《路由与交换技术》---简答题

1、什么是STP?解决什么问题?

STP代表生成树协议(Spanning Tree Protocol)。它是用于在计算机网络中解决环路问题的一种协议。

STP的主要目标是消除环路,保持网络的稳定性和可靠性,同时提供冗余路径以实现网络的容错能力。通过STP,网络管理员可以构建具有高可用性和冗余的交换网络。

注:在一个局域网中,当存在多个交换机(or 桥接设备)连接时,可能就会造成环路。

2、请简要说明为什么会产生广播风暴?

1、网络环路:当网络中存在环路时,广播消息会在环路中不断循环传播,导致广播消息的数量呈指数级增长,最终引发广播风暴。

2、错误配置:如果网络中的设备配置错误,例如错误地将一个交换机的所有端口都设置为广播域,或者错误地配置了广播地址的转发规则,都可能导致广播消息在网络中被无限地转发,引发广播风暴。

3、大规模广播:在某些情况下,网络中可能会出现大规模的广播消息,例如DHCP服务器提供IP地址分配时的广播请求,或者某个设备的故障导致大量的广播消息被发送出去,这些情况也可能引发广播风暴。

3、请简述交换机的启动过程

  1. 上电自检
  2. 引导程序加载
  3. 操作系统加载
  4. 配置加载
  5. 端口初始化
  6. 协议启动
  7. 网络服务启动
  8. 就绪状态

4、二层交换机与路由器有什么区别,为什么交换机一般用于局域网内主机的互联,不能实现不同IP网络的主机互相访问。

1、从OSI的角度分析交换机和路由器的区别:

        交换机属于数据链路层设备,识别数据帧的MAC地址信息进行转发;

        路由器属于网络层设备,通过识别网络层的IP地址信息进行数据转发。

2、数据处理方式的区别:

        交换机对于数据帧进行转发,不隔离广播,对于未知数据帧进行扩散;

        路由器对于IP包进行转发,不转发广播包,对于未知数据包进行丢弃。

3、数据转发性能方面:

        交换机是基于硬件的二层数据转发,转发性能强;

        路由器是基于软件的三层数据转发,转发性能相对较差。

4、接口类型

        交换机一般只具备以太网接口,类型单一,接口密度大;

        路由器能够提供各种类型的广域网接口,能够连接不同类型的网络链路,but接口数较少。

5、应用环境

        交换机一般应用于局域网内部,供大量用户的网络接入设备;

        路由器一般用于网络间的互联。

5、请讲述VLAN技术的种类和各自的特点

  1. 基于端口的VLAN:针对交换机的端口进行VLAN的划分,不受主机的变化影响
  2. 基于协议的VLAN:在一个物理网络中针对不同的网络层协议进行安全划分,可以将所有的IP数据包分配到一个VLAN
  3. 基于MAC地址的VLAN:基于主机的MAC地址进行VLAN划分,主机可以任意在网络移动而不需要重新划分
  4. 基于组播的VLAN:基于组播应用进行用户的划分,实现了组播数据的优化传输网络隔离、灵活的组播组成员管理、QoS支持和简化网络配置等
  5. 基于IP子网的VLAN:针对不同的用户分配不同子网的IP地址,从而隔离用户主机,一般情况下结合基于端口的VLAN进行应用

6、请简要说明一下NAT可以解决的问题以及NAT受到的限制。

NAT可以解决的问题:

  1. 解决地址空间不足的问题;
  2. 私有IP地址网络与公网互联;
  3. 非注册IP地址网络与公网互联;
  4. 网络改造中,避免更改地址带来的风险

NAT受到的限制:

  1. 影响网络性能;
  2. 不能处理IP报头加密的报文;
  3. 无法实现端到端的路径跟踪(traceroute);
  4. 某些应用可能支持不了:内嵌IP地址

7、请讲述一下RIP协议的配置步骤及注意事项?

  1. 开启RIP协议进程
  2. 申明本路由器参数RIP协议计算的接口网段(注意:不需申请非直接网段)
  3. 指定版本(注意:路由器版本要保持一致,路由器默认可以接收RIPv1、RIPv2的报文)
  4. RIPv2支持关闭自动路由汇总功能

8、请问距离矢量协议和链路状态协议有什么区别?

距离矢量协议:

  1. 向邻居发送路由信息;
  2. 定时更新路由信息;
  3. 将本机全部路由信息做为更新信息

链路状态路由协议:

  1. 向全网扩散链路状态信息;
  2. 当网络结构发生变化立即发送更新信息;
  3. 只发送需更新的信息

9、简述交换机的工作原理。

  1. MAC地址学习:交换机通过监听网络中的数据流量,学习到连接在各个端口上的设备的MAC地址。当交换机收到一个数据包时,它会查看数据包中的源MAC地址,并将该地址与接收到该数据包的端口关联起来,更新交换机的MAC地址表。这样,交换机就能够知道哪个端口连接着哪个设备。
  2. 转发决策:当交换机收到一个数据包时,它会根据目的MAC地址在MAC地址表中查找相应的记录。如果找到了目的MAC地址对应的记录,交换机就知道该数据包应该从哪个端口转发出去。如果在MAC地址表中找不到目的MAC地址的记录,交换机会将数据包广播到所有的端口(除了源端口),以便让目的设备能够接收到该数据包。
  3. 转发数据包:根据转发决策,交换机将数据包转发到相应的端口。交换机使用硬件交换技术,将数据包从一个端口复制到另一个端口,实现快速的数据转发。这种硬件交换技术可以提高数据转发的速度和效率。
  4. 广播和多播处理:当交换机收到广播或多播数据包时,它会将这些数据包广播到所有的端口(除了源端口),以便让所有的设备都能接收到这些数据包。

