集美大学思科网络技术复习知识点提纲.docx
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集美大学思科网络技术复习知识点提纲
思科复习提纲
2015-06.L
试卷类型:
一、填空题（30'）
上机课的6次作业，从中选出15道。
二、填空题（8'）
难度会大一些，不好做。
三、简答题（16'）
子网汇聚（4’）
猜测：
有3-4题，一道子网汇聚，一道IP类型（ABCDE类）
四、简述题（16'）
解释定义。
其他
五、实践题（30'）
网络拓扑（18'）一空一分，18空。
填写网络地址，子网掩码，广播地址
其他（12'）
计算机网络基础知识点：
TCP/IP介绍
1.定义
TCP/IP中译名为传输控制协议/因特网互联协议，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。
TCP/IP定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准，是一组协议族。
协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。
通俗而言：
TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。
而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。
OSI模型中，应用层、传输层、和数据链路层保证了数据的可靠性。
（了解）
OSI模型TCP/IP模型
应用层（Application）
应用方面
应用层
（Application）
表示层
（Presentation）
会话层（Session）
传输层（Transport）
数据流层
传输层
（Transport）
网络层（Network）
网际层（Internet）
数据链路层（DataLink）
网络接口层
（Network-Access）
物理层（Physical）
表：
OSI模型及TCP/IP模型
2.TCP/IP和OSI层级对应关系
OSI模型
TCP/IP模型
功能
TCP/IP协议族
应用层
（Application）
应用层
（Application）
文件传输、电子邮件、文件服务、虚拟终端
FTP、TFTP、Telnet、SMTP、NFS、SNMP、DNS
表示层
（Presentation）
翻译、加密、压缩
无
会话层（Session）
对话控制、建立同步（续传）
无
传输层
（Transport）
传输层
（Transport）
端口寻址、分段重组、流量、差错控制
TCP、UDP
网络层
（Network）
网际层
（Internet）
逻辑寻址、路由选择
IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP
数据链路层
（DataLink）
网络接口层
（Network-
Access）
成帧、物理寻址、流量、差错控制
SLIP、CSLIP、PPP、MTU
物理层（Physical）
设置网络拓扑结构、比特传输、位同步
ISO2110、IEEE802、IEEE802.2、IEEE802.11
3.TCP/IP协议族传输数据方式：
TCP将HTTP报文划分为要发送目的客户端的较小片段，称之为数据段；IP负责从TCP获取格式化的数据段封装成数据包、分配相应的地址并选择通往目的主机的最佳路径。
4.通信过程：
a.从TCP/IP模型角度解释：
①在发送方源终端设备的应用层创建数据
②数据在源终端设备中沿协议族向下传递时对数据分段和封装
③在协议族网络接口层的介质中生成数据。
④通过由介质和任意中间设备组成的网际网络传输数据
⑤在目的终端的网络接口层接收数据。
⑥数据在目的终端设备中沿协议族向上传递时对数据解封和重组
⑦将此数据传送到目的终端设备应用层的目的应用程序。
b.从OSI模型角度解释：
信息从源主机的应用层开始，逐层向下传送，直到物理层，然后通过通信通道传送至目的主机。
在目的主机，信息由自下而上传递到应用层。
5.数据封装过程：
例：
发送一封电子邮件。
①应用层将数据编码成电子邮件并发送给传输层
②传输层将信息分段，并在其头部添加控制信息（保证分段在目的地按顺序重组），构成数据段，发送给网际层。
③网际层在数据段的IP头部添加IP地址信息，构成数据包。
发送给网路接口层。
④网络接口层在数据包的头部添加MAC地址，构成帧。
帧的尾部添加差错检查信息（FCS）⑤物理层将帧编码成能在介质上传输到目的地的比特流。
6.CISCO设备：
交换机：
二层交换机工作在OSI的数据链路层（二层）
三层交换机同时工作在OSI的数据链路层和网络层
网关：
从表面来看工作在三层，实际上网关是一个杂合物，属于所有层都有，七层。
网桥：
数据链路层
路由器：
网络层
