高级网络知识点

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1、高级网络知识点高级网络知识点1.IPv4 的局限性:地址资源即将枯竭路由成为新的瓶颈缺乏服务质量保证 32 1282.推迟地址资源枯竭的三种方法： VLSM（变长子网掩码）：地址结构由二级变为三级，更精细地分配地址 CIDR（无类型域间选路）：取消地址分类，引入路由聚类，超网联结，对传统地址分配方案的一次革命 NAT（网络地址转换）：内部地址和外部地址转换， “增加”可用的地址空间3.IPv6 的地址表示形式:、首选 IPv6 地址表示，又称 IPv6 地址的完全形式。IPv6 是冒号分十六进制，如 FEDC:8:7654:10:FEDC:BA:7654:3210、0 压缩表示，一个地址中只能

2、用一次 0 压缩，如 FF01:0:0:0:0:0:0:101 = FF01:101 0:0:0:0:0:0:0:1 = :1 0:0:0:0:0:0:0:0 = : FF01:0:0:AB:0:0:0:101 = FF01:AB:0:0:0:101 或 = FF01:0:0:AB:101 、IPv4 和 IPv6 混用环境，可用嵌入式地址表示 IPv4 兼容的 IPv6 地址（IPv4-compatible IPv6 Address） 如 2.13.17.14，可表示成0:0:0:0:0:0:020D:110E = :2.13.17.14 IPv4 映射的 IPv6 地址(IPv4-mapp

3、ed IPv6 Address)如 2.13.17.14，可表示成：0:0:0:0:0:FFFF:020D:110E= :FFFF:2.13.17.144. IPv6 的产生有四个有代表性的设计方案PIP（Pauls Internet Protocol）：Paul Francis 提出，允许高效的策略路由，实现了可移动TUBA（TCP and UDP over Bigger Address）抄袭 IPv4，一些无价值的改动SIP（Simple IP）：92 年 11 月 Steve Deering 提出，保留 IPv4 的大部分想法，简单修改适应大地址空间SIPP（Simple IP Plus

4、）：94 年 9 月，PIP 和 SIP 合并产生，结合SIP 的简单性和 PIP 的路由灵活性5.IPv6 地址以冒号十六进制格式表示，此表示形式删除了前导零，并使用双冒号来压缩一组连续的纯0 块。 IPv6 地址前缀可以表示为：起始地址的冒号十六进制形式加上前缀长度。6. 对于单播 IPv6 地址，可以使用可聚合全局单播地 址（如果已由 IANA 或某个 ISP 分配） 、本地站点地址 (FEC0:/10) 或本地链路地址 (FE80:/64)。通常情况下，IPv6 接口标识符是从 IEEE 802 地址或 IEEE EUI-64 地址派生的。7.各种地址类型的前缀表示、单播地址本地链路：

5、fe80:/10本地站点：fec0:/10可聚合全局单播：2001:/16, 2002:/16,3ffe:/16回环： :/128未指定： :/128，只能用作尚未取得正式地址的主机的源地址使用。IPv4 兼容：0:0:0:0:0:0:/96、任播本地链路：fe80:/10本地站点：fec0:/10可聚合全局：2001:/16, 2002:/16, 3ffe:/16、多播多播地址： ff00:/8被请求节点多播地址：ff02:1:ff00:0/1048.9.目的端分片重组时应遵循的原则：只有源地址、目的地址及标识均相同的分片才能重组，从而恢复成原 IPv6 分组重组后的不可分片部分，由第 1

6、个分片的分片首部前面的所有首部(不含分片首部)组成，做两处修改：不可分片部分首部或最后一个扩展首部中的“下一个首部”字段值：从第 1 个分片的分片首部的“下一个首部”字段得到（例如 6） 。 重新计算有效载荷长度：由不可分片部分的长度、最后一个分片的长度，以及偏移量计算出。10.IPv6 的 MTU 要求因特网上所有链路的最大传输单元（MTU）至少为 1280 字节； 对于有能力对 MTU 进行配置的链路，协议建议这些链路最好能将 MTU 配置到 1500 字节以上。协议强烈推荐 IPv6 节点使用 MTU 发现技术。11.IPv6 的安全体系 IPsec 由两个扩展首部 AH 和 ESP 组

7、成。认证头(AH)：提供了数据完整性保障和身份认证；加密头(ESP)：提供了IP 分组的数据加密。两种机制可以分开单独使用，也可以合在一起。IPsec 没有定义自己的密钥管理机制，希望用户利用已有的密钥管理机制来实现密钥的分发与管理。12.IPV6 两种安全模式：隧道模式（tunnel mode）是把整个原 IP分组都封装在新的 IP 分组中，然后，根据新 IP 分组的首部进行分组的传送。传输模式（transport mode）只封装 IP 分组的数据字段（例如，IP 分组中所包含的 TCP 报文段和 UDP 数据报） ，然后，根据原 IP 分组的首部进行分组的传送。13.IPsec 的认证机

