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網絡連接設備：中繼器，集線器，交換機，路由器的工作層次

中繼器：物理層使用設備 集線器：物理層使用設備 交換機：數據鏈路層使用設備 路由器：網絡層使用設備

2.IP 地址：分類 IP 地址；互聯網中的 IP 地址，特殊 IP 地址（網絡地址，廣播地址）

分類 IP 地址：

A 類地址：0.0.0.0~127.255.255.255

B 類地址：128.0.0.0~191.255.255.255

C 類地址：192.0.0.0~223.255.255.255

D 類地址：224.0.0.0~239.255.255.255

E 類地址：240.0.0.0~255.255.255.255

互聯網中的 IP 地址：有兩個字段組成，第一個字段是網絡號，標志著主機（或路由器）要連接到的網絡；第二個字段是主機號，標志著一臺主機號在他前面的網絡號所指明的網絡范圍內必須是唯一的 特殊 IP 地址（網絡地址，廣播地址等） ：

網絡號特定值；主機號全是 0：網絡地址，表示一個網絡，如：10.0.0.0

網絡號特定值，主機號全是 1：直接廣播地址，指特定網絡中的所有主機，如：10.255.255.255

網絡號主機號都為 1，有限廣播地址，指本網絡中的所有主機：255.255.255.255

網絡號主機號都為 0，未獲取 UO 地址的主機或路由表中的默認路由

網絡號 127，主機號全 0 或全 1 除外的任何數，環回地址，用于本主機軟件環回測試

網絡號 169.254，主機號全 0 或全 1 除外的任何數，當不能通過 DHCP 正常得到 IP 地址時，由 Windows 系統自動為主機分配的 IP 地址

3.IP 地址與硬件地址的關系，ARP 協議（ARP 原理，ARP 緩存，同一局域網使用 ARP，跨網使用 ARP）

IP 地址與硬件地址的關系：在網絡中傳輸數據時，目的 IP 地址不變，但目的 MAC 地址會隨著傳輸到不同設備改變 ARP 協議（ARP 原理，ARP 緩存，同一局域網使用 ARP，跨網使用 ARP）

ARP 的作用：已知主機或路由器接口的 IP 地址，找出其 MAC 地址

ARP 緩存：每個主機都有一個 ARP 高速緩存，保存本局域網中 IP 地址到 MAC 地址的映射表

同一局域網使用 ARP：當主機 A 向本局域網中主機 B 發送數據時，先查 ARP 高速緩存，若沒有，則運行 ARP，查找 B 的 MAC 地址

ARP 原理：主機 A 廣播發送 ARP 請求分組，目標主機 B 收到請求后，向 A 發送 ARP 相應分組

跨網使用 ARP：判斷目標 IP 和源 IP 不是同一網段后，主機就要通過網關來傳遞信息了。信息先發送到網關機上，再由網關機轉發。在查找目標不在同一網段后，目標 IP 改為網關機的 IP，MAC 地址為廣播地址，發送信息時加上目標 IP 和 MAC 地址發送到網關中。

4.IP 數據報格式：首部長度和總長度，IP 分片與重組（標識，標志，片偏移），生存時間 TTL，協議，首部檢驗和

首部長度：4 位，首部長度 = 固定部分（20 字節）+ 可選字段（0~40 字節），取值范圍 5 到 15，單位為 4 字節 總長度：16 位，單位為 1 字節，最大值為 65535，但總長度必須不超過 MTU IP 分片與重組（標識，標志，片偏移） ：

網絡鏈路存在 MTU：鏈路層幀可封裝數據的上限；不同鏈路的 MTU 不同

大 IP 分組向較小 MTU 鏈路轉發時，可以被 “分片”

IP 分片到達目的主機后進行 “重組”

標識（16 位）：標識一個 IP 數據報，IP 數據報分片時，所有分片具有相同的標識

標志 (3 位)：MF=1，還有分片；MF=0，最后一個分片；DF=1，禁止分片；DF=0，允許分片

片偏移（13 位）：某分片在原 IP 數據報中的相對位置。單位為 8 個字節

生存時間 TTL：8 位，指數據報在網絡中可通過的路由器數的最大值。IP 數據報每經過一個路由器，TTL 減 1。當減到 0 時，這個數據報就會被丟失 協議：8 位，指數據部分是何種協議

