高级计算机网络知识点

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1、第三章 网络互联 3.1 交交换换和和桥桥接接 1.交换机实现数据转发的方法：数据报、虚链路、源路由 2.数据报 每个分组都携带有完整的目的地址，通过交换机的转发表查找下一跳 特点：网络内的主机任何时候都可以发送分组；当一台主机发送分组时，主机无法确定目 的主机是否可达；每个分组的转发都是独立于之前的分组的；当一台交换机出现故障时， 可寻找另外的链路并更新转发表 3.虚电路交换 在发送数据之前首先在源主机和目的主机之间建立一条虚连接 虚链路的建立方法：管理员配置；主机发送消息（信令）给网络以建立连接状态。 4.异步传输方式 ATM ATM 是采用虚链路连接的，ATM 信元（即传送的最小数据单位

2、）是股固定长度的。 采用固定长度的优点：硬件实现简单；可并行实现。 信元长度太长则每个信元的有效数据占比太少；若每个信元长度太短则每个数据的头部 占比过大。5.源路由 由源主机提供通过网络交换分组时所需的全部网络拓扑信息结构。 分组的首部需要含有足够多的信息，使得路径上每个交换机能够确定把该分组放到交换 机的哪个输出端口。 源路由中处理首部的三种方法：旋转、删除、指针。 6.由一个或者多个网桥连接的 lan 集合通常称为扩展局域网 7.学习型网桥：每个网桥都会检查它所接收的帧的源地址，并进行记录，由此可得数据发送 主机的地址可以通过输入端口路径传送。 8.生成树算法：为了解决扩展局域网中存在环

3、路的问题，目标是扩展局域网中没有环路并能到达所有的局域网。 配置消息中应包含的信息：发送消息的网桥的标识符；发送网桥认定的根网桥的标识符； 从发送网桥到根网桥的按调距离。9.广播和多播 广播的实现：每个网桥将带有目标广播广播地址的帧转发到除了接受它的端口以外的所有端口。 多播的实现：与广播相同，由主机确定是否接受该多播消息。 10. 网桥的局限性 只能连接数量有限的相似的 LAN，可扩展性、异构性差。 11. 虚拟 LAN（VLAN） 可以将一个扩展局域网分成几个看起来独立的 LAN，给每个 LAN 赋予一个标识符，只 有标识符相同时，分组才能从一个网段到达另外一个网段。 能够改变网络的拓扑结

4、构而不用移动任何线路或者更改任何地址。 第二第二节节 互互联联网基网基础础 1.IP（网际协议）是一种尽力的、无连接的协议。 2.IPV4 数据报的首部：首部长度一般为 20 字节。数据长度最大为 65535（216-1）字节。目的地址指明完整的目的地址。 3.分片和重组 每种网络都有一个最大传输单元（MTU），这是一帧中所能包含的最大的分组尺寸。当这个分组长度小于 IP 数据报的数据长度，便会产生分片和重组。4.全局地址 全局唯一性是一个编址方案所应提供的首要特性。 IP 地址包含：网络部分、主机部分。 IP 地址应该被视为接口而不是主机。 5.转发：是将从输入端口得到的一个分组通过适当的输

5、出端口发送出去的过程； 路由：建造一张路由表以确定分组的正确输出端口的过程。 转发表中包含（网络号、下一跳）对，通常还有一台默认路由器。 6.网桥、交换机、路由器 网桥是链路层节点，在链路间转发帧以实现扩展的 LAN； 交换机是网络层节点，在链路间转发分组以实现分组交换网络； 路由器是互联网层节点，在网络之间转发数据报以实现互联网。7.子网划分 思想是只用一个网络号，把具有这个网络号的 IP 地址分配给多个物理网络，这些物理网 络叫子网。要求子网应离得很近，因为一台路由器只能选择一个路由来到达任何子网。 在子网聚合而成的网络中的路由器的路由表的格式为子网号、子网掩码、下一跳以及 一个默认路由，