8、制原理：IPv6 分组有一个认证 AH 扩展首部，用于认证 IPv6 分组，保障数据的完整性和身份认证。发送 IPv6 分组前，发送方用认证密钥对 IP 分组做计算,计算的认证信息存放在 AH中，发送到接收方。接收方用自己保存的认证密钥对接收到的 IPv6分组做相同的计算。若结果与 AH 中的认证信息相同，可证明没被人篡改（否则不会相等） ，也不是其他人伪造（伪造者不知道密码，不可能会生成正确的认证信息） 。14.认证数据的计算:默认的认证算法MD5 （Message Digest 5） 。每一个支持 IPv6 的系统都必须实现 MD5 算法。 RFC1321 给出了用C 语言编写的 MD5

9、算法的实用软件。 但是，IPsec 并没有把认证算法限定为 MD5，通信双方如达成共识，用户也可以把其他认证算法加入到 IPsec 中，用它们来实现 IP 分组的认证。认证首部的设计，保证了 IP 分组在传输过程中不被篡改，从而维护整个 IP 分组的完整性。15.IPsec 的默认加密算法DES-CBC 原理：IPsec 加密数据放置在 ESP 中来实现 IP 分组的加密传送。根据用户的要求，IPsec 既可以只加密 IP 分组中的某些部分，也可以对整个 IP 分组全部加密。两种加密模式：隧道模式和传输模式。隧道模式：整个 IP 分组都封装在 ESP 的加密数据域中；传输模式：只封装 IP 分

10、组的数据域。16.DES-CBC 是对称的分组密码算法，使用共享密钥，分组长度为 64比特。CBC 模式下的 DES 需要有一个外在的初始化向量（IV：Initialization Vector） 。IV 必须是随机选择的一个随机数，字长 8 字节（64 比特） 。IV 紧随 ESP 首部之后，直接位于受保护有效载荷的前面。IV 以明文传输，以便接收时初始化 CBC 模式的初始化向量。17.IPv6 下的域名系统 DNS 扩展,新的 DNS 系统主要做了 3 点修改：定义了两个新的资源记录类型 AAAA 和 A6 ，它可以将一个域名映射到一个 IPv6 地址上。IPv4 资源记录使用 A 类记

11、录类型。定义了两个新的域 ip6.int 和 ip6.arpa ，它支持逆向域名解析，即由 IPv6 地址映射为域名。IPv4 地址也有类似的类型，即.in-addr.arpa。重定义了支持附加信息的查询过程，使之不仅能定位或处理 IPv4 地址，同样也能处理 IPv4 和 IPv6 地址共存的情况。18.IP 多播功能的实现需要满足三个基本要求 需要有唯一一个标识多播组的机制。IP 网络中通过多播编址技术来实现。 需要有多播组成员加入或退出多播组的机制。IGMP 用来实现对多播组成员的管理。 在 IP 网络上高效传送多播分组到各个组成员的多播路由器协议。19.多播的硬件起源:(1)多播与广播

12、方式不同，多播方式允许每个节点自己选择是否参与到某个特定的多播组中。(2)在配置好识别多播地址的网络接口硬件后，该组的所有计算机都会收到传送给这个多播地址的任何分组的副本。(3)从概念上讲，其它任何形式的编址都可以看成是一种特殊的多播编址。但是多播并不能代替其它常规编址形式。因为其转发和传递的底层机制实现上是有本质的区别的。(4)单播和广播地址识别的是连接到某个物理网段的一台或一组计算机。因此转发所依赖的是网络拓扑结构。(5)多播地址标识了任意一组接收方，因此转发机制必须把分组传播到所有网段。20.多播技术能够有效降低网络带宽(1)使用广播会增加对广播数据不感兴趣主机的处理负担。如果网络内有

13、50 个主机，但仅有 20 个参与 UDP 广播，每次向这个网络发送广播数据报时，其余 30 个主机不得不处理这些广播数据报。一直到 UDP 层，收到的广播数据报才会被丢弃。这 30 个主机丢弃广播数据报，是因为这些主机没有使用这个目的端口。(2)使用多播，主机可加入一个或多个多播组。这样，网卡仅接收主机所在多播组的哪些多播帧。(3)多播既不向广播那样产生大量的广播报文，也不像单播那样需要发送者给每一个接收者都传送一次报文。因此多播技术能够有效地降低某些应用的网络带宽。21.IP 多播的应用(1)IP 多播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题。实现了 IP 网络中点到多点的高效数据传送，能够

14、大量节约网络带宽，降低网络负载。(2)可以利用网络的多播特性，方便地提供一些新的增值业务。(3)在 IP 网络中多媒体业务日渐增多的情况下，多播有着巨大的市场潜力，多播业务也将逐渐得到推广和普及。22.互联网多播系统需要有三个概念性组成部分：(1)多播编址方法(2)有效地通知和传递机制(3)有效的网络间转发工具。23.IP 多播组地址格式(1)每个 IP 多播组都可以用一个 D 类 IP 地址唯一地进行标识(2)每个多播组拥有唯一多播地址(D 类地址：224.0.0.0-239.255.255.255)。少数是永久的，其他是临时的,仅能用作目的地址组的数量。(3)228 个多播组.24.IP 多播两种组地址(1)永久组地址：总是可以使用的组地址，无须事先建立组。每个永久组都有一个永久组地址。永久组地址由IANA 定义。(2)临时组地址：只有在创建了临时组之后，才可以使用它们。一个进程可以要求它的主机加入到一个特定的组中。一个进程可以要求它的主机离开该组。当最后一个进程离开一个组的时候，主机就不再属于这个组。每台主机都记录它的进程当前属于哪些组。