=6，TCP

=17,UDP

=1,ICMP

=41,IPv6 首部檢驗和：只檢驗首部，不檢驗數據部分。，設首部檢驗和為 0，將首部每 2 個字節當做一個數，將所有數相加求和，進位累加，對求和結果求反得到

劃分子網：子網劃分，子網掩碼，根據 IP 地址和子網掩碼計算該 IP 地址所在網絡的網絡地址，廣播地址，子網數和子網中的主機數

子網劃分：

子網掩碼：形如 IP 地址，網絡號和子網號全取 1，主機號全取 0

根據 IP 地址和子網掩碼計算該 IP 地址所在網絡的網絡地址、廣播地址、子網數和子網中的主機數：

路由優先級：直連路由》特定主機路由》靜態路由》動態路由》默認路由

6.CIDR（給定一個 CIDR 地址快，計算最小 IP 地址，最大 IP 地址，掩碼和地址總數）和路由聚合（給定幾個 IP 地址，計算聚合后的地址）

CIDR（給定一個 CIDR 地址快，計算最小 IP 地址，最大 IP 地址，掩碼和地址總數） ：

無類域間路由 CIDR：a.b.c.d/x

例如：200.23.16.0/23==200.23.16.0,255.255.254.0 路由聚合（給定幾個 IP 地址，計算聚合后的地址） : 將多個子網聚合為一個較大的子網。前提：地址塊是連續的。最長前綴匹配優先

7.ICMP 協議：ICMP 協議的作用，ICMP 差錯報文何時產生，由誰產生. PING 命令和 Tracert 命令的工作原理

ICMP 協議的作用：支持主機或路由器進行差錯報告和網絡探詢。向源主機報告 IP 數據報的差錯信息；只是報告差錯，不能糾正差錯。ICMP 報文有兩種，即 ICMP 差錯報告報文（單向，向源主機報告差錯）和 ICMP 詢問報文（雙向，向源主機請求，向目的主機應答） ICMP 差錯報文何時產生，由誰產生：

終點不可達：當路由器或主機不能交付數據報時向源點發送終點不可達報文

時間超過：當路由器收到生存時間為零的數據報，除丟棄該數據報外，還要向源點發送時間超過報文。當終點在預先規定的時間內不能收到一個數據報的全部數據報片時，就把已收到的數據報片都丟棄，并向源點發送時間超過報文。

參數問題：當路由器或目的主機收到的數據報的首部中有的字段的值不正確就丟棄該數據報，并向源點發送參數問題報文

改變路由（重定向）：路由器把改變路由報文發送給主機，讓主機知道下次應將數據報發給另外的路由器 PING 命令和 Tracert 命令的工作原理：分組網間探測 PING 用來測試兩臺主機之間的連通性，使用了 ICMP 回送請求與回送回答報文；tracert 命令用來跟蹤一個分組從源點到終點的路徑

8、路由器：給定拓撲寫出路由器（直連路由，靜態路由和動態路由，默認路由），路由器根據路由器轉發 IP 數據報的過程

給定拓撲寫出路由器（直連路由，靜態路由和動態路由，默認路由） ：

靜態路由：管理員手工配置的路由；需要人工維護，適合拓撲簡單、穩定的網絡，路由器開銷小

動態路由：管理員在路由器上配置動態路由協議，使路由器與其他路由器進行通信來維護路由表；無需人工維護，適合拓撲復雜、變化的網絡；路由器開銷大

默認路由：是對 IP 數據報中的目的地址找不到存在的其他路由時，路由器所選擇的路由。目的地不在路由表里的所有數據包都會使用默認路由。這條路由一般會連去另一個路由器，而這個路由器也同樣處理數據包；如果知道應該怎么路由這個數據抱，則數據包被轉發到已知的路由；否則，數據包會被轉發到默認路由，從而到達另一個路由器。每次轉發，路由都增加了一跳的距離。

直連路由：路由器接口所連接的子網的路由方式稱為直連路由。直連路由是由鏈路層協議發現的，一般指去往路由器的接口地址所在網段的路徑，該路徑不需要網絡管理員維護，也不需要路由器通過某種算法進行計算獲得，只要該接口處于活動狀態，路由器就會把通向該網段的路由學習天寫到路由表中去，直連路由無法使路由器獲取與其不直接相連的路由信息。

