软考：网络互联与互联网
重点协议：IP、ICMP、TCP/UDP、ARP、RIP/OSPF/BGP等，12分左右
IP地址规划与子网划分，5分
这部分占分比例比较大（满分75，这部分占了20分），吃不透基本不用去考了
网络互联设备
设备层次 | 设备名称 | 工作原理 |
物理层 | 中继器、集线器 | 放大信号，延长传输距离 |
数据链路层 | 网桥、交换机 | 基于目的的MAC地址转发数据帧 |
网络层 | 路由器、三层交换机 | 基于目的的IP地址转发数据包 |
四层以上设备 | 网关 | 基于传输层、应用层进行控制 |
中继器和集线器
网线传输距离只有100米，超过了可以通过中继器放大信号连上，但是只有2个接口
所以集线器诞生了，支持多个接口
集线器工作原理：从一个接口进入的数据，进行信号放大后，从其他所有接口进行泛洪。
集线器的两大问题：1.产生环路，形成了广播风暴，影响通信效率。2.数据扩散，严重安全威胁。
划时代的设备：交换机
交换机构建数据交换专用通道
路由器，三层交换机，防火墙
路由器实现跨网段/跨VLAN通信
三层交换机：把路由器和交换机集成到了一起
路由器和三层交换机的区别？
类别 | 路由器 | 三层交换机 |
应用场景 | 网络出口、骨干网 | 局域网、园区网、城域网 |
功能 | NAT、PPPOE、SDH等 | VLAN、ACL、STP、堆叠等 |
性能 | 一般路由器性能低于交换机 | 整体性能较高 |
成本 | 较高 | 低 |
总体 | 支持多种协议、比如以太网、SDH、ATM等 | 专用、以太网交换机、FC交换机、ATM交换机、帧中继交换机 |
多层交换机/网关设备
网关是互联网络中操作在OSI传输层至上设施
网关主要功能：
1.连接网络层之上执行不同协议的子网，组成异构性的互联网。
2.网关能对互不兼容的高层协议进行转换。
3.为了实现异构建设备之间的通信，网关要对不同传输层、会话层、表示层、应用层协议进行翻译和转换。
网络层协议IP和ICMP
IPv4报文格式
版本：4位，表示IPv4
头部长度（IHL）：最小值5，最大值15，单位4字节。
总长度字节：IPv4数据报的总长度
标识：主机发送IP报文的序号，每次发送+1
生存期（TTL）：用于设置一个数据包可经过的路由器数量的上限，每经过一台路由器减1
协议字段：包含一个数字，标识数据报有效载荷部分的数据类型。最常用的值为1（ICMP）、17（UDP）、6（TCP）
IP分片定义
IP报文最大65535字节，而以太网MTU为1500字节
相当于货轮能载重65535，而火车载重1500，必须把货轮上的货物分装给多个火车运输
IPv4地址分类
A类：1.0.0.0 - 127.255.255.255 （单播地址）
B类：128.0.0.0 - 191.255.255.255 （单播地址）
C类：192.0.0.0 - 223.255.255.255 （单播地址）
D类：224.0.0.0 - 239.255.255.255 （组播地址）
E类：240.0.0.0 - 255.255.255.255 （保留地址）
私有地址一下三个分段：
10.0.0.0/8
172.16.0.0-172.31.0.0/16
192.168.0.0-192.168.255.0/24
特殊IPv4地址
0.0.0.0：主机端表示本机，服务器端表示所有IPv4地址，路由表示默认路由
255.255.255.255：受限广播地址，表示3层广播的目的地址，在同一个广播域范围内所有主机都会接收这个包，广播域的范围可变，跟子网划分相关。
169.254.0.0/16：DHCP自动获取IP地址，当DHCP服务器发生故障，或响应超时，系统会为你分配这个地址，不能正常上网
127.0.0.0/8：本地环回地址，用于测试、网络管理、路由更新，比物理接口文档。
常见组播：
224.0.0.1：所有主机
224.0.0.2：所有路由器
224.0.0.5：所有运行OSPF的路由器
224.0.0.6：DR和BDR的组播接收地址
224.0.0.9：RIPv2组播更新地址
224.0.0.18：VRRP组播地址
ARP域RARP协议
以太网目的MAC地址全F，ARP目的MAC地址全0.