6、在进行转发查询时，是将目的地址与子网掩码做与运算，与子网号进行 比价，若相同，则从对应的下一跳进行转发。 缺点是路由的路由表存储较为繁杂。8.超网（CIDR） 192.6.24/18 9.地址转换协议 ARP IP 数据报包含 IP 地址，但将数据报传送到的主机或者路由器上的物理硬件接口只理解 特定网络的编址方案，这需要我们将 IP 地址转换为这个网络所能理解的链路层地址。 ARP 是使网络上的每台主机都建立一张 IP 地址与链路层地址之间的映射表。一般通过 广播实现。 10. 动态主机配置协议（DHCP） DHCP 服务器负责向主机提供配置信息，新连接的主机进入网络，发送一条广播消息， 若网

7、络中有 DHCP 服务器，则应答该消息，并进行 IP 地址的配置。若不存在，则依靠网 络上的中继代理将该消息单播到 DHCP 服务器。 11. 网际控制报文协议（ICMP） 定义了当一台路由器或者主机不能成功处理一个 IP 数据报时，向源主机发回的错误消 息的集合（目标主机不可达、重组进程失败等等）。同时 ICMP 协议也定义了路由器可发 回源主机的少量控制信息，如 ICMP 重定向，告知源主机有一条更好的达到目标的路由。12. 虚拟专用网（VPN） 用共享的传输线路代替那些不与任何其他公司共享的传输线路，使网络在逻辑上为独立的。 13. IP 隧道 通过将隧道远端的 IP 地址提供给虚链路，

8、就可以在隧道入口处的路由之间建立虚链路。 当隧道入口处的路由器想通过这个隧道发送分组时，就可以把分组封装在 IP 数据报中。 优点：安全；可支持多播路由；可传送非 IP 数据报通过 IP 网络。 缺点：增加了分组长度；影响隧道两端的路由器性能；增加了管理实体的管理开销。 第三第三节节 路由路由1.路由协议按照其范围分为域内路由协议（IGP），域间路由协议。 2.两类主要的路由协议：距离向量、链路状态。 3.距离向量算法（RIP）：每个节点构造一个包含到其他所有节点的距离（开销）的一维数组 （向量），并将这个向量发送给他的邻接点，进而构造出路由表。 路由表更新的方式：定期更新；触发更新（某个节点

9、链路故障或者受到其他节点发来的更新） 改进稳定路由时间的一种技术为水平分割。思想是当一个节点把路由的更新消息发给相 邻节点时，他并不把从各个相邻节点处学到的路由再回送给该节点。 路由信息路由信息协议协议 RIP 是基于距离向量协议的一个简单实现。 4.链路状态路由是第二类主要的域内路由协议 与距离向量思想十分接近。每个节点都知道怎样到达它的邻接点，确保这些信息能够完 整的传送传播到每个节点，那么每个节点都有足够的信息来建立完整的网络映像。 链路状态路由主要依靠两种机制：链路状态信息的可靠传播；根据所有积累的链路状态 的总和进行路由计算。 5.开放最短路径优先协议（OSPF） 开放最短路径优先协

10、议在链路状态路由算法的基础上增加了：路由消息的认证（避免错 误消息的传播）、附加层次（将路由域划分为不同的层）、负载均衡（当有多条路径可达时，合理分配数据流量） 第四第四节节 实现实现与性能与性能 1.路由器的基本结构组成：输入端口、输出端口、交换结构、控制处理器。 端口的任务：处理复杂事务以便交换结构处理其中相对简单的工作；缓存。 交换结构的实例、 ；共享总线、共享内存、纵横式，自选路由。第四章 高级网络互联 1.促使互联网扩展为当前规模的域间路由协议为边界网关协议（BGP）。 第一节 全球互联网 1一 因为不同的服务提供商（ISP）对网络中所使用的最佳路由协议以及如何给网络中的链路 指定度

11、量标准有不同的看法，通常每个提供商网络就是一个自治系统（AS） 2一 互联网的扩展主要解决两个问题 路由的可扩展性（减少路由协议中携带的和路由器路由表中携带的网络号数目） 地址利用问题（IP 地址不会被过快的消耗） 2.路由区：区是从管理上配置成相互交换链路状态信息的路由器的集合。 一台既是主干网区也是非主干网区成员的路由器是区边界路由器（ABR） 区中的所有路由器彼此间发送链路状态通知，并由此发展出一个完整且一致的区映像图。3.域间路由：不同路由域之间的路由方法。 4.域间路由最大的挑战是每个 AS 都要确定自己的路由策略。 5.EGP 外部网关协议（知道名称即可） 6.域内路由关注于具有良