路由器根據路由器轉發 IP 數據報的過程：

路由選擇：根據 IP 數據報的目的地址查詢路由表，確定下一跳地址。經過網絡中的所有節點共同協調工作后，選擇一條最佳路由

9.RIP：距離，距離向量算法，工作過程，特點

自治系統 AS：屬于一個組織機構的內部網絡

內部網關協議：運行與 AS 內部路由器上的動態路由協議，如：RIP、OSPF

外部網關協議：用于在 AS 與 AS 之間建立動態路由的協議，如：BGP-4

距離：

從一個路由器到直接連接的網絡的距離定義為 1

從一個路由器到非直接連接的網絡的距離定義為所經過的路由器數加 1

RIP 協議中的 “距離” 也稱為“跳數”，實際上指的是“最短距離”

RIP 認為一個好的路由就是他通過的路由器的數目少，即 “距離短”

RIP 允許一條路徑最多只能包含 15 個路由器

“距離” 的最大值為 16 時即相當于不可達。可見 RIP 只適用于小型互聯網

RIP 不能再兩個網路之間同時適用多條路由

距離向量算法：路由器 R 收到鄰居路由器 X 的路由表后：

將收到的路由表（即鄰居的路由表）中所有的項目的 “下一跳” 改為 X，所有 “距離” 值加 1

對修改的每個項目（N，d，X）：

若 N 不在 R 的路由表中，則添加該項目

若 N 在 R 的路由表中，且 “下一跳” 也是 X，則更新該項目

若 N 在 R 的路由表中，但 “下一跳” 不是 X，如果距離 d 值較小，則用該項目替換原項目

工作過程：

路由器在剛剛開始工作時，只知道到連接的網絡的距離（此距離定義為 1）。他的路由表是空的

以后，每一個路由器也只和數目非常有限的相鄰路由器交換并更新路由信息

經過若干次更新后，所有的路由器最終都會知道到達本自治系統中任何一個網絡的最短距離和下一跳路由器的地址

RIP 協議的收斂過程較快。“收斂” 就是在自治系統中所有的結點都得到正確的路由選擇信息的過程

RIP 協議讓互聯網中的所有路由器都和自己的相鄰路由器不斷交換

特點：

僅和相鄰路由器交換信息

交換的信息是當前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表

按固定的時間間隔交換路由信息，例如每隔 30 秒。當網絡拓撲發生變化時，路由器也及時向相鄰路由器通告拓撲變化后的路由信息

網絡規模較小

以跳表示鏈路開銷

占用寬帶較多

收斂慢：當網絡出現故障時，RIP 需較長時間才能讓所有路由器知曉

10.OSPF：鏈路狀態，OSPF 的工作過程，OSPF 區域

鏈路狀態：

本路由器的各接口 IP 地址和接口狀態

相鄰路由器接口 IP 地址

鏈路的開銷

OSPF 的工作過程：

每個路由器維護鏈路狀態數據庫（全網的拓撲結構圖）

可知全網共有多少臺路由器

哪些路由器是相連的

鏈路代價是多少

每個路由器根據鏈路狀態數據庫，利用 Dijkstra 算法，求出到達每個網絡的最短路徑，一次構造路由表

R8 根據鏈路狀態數據庫調用 Dijkstra 算法獲得以 R8 為根的最短路徑樹

根據最短路徑樹生成路由表  

OSPF 區域：為了使 OSPF 能夠用于規模很大的網絡，OSPF 將一個自治系統再劃分為若干個更小的范圍，叫做區域。
劃分區域的好處就是把利用洪泛法交換鏈路狀態信息的范圍局限于每一個區域而不是整個的自治系統，這就減少了整個網絡上的通信量