为什么需要ARP：数据链路层在进行数据封装时，需要目的Mac地址。
ARP工作过程：主机A发送数据包给主机C之前，首先童工ARP协议跟IP地址获取主机MAC地址。
ARP缓存：arp -a
免费ARP：用来检测IP地址是否冲突。
代理ARP：同一网段、不同物理网络上的计算机之间，可以通过ARP代理实现相互通信。
ICMP基础
协议号为1，封装在ip报文中，用来传递差错，控制，查询等信息，典型应用ping/tracert依赖ICMP报文。
传输协议TCP和UDP
TCP（传输控制协议）
面向连接
可靠传输
流控及窗口机制
TCP应用：Web浏览器、电子邮件文件传输程序
UDP（用户数据报协议）
面向无连接
不可靠传输
尽力而为的传输
UDP应用：域名系统（DNS）、视频应用、IP语音（VoIP）
TCP报文格式：
UDP报文格式：
与TCP相比，做了很大精简，省略诸多控制字段。
TCP三次握手
TCP四次挥手断开
流量控制和拥塞控制
TCP流量控制：为了防止发送方发送速度过快，导致接受方处理不过来，造成丢包重传，浪费网络资源。
TCP流量控制机制：可变大小的滑动窗口。
TCP拥塞控制：有了流量控制，可以调节发送端和接收端的节奏，为什么还要拥塞机制？
流量控制：在AB两个端点进行
拥塞控制：在AB所有网络节点进行
TCP慢开始和拥塞避免算法实现过程
比如一开始的门限值是16（ssthresh）
达到16后，就开始逐步+1的增长，开始17、18、19、20....
例如达到24的时候发现网络拥塞/超时
那么就从1开始并且门限值（ssthresh）被重置为发生拥塞的一般（24的时候发现拥塞，就会变成12）
达到12门限值后，又开始逐步增长，13、14、15.....
一直到发现网络拥塞为止，一直这样循环
TCP/UDP端口号
源端口随机分配，目标端口使用知名端口。
应答客户端使用的源端口一般为系统中未使用的且大于1024
目的端口为服务器端应用服务器的进程，如telnet23
协议号：TCP（6）、UDP（17）、ESP（50）、AH（51）、EIGRP（88）、OSPF（89）VRRP（112）、ISIS（124）
路由协议
什么是路由？
当路由器（或其他3层设备）收到一个IP数据包后，分析头部的目的IP地址，并在路由表查找，匹配到最优的路由后，将数据包扔给该路由所指出接口或下一跳。
路由器工作原理
建立并维护路由表RIB
直连路由：路由器本地接口所在网段
静态路由：手工配置的路由条目
动态路由：路由器之间通过动态路由协议学习到的路由
根据路由表进行数据转发
路由协议种类对应的优先级（越小越优先）
路由协议 | 优先级 |
DIRECT | 0 |
OSPF | 10 |
ISIS | 15 |
STATIC | 60 |
RIP | 100 |
IBGP | 255 |
EBGP | 255 |
静态路由与默认路由特点
静态路由
配置简单
手工配置，可控性高
节省网络带宽
网络大，工作量大
网络故障，无法响应拓扑动态变化
默认路由
是一种特殊的静态路由，走投无路的选择
配置简单，简化管理
降低路由CPU、内存资源
一般用于：网络出口、防火墙、核心交换机
动态路由协议分类
RIP协议
RIP：路由信息协议
内部网关协议，距离矢量路由协议。
华为设备优先级100
计算条数：最大15跳，16跳不可达，
RIPv1、RIPv2对比，一般用于小型网络。
几个时钟：30s周期性更新路由表，180s无更新表示不存在，300s删除路由表
支持等价负载均衡和链路冗余，使用UDP 520端口。
RIPv1 | RIPv2 |
有类，不携带子网掩码 | 无类，携带子网掩码 |
广播更新 | 组播更新 |
周期性更新 | 触发更新 |
不支持VLSM、CIDR | 支持VLSM、CIDR |
不提供认证 | 提供明文和MD5认证 |
