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计算机网络复习题
TCP/IP1,OSI与TCP/IP模型(层次功能)OSI分为七层:
分别由低到高为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层
物理层涉及网络接口和传输介质的机械、电气、功能和规程方面的特性。
具体包括接口和介质的物理特性、二进制位的编码解码、传输速率、位同步、传输模式、物理拓扑、线路连接等。
物理层涉及的数据单位是二进制位(bit)
数据链路层将不可靠的物理层转变成一条无差错的链路。
其具体功能包括数据成帧、介质访问控制、物理寻址、差错控制、流量控制等。
数据链路层涉及的数据单位是帧(frame)。
数据链路层负责在两个相邻结点间的链路上无差错地传送以帧为单位的数据,当信息跨越多个网络时,从数据链路层看是由多段逐跳传递交的链路完成的。
网络层负责报文分组(packet)从源主机到目的主机的端到端传输过程。
具体功能包括跨网络逻辑寻址、路由选择、流量控制、拥塞控制等。
网络层涉及的数据单位是报文分组。
传输层负责整个报文(message)从源到目的地的传输。
具体功能包括连接控制、流量控制(缓存、窗口大小)、差错控制、报文的分段和组装、主机进程寻址等。
传输层关注的是报文的完整和有序问题。
源和目的地指的是主机中的进程。
传输层实现了高层与通信子网的隔离。
会话层负责网络会话的控制。
具体功能包括会话的建立、维护和交互过程中的同步。
表示层负责信息的表示和转换。
具体功能包括数据的加密/解密、压缩/解压缩、与标准格式间的转换等。
应用层负责向用户提供访问网络资源的界面。
应用层包括一些常用的应用程序和服务,如电子邮件、文件传输、网络虚拟终端、WWW服务、目录服务等。
TCP/IP模型分为四层:
网络接口层、网络层、传输层、应用层
物理层的功能是创建电信号、光信号或微波信号,以表示每个帧中的比特
数据链路层的主要功能是管理连接在同一介质类型上的两台连网设备如何相互通信。
如果设备位于不同的介质类型上,那么网络层通常会参与这些设备的通信
网络层定义用于第3层的逻辑地址,基于逻辑地址的网络号寻找到达目的设备的路径,将不同的数据链路类型连接到一起,诸如以太网、FDDI、串行和令牌环
传输层提供端到端的通信
2,TCP(特点,三次握手,滑动窗口)TCP是面向连接工作的,基于TCP的应用在传输数据之前必须先由TCP建立连接,在传输过程中由TCP解决可靠性、有序性,进行流量控制,传输结束后由TCP拆除连接
–第一次握手:
由要建立连接的客户向服务器发出连接请求段,
–第二次握手:
服务器收到请求后,发回连接确认(SYN+ACK)
–第三次握手:
客户向服务器发出的确认段
–滑动窗口表示接收方的接收能力
–在传输的过程中,如果数据丢失,窗口减半
–接收方通过动态调整窗口的大小进行流量控制
3,UDP(特点)用户数据报协议UDP只在IP的数据报服务之上增加了很少的一点功能那个,即复用和分用的功能以及差错检测的功能。
UDP的主要特点是:
–UDP是无连接的协议
–UDP使用尽最大努力交付
–UDP是面向报文的
–UDP没有拥塞控制
–UDP的首部开销小
–UDP传输效率很高
4,ARP(概念,工作原理,ARP欺骗,ARP防范)地址解析协议(ARP)是一个网络层协议,它在同一广播域内帮助TCP/IP设备寻找其他设备。
ARP利用本地广播发现邻近的设备。
基本上,ARP把接收站的IP地址解析为在同一数据链路层介质上的接收站的MAC地址
ARP欺骗主要是利用IP与MAC的绑定关系通信的原理,伪造绑定关系,从而达到欺骗的目的,ARP的欺骗分为两种,主机欺骗及网关欺骗,主机欺骗主要是伪造局域网的某台主机的绑定关系,从而截取数据,而网关欺骗则是伪造网关的绑定关系,将所有的数据导向欺骗者,还有一种欺骗为双向欺骗,解决方法有:
双向ARP静态绑定,ARP查杀工具等
5,常见协议端口号
应用
TCP端口号
应用
TCP端口号
FTP-Data
20
BGP
179
FTP
21
HTTPS
443
SSH
22
RTSP
554
Telnet
23
SOLServer
1433
SMTP
25
Oracle
1521
Tacacs+
49
H323
1720
HTTP
80
PPTP
1723
POP3
110
MMS
1755
文件共享
139、445
远程桌面