交换机与路由器的区别：
a.交换机工作在二层，路由器工作在三层。
b.交换机使用MAC地址寻址（物理寻址），路由器使用IP地址寻址（逻辑寻址）。
c.交换机的主要作用将PC连接在一起（决策二层、转发数据帧），而路由器主要作用是路由选择与分割广播域
OSI模型各层介绍
一、物理层
1.物理层功能：
是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。
简单说，就是：
设置网络拓扑结构、比特传输、位同步（了解）
数据表现形式：
比特流（bit），这样的叫法叫PDU（协议数据单元）
2.三种介质：
铜介质、光纤介质、无线介质
3.铜介质（copper）
①类型简介：
类型
传输长度（最大网段长度）
连接器
粗缆
500m
bnc
细缆
185m
bnc
双绞线
100m
rj45
②双绞线简介：
“绞”的作用：
将两条线通过"绞”旋转拧在一起，有效地抵消传输过程中的电磁干扰
Ⅰ.种类：
屏蔽双绞线（STP）、非屏蔽双绞线（UTP）
Ⅱ.屏蔽双绞线（STP）根据屏蔽类型可分为STP和FTP
双绞线连接标准：
10BASET（即T568A）、100BASET（即T568B）
T568A：
绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕
T568B：
橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕
Ⅲ.直连线（straightthroughCable）、交叉线（CrossoverCable）、反转线（RolledCable）
直连线是同一种线须，两头都是586A的线须，或两头都是568B线序
交叉线是不同的线序，一头是586A，另一头是586B
应用类别：
计算机——计算机交叉线计算机——交换机平行线
交换机——交换机交叉线或直连线交叉线可以让两台电脑组成局域网
4.光纤（optical）
原理：
由两层折射率不同的玻璃组成。
内芯玻璃的折射率比外层玻璃大，使光线透不过界面，全部反射。
结构：
内层为光内芯，直径在几微米至几十微米，外层的直径0.1～0.2mm。
种类：
按光在光纤中的传输模式可分为：
单模光纤和多模光纤。
优点：
频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、保真度高、工作性能可靠、
5.无线介质（wireless）（主要为802.11g、802.11ac，其他的了解）
中国无线网络通常使用13个信道
IEEE标准
频带（GHz）
速度（Mbit/s）
802.11a
5
54
802.11b
2.4
11
802.11g
5或2.4
54
802.11n
2.4
600
802.11ac
2.4或5
1Gbit/s
6.拓扑结构
物理拓扑：
是根据网络设备的实际物理地址进行扫描而得出
类型：
bus（总线型），ring（环状拓扑），star（星型拓扑），
tree（树型拓扑），net（网状拓扑）
逻辑拓扑：
以网络设备的IP地址划分为依据生成的拓扑图
类型：
广播broadcast，令牌传递/令牌环tokenring
7.主要设备：
中继器、集线器
二、数据链路层
1.数据链路层功能：
在此层将数据分帧，并处理流控制。
屏蔽物理层，为网络层提供一个数
据链路的连接，在一条有可能出差错的物理连接上，进行几乎无差错的
数据传输。
本层指定拓扑结构并提供硬件寻址；（了解）
简略说，就是：
成帧、物理寻址、流量、差错控制
数据表示形式：
帧（frame）
结构：
前导码
帧首定界符
目的地址
源地址
长度/类型
数据和填充位
帧校验序列
Preamble
（SFD）
dMAC
sMAC
L/T
Data
（FCS）
7字节
1字节
6字节
6字节
2字节
46-1500字节
4字节
一个帧最大为1526个字节
CSMA/CD和CSMA/CA
CSMA/CD：
即载波监听多路访问/冲突检测方法
CSMA/CA：
带有冲突避免的载波侦听多路访问，发送包的同时不能检测到信道上有无冲突，只能尽量‘避免’；
两者的传输介质不同,CSMA/CD用于总线以太,而CSMA/CA则用于无线局域网802.11b；
2.交换机
3种交换模式：
①直通式（CutThrough），②存储转发式（StoreandForward），
③无碎片转发（FragmentFree）
简介：
①直通式（CutThrough）：
定义：
当输入端口检测到一个数据包时，就检查该包的包头，根据包内的目的地址把数据包直通到相应端口。
优点：
这种方式不需要等数据包接收完就开始转发，交换速度快，延迟非常小。
缺点：
不提供错误检测服务，有可能将出错的数据包转发出去。
也不提供缓存，不能将速率不同的端口直接接通，而且容易丢包。
②存储转发式（StoreandForward）：
定义：
