软考网络工程师基础知识整理一

一、ipv4与ipv6的区别

表2-1 IPv4和IPv6差异性对比

1.地址类型。IPv4具有三种不同类型的地址：多播，广播和单播。IPv6还具有三种不同类型的地址：任意广播，单播和多播。

2.数据包大小。对于IPv4，最小数据包大小为576字节。对于IPv6，最小数据包大小为1208字节。

3.header区域字段数。IPv4具有12个标头字段，而IPv6支持8个标头字段。

4.可选字段。IPv4具有可选字段，而IPv6没有。但是，IPv6具有扩展header，可以在将来扩展协议而不会影响主包结构。

5.配置。在IPv4中，新装的系统必须配置好才能与其他系统通信。在IPv6中，配置是可选的，它允许根据所需功能进行选择。

6.安全性。在IPv4中，安全性主要取决于网站和应用程序。它不是针对安全性而开发的IP协议。而IPv6集成了Internet协议安全标准（IPSec）。IPv6的网络安全不像IPv4是可选项，IPv6里的网络安全项是强制性的。

7.与移动设备的兼容性。IPv4不适合移动网络，因为正如我们前面提到的，它使用点分十进制表示法，而IPv6使用冒号，是移动设备的更好选择。

8.主要功能。IPv6允许直接寻址，因为存在大量可能的地址。但是，IPv4已经广泛传播并得到许多设备的支持，这使其更易于使用。

二、VRRP、堆叠、m-lag的区别

VRRP:虚拟路由器冗余协议

虚拟路由冗余协议(VRRP)通过几台设备联合组成一台虚拟路由设备，将虚拟路由设备IP地址作为用户默认网关实现与外部网络通信。

VRRP技术主要有以下好处：

网关冗余：正常情况下，主设备负责转发数据流，当主设备出现故障时，会选择备组里优先级较高的设备作为主设备继续负责转发数据，实现网关冗余备份，同时达到链路冗余功能。

负载分担：通过配置MSTP可以实现VRRP的负载分担。

2、Stack：堆叠技术

堆叠技术，将多台交换机通过堆叠线缆连接在一起，使多台设备在逻辑上变成一台交换设备，作为一个整体参与数据转发。华为称为CSS（Cluster Switch System：集群交换系统），思科称为VSS（Virtual Switching Supervisor：虚拟交换管理器），H3C称为IRF/IRF2（Intelligent Resilient Framework：智能弹性架构技术）。

堆叠技术主要有以下好处：

扩展端口数量：当接入的用户数增加到原交换机端口密度不能满足接入需求时，可以通过增加新的交换机并组成堆叠而得到满足。

扩展带宽：当交换机上行带宽增加时，可以增加新交换机与原交换机组成堆叠系统，将成员交换机的多条物理链路配置成一个聚合组，提高交换机的上行带宽。

提高可靠性：堆叠与Eth-Trunk一同使用，当堆叠系统中一台设备的上行链路故障，通过该设备的流量可经过堆叠链路进行转发。

堆叠技术的缺陷：

堆叠技术是非标准化技术，所以不同厂商的设备之间无法形成堆叠。

可靠性一般：控制面集中，故障可能在成员设备上扩散。主设备的故障可能影响成员设备，可靠性一般。

堆叠虚拟化控制面多虚一：网络设备堆叠后，所有主控平面合一，但是这种合一只能采用主备备份的模式，即只有主设备的主控板正常工作，而其他主控板都处于备份状态。因此，整个系统的物理节点规模就受限于主控节点的处理能力，不是想做多大就做多大的。例如框式设备虚拟化一般为2台，盒式设备一般为16台。目前最大规模的虚拟化系统大概可以支持接入1～2万台主机，可以从容应付一般的中、小型数据中心，但对于一些超大型的云数据中心来说，就显得力不从心了。

3、M-LAG：跨设备链路聚合

M-LAG（Multichassis Link Aggregation Group）即跨设备链路聚合组，是一种实现跨设备链路聚合的机制，将一台设备与另外两台设备进行跨设备链路聚合，从而把链路可靠性从单板级提高到了设备级，组成双活系统。

M-LAG的好处：

负载分担：M-LAG双活系统在接入设备双归接入场景下，接入设备通过Eth-Trunk的方式接入到M-LAG设备组，M-LAG的成员设备接收到接入设备通过链路捆绑负载分担发送的流量后，共同进行流量转发。

提高可靠性：M-LAG接入普通以太网场景，由于M-LAG主设备的上行链路故障，通过M-LAG主设备的流量均经过peer-link链路进行转发。

M-LAG技术本质上还是控制平面虚拟化技术，但是和堆叠技术不同的是，由于M-LAG的目的仅仅是在链路聚合协商时，对外表现出同样的状态，所以不需要像堆叠那样同步设备上所有的信息，只需要同步接口和表项相关的一些内容。这样，控制面耦合程度相比堆叠来说，会小很多，而且堆叠技术的一些缺陷在M-LAG 上也会缓解很多，比如上面我们说过的堆叠的三个主要的问题：