3389
应用
UDP端口号
应用
UDP端口号
WINS
42
NetBIOS
137、138、139
DNS
53
IPSecNAT-T
500、4500
DHCP(bootps)
67
Syslog
514
DHCP(bootpc)
68
RIP
520
TFTP
69
L2TP
1701
NTP
123
Radius
1812、1813
SNMP
161、162
Radiuscisco
1645、1646
交换技术1,交换机的工作原理 工作在数据链路层。
交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。
交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,目的MAC若不存在,广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部MAC地址表中。
使用交换机也可以把网络“分段”,通过对照MAC地址表,交换机只允许必要的网络流量通过交换机。
通过交换机的过滤和转发,可以有效的减少冲突域,但它不能划分网络层广播,即广播域。
总之,交换机是一种基于MAC地址识别,能完成封装转发数据帧功能的网络设备。
交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。
2,VLAN(概念,工作原理)VLAN(VirtualLocalAreaNetwork)的中文名为"虚拟局域网"。
VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段,从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。
VLAN是一种比较新的技术,工作在OSI参考模型的第2层和第3层,一个VLAN就是一个广播域,VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。
与传统的局域网技术相比较,VLAN技术更加灵活,它具有以下优点:
●网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少;
●可以控制广播活动;
●可提高网络的安全性。
3,Trunk(概念,工作原理,封装模式,)ISL,802.1QTrunk,干线、干道,主要实现多交换机之间多VLAN之间相互通信的问题,它的封装模式有思科私有的ISL以及国际标准的802.1Q,在Trunk链路上,这两种封装协议提供VLAN-ID的概念,不同的VLAN间通过识别不同的VLAN-ID来区分数据。
4,STP(背景,端口角色,端口状态,工作原理)STP(SpanningTreeProtocol)是生成树协议的英文缩写。
该协议可应用于环路网络,通过一定的算法实现路径冗余,同时将环路网络修剪成无环路的树型网络,从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。
STP的基本原理是,通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文BPDU来确定网络的拓扑结构。
配置消息中包含了足够的信息来保证交换机完成生成树计算。
生成树协议运行生成树算法(STA).生成树算法很复杂,但是其过程可以归纳为以下3个步骤:
(1)选择根网桥
(2)选择根端口
(3)选择指定端口
关于选择根网桥:
选择根网桥的依据是网桥ID,网桥ID由网桥优先级和网桥MAC地址组成。
网桥的默认优先级是32768.使用showmac-address-table时,显示在最前面的MAC地址就是计算时所使用的MAC地址。
网桥ID值小的为根网桥,当优先级相同时,MAC地址小的为根网桥。
关于选择根端口:
每个非根交换机选择一个根端口。
选择顺序为:
到根网桥最低的根路径成本→直连的(对端的)网桥ID最小→对端的端口ID最小。
端口ID由端口优先级与端口编号组成。
默认的端口优先级为128。
关于选择指定端口:
每个网段上选择一个指定端口。
选择顺序为:
根路径成本较低→所在交换机的网桥ID值较小→本端口的ID值较小。
另外,根网桥的接口皆为指定端口,因为根网桥上端口的根路径成本为0。
5,RSTP(概念,端口角色,端口状态,快速切换机制)RSTP:
