代表IP地址。对于指定的接口，要删除表中的某项，请使用if_addr参数，此处的if_addr代表指派给该接口的IP地址。要删除所有项，请使用星号（*）通配符代替inet_addr。
        ._s inet_addr eth_addr [if_addr]：向ARP缓存添加可将IP地址inet_addr解析成物理
        地址eth_addr的静态项。要向指定接口的表添加静态ARP缓存项，请使用if_addr
        参数，此处的if_addr代表指派给该接口的IP地址。
 
       AR
        （1）AR的定义。增强现实技术（Augmented Reality，AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术1990年提出。随着随身电子产品CPU运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。
        （2）AR的特点。
        ①真实世界和虚拟世界的信息集成；
        ②具有实时交互性；
        ③是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。
        （3）AR的营销价值。
        ①虚实结合，震撼体验。借助AR的虚实交互体验，增强产品发布会的趣味性和互动性。另外借助AR技术，可以展示模拟现实条件无法表现的细节和创意，使消费者更直观形象地感知产品，提升对企业品牌形象的理解，尤其适用于工艺复杂、技术含量高、价值相对较高的产品。
        ②体验营销。AR技术实现品牌和消费者零距离接触，在游戏或互动中潜移默化地传达产品内容、活动及促销信息，加深消费者对品牌的认可和了解。AR技术借助手机摄像头可以生动地再现产品使用场景，增强用户的购物体验，解决电子商务当下无法试用、试穿的瓶颈，给我们生活带来极大地便利和乐趣。
        ③与微博、SNS等社交媒体整合。利用AR技术与微博、SNS等社交媒体的融合打通，实现从体验营销到自营销，最终形成消费者对产品和品牌的信任和钟爱，满足了消费者购买咨询、体验和分享的需求，促成消费者形成良好的口碑并促进购买。
 
       ARP
        ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP。主机发送信息时会将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络中的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。ARP是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的，网络中的主机可以自主发送ARP应答消息，其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性，会直接将其记入本机ARP缓存；因此，攻击者就可以向某一主机发送伪ARP应答报文，使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机，这就构成了一个ARP欺骗。ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。相关协议有RARP、代理ARP。NDP用于在IPv6中代替ARP。
 
       以太网
        以太网是最早使用的局域网，也是目前使用最广泛的网络产品。以太网有10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s、10Gb/s等多种速率。
               以太网传输介质
               以太网比较常用的传输介质包括同轴电缆、双绞线和光纤三种，以IEEE 802.3委员会习惯用类似于10Base-T的方式进行命名。这种命名方式由三个部分组成：
               （1）10：表示速率，单位是Mb/s。
               （2）Base：表示传输机制，Base代表基带，Broad代表宽带。
               （3）T：传输介质，T表示双绞线、F表示光纤、数字代表铜缆的最大段长。
               传输介质的具体命名方案如下表所示，了解这些知识是十分必要的。
               
