網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)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(shè)備 集線器：物理層使用設(shè)備 交換機：數(shù)據(jù)鏈路層使用設(shè)備 路由器：網(wǎng)絡(luò)層使用設(shè)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(luò)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(luò)號，標志著主機（或路由器）要連接到的網(wǎng)絡(luò)；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(luò)號所指明的網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)必須是唯一的 特殊 IP 地址（網(wǎng)絡(luò)地址，廣播地址等） ：

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

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

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

網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(luò)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(guān)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(guān)系：在網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(yīng)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(guān)來傳遞信息了。信息先發(fā)送到網(wǎng)關(guān)機上，再由網(wǎng)關(guān)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(guān)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(guān)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(luò)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(luò)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(shè)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(luò)的網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(luò)的網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(yīng)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(yù)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(yīng)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(luò)，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(fù)雜、變化的網(wǎng)絡(luò)；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(yīng)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(luò)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(luò)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(luò)

內(nèi)部網(wǎng)關(guān)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(guān)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(luò)的距離定義為 1

從一個路由器到非直接連接的網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(luò)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(luò)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(luò)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(luò)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(luò)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(luò)，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(luò)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(guān)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(luò)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(luò)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(luò)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(wù)類別和同樣丟棄優(yōu)先級等

FEC 和標記是一一對應(yīng)的關(guān)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