IP网络基础知识问答

数据通信基础知识引入•现在网络已经不仅仅是一个时髦的名词。事实上它已经成为人们生活不可缺少的一部分，就象空气和水一样；•IP是目前Internet上最复杂、最核心以及最具吸引力的技术。1.什么是OSI的7层模型？什么是TCP/IP的4层模型？应用层表示层传输层会话层链路层物理层网络接口层网络层互连网络层传输层应用层OSI模型TCP/IP模型TCP/IP的基本思想–层次结构思想•IP地址结构•寻址方法(直接寻址与间接寻址)•核心系统与自治域系统•域名系统的层次结构等–包容性与开放性•IP协议层对各种物理网络技术的包容•域名对IP地址的屏蔽•IP地址对各种物理地址屏蔽等–简单、实用、有效的原则•在实践中逐步完善补充新协议、扩展新功能•与ISO/OSI相比，TCP/IP技术来自于实践，简单实用，效率高。TCP/IP的工作原理应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应ETHERNETTOKENRINGFDDI其他IPTCPUDPICMPARPRARPHTTP80DNS53SNMP161TFTP69NFS111FTP21TELET23SMTP25GOPHER70ETHERNETTOKENRINGFDDI其他IPTCPUDPICMPARPRARPHTTP80DNS53SNMP161TFTP69NFS111FTP21TELET23SMTP25GOPHER70使用者远端主机端口号协议号IP地址MAC地址计算机网络通讯示意图在路由器中，寻找一条将报文从信源机传往信宿机的传输路径的过程，称之为寻径。在路由器中，寻径采用的是表驱动的方式。在Internet的各主机和网关上都包含一个路由表，指明去往某信宿机的路径。在传送报文时，根据报文的目的地址，查找路由表，得到一条去往目的地址的路径。IP路由•以太网交换机发展过程–HUB–二层以太网交换机–叠加式三层以太网交换机–L3-L7多层交换机–智能增强型以太网交换机2.什么是路由器、网桥和以太网交换机的区别？共享交换拓扑结构总线型或星型星型工作模式半双工全双工带宽共享介质带宽独占介质带宽设备集线器(hub)，中继器（repeater）网桥（LANSWITCH，交换式集线器）设备处理层次物理层MAC层设备主要技术地址学习，交换设备复杂度简单复杂LANSwitch和HUB的区别三层交换机(L3Switch)支持24×FE，2×GESlot；1×1000Base-Sx接口单元1×1000Base-Lx接口单元1×1000Base-T接口单元支持所有端口全线速的二三层交换；支持QoS策略和带宽限制QuidwayS3526交换容量12.8G，转发性能6.55Mpps；支持16KMAC地址表支持16K（L2/L3)地址表；L3S的典型特征：两个或两个以上的接口（用于连接不同的网络）协议至少实现到第三层（网络层，只有理解网络层协议才能与网络层通讯）通常只支持以太网协议具有存储、转发、寻径、路由功能交换机的集群管理协议QuidwayS2000系列S2000启动后自动在上局侧MA/L3注册配置和查询S2000的端口禁止和激活S2000端口配置和查询S2000的IP地址、掩码、网关对线路中断和恢复的告警远端复位S2000……节省IP地址，减少网元个数；减少开局和维护的工作量。HGMP局侧L2/L3路由器(Router)2个PCI模块化扩展插槽；固定1×FE，2×高速同步串行接口QuidwayR2620路由器的典型特征：两个或两个以上的接口（用于连接不同的网络）协议至少实现到第三层（网络层，只有理解网络层协议才能与网络层通讯）至少支持两种以上的子网协议（异种网）具有存储、转发、寻径功能一组路由协议异种网络互连：主要是具有异种子网协议的网络互连。