RIP路由的度量值
RIP以跳数（cost）作为度量值，虽然简单，但事实不科学。比如两条链路，走上面是10m，下面是100m，但是上面只有2跳，下面需要3跳，RIP会优选上面链路。
OSPF
开放式最短路径优先协议
内部网关协议，OSPF是一种链路状态路由协议。
open意味着公有，任何厂商多久能支撑OSPF，目前业内使用最广泛的IGP。
华为设备上，OSPF协议优先级 internal 10，external 150。
路由器之间交互的是链路状态信息，而不是直接交换路由。
路由器知晓网络拓扑结构，采用SPF算法计算到达目的地最短路径。
支持VLSM，支持手工路由汇总。
OSPF基本特点：
适用范围广：支持各种规模的网络
快速收敛：在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同步。
无自环：使用SPF最短路径树算法进行路由计算，不会产生环路。
区域划分：允许网络被划分来区域来管理，链路状态数据库仅需和区域内其他路由表保持一致。减小对路由表内存和CPU的消耗，同时区域间传送的路由信息减小，降低网络带宽占用。
OSPF Cost：一条OSPF的路由的cost由该路由从起源一路到达本地所有入接口cost值总和。
所有非骨干区域必须与骨干区域直连（Area 0 表示骨干区域）
OSPF路由器角色：
区域内路由器： IR
区域边界路由器：ABR
骨干路由器：BR
AS边界路由器：ASBR
BGP基础
BGP外部网关协议，用于不同自治系统AS之间，寻找最佳路由。
通过TCP179端口建立连接。支持VLSM和CIDR，是一种路径矢量协议。
Open建立邻居关系，Keepalive周期性探测令居存活。支持增量更新，支持认证。可靠传输，防止环路。支持无类、聚合。
BGP四个报文
报文类型 | 功能描述 | 备注 |
打开（Open） | 建立邻居关系 | 建立外交 |
更新（Updated） | 发送新的路由信息 | 更新外交信息 |
保持活动状态（Keepalive） | 对Open的应答/周期性确认邻居关系 | 保持外交活动 |
通告（Notification） | 报告检测到的错误 | 发布外交通告 |
BGP选路规则
15条，记个毛
这个是考过的：优选手动聚合==》自动聚合==》Network==》import==》从对等体学到的。
ISIS
内部网关协议，也是一个分级的链路状态路由协议
与OSPF相似，它也使用hello协议寻址比邻节点
与大多数协议不同，IS-IS直接运行链路层上
具有层次性，分为两层，level-1，level-2
历年真题
交换机的二层转发表空间呗占满，清空后短时间内仍然被占满，造成这种现象的原因可能是（ 1 ）。
A.交换机内存故障 B.存在环路造成广播风暴 C.接入设备过多 D.利用假的MAC进行攻击
注：广播风暴的话是有一个缓慢的过度，这种瞬间被占满是利用软件或者系统攻击了
能隔离局域网中广播风暴、提高带宽利用率的设备是（ 2 ）。
A.网桥 B.集线器 C.路由器 D.交换机
注：只要没提到三层交换机的默认都是二层交换机
IP数据报首部中IHL（Internet首部长度）字段的最小值为（ 3 ）。
A.5 B.20 C.32 D.128
为了控制IP数据报在网络中无线转发，在IPv4数据报首部中设置了（ 4 ）字段。
A.标识符 B.首部长度 C.生存期 D.总长度
注：TTL（生存期0-255）
IPv4报文的最大长度为（ 5 ）字节。
A.1500 B.1518 C.10000 D.65535
注：最大长度65535，其中数据65515字节，20个首部字节。
架设一个IP数据报总长度为3000B，要经过一段MTU为1500B的链路，该IP数据报必须分片才能通过该链路。该原始IP数据报需被分成（ 6 ）个片，若IP首部没有可选字段，则最后一个片首中Offset字段为（ 7 ）。