粉色區域為主干區域，里面的路由器叫主干路由器（包括邊緣的）

主干邊緣和其他區域交接的路由器又叫區域邊界路由器

R6 這種位置的叫自治系統邊界路由器

外部網關協議 BGP：尋找可達性的路由，策略路由

尋找可達性的路由：用于在不同自治系統的邊界路由器之間交換路由信息，尋找一條可以到達目的網絡的較好路徑
策略路由：

12.IPv6：ipv6 數據報格式，IPv6 相比 IPv4 的變化，IPv6 地址的表示，從 IPv4 相比 IPv6 的過渡技術

ipv6 數據報格式：IPv6 數據報 = 基本首部 + 有效載荷；有效載荷 = 擴展首部 + 數據部分

優先級（8 位）：為了區分不同的 IPv6 數據報的類別或優先級

流標簽（20 位）：屬于同一個流的數據報具有同樣的流標簽

有效載荷長度（16 位）：指 IPv6 數據報除基本首部以外字節數，最大值是 65535

下一個首部（8 位）：相當于 IPv4 的協議字段

跳數限制（8 位）：相當于 IPv4 的 TTL 字段
IPv6 相比 IPv4 的變化：

IPv6 地址的表示：

冒號十六進制記法：各段之間用冒號分隔：68E6FFFF0000960A:FFFF

零壓縮表示法：連續的零可用雙冒號代替（只能使用一次）：00230:0→:230:0

CIDR 表示法：21DA:0:0/48

URLs：http://[3FFE:800417A]:8000

從 IPv4 相比 IPv6 的過渡技術：

使用雙協議棧
路由器 B 和 E 同時具有兩種 IP 地址：一個 IPv6 地址和一個 IPv4 地址

使用隧道技術
路由器 B 把 IPv6 數據報封裝在 IPv4 數據報中發送給路由器 E

13.IP 多播：比較（單播，廣播，多播，任播），IP 多播數據報的封裝，多播 IP 地址與多播 MAC 地址，IGMP 協議的作用

比較（單播，廣播，多播，任播）：

單播：單個源節點向單個目的結點發送分組

廣播：單個源節點向同網絡中的所有結點發送分組

多播：單個源節點向多個目的結點發送分組

任播：單個源節點向多個目的結點中距離最近的單個結點發送分組

IP 多播數據報的封裝：IP 首部加上 IGMP 報文，其中首部的協議字段等于 2，目的地址為 D 類 IP 地址（224.0.0.0~239.255.255.255）

多播 IP 地址與多播 MAC 地址：

多播 IP 地址即 D 類 IP 地址：224.0.0.0~239.255.255.255

多播 MAC 地址的最低 23 位來自 D 類 IP 地址，即 01-00-5E-00-00-00 ~ 01-00-5E-7F-FF-FF

IGMP 協議的作用：是讓連接在本地局域網上的多播路由器知道本局域網上是否有主機參加或退出了某個多播組

14.VPN：私有 IP，VPN 路由器封裝 IP 數據報的過程，三種 VPN 類型的判斷，NAT 路由器封裝 IP 數據報的過程

私有 IP：僅在機構內部使用，不需要向因特網管理機構申請

A 類：10.0.0.0 到 10.255.255.255

B 類：172.16.0.0 到 172.31.255.255

C 類：192.168.0.0 到 192.168.255.255

VPN 路由器封裝 IP 數據報的過程：用隧道技術實現 VPN。將原本的 IP 數據報作為數據部分加密到新的 IP 數據報中，并為她添加新的數據報首部，源地址是發送的路由器地址，目的地址是收到的路由器地址

三種 VPN 類型的判斷：

內聯網 VPN：同屬于一個機構的內部部門 A 和 B 之間建立的 VPN

外聯網 VPN：一個機構和某些外部機構共同建立的 VPN

遠程接入 VPN：外地出差的工作人員與公司網絡之間建立的 VPN
NAT 路由器封裝 IP 數據報的過程：

替換：替換每個外出 IP 數據報的源地址

記錄：替換信息存儲到 NAT 轉換表

替換：替換每個進入內網的 IP 數據報的目的地址

15.MPLS：與傳輸路由技術的比較，負載均衡與 FEC

MPLS：多協議標記交換，在 MPLS 域的入口處給每個 IP 數據報打標機，使用硬件轉發

與傳輸路由技術的比較：

傳統路由器技術數據轉發機制：傳統路由器 IP 尋址方式是逐跳轉發的。轉發需要由路由器對 IP 數據包進行解包處理，再通過路由協議決定轉發方向。由于 IP 包的不定長特性，也就意味著時延大、轉發速度慢

基于 ATM 的 MPLS 數據轉發機制：多協議，因為 MPLS 基于 IP 路由和控制協議，一個介于第三層和第二層之間的 “墊層”，MPLS 不受鏈路層協議的限制（可使用多種鏈路層協議）

負載均衡與 FEC：

轉發等價類 FEC：指路由器按照同樣方式對待的 IP 數據報的集合

“按照同樣方式對待” 表示：從同樣接口轉發到同樣的下一跳地址，并且具有同樣服務類別和同樣丟棄優先級等

FEC 和標記是一一對應的關系：MPLS 的入口結點將屬于同樣 FEC 的 IP 數據報指派同樣的標記