快速生成树协议(rapidspanningTreeProtocol):
802.1w由802.1d发展而成,这种协议在网络结构发生变化时,能更快的收敛网络。
RSTP端口角色修改为根端口、指定端口、备份端口、替代端口和边缘端口,其中根端口和指定端口执行的任务与STP一致,而备份端口、替代端口执行着STP中阻塞端口的任务,边缘端口则是类似于STP中接终端的接口配置了portfast特性
RSTP的端口状态修改为discarding、learning、forwarding三种状态,在RSTP的工作过程中选举为边缘端口立马进入forwarding状态,选举为备份端口或替代端口则立马进入discarding状态,而根端口和指定端口则需要通过P/A机制协商来完成工作
P/A机制即Proposal/Agreement机制。
其目的是使一个指定端口尽快进入Forwarding状态。
其过程的完成根据以下几个端口变量:
A)Proposing。
当一个指定端口处于Discarding或Learning状态的时候,该变量置位。
并向下游交换传递Proposal位被置位的BPDU。
B)Proposed。
当下游交设备端口收到对端的指定端口发来的携带Proposal的BPDU的时候。
该变量置位。
该变量指示上游网段的指定端口希望忙进入Forwarding状态。
C)sync。
当Proposed被设置以后,收到Proposal置位信息的根端口会依次为自己的其他端口置位sync变量。
如果端口是非边缘的指定端口是则会进入Discarding状态。
D)synced。
当其它端口完成转到Discarding后,会设置自己的synced变量(Alternate、Backup和边缘端口会马上设置该变量)。
根端口监视其他端口的synced,当所有其他端口的synced全被设置,根端口会设置自己的synced,然后传回BPDU,其中Agreement位被置位。
E)agreed。
当指定端口接收到一个BPDU时,如果该BPDU中的Agreement位被置位且端口角色定义是“根端口”,该变量被设置。
Agreed变量一旦被置位,指定端口马上转入Forwarding状态。
6,MSTP MSTP(MultipleSpanningTreeProtocol,多生成树协议)
将环路网络修剪成为一个无环的树型网络,避免报文在环路网络中的增生和无限循环,同时还提供了数据转发的多个冗余路径,在数据转发过程中实现VLAN数据的负载均衡。
MSTP兼容STP和RSTP,并且可以弥补STP和RSTP的缺陷。
它既可以快速收敛,也能使不同VLAN的流量沿各自的路径分发,从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制。
MSTP的特点如下:
MSTP设置VLAN映射表(即VLAN和生成树的对应关系表),把VLAN和生成树联系起来;通过增加“实例”(将多个VLAN整合到一个集合中)这个概念,将多个VLAN捆绑到一个实例中,以节省通信开销和资源占用率。
MSTP把一个交换网络划分成多个域,每个域内形成多棵生成树,生成树之间彼此独立。
MSTP将环路网络修剪成为一个无环的树型网络,避免报文在环路网络中的增生和无限循环,同时还提供了数据转发的多个冗余路径,在数据转发过程中实现VLAN数据的负载分担。
MSTP兼容STP和RSTP
7,HSRP/VRRP(背景,工作原理,与STP的结合)HSRP:
热备份路由器协议(HSRP:
HotStandbyRouterProtocol),是cisco平台一种特有的技术,是cisco的私有协议。
该协议中含有多种路由器,对应一个虚拟路由器。
HSRP协议只支持一个路由器代表虚拟路由器实现数据包转发过程。
终端主机将它们各自的数据包转发到该虚拟路由器上。
负责转发数据包的路由器称之为主动路由器(ActiveRouter)。
一旦主动路由器出现故障,HSRP将激活备份路由器(StandbyRouters)取代主动路由器。
HSRP协议提供了一种决定使用主动路由器还是备份路由器的机制,并指定一个虚拟的IP地址作为网络系统的缺省网关地址。
如果主动路由器出现故障,备份路由器(StandbyRouters)承接主动路由器的所有任务,并且不会导致主机连通中断现象。
HSRP运行在UDP上,采用端口号1985。
路由器转发协议数据包的源地址使用的是实际IP地址,而并非虚拟地址,正是基于这一点,HSRP路由器间能相互识别.
