網(wǎng)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(shù)據(jù)鏈路層使用設備 路由器：網(wǎng)絡層使用設備

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

網(wǎng)絡號特定值；主機號全是 0：網(wǎng)絡地址，表示一個網(wǎng)絡，如：10.0.0.0

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

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

網(wǎng)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(wǎng)絡號 127，主機號全 0 或全 1 除外的任何數(shù)，環(huán)回地址，用于本主機軟件環(huán)回測試

網(wǎng)絡號 169.254，主機號全 0 或全 1 除外的任何數(shù)，當不能通過 DHCP 正常得到 IP 地址時，由 Windows 系統(tǒng)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(xié)議（ARP 原理，ARP 緩存，同一局域網(wǎng)使用 ARP，跨網(wǎng)使用 ARP）

IP 地址與硬件地址的關系：在網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)時，目的 IP 地址不變，但目的 MAC 地址會隨著傳輸?shù)讲煌�設備改變 ARP 協(xié)議（ARP 原理，ARP 緩存，同一局域網(wǎng)使用 ARP，跨網(wǎng)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(wǎng)中 IP 地址到 MAC 地址的映射表

同一局域網(wǎng)使用 ARP：當主機 A 向本局域網(wǎng)中主機 B 發(fā)送數(shù)據(jù)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(fā)送 ARP 請求分組，目標主機 B 收到請求后，向 A 發(fā)送 ARP 相應分組

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

4.IP 數(shù)據(jù)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(xié)議，首部檢驗和

首部長度：4 位，首部長度 = 固定部分（20 字節(jié)）+ 可選字段（0~40 字節(jié)），取值范圍 5 到 15，單位為 4 字節(jié) 總長度：16 位，單位為 1 字節(jié)，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(wǎng)絡鏈路存在 MTU：鏈路層幀可封裝數(shù)據(jù)的上限；不同鏈路的 MTU 不同

大 IP 分組向較小 MTU 鏈路轉(zhuǎn)發(fā)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(shù)據(jù)報，IP 數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)報中的相對位置。單位為 8 個字節(jié)

生存時間 TTL：8 位，指數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡中可通過的路由器數(shù)的最大值。IP 數(shù)據(jù)報每經(jīng)過一個路由器，TTL 減 1。當減到 0 時，這個數(shù)據(jù)報就會被丟失 協(xié)議：8 位，指數(shù)據(jù)部分是何種協(xié)議

=6，TCP

=17,UDP

=1,ICMP

=41,IPv6 首部檢驗和：只檢驗首部，不檢驗數(shù)據(jù)部分。，設首部檢驗和為 0，將首部每 2 個字節(jié)當做一個數(shù)，將所有數(shù)相加求和，進位累加，對求和結(jié)果求反得到

劃分子網(wǎng)：子網(wǎng)劃分，子網(wǎng)掩碼，根據(jù) IP 地址和子網(wǎng)掩碼計算該 IP 地址所在網(wǎng)絡的網(wǎng)絡地址，廣播地址，子網(wǎng)數(shù)和子網(wǎng)中的主機數(shù)

子網(wǎng)劃分：

子網(wǎng)掩碼：形如 IP 地址，網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號全取 1，主機號全取 0

根據(jù) IP 地址和子網(wǎng)掩碼計算該 IP 地址所在網(wǎng)絡的網(wǎng)絡地址、廣播地址、子網(wǎng)數(shù)和子網(wǎng)中的主機數(shù)：

路由優(yōu)先級：直連路由》特定主機路由》靜態(tài)路由》動態(tài)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(shù)）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(shù)） ：

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(wǎng)聚合為一個較大的子網(wǎng)。前提：地址塊是連續(xù)的。最長前綴匹配優(yōu)先

7.ICMP 協(xié)議：ICMP 協(xié)議的作用，ICMP 差錯報文何時產(chǎn)生，由誰產(chǎn)生. PING 命令和 Tracert 命令的工作原理

ICMP 協(xié)議的作用：支持主機或路由器進行差錯報告和網(wǎng)絡探詢。向源主機報告 IP 數(shù)據(jù)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(chǎn)生，由誰產(chǎn)生：

終點不可達：當路由器或主機不能交付數(shù)據(jù)報時向源點發(fā)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(shù)據(jù)報，除丟棄該數(shù)據(jù)報外，還要向源點發(fā)送時間超過報文。當終點在預先規(guī)定的時間內(nèi)不能收到一個數(shù)據(jù)報的全部數(shù)據(jù)報片時，就把已收到的數(shù)據(jù)報片都丟棄，并向源點發(fā)送時間超過報文。