可靠性问题：M-LAG需要同步的仅仅是协议面的一些内容，并不需要同步所有的设备状态，理论可靠性相对堆叠更加好。

维护问题：M-LAG两台设备可以进行独立升级。仅协议面耦合，中断时间较短。

扩展性：无法解决网络扩展性问题，需要通过路由或者其他大二层技术来实现网络侧多路径转发。

三、Rip、Ripv2的区别

1.RIPv1是有类路由协议，RIPv2是无类路由协议

2.RIPv1不支持VLSM，RIPv2可以支持VLSM

3.RIPv1没有认证的功能，RIPv2可以支持认证，并且有明文和MD5两种认证

4.RIPv1没有手工汇总的功能，RIPv2可以在关闭自动汇总的前提下，进行手工汇总

5.RIPv1是广播更新，RIPv2是组播更新，

6.RIPv1对路由没有标记的功能，RIPv2可以对路由打标记（tag），用于过滤和做策略

7.RIPv1发送的updata最多可以携带25条路由条目，RIPv2在有认证的情况下最多只能携带24条路由

8.RIPv1发送的updata包里面没有next-hop属性，RIPv2有next-hop属性，可以用与路由更新的重定

知识整理

动态路由的特性及优缺点

1、RIP

RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，主要特点如下:

(1) 仅和相邻路由器交换信息

(2) 路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息

(3) 按固定的时间间隔交换路由信息，例如，间隔30s

RIPV1
端口udp 520，广播

RIPV2

端口udp 520，组播  224.0.0.9

OSPF

2、OSPF是一种链路状态路由算法的路由选择协议，主要特点如下:

(1) 向本自治系统中所有路由器发送信息

(2) 发送的信息是与本路由器相连的所有路由器的链路状态

(3) 只有当链路状态发送变化时，才会发送信息

网络类型

广播类型（Broadcast）

当链路层协议是Ethernet、FDDI时，缺省情况下，OSPF认为网络类型是Broadcast。

在该类型的网络中：

以单播形式发送DD报文和LSR报文。

通常以组播形式发送Hello报文（10s）、LSU报文和LSAck报文。其中，224.0.0.5的组播地址为OSPF设备的预留IP组播地址；224.0.0.6的组播地址为OSPF DR/BDR（ Backup Designated Router）的预留IP组播地址。

NBMA类型（Non-Broadcast Multi-Access）

当链路层协议是帧中继、X.25时，缺省情况下，OSPF认为网络类型是NBMA。

在该类型的网络中，以单播形式发送协议报文（Hello报文（30s）、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文）。

点到多点P2MP类型（Point-to-Multipoint）

没有一种链路层协议会被缺省的认为是Point-to-Multipoint类型。点到多点必须是由其他的网络类型强制更改的。常用做法是将非全连通的NBMA改为点到多点的网络。

在该类型的网络中：

以组播形式（224.0.0.5）发送Hello（30s）报文。

以单播形式发送其他协议报文（DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文）。

点到点P2P类型（point-to-point）

当链路层协议是PPP、HDLC和LAPB时，缺省情况下，OSPF认为网络类型是P2P。

在该类型的网络中，以组播形式（224.0.0.5）发送协议报文（Hello报文（10s）、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文）。

3、BGP

BGP它既不是基于纯粹的链路状态算法，也不是基于纯粹的距离向量算法。主要特点如下:

(1) BGP协议再系统间交换“可达性协议”

(2) 自治系统AS间的路由选择必须考虑有关策略

(3) 选择能达到路径的较好路由，而非最佳路由

一、基础网络设备、安全设备、无线设备

1、二层交换机

工作在二层的网络设备，多作为终端接入设备

工作流程：

（1） 当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；

（2） 再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；

（3） 如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；

（4） 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。

不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。

2、三层交换机

工作在三层的网络设备，包含二层交换机的功能并且带有部分三层功能的交换机，根据型号性能的不同可作为接入、汇聚、核心层设备

（1）由硬件结合实现数据的高速转发。

（2）这就不是简单的二层交换机和路由器的叠加，三层路由模块直接叠加在二层交换的高速背板总线上，突破了传统路由器的接口速率限制，速率可达几十Gbit/s。算上背板带宽，这些是三层交换机性能的两个重要参数。

（3）简洁的路由软件使路由过程简化。

（4）大部分的数据转发，除了必要的路由选择交由路由软件处理，都是又二层模块高速转发，路由软件大多都是经过处理的高效优化软件，并不是简单照搬路由器中的软件。

三层交换机路由转发过程：

通过硬件实现的，一般使用ASIC芯片来处理路由转发

3、路由器

工作在三层的网络设备，一般作为网络边缘设备，如内网出口

路由器的路由功能更多的体现在不同类型网络之间的互联上，如局域网与广域网之间的连接、不同协议的网络之间的连接等，优势在于选择最佳路由、负荷分担、链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等。另外，为了与各种类型的网络连接，路由器的接口类型非常丰富，而三层交换机则一般仅同类型的局域网接口，非常简单。