VRRP协议(虚拟路由器冗余协议)的工作机理与CISCO公司的HSRP(HotStandbyRoutingProtocol)有许多相似之处。
但二者主要的区别是在CISCO的HSRP中,需要单独配置一个IP地址作为虚拟路由器对外体现的地址,这个地址不能是组中任何一个成员的接口地址。
使用VRRP协议,不用改造目前的网络结构,最大限度保护了当前投资,只需最少的管理费用,却大大提升了网络性能,具有重大的应用价值。
HSTP/VRRP与STP的结合主要是要注意STP的收敛时间问题。
路由技术1,路由查找与转发原则当用户数据进入路由器时,路由器首先查看二层地址是否为自身所有,从而决定是否由自身来处理该数据包,若二层非自己,则直接进行丢弃处理,若二层地址是自己,则去掉二层查看三层目标地址,基于最长掩码匹配的原则来匹配最合适的全局路由条目来转发数据至路由出接口。
2,路由器的体系结构1、控制层面
2、转发层面
3,RIP(概念,特点,工作原理,)(RIP:
RoutingInformationProtocol),作为一种内部网关协议或IGP(内部网关协议),路由选择协议应用于AS系统,即自治系统(AutonomousSystem)。
RIP的特点
(1)仅和相邻的路由器交换信息。
如果两个路由器之间的通信不经过另外一个路由器,那么这两个路由器是相邻的。
RIP协议规定,不相邻的路由器之间不交换信息。
(2)路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息。
即自己的路由表。
(3)按固定时间交换路由信息,如,每隔30秒,然后路由器根据收到的路由信息更新路由表。
4,RIPv1与RIPv2的区别RIPV1RIPV2
1有类路由无类路由
2不支持VLSM支持VLSM
3广播更新(255.255.255.255)组播更新(224.0.0.9)
4自动汇总,不支持手动汇总支持手动汇总
5不支持验证支持验证
6产生CIDR不产生CIDR
相同
1抑制计时器
2度量值(hopcount)
3防环机制
4汇总(默认相同),在边界路由上汇总
5使用UDP的520端口
6负载均衡默认为4条。
最大为6条。
7缺省每隔30秒更新一次路由表
RIP的下一跳与METRIC的关系
metric下一跳
不同
大写进数据库中,等180秒后再写进路由表中写进数据库中
小写进路由表中替换原有的路由
相同不给于响应负载均衡
RIPV1发送RIPV1信息,接受RIPV1、V2信息。
让RIPV1发送RIPV2:
ipripsendversion2RIPV2收发RIPV2信息。
Ipripsenversion12
5,RIP的防环机制
1-记数最大值(maximumhopcount):
定义最大跳数(最大为15跳),当跳数为16跳时,目标为不可达。
2-水平分割(splithorizon):
从一个接口学习到的路由不会再广播回该接口。
cisco可以对每个接口关闭水平分割功能。
这个特点在(NBMA)非广播多路访问hub-and-spoke环境下十分有用。
3-毒性逆转(poisonreverse):
从一个接口学习的路由会发送回该接口,但是已经被毒化,跳数设置为16跳,不可达。
4-触发更新(triggerupdate):
一旦检测到路由崩溃,立即广播路由刷新报文,而不等到下一刷新周期。
5-抑制计时器(holddowntimer):
防止路由表频繁翻动,增加了网络的稳定性。
6-路由毒化
以上防环路机制全部默认开启。
6,OSPF(概念,特点,链路状态工作原理)
OSPF(OpenShortestPathFirst开放式最短路径优先)是一个内部网关协议(InteriorGatewayProtocol,简称IGP),用于在单一自治系统(autonomoussystem,AS)内决策路由。
OSPF路由协议是一种典型的链路状态(Link-state)的路由协议,一般用于同一个路由域内。
在这里,路由域是指一个自治系统(AutonomousSystem),即AS,它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。
在这个AS中,所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库,该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息,OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。
7,OSPF(网络类型及特点,LSA的类型及意义,)
▪OSPF网络类型:
接口网络类型是点对点、广播、NBMA、点对多点或虚链路
▪OSPF网络类型特点:
POINT_TO_POINT:
特点:
无DR,组播建邻居,HELLO时间10s,死亡时间40s,自动发现邻居,三层广播
BROADCAST:
特点:
选举DR,组播建邻居,HELLO时间10s,死亡时间40s,自动发现邻居,三层广播