參數(shù)問題：當路由器或目的主機收到的數(shù)據(jù)報的首部中有的字段的值不正確就丟棄該數(shù)據(jù)報，并向源點發(fā)送參數(shù)問題報文

改變路由（重定向）：路由器把改變路由報文發(fā)送給主機，讓主機知道下次應將數(shù)據(jù)報發(fā)給另外的路由器 PING 命令和 Tracert 命令的工作原理：分組網(wǎng)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(tài)路由和動態(tài)路由，默認路由），路由器根據(jù)路由器轉(zhuǎn)發(fā) IP 數(shù)據(jù)報的過程

給定拓撲寫出路由器（直連路由，靜態(tài)路由和動態(tài)路由，默認路由） ：

靜態(tài)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(wěn)定的網(wǎng)絡，路由器開銷小

動態(tài)路由：管理員在路由器上配置動態(tài)路由協(xié)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(wǎng)絡；路由器開銷大

默認路由：是對 IP 數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)包；如果知道應該怎么路由這個數(shù)據(jù)抱，則數(shù)據(jù)包被轉(zhuǎn)發(fā)到已知的路由；否則，數(shù)據(jù)包會被轉(zhuǎn)發(fā)到默認路由，從而到達另一個路由器。每次轉(zhuǎn)發(fā)，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(wǎng)的路由方式稱為直連路由。直連路由是由鏈路層協(xié)議發(fā)現(xiàn)的，一般指去往路由器的接口地址所在網(wǎng)段的路徑，該路徑不需要網(wǎng)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(tài)，路由器就會把通向該網(wǎng)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(jù)路由器轉(zhuǎn)發(fā) IP 數(shù)據(jù)報的過程：

路由選擇：根據(jù) IP 數(shù)據(jù)報的目的地址查詢路由表，確定下一跳地址。經(jīng)過網(wǎng)絡中的所有節(jié)點共同協(xié)調(diào)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(tǒng) AS：屬于一個組織機構(gòu)的內(nèi)部網(wǎng)絡

內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議：運行與 AS 內(nèi)部路由器上的動態(tài)路由協(xié)議，如：RIP、OSPF

外部網(wǎng)關協(xié)議：用于在 AS 與 AS 之間建立動態(tài)路由的協(xié)議，如：BGP-4

距離：

從一個路由器到直接連接的網(wǎng)絡的距離定義為 1

從一個路由器到非直接連接的網(wǎng)絡的距離定義為所經(jīng)過的路由器數(shù)加 1

RIP 協(xié)議中的 “距離” 也稱為“跳數(shù)”，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(shù)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�？梢� RIP 只適用于小型互聯(lián)網(wǎng)

RIP 不能再兩個網(wǎng)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(wǎng)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(shù)目非常有限的相鄰路由器交換并更新路由信息

經(jīng)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(tǒng)中任何一個網(wǎng)絡的最短距離和下一跳路由器的地址

RIP 協(xié)議的收斂過程較快。“收斂” 就是在自治系統(tǒng)中所有的結(jié)點都得到正確的路由選擇信息的過程

RIP 協(xié)議讓互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡拓撲發(fā)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(wǎng)絡規(guī)模較小

以跳表示鏈路開銷

占用寬帶較多

收斂慢：當網(wǎng)絡出現(xiàn)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(tài)，OSPF 的工作過程，OSPF 區(qū)域

鏈路狀態(tài)：

本路由器的各接口 IP 地址和接口狀態(tài)

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(tài)數(shù)據(jù)庫（全網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖）

可知全網(wǎng)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(jù)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，利用 Dijkstra 算法，求出到達每個網(wǎng)絡的最短路徑，一次構(gòu)造路由表

R8 根據(jù)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫調(diào)用 Dijkstra 算法獲得以 R8 為根的最短路徑樹

根據(jù)最短路徑樹生成路由表  

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

粉色區(qū)域為主干區(qū)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(qū)域交接的路由器又叫區(qū)域邊界路由器

R6 這種位置的叫自治系統(tǒng)邊界路由器

外部網(wǎng)關協(xié)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(tǒng)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(wǎng)絡的較好路徑
策略路由：