这种方式先将数据包完整的接收下来，经过CRC检查，如果数据包没有错误，再根据地址进行转发。
优点：
提供错误检测服务，改善了网络性能。
支持速度不同的端口的转发服务，可以保证高速端口与低速端口间协同工作。
缺点：
传输延时较大，而且需要较大的缓存容量。
③无碎片转发（FragmentFree）：
定义：
它检查数据包的长度是否够64个字节，若小于64字节，说明是废包，进行丢弃，若大于64字节，则发送该包。
优点：
这种方式可保证碰撞碎片不在网络中传播，提高了网络效率，它的数据处理速度介于直通式和存储转发式之间
3.MAC地址
①表示：
6个字节，48个二进制位
②MAC地址与Ipv6的联系:
MAC地址生成64位主机地址规则：
⑴从左边数第一份个字节倒数第二位取反，与第二个字节合写。
⑵第三个字节后加ff。
⑶第四个字节前加fe。
⑷第五六个字节合写。
例：
00-13-D3-02-F7-30-0213-D3ff-fe02-F730
③另：
MAC地址是硬件地址，作用在数据链路层，而IP地址是软件地址，作用在网络层
4.ARP[地址解析协议]
注意：
ARP和RARP这两个协议是网络层的协议，应该归到网络层，但是它所工作的内容是数据链路层的，故在这里在数据链路层进行介绍。
①功能：
将IP地址解析为对应的MAC地址。
②工作流程：
（了解）
当主机A（发送方）要与主机B（接收方）进行通信时，ARP的作用是将发送方A提供IP地址
解析成MAC地址，以供A将数据发送给B，流程如下：
Ⅰ发送方确定接收方的IP地址，并在本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。
Ⅱ.若在A的本地ARP缓存中未查找到，则通过网关将ARP请求帧（该请求中包括A的
IP、MAC以及B的IP）广播到本地网络上的所有主机，本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。
若请求的IP地址与自己的IP地址不匹配，则丢弃ARP请求。
Ⅲ.主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。
Ⅳ.主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
Ⅴ.当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时，会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。
本机缓存是有生存期的，生存期结束后，将再次重复上面的过程。
主机B的MAC地址一旦确定，主机A就能向主机B发送IP通信了。
③ARP命令：
可用于查询、添加、删除本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系。
④常用命令：
arp-a查询本机ARP缓存中的所有（all）项目
arp-sIPMAC添加IP为xxx，MAC为xxx的项目
arp-dIP删除（delete）IP为xxx的项目
⑤代理ARP：
ARP要求发送接收双方必须在同一个网段内，而代理ARP工作在不同网段，其一般被像路由器这样的设备使用，用来代替处于另一个网段的主机回答本网段主机的ARP请求。
⑥无法通信的原因（ARP角度）（09年考题）
答：
当发送接收双方主机不在一个网段时，当一个主机向另一台主机发起通讯时，认为两者在同一个网段（其实不在），这是会进行不断请求，而消息将会发送到错误的目的地，导致无法通讯。
解决方法是使用代理ARP。
⑦ARP欺骗：
在ARP发生作用的第Ⅲ阶段，攻击者就可以向目标主机发送伪ARP应答报文，从而篡
改本地的MAC地址表。
致使发送方获得的一个假的MAC地址，而造成每次发送方发送信息时发送到了攻击者这里，而攻击者可以将截获的信息在转发给接收方，起到窃听发送接收两方的信息发的作用。
5.RARP[逆向地址解析协议]（ReverseARP，反向ARP协议），
①功能：
将MAC地址解析为对应的IP地址。
②注意ARP、RARP属于IPv4协议簇，工作在数据链路层。
作用是传输有地址的帧以及错误检测功能。
ARP只能用在Ipv4中，IPv6中将不再存在地址解析协议。
在IPv6中，地址解析协议的功能将由NDP（邻居发现协议）实现
⒍以太网（了解）
组成：
物理层+部分数据链路层，即OSI模型的1，2层（课本p196）
⒎54321规则
双绞线（10BaseT）以太网布线技术可归结为5-4-3-2-1规则：
5：
允许5个网段，每网段最大长度100米。
4：
在同一信道上允许连接4个中继器或集线器。
3：
在其中的三个网段上可以增加节点。
2：
在另外两个网段上，除做中继器链路外，不能接任何节点。
1：
上述将组建一个大型的冲突域，最大站点数1024，网络直径达2500米。
⒏退避算法：