NON_BROADCAST(NBMA)
特点:
选举DR,单播更新(手工指邻居),HELLO时间30s,死亡时间120s,三层不广播
POINT_TO_MULTIPOINT:
(须手动配置)
特点:
无DR,组播建邻居,出现/32主机路由,HELLO时间30s,死亡时间120s,自动发现邻居,三层广播
LSA的类型及意义:
Router-LSA:
由每个路由器生成,描述了路由器的链路状态和花费,传递到整个区域。
Network-LSA:
由DR生成,描述了本网段的链路状态,传递到整个区域。
Net-Summary-LSA:
由ABR生成,描述了区域内某一段的路由,传递到相关区域。
Asbr-Summary-LSA:
由ABR生成,描述了到ASBR的路由,传递到相关区域。
AS-External-LSA:
由ASBR生成,描述了到AS外部的路由,传递到整个AS(STUB区域除外)
NSSA外部路由:
由ASBR生成,在NSSA区域中描述引入的外部路由信息,只在NSSA区域进行洪泛。
8,OSPF划分多区域(背景,原则,优势)
OSPF划分多区域的背景:
–同一个区域内所有路由器LSDB完全相同
–收到的LSA通告太多了,需要消耗大量的内存。
–内部动荡会引起全网路由器的疲于SPF计算
–区域内路由无法汇总,需要维护的路由表越来越大,资源消耗过多,性能下降,影响数据转发
–
OSPF原则:
骨干区域:
主要功能为快速,高效地传输IP分组的OSPF区域。
中转区域将其他类型的OSPF区域连接起来。
普通区域:
主要功能为连接用户和资源的OSPF区域,通常是根据职能或地理位置划分的
不同区域通过区域ID标识,其中骨干区域必须是area0
OSPF划分多区域的优势:
在区域边界做路由汇总,减小路由表,控制LSA只在区域内洪泛有效地把拓扑变化控制在区域内,拓扑的变化影响限制在本区域
提高了网络的稳定性和的扩展性,有利于组建大规模的网络
9,距离矢量与链路状态算法的区别
区别:
传递信息的内容:
距离矢量传递的路由信息,链路状态算法传递的是链路状态信息
计算路由的方式:
距离矢量路由的计算完全依赖于邻居,而链路状态算法以自己为根,依靠算法自己计算得来
距离矢量容易产生环路,而链路状态自身算法不会产生环路
10,RIP与OSPF的区别
11,OSPF报文类型,邻居建立过程报文类型:
邻居建立过程:
12,BGP(概念,特点应用)BGP(BorderGatewayProtocol)是一种在自治系统之间动态交换路由信息的路由协议。
一个自治系统的经典定义是在一个管理机构控制之下的一组路由器,它使用IGP和普通度量值向其他自治系统转发报文。
BGP是一种距离矢量路由协议,使用AS作为度量计算,具备丰富的路由属性,灵活地操控路由选路。
13,BGP的同步,路由优选原则BGP同步指的是IBGP路由与IGP路由的同步,即从IBGP邻居处学习到的路由从IGP路由中也学到,此时称之为BGP达到了同步。
BGP同步的目的是为了防止路由黑洞的产生。
路由优选原则:
首先,丢弃下一跳不可达的路由;在同步状态下,丢弃没有达到同步的路由
1)选择weight值最高的路由(Weight是Cisco私有值,不是BGP属性)
2)选择LocalPreferences最大的路由
3)选择本地始发的路由
4)选择AS_Path最短的路由
5)选择Origin最小的路由IGP 6)选择MED最小的路由 7)EBGP路由优于联盟EBGP路由优于IBGP路由 8)选择下一跳IGP开销最小的路由 9)选择通告者router-id最小邻居的路由 14,BGP常见属性及特点BGP路由属性分为公认必遵、公认自决、可选可传递、可选不可传递四类 其中常见属性有AS_Path、Next_hop、Origin、Local_Preference、MED、Community等属性 Origin属性用于定义路由来自于何种形式,as_path属性属BGP的度量属性,主要用于AS之间防环,Local_Preference属于主要IBGP邻居之间传递,操控本AS内的路由选路,主要用于控制出站的流量,MED主要在EBGP邻居之间传递,相当于IGP中的Metric,主要用于控制入站的流量,Community属性属于一个辅助属性,主要用来给路由标识一个特殊标记,协助其它的属性一起来实现路由选路。 15,路由策略与策略路由的区别与原理 路由策略主要是在路由的控制层面,对路由数据的一个操控,实现间接地影响用户数据路径转发 策略路由主要是在路由的转发层面,针对用户数据进行强制选路设置,当强制下一跳失效时仍然基于全局路由表通信。 16,MPLS(概念,意义)MPLS的防环 多协议标签交换(MPLS)是一种用于快速数据包交换和路由的体系,它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。 MPLS基于标签转发,比传统的IP转发更快更高效率。
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