12.IPv6：ipv6 數(shù)據(jù)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(shù)

ipv6 數(shù)據(jù)報格式：IPv6 數(shù)據(jù)報 = 基本首部 + 有效載荷；有效載荷 = 擴展首部 + 數(shù)據(jù)部分

優(yōu)先級（8 位）：為了區(qū)分不同的 IPv6 數(shù)據(jù)報的類別或優(yōu)先級

流標簽（20 位）：屬于同一個流的數(shù)據(jù)報具有同樣的流標簽

有效載荷長度（16 位）：指 IPv6 數(shù)據(jù)報除基本首部以外字節(jié)數(shù)，最大值是 65535

下一個首部（8 位）：相當于 IPv4 的協(xié)議字段

跳數(shù)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(xù)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(shù)：

使用雙協(xié)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(shù)
路由器 B 把 IPv6 數(shù)據(jù)報封裝在 IPv4 數(shù)據(jù)報中發(fā)送給路由器 E

13.IP 多播：比較（單播，廣播，多播，任播），IP 多播數(shù)據(jù)報的封裝，多播 IP 地址與多播 MAC 地址，IGMP 協(xié)議的作用

比較（單播，廣播，多播，任播）：

單播：單個源節(jié)點向單個目的結(jié)點發(fā)送分組

廣播：單個源節(jié)點向同網(wǎng)絡中的所有結(jié)點發(fā)送分組

多播：單個源節(jié)點向多個目的結(jié)點發(fā)送分組

任播：單個源節(jié)點向多個目的結(jié)點中距離最近的單個結(jié)點發(fā)送分組

IP 多播數(shù)據(jù)報的封裝：IP 首部加上 IGMP 報文，其中首部的協(xié)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(xié)議的作用：是讓連接在本地局域網(wǎng)上的多播路由器知道本局域網(wǎng)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(shù)據(jù)報的過程，三種 VPN 類型的判斷，NAT 路由器封裝 IP 數(shù)據(jù)報的過程

私有 IP：僅在機構(gòu)內(nèi)部使用，不需要向因特網(wǎng)管理機構(gòu)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(shù)據(jù)報的過程：用隧道技術(shù)實現(xiàn) VPN。將原本的 IP 數(shù)據(jù)報作為數(shù)據(jù)部分加密到新的 IP 數(shù)據(jù)報中，并為她添加新的數(shù)據(jù)報首部，源地址是發(fā)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(nèi)聯(lián)網(wǎng) VPN：同屬于一個機構(gòu)的內(nèi)部部門 A 和 B 之間建立的 VPN

外聯(lián)網(wǎng) VPN：一個機構(gòu)和某些外部機構(gòu)共同建立的 VPN

遠程接入 VPN：外地出差的工作人員與公司網(wǎng)絡之間建立的 VPN
NAT 路由器封裝 IP 數(shù)據(jù)報的過程：

替換：替換每個外出 IP 數(shù)據(jù)報的源地址

記錄：替換信息存儲到 NAT 轉(zhuǎn)換表

替換：替換每個進入內(nèi)網(wǎng)的 IP 數(shù)據(jù)報的目的地址

15.MPLS：與傳輸路由技術(shù)的比較，負載均衡與 FEC

MPLS：多協(xié)議標記交換，在 MPLS 域的入口處給每個 IP 數(shù)據(jù)報打標機，使用硬件轉(zhuǎn)發(fā)

與傳輸路由技術(shù)的比較：

傳統(tǒng)路由器技術(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機制：傳統(tǒng)路由器 IP 尋址方式是逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的。轉(zhuǎn)發(fā)需要由路由器對 IP 數(shù)據(jù)包進行解包處理，再通過路由協(xié)議決定轉(zhuǎn)發(fā)方向。由于 IP 包的不定長特性，也就意味著時延大、轉(zhuǎn)發(fā)速度慢

基于 ATM 的 MPLS 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機制：多協(xié)議，因為 MPLS 基于 IP 路由和控制協(xié)議，一個介于第三層和第二層之間的 “墊層”，MPLS 不受鏈路層協(xié)議的限制（可使用多種鏈路層協(xié)議）

負載均衡與 FEC：

轉(zhuǎn)發(fā)等價類 FEC：指路由器按照同樣方式對待的 IP 數(shù)據(jù)報的集合

“按照同樣方式對待” 表示：從同樣接口轉(zhuǎn)發(fā)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(yōu)先級等

FEC 和標記是一一對應的關系：MPLS 的入口結(jié)點將屬于同樣 FEC 的 IP 數(shù)據(jù)報指派同樣的標記