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计算机网络第四章网络层复习笔记

网络层

1. 网络层向上提供的两种服务，试比较其优点
  • 虚电路服务
    • 面向连接、分组交换、存储转发
    • 可靠性放在网络层
    • 优点：
      • 每个分组不需要独立路由、传递数据速率很快
      • 不会出现乱序、面向连接数据传输很快
    • 缺点
      • 成本高
      • 残存性差
  • 数据报服务
    • 无连接、独立路由、不可靠交付
    • 可靠性放在上一层
    • 优点：
      • 有很好的残存性
      • 简单成本低
      • 灵活、能适应多种应用
    • 缺点：
      • 分组可能出错、丢失、重复和失序（不可靠）
2. IP地址组成
  • 网络号
  • 主机号
3. 路由聚合

  • 将多个地址块进行合并、以减少路由项目，简化路由表

  • 目的：减少路由表查表时间

4. ARP工作原理

  • ARP——地址解析协议

  • 存放IP地址到MAC地址的映射表，ARP查找IP地址对应的MAC地址，若映射表中已有则取出，若没有则在本局域网上发送一个广播——ARP请求分组，目的主机收到后向源主机发送单播ARP相应分组

  • 注：ARP分组封装在以太网帧中传输

5. IP首部长度
  • 最大值为60字节
  • 固定长度20字节
6. IP数据报分片
  • 分的是数据部分、分个片段标识号一样
7. 分组转发流程
  • 路由器接收一个IP数据报，首先读取目的IP地址，查找路由表是否匹配，若匹配则转到下一跳，若不匹配则转到默认路由，若无默认路由则丢弃
  • 使用CIDR，使用最长前缀匹配原则
8. 二叉线索查找路由表
  • 为简化二叉线索的结构，可以使用唯一前缀来构造二叉线索
9. ICMP

  • 网际控制报文协议

  • 允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告

  • 种类：

    • 差错报告报文
    • 询问报文
10. 不发送ICMP差错报告报文的情况
  • 对ICMP差错报告报文不再发送
  • 对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片
  • 对具有多播地址的数据报
  • 对具有特殊地址（127.0.0.0/0.0.0.0）的数据报
11. PING
  • 测试两个主机之间的连通性
  • 使用了ICMP回送请求与回送回答报文
  • 属于应用层直接使用网络层ICMP，没有通过运输层的TCP或UDP
12. AS
  • 自治系统
13. 两大路由选择协议
  • 内部网关协议IGP
    • RIP
      • 基于距离向量的路由选择协议
      • 一条路径最多包含15个路由器
      • 只适用于小型互联网
      • 按固定的时间间隔交换里有信息
      • 仅和相邻路由器交换路由信息
      • 交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息
      • 优点：实现简单、开销小
      • 缺点：没有负载均衡、限制网络规模、网络规模扩大开销大
      • 好消息传播快、坏消息传播慢
    • OSPF
      • 使用Dijkstra算法
      • 优点：更新过程快、多种度量、适合大型互联网、多路径负载平衡
      • 使用洪泛法向AS中所有路由器发送信息
      • 可用于较大规模网络中
  • 外部网关协议EGP
    • BGP
      • BGP协议不仅运行在自制系统之间，还要运行在自治系统内部
14. OSPF RIP BGP封装问题
  • OSPF封装在IP中
  • RIP封装在UDP中
  • BGP封装在TCP中
15. BGP的路由选择策略
  • 本地偏好值最高的路由
  • AS跳数最小的路由
  • 热土豆路由选择算法
  • 路由器BGP ID数值最小的路由
16. BGP路由如何避免兜圈子
  • 检查BGP路由的AS-PATH中，不出现相同的AS号（包括自己）
17. 交换结构
  • 通过存储器交换
  • 通过总线交换
  • 横纵交换结构
18. 多播优点
  • 更好地支持一对多通信
  • 节约网络资源（只需要发送一次到多播组）
19. 互联网范围的多播要靠？
  • 路由去（运行多播协议）
20. 多播路由选择

  • 洪泛与剪除（采用RPB——反向路径广播）

    • 适用于较小多播组

  • 隧道技术

    • 适用于多播组在地理位置上很分散的情况

  • 基于核心的发现技术

21. IPV6基本首部字节
  • 40字节
  • IPV6 = 基本首部 + 有效载荷
  • IPV6不在使用掩码
22. IPV6数据报目的地址
  • 单播
  • 组播
  • 任播
23. 零压缩
  • 任一地址只能使用一次零压缩
24. IPV4向IPV6过渡策略
  • 使用双协议栈
  • 使用隧道技术
    • 把IPV6数据报封装成IPV4数据报（IPV6数据报封装成IPV4数据部分）
25. 什么是VPN
  • 利用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体的专用网
  • 没有真正使用通信专线
  • 专用网内部的主机不能充当服务器
26. VPN类型
  • 内联网
  • 外联网
27. NAT
  • 网络地址转换——将本地地址转换成全球IP地址
28. 网络层的两个层面
  • 控制层面——路由选择
  • 数据层面——转发
29. SDN
  • 软件定义网络
  • 把控制层面和数据层面分离，让控制层面利用软件控制数据层面的设备
30. SDN优点
  • 提高网络带宽利用率
  • 运行费用明显降低
  • 网络运行更加稳定
  • 管理更加高效简化
31. openFlow

  • SDN体系结构中控制层面和数据层面之间的通信接口（南向接口）

  • 在逻辑上是集中式的、基于流的

  • 注：

    • SDN未规定必须使用openFlow
    • SDN控制器通过安全信道，使用openFlow协议来管理流表

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  • Hadoop集群安全性：Hadoop中Namenode单点故障的解决方案及详细介绍AvatarNode wyz2009107220 NameNode
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