路由转发过程：

路由器的路由转发是通过软件实现的，需在CPU中运行一段程序来处理路由转发

4、防火墙

主要运用于数据链路层、网络层、传输层

传统 FW 是粒度比较粗的访问控制产品，它在基于 TCP/IP 协议的过滤方面表现出色，而且在大多数情况下，可以提供网络地址转换、服务代理、流量统计等功能，甚至包括 VPN功能。

通常情况下，FW 是默认情况下是关闭所有的访问的，例如封 TCP/UDP 端口、封P，然后再通过定制策略去开放允许访问的端口，例如:例如 80、443。传统FW 主要是从OS四层以下来做攻击的防范，但不能检测到数据包的内容级别，所起到的作用主要是封掉一些依靠固定端口攻击的病毒或者木马。

5、IPS入侵防御系统

IPS 是一种主动的、积极的入侵防范、阻止系统，它部署在网络的进出口处，通常位于FW 和交换机之间，当它检测到攻击企图后，会自动地将攻击包丢掉或采取措施将攻击源阳断。IPS 可以根据预先设定的安全策略，对流经的每个报文进行深度检测(协议分析跟踪、特征匹配、流量统计分析、事件关联分析等)，如果一旦发现隐藏于其中网络攻击，可以根据

该攻击的威胁级别立即采取抵御措施，这些措施包括:向管理中心告警、丢弃该报文、切断此次应用会话、切断此次 TCP 连接。

6、IDS入侵检测系统

IDS 是依照一定的安全策略，对网络的运行状况进行监视，尽可能发现各种攻击企图、攻击行为或者攻击结果，以保证网络系统资源的机密性、完整性和可用性。

与 FW 不同的是，IDS 是一个旁路监听设备，不需要串接在出口干路上，无须网络流量流经它便可以工作。因此，对 DS 的部署的唯一要求是:IDS 应当挂接在所有所关注的流量都必须流经的链路上。IDS 在 LAN 中的位置选择原则为:尽可能靠近攻击源、尽可能靠近受保护资源，通常包括: 服务器群的交换机上，需要重点保护网段的局域网交换机上

IDS 只能检测出攻击，而不能阻断攻击，仅仅起到报警的作用，而不能起到防御的作用。

WLAN系统一般由AC（接入控制器）和AP（无线接入点）组成。

7、AP

无线AP，为Access Point简称，一般翻译为“无线访问节点”，它是用于无线网络的无线交换机，也是无线网络的核心。

无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点，主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，典型距离覆盖几十米至上百米，目前主要技术为802.11系列。

大多数无线AP还带有接入点客户端模式（AP client），可以和其它AP进行无线连接，延展网络的覆盖范围。

8、AC

指无线接入控制服务器(AC)， 接入控制器(AC) 无线局域网接入控制设备，负责把来自不同AP的数据进行汇聚并接入Internet，同时完成AP设备的配置管理、无线用户的认证、管理及宽带访问、安全等控制功能。

二、Raid

1、Raid 0

RAID0 是一种简单的、无数据校验的数据条带化技术。它并不提供任何形式的冗余策略。

优点：  io并发执行，从而读写性能高；100%的高存储空间和利用率；

缺点：  数据不具有冗余保护，任何一块盘损坏都导致数据不可用。

磁盘数量：N（N>=2）

可用容量：单块磁盘容量*N，N为磁盘数。

2、Raid 1

 RAID1 称为镜像

优点：  数据具有冗余性，一对镜像磁盘中损坏一块盘对数据没影响。

缺点：   控件利用率低：50%

磁盘数量：N（N>=2）

可用容量：单块磁盘容量*N*0.5，N为磁盘数。

3、Raid 5

RAID5是有数据校验的数据条带化技术

磁盘空间利用率：  N-1 ,即只浪费一块磁盘，用于奇偶校验；

读性能：  （N-1）* 单块磁盘的读性能，接近Raid0的读性能； 

写性能：  （N-1）* 单块磁盘的写性能，接近Raid0 的写性能；

磁盘数量：N（N>=3）

可用容量：单块磁盘容量*（N-1)，N为磁盘数。

4、Raid 10

  Raid10就是Raid1和Raid0 的结合，先做Raid1，在做Raid0；

  Raid01就是Raid0和Raid1 的结合，先做Raid0，在做Raid1 ；

数据冗余： 一对镜像盘中，只能有一块盘损坏；

磁盘数量：N（N>=4） 

可用容量：单块磁盘容量*N*0.5，N为磁盘数。

5、热备盘

热备盘是一种随时准备顶替故障的主盘的备用硬盘，能够在主硬盘坏掉之后立即顶替这块硬盘工作，不容人为的去更换。是一个应急的数据保护措施，能够与很大程度的减缓数据损失的概率。