子网协议转换路由（寻径）：路由表建立、刷新、查找速率适配：不同接口具有不同的速率，路由器可以利用自己的缓存及流控协议适配隔离网络，防止广播风暴，网络安全（防火墙）报文分片与重组：接口的MTU不同，超过接口的MTU的报文会被分片，到达目的地的报文会被重组备份、流量流控路由器的作用路由器工作原理LAN2LAN1WAN路由器1路由器2工作过程路由选择协议转换拆包协议封装发送传输接收IPETHPPP以太口串口IPETHPPP以太口串口路由器的发展趋势第一代：总线，集中式转发第五代：交换，分布式NP转发第四代：交换，分布式ASIC转发第三代：总线，分布式硬件转发第二代：总线，分布式软件转发NP：网络处理器，相当于“多CPU+ASIC”。L3S和路由器的比较相同点：都支持网络层（第三层）协议；都具备各种路由协议；高端L3S和路由器的区别减小区别：设计思想不同：L3S认为网络带宽是无限的，主要关心交换容量；路由器认为网络永远是阻塞的，主要关心路由能力和业务处理能力。支持的接口不同：L3S通常只支持以太网接口，而路由器可以支持网络上所有可能的局域网和广域网接口。支持的二层协议不同：L3S通常只支持局域网（以太网）协议，而路由器还可以支持大多数广域网协议。结构不同：L3S主要采用ASIC设计，采用集中式转发；而路由器除使用ASIC外还需要配置CPU，而且高端路由器为了提高效率多数采用分布式转发。L3转发方式集中式软件查路由表查找接口板cache数据包转发YN加入到接口板cache交换机从L2-L7都是类似方式数据包查找接口板路由表相应策略处理转发路由器转发方式路由器都是类似方式L3S和路由器比较—转发模式Cache查找无须在L3S接口板上建立路由器，简化了L3S的设计，但是导致设备对路由变化的适应能力降低；L3S接口密度高，端口成本低，适合于在业务稳定的环境使用；路由器业务处理能力强，适合于在多业务、大业务量的环境使用高端L3S和GSR产品比较•路由器是基于丰富策略的快速转发–策略包括访问策略，处理策略，路由策略等–一般通过高速网络处理器在接口实现•L3是基于Cache的快速转发–L3上不能实现丰富的策略和业务，并只能在简单的环境内使用，端口队列数目少（Foundry/Nortel8个/port，Extreme4/port），ACL、QOS处理能力弱；–基于ASIC+Cache方式只对数据流进行简单处理，查找Cache进行快速转发–CACHE表项有限（每个用户每访问一个站点需要建立一条CAHE，如果用户数量多（超过1K），CACHE查找速度将会很慢），不能够带很多用户4.什么是MAC地址、IP地址、端口号？什么是ATM地址?MAC地址:计算机网卡地址------物理地址---6字节;(ARP)为确保唯一性，由IEEE进行管理，由供应商代码和序列号组成。IP地址:网络地址--------逻辑地址-----IPV4--4字节IPV6--16字节(IPCONFIG)；全球的IP地址由NIC决定；国内向向HINET中华电信公司、SEEDNET、ISP国际网络服务公司申请；TCP/UDP端口号:-------某一类服务或进程的逻辑标识号;分源端口和目的端口2字节来表示,各用2个字节表示;TCP或UDP中著名的端口号码PN与典型的应用层服务是一一对应的,0-255号中的许多端口是固定分配给特定应用的,网络编程中的SOKET函数就要用到对特定端口的操作;TCP中如FTPPN(20-数据/21-控制);HTTPPN=80;DNSPN=53STMPPN=25等等;TELNETPN=23其余端口号做编程时使用ATM地址:ATM设备的物理地址,20个字节;ATM地址与VPI/VCI是2回事,VPI/VCI在UNI侧用24比特;在NNI侧用28比特。ATM设备公网地址也是由国际标准化组织控制的，实际只在SVC连接时使用，此时一般用试私有地址，分配给端口或终端；管理工程市场5.什么是VLAN?