12、好定义的路径开销优化问题； 域间路由关注于一个寻找最好的策略兼容路径。 域间路由需要解决可扩展性的问题，即必须能够你转发目标为因特网中任何地址的分组。域间路由只能通知可达性，选择一条最优路径是不可能的。 （因为不同路由域中链路开销的算法是不同的） 7.边界网关协议 BGP 边界路由器是一个简单的掌管在自治系统之间转发分组任务的 IP 路由器。 BGP 以 AS 美居列表的方式通知到达某个特定网络的完整路径，又被称为路径向量协议。为了防止建立带环路径，可在路由消息中携带完整的 AS 路径来避免。 当链路发生故障时，可以使用撤销路由的负通知消息来完成。 8.IPV6 是为了解决 IP 地址耗尽的问

13、题。 IPV6 具有的新特性：支持具有的新特性：支持实时实时服服务务；安全性支持；自；安全性支持；自动动配置（即主机自配置（即主机自动动的配置自己的的配置自己的 IP 地址和域名等信息的能力）；增地址和域名等信息的能力）；增强强路由功能，包括支持移路由功能，包括支持移动动主机；支持当前的主机；支持当前的 IP 版本的版本的过过度度 9.IPV6 的地址空间分配：保留地址、回环、多播地址、链路局部地址、全局单播地址（包含兼容 IPV4 的 IPV6 地址和映射 IPV4 的 IPV6 地址）。 10. IPV6 全局单播地址的分配 目标是提供路由信息的聚合以较少域内路由器的负担，使用地址前缀来聚

14、合到大量网络甚至是大量 AS 的可达性信息。 11. IPV6 的分组格式 IPV6 中选项的处理效率较高，是提高路由性能的一个重要因素。 如有选项，他们被携带在 IP 首部之后的一个或者多个特殊首部中，由 Nextheader 指明， 若没有特殊首部，Nextheader 指明运行在 IP 协议之上的高层协议的多路分解秘钥。 12. IPV6 的自动配置 IPV6 支持自动配置，即即插即用操作。是一种无状态的自动配置，不需要服务器。 13. IPV6 支持的高级路由功能 IPV6 的一个扩展首部是路由首部。路由首部包括一个 IPV6 地址表，描述分组到达目标途中经过的节点或拓扑结构。 第二第

15、二节节 多播多播1.多播地址 IP 地址将部分子空间保留给多播地址。2.多播路由 路由器由专门的多播转发表指明了一套树结构：多播分发树。为了支持特定源多播，多播 转发表必须根据多播地址和源 IP 地址的组合来确定哪些连接可用，并重新定义一个树集合。 3.了解即可（没看懂） 距离向量多播路由协议（DVMRP）：将多播消息分组转发到互联网上的所有网络，然后删 除哪些没有足迹属于多播组的网络。 （洪泛剪枝） 协议无关多播 PIM：路由器通过使用 join 的 PIM 协议消息加入多播分布树（共享树：所 有发送方都可以使用；特定源树：只允许一个特定的发送主机使用） 多播源发现协议（MSDP）：是一种域

16、间广播协议。将 PIM 协议中的汇聚点（RP）连接，每 个 RP 定期的使用 MSDP 来广播源消息给其他 RP。特定源多播 PIM-SSM 第三第三节节 多多标签协议标签协议交交换换技技术术 MPLS 1.MPLS 的优点 使不具备能按正常方式转发 IP 数据报能力的设备支持 IP； 按显式路由（预先计算的路由）转发 IP 数据报，而无需匹配 IP 路由协议选择的路由； 支持特定类型的虚拟专用网服务。 3一 MPLS 算法（基于目的的转发）：从目的端向之前的路由器给指定的网络附加一个标签， 当发送数据报时，根据标签的匹配进行数据报的转发。是一种精确匹配算法。 4.显式路由：目的是为了让数据报转发按照希望的路径进行分发，而不是按照默认路由给 定的路径。在资源预留协议 RSVP 的协助下，数据报能够沿显示说明的路径发送一个 RSVP 消息，并据此建立这条路径的标签转发表。 5.虚拟专用网和隧道 IP 隧道的构建：在隧道入口的路由器把将用隧道传送的数据封装在一个 IP 首部（隧道首 部）内，它白哦是在隧道远端的路由器地址，然后像发送其他 IP 分组一样发送数据。6.MPLS 隧道与