主称为补偿算法，它可以为再次尝试传输而创建一个随机的等待时间，这样不会出现第2次冲突。
阻塞信号
⒐主要设备：
网桥、交换机
三、网络层
1.网络层功能：
本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，为源端的运输层送来的分组，选
择合适的路由和交换节点，正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。
它
包括通过互连网络来路由和中继数据；（了解）
简略说，就是：
逻辑寻址、路由选择
数据表示形式：
数据报（packet）/包
2.IP地址
①构成：
IP地址=网络地址位+主机地址位
②作用：
识别与定位
③表示：
通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之
间的十进制整数。
a.一个32位的二进制数，b.4个“8位二进制数”，c.4个字节
④分类：
A类：
0.0.0.0-127.255.255.2558位网络地址+24位主机地址0-127./8
B类：
128.0.0.0-191.255.255.25516位网络地址+16位主机地址128-191./16
C类：
192.0.0.0-223.255.255.25524位网络地址+8位主机地址192-223./24
D类：
224.0.0.0-239.255.255.255组播地址
E类：
240.0.0.0-223.255.255.255供实验使用，不分配
另：
127不属于A类地址，127.0.0.1基于TCP/IP，每台都有。
⑤私有IP地址
定义:
A类：
10.0.0.0-10.255.255.25510.0.0.0/8
B类：
172.16.0.0-172.31.255.255172.16.0.0/12
C类：
192.168.0.0-192.168.255.255192.168.0.0/16
⑥广播地址、网络地址
广播地址：
主机位全为1，网络地址：
主机位全为0
网络地址一定是2的主机位次方的倍数（比如主机位为2，则网络地址一定是2^2，也就是4的倍数）
⑦子网掩码
定义：
网络地址位全置为1+主机地址全置为0
网络地址=IP地址&子网掩码
表示：
⑴./nn为网络地址位长度
⑵./8-255.0.0.0/9-255.128.0.0
作用：
分割子网，将IP地址与子网掩码做&（与）操作，将相同的合并在同一个子网中。
⑧IPv6
长度：
128位，64位网络地址+64位主机地址
表示：
十六进制，冒号分隔，共8部分，每部分4位（代表16位二进制位）。
例：
2001：
0250：
6801：
：
7759：
0100：
0000：
0011
Ipv6的接入：
⑴.双栈：
64位网络地址+48位MAC地址+16位填充位
⑵.隧道：
一种协议封装另一种协议（IPv4封装IPv6）
⑨子网划分：
⑩命令：
ipconfing查找网关IP地址（P281）
Ping测试到指定IP地址的连通性（P276）
tracert追踪用于返回数据包在网络中传输时，沿途经过的跳列表，即追踪从源主机到目的主机所经过的路由器地址（P283）
nslookup手动查询域名服务器指令（P51）
3.NAT工作原理（课本P124）
发送时，发送端私有IP换成公有IP；接收时，公有目的IP换成私有接收IP
A（发送端）----（c2私有IP）----C（NAT）------（c1公有IP）----B（接收端）
由于私有目的地址IP不能通过Internet路由，所以需要就爱那个私有地址数据包转换。
NAT将数据包的私有四肢转换为公有地址，通过借用公有地址，私有网络的主机可与外部的网络通信。
4.主要设备：
路由器
四、传输层
1.传输层功能：
常规数据递送，两种递送方式：
面向连接（TCP）或无连接（UDP）。
为会话层
用户提供一个端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。
包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务；（了解）
简略说，就是：
端口寻址、分段重组、流量、差错控制
数据表示形式：
数据段（segment）
2.两个协议:
TCP和UDP
①TCP[传输控制协议]：
当发送方发送数据段时，发送方需要TCP协议与接收方连接建立会话，采用三次握手的方式，连接后即可建立虚数据进行发送数据通信。
UDP[用户数据报协议]：
当发送方发送数据段时，不需要和接收方进行协商联系，也不给数据段标号，直接发送过去，并不关心数据段是否到达接收方。
使用TCP协议连接时都要建立三次握手原则
TCP协议通过使用流量控制和滑动窗口来提供堵塞控制
②使用TCP协议规则的协议有：
FTP、HTTP、SMTP、Telnet、DNS
使用UDP协议规则的协议有：
TFTP、SNMP、DHCP、DNS