•逻辑网络，不依赖于物理位置•可管理，分配广播域•利用软件将用户分配到各个VLAN•由交换机控制DestSrcDataLen/Etypep/QLabelEtypeFCSPriorityVLAN-IDToken-Ring封装标记VLAN-ID和T-R封装标记重新计算FCS662224...DestSrcFCSDataLen/EtypeIEEE802.1P/Q标记6.IPv4和IPv6的区别?•IP地址枯竭；•骨干网上的路由表过于庞大；•其他原因:IP选项过少、安全性、路由计算性能为什么采用新的IP协议IPV6和IPV4协议的区别•新的IP版本号=6（IPV4=4）；•使用128比特长度地址，采用分层地址编码（IPV4=32）；采用64比特简化头部格式（IPV4=96）；•支持实时多媒体流标记；•支持多播功能（并非广播功能）；•安全性（加密/私有性）；•支持即插即用功能，网络自动配置；•路由可选择功能，骨干网络更有效路由汇聚；FTP:FTP(Filetransferprotocol)是用于两个主机之间的文件传输,用户一般都使用FTP上传或下载远程主机上目录和文件;一般要装一个客户端的程序;Telnet:远程终端模拟(RemoteterminalEmuldtion):早期终端连上主机使用资源,近来PC逐步取代了终端,但还需要存取主机上资源,不需要客户端软件,DOS下命令行方式即可;SMTP:(simplemailtransferprotocol),允许文本状态的协议通过TCP/IP的邮件服务传送到对端用户邮箱;HTTP:(HyperTextTransferProtocol),当前大家使用的浏览器(IE,NetscapeNavigator)来浏览数据时,都是使用的超文本传送协议HTTP来传送超文本数据,超文本数据就是使用HTML语言,将文本通过超链接的方式,相互结合在一起;7.几个常见的概念:FTP/Telnet/SMTP/HTTP/TFTP/SNMP?TFTP:(TrivialFiletransferprotocol)FTP是使用TCP来达到高可靠性通信，TFTP靠的是使用UDP简易进行数据包传送；SNMP:(simpleNetManageprotocol),简易的网络管理协议，用来管理以TCP/IP为协议的网络，SNMP使用UDP，SNMPManager管理器是在特定的一台机器上，可以询问网络上的每一个节点（可能是主机、以太网交换机、路由器），每个节点必须执行SNMPAgent，凡是执行SNMPAgent的节点必须回硬给SNMPManager所提信息的要求，通过TCP/IP的邮件服务传送到对端用户邮箱;局域网(LAN)：一般在10KM以内，为一个组织和单位完全拥有；分类：以太网（802.3)/令牌总线(802.4)/令牌环网(802.5)/FDDI;城域网(MAN):覆盖一个城市或地区,几十公里到几百公里;使用局域网的技术;广域网(WAN):跨越城市或国家或洲际网络;采用点到点的连接;广域网按照协议来分有HDLC/X.25/FR/ISDN/ATM8.什么是局域网？城域网？广域网？美国电气工业协会（EIA）为双绞线电缆定义了5种不同的质量级别，分为有屏蔽（UTP）和屏蔽（STP）2种类别；其中有3种UTP电缆：3类线：UTP，模拟或称语音级电缆，传输特性可达16MHZ;（传输速率可达16Mbps）4类线：UTP，传输特性可达20MHZ;（传输速率可达20Mbps;）5类线：UTP，数字级电缆，传输特性可达100MHZ;（传输速率可达100Mbps;）3类线与5类线差别：（1）导线材料质量；（2）单位距离上的螺旋数：3类线每英尺3-4转；5类线旋得较紧3类线每英寸3-4转9.什么是3类、4类、5类线的定义？铜缆传输种类及应用范围CATEGORY416100CATEGORY3Frequency(MHz)2010CATEGORY5CATEGORY6*250*ProposedStandard3类线、4类线已经基本上被淘汰，目前主要是5类线和超5类线；正在定义6类、7类线标准，