6：A.2 B.3 C.4 D.5
7：A.370 B.740 C.1480 D.2960
下列关于私有地址个数和地址的描述中，都正确的是（ 8 ）。
A.A类有10个：10.0.0.0 - 10.10.0.0
B.B类有16个：172.0.0.0 - 172.15.0.0
C.B类有16个：169.0.0.0 - 169.15.0.0
D.C类有256个：192.168.0.0 - 192.168.255.0
某网络上MAC地址为00-FF-78-ED-20-DE的主机，可首次向网路上的DHCP服务器发送（ 9 ）报文以请求IP地址配置信息，报文的源MAC地址和源IP地址分别是（ 10 ）。
9：A.DHCP discover B.DHCP request C.DHCP offer D.DHCP ack
10：
A.0:0:0:0:0:0:0:0，0.0.0.0
B.0:0:0:0:0:0:0:0，255.255.255.255
C.00-FF-78-ED-20-DE，0.0.0.0
D.00-FF-78-ED-20-DE，255.255.255.255
注：基本每年都考
Windows系统中，DHCP客户端通过发送（ 11 ）报文请求IP地址配置信息，当指定的时间内未接收到地址配置信息时，客户端可能使用的IP地址是（ 12 ）
11：A.Dhcpdiscover B.Dhcprequest C.Dhcprenew D.Dhcpack
12：A.0.0.0.0 B.255.255.255.255 C.169.254.0.1 D.192.168.1.1
ARP协议数据单元封装在（ 13 ）中传送。
A.IP分组 B.以太帧 C.TCP段 D.ICMP报文
Ping使用了（ 14 ）类型的ICMP查询报文。
A.Echo Reply B.Host Unreachable C.Redirect for Host D.Source Queach
ICMP是TCP/IP分层模型第三层协议，其报文封装在（ 15 ）中传送。
A.以太帧 B.IP数据报 C.UDP报文 D.TCP报文
相比于TCP，UDP的优势为（ 16 ）。
A.可靠传输 B.开销较小 C.拥塞控制 D.流量控制
TCP和UDP协议均提供了（ 17 ）能力
A.连接管理 B.差错效验和重传 C.流量控制 D.端口寻址
TCP伪首部不包含的字段为（ 18 ）。
A.源地址 B.目的地址 C.标识符 D.协议
建立TCP连接时，一端主动打开后所处的状态为（ 19 ）。
A.SYN-SENT B.ESTABLISHED C.CLOSE-WAIT D.LAST-ACK
TCP使用的流量控制协议是（ 20 ），TCP头中与之相关的字段是（ 21 ）。
20：A.停等应答 B.可变大小的滑动窗口协议 C.固定大小的滑动窗口协议 D.选择重发ARQ协议
21：A.端口号 B.偏移 C.窗口 D.紧急指针
与SNMP所采用的传输层协议相同的是（ 22 ）。
A.HTTP B.SMTP C.FTP D.DNS
区分哪些是TCP协议，哪些是UDP
下列端口中，不属于常用电子邮件协议默认使用的端口是（ 23 ）。
A.23 B.25 C.110 D.143
与SNMP所采用的传输层协议相同的是（ 24 ）。
A.HTTP B.SMTP C.FTP D.DNS
答案：1.D、2.C、3.A、4.C、5.D、6.B、7.A、8.D、9.A、10.C、11.A、12.C、13.B、14.A、15.B、16.B、17.D、18.D、19.A、20.B、21.C、22.D、23.A、24.D
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