其中DNS既可以使用TCP，也可以使用UDP
③TCP与UDP的优缺点对比（了解）
3.三次握手原理
TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。
这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接，
状态标志：
同步SYN
确认ACK
发送编号Sname
确认序列号Aname
发送方Ⅱ接收方
SYN
ACK
1
0
Sname
ACK
X
SYN
ACK
1
1
Sname
ACK
Y
X+1
Ⅰ
SYN
ACK
0
1
Sname
ACK
X+1
Y+1
Ⅲ
4.滑动窗口
TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。
窗口大小：
在未接收确认之前发送的窗口的数量。
例如：
现实中，一个人说完三句话，另一个人回复了一句，大小为3；说完一句话，另一个人就回复一句，大小则为1。
大小通过分组决定，段的数量及一段的数量
主动确认（希望接受x+1序列号）被动确认（某某数据已被接收）
5.会话
两种状态：
创建会话（采用三次握手）、终止（发送FIN消息）（P78了解）
五、应用层
1.会话层功能：
在两个节点之间建立端连接。
为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制。
此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层4中处理双工方式；（了解）
简单说，就是：
对话控制、建立同步（续传）
表示层功能：
主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。
为上层用户解决用户信息的语法问题。
它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能；（了解）
简单说，就是：
翻译、加密、压缩
应用层功能：
为特定类型的网络应用提供了访问OSI环境的手段。
应用层确定进程之间
通信的性质，以满足用户的需要。
应用层不仅要提供应用进程所需要的信息
交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信
息交换所必需的功能。
它包括：
文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、
事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造业报文规范MMS、目录服务
DS等协议；（了解）
简单说，就是：
文件传输、电子邮件、文件服务、虚拟终端
会话、表示、应用三层的数据表现形式：
一般称为消息（message）
1.TCP/IP模型应用层协议介绍：
1）HTTP[超文本传输协议]
①功能：
用于传输构成万维网网页的文件
②URL（网址）组成：
协议+域名+端口+路径+文件名
http:
//
:
80
/a/
b.html
协议
域名
端口
路径
文件名
③常用的协议是http:
//，此外还有javascrip:
2）FTP[文件传输协议]（大体了解）
①功能：
用于系统间的文件交互传输
②格式类型：
Ⅰ.ftp:
//user:
password@IP:
port
ftp:
//
user:
:
password
@IP:
port
协议
用户
密码
域名
Ⅱ.javascrip
Ⅲ.http:
//IP（或domain）:
port/path
3）DNS[域名系统]
①功能：
用于将Internet域名解析为IP地址
②域名
组成：
主机名（www）.三级域名（jmu）.二级域名（edu）.顶级域（cn）.根域（.）
规则：
根域（.）可以省略不写，DNS协议会在用户输入时自动补齐。
顶级域的类型有：
.com（商业网）.edu（教育机构）.org（非盈利组织）.gov（政府机构）
.net（网络商）.cn（中国）.hk（香港）.au（澳大利亚）
.co（哥伦比亚）.jp（日本）
whois（域名查询）
命令：
nslookup手动查询域名服务器指令，显示为主机配置的默认DNS服务器（P51）
（PS:
我们认为一个域名就是一台计算机或是服务器，www就是它的名字，而后面的内容为它的姓氏）
4）TFTP
①TFTP用在路由器和……之间
5）SMTP[简单邮件传输协议]（大体了解）
①功能：
用于传输邮件及其附件信息
6）SNMP（大体了解）
①功能：
7）Telnet[远程登陆]（大体了解）
①功能：
提供对服务器和网络设备的远程访问
8）DHCP[动态主机配置协议]
①功能：
通过DHCP服务，网络中的设备可以从DHCP中
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