               以太网传输介质表
               
               以太网时隙
               时间被分为离散的区间称为时隙（Slot Time）。帧总是在时隙开始的一瞬间开始发送。一个时隙内可能发送0，1或多个帧，分别对应空闲时隙、成功发送和发生冲突的情况。
                      设置时隙理由
                      在以太网规则中，若发生冲突，则必须让网上每个主机都检测到。信号传播整个介质需要一定的时间。考虑极限情况，主机发送的帧很小，两冲突主机相距很远。在A发送的帧传播到B的前一刻，B开始发送帧。这样，当A的帧到达B时，B检测到了冲突，于是发送阻塞信号。B的阻塞信号还没有传输到A，A的帧已发送完毕，那么A就检测不到冲突，而误认为已发送成功，不再发送。由于信号的传播时延，检测到冲突需要一定的时间，所以发送的帧必须有一定的长度。这就是时隙需要解决的问题。
                      在最坏情况下，检测到冲突所需的时间
                      若A和B是网上相距最远的两个主机，设信号在A和B之间传播时延为τ，假定A在t时刻开始发送一帧，则这个帧在t+τ时刻到达B，若B在t+τ-ε时刻开始发送一帧，则B在t+τ时就会检测到冲突，并发出阻塞信号。阻塞信号将在t+2τ时到达A。所以A必须在t+2τ时仍在发送才可以检测到冲突，所以一帧的发送时间必须大于2τ。
                      按照标准，10Mb/s以太网采用中继器时，连接最大长度为2500m，最多经过4个中继器，因此规定对于10Mb/s以太网规定一帧的最小发送时间必须为51.2μs。51.2μs也就是512位数据在10Mb/s以太网速率下的传播时间，常称为512位时。这个时间定义为以太网时隙。512位=64字节，因此以太网帧的最小长度为64字节。
                      冲突发生的时段
                      （1）冲突只能发生在主机发送帧的最初一段时间，即512位时的时段。
                      （2）当网上所有主机都检测到冲突后，就会停发帧。
                      （3）512位时是主机捕获信道的时间，如果某主机发送一个帧的512位时，而没有发生冲突，以后也就不会再发生冲突了。
               提高传统以太网带宽的途径
               以往被淘汰、传统的以太网是以10Mb/s速率半双工方式进行数据传输的。随着网络应用的迅速发展，网络的带宽限制已成为进一步提高网络性能的瓶颈。提高传统以太网带宽的方法主要有以下3种。
                      交换以太网
                      以太网使用的CSMA/CD是一种竞争式的介质访问控制协议，因此从本质上说它在网络负载较低时性能不错，但如果网络负载很大时，冲突会很常见，因此导致网络性能的大幅下降。为了解决这一瓶颈问题，“交换式以太网”应运而生，这种系统的核心是使用交换机代替集线器。交换机的特点是，其每个端口都分配到全部10Mb/s的以太网带宽。若交换机有8个端口或16个端口，那么它的带宽至少是共享型的8倍或16倍（这里不包括由于减少碰撞而获得的带宽）。
                      交换以太网能够大幅度的提高网络性能的主要原因是：
                      .减少了每个网段中的站点的数量；
                      .同时支持多个并发的通信连接。
                      网络交换机有三种交换机制：直通（Cut through）、存储转发（Store and forward）和碎片直通（Fragment free Cut through）。
                      交换式以太网具有几个优点：第一，它保留现有以太网的基础设施，保护了用户的投资；第二，提高了每个站点的平均拥有带宽和网络的整体带宽；第三，减少了冲突，提高了网络传输效率。
                      全双工以太网
                      全双工技术可以提供双倍于半双工操作的带宽，即每个方向都支持10Mb/s，这样就可以得到20Mb/s的以太网带宽。当然这还与网络流量的对称度有关。
                      全双工操作吸引人的另一个特点是它不需要改变原来10Base-T网络中的电缆布线，可以使用和10Base-T相同的双绞线布线系统，不同的是它使用一对双绞线进行发送，而使用另一对进行接收。这个方法是可行的，因为一般10Base-T布线是有冗余的（共4对双绞线）。
                      高速服务器连接
                      众多的工作站在访问服务器时可能会在服务器的连接处出现瓶颈，通过高速服务器连接可以解决这个问题。使用带有高速端口的交换机（如24个10Mb/s端口，1个100Mb/s或1000Mb/s高速端口），然后再把服务器接在高速端口上并使用全双工操作。这样服务器就可以实现与网络200Mb/s或2000Mb/s的连接。
               以太网的帧格式
               以太网帧的格式如下图所示，包含的字段有前导码、目的地址、源地址、数据类型、发送的数据，以及帧校验序列等。这些字段中除了数据字段是变长以外，其余字段的长度都是固定的。
               
               以太网的帧结构
               注：字段的长度以字节为单位
               前导码（P）字段占用8字节。
               目的地址（DA）字段和源地址（SA）字段都是占用6字节的长度。目的地址用于标识接收站点的地址，它可以是单个的地址，也可以是组地址或广播地址，当地址中最高字节的最低位设置为1时表示该地址是一个多播地址，用十六进制数可表示为01：00：00：00：00：00，假如全部48位（每字节8位，6字节即48位）都是1时，该地址表示是一个广播地址。源地址用于标识发送站点的地址。
               类型（Type）字段占用两字节，表示数据的类型，如0x0800表示其后的数据字段中的数据包是一个IP包，而0x0806表示ARP数据包，0x8035表示RARP数据包。
               数据（Data）字段占用46～1500个不等长的字节数。以太网要求最少要有46字节的数据，如果数据不够长度，必须在不足的空间插入填充字节来补充。
               帧校验序列（FCS）字段是32位（即4字节）的循环冗余码。
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