10、简述路由器的工作原理。

  1. IP地址和子网划分:路由器使用IP地址来标识不同的网络和设备。它需要了解网络中各个子网的IP地址范围和子网掩码,以便进行地址的划分和路由选择。
  2. 路由表构建:路由器维护一个路由表,记录了不同网络之间的连接关系和最佳路径。路由表中包含了目的网络的IP地址和下一跳的路由器的信息。路由表的构建可以通过手动配置静态路由,也可以通过动态路由协议自动学习和更新。
  3. 路由选择:当路由器收到一个数据包时,它会根据数据包的目的IP地址查找路由表,找到与目的IP地址匹配的最佳路径。路由器会根据路由表中的下一跳信息,将数据包转发到正确的出接口,以便将数据包发送到下一个路由器或目标网络。
  4. 数据包转发:路由器使用硬件交换技术,将数据包从一个接口复制到另一个接口,实现数据包的转发。转发过程中,路由器会对数据包进行一些处理,如重新计算校验和、更新TTL(生存时间)等
  5. 路由协议:路由器可以使用各种路由协议来学习和更新路由表,以实现动态路由选择。常见的路由协议包括RIP(Routing Information Protocol)、OSPF(Open Shortest Path First)、BGP(Border Gateway Protocol)等。

11、ACL是什么?

        ACL是Access Control List(访问控制列表)的缩写,它是一种网络设备(如路由器、交换机、防火墙)中用于控制网络流量的机制。

        ACL基于规则列表,用于过滤和控制网络流量的传入和传出。每个规则定义了一组条件,当数据包满足这些条件时,可以执行特定的操作,如允许通过、拒绝或重定向数据包。

12、简述DHCP工作过程

  1. DHCP发现(DHCP Discover):当客户端设备连接到网络时,它会发送一个DHCP Discover广播消息,以寻找可用的DHCP服务器。
  2. DHCP提供(DHCP Offer):DHCP服务器收到DHCP Discover消息后,会向客户端发送一个DHCP Offer消息,其中包含了可用的IP地址和其他配置信息。如果有多个DHCP服务器可用,客户端会收到多个DHCP Offer消息。
  3. DHCP请求(DHCP Request):客户端收到DHCP Offer消息后,会选择其中一个DHCP服务器,并发送一个DHCP Request消息,请求分配该服务器提供的IP地址和配置信息。
  4. DHCP确认(DHCP Acknowledge):DHCP服务器收到DHCP Request消息后,会发送一个DHCP Acknowledge消息,确认分配给客户端的IP地址和配置信息。客户端收到DHCP Acknowledge消息后,会应用这些配置信息,并开始使用分配的IP地址。
  5. IP地址续约:在租期过期之前,客户端设备会定期向DHCP服务器发送DHCP Request消息,请求续约租期。如果DHCP服务器同意续约,客户端可以继续使用分配的IP地址。如果DHCP服务器未能响应续约请求,客户端需要重新执行DHCP过程,获取新的IP地址。

13、简述TCP建立及释放连接过程

TCP连接建立过程:

  1. 客户端发起连接:客户端向服务器发送一个连接请求,这个请求被称为SYN(同步)包。SYN包中包含客户端的初始序列号。
  2. 服务器响应:服务器接收到客户端的SYN包后,会发送一个SYN-ACK(同步-确认)包作为响应。SYN-ACK包中包含服务器的初始序列号,并确认客户端的SYN包。
  3. 客户端确认:客户端收到服务器的SYN-ACK包后,会发送一个ACK(确认)包作为确认。ACK包中包含客户端确认服务器的SYN-ACK包,并将服务器的初始序列号加1。
  4. 连接建立:服务器收到客户端的ACK包后,连接建立成功。现在双方可以开始进行数据传输。

TCP连接释放过程(四次挥手):

  1. 客户端发起关闭:当客户端决定关闭连接时,它发送一个FIN(结束)包给服务器,表示客户端不再发送数据。
  2. 服务器确认关闭:服务器收到客户端的FIN包后,发送一个ACK包作为确认。服务器可以继续发送数据给客户端,但客户端不能再发送数据。
  3. 服务器关闭连接:当服务器准备好关闭连接时,它发送一个FIN包给客户端。
  4. 客户端确认关闭:客户端收到服务器的FIN包后,发送一个ACK包作为确认。此时,连接关闭。

14.简述DNS的解析过程

  1. 发起解析请求:当用户在浏览器或其他应用程序中输入一个域名时,系统会发起DNS解析请求。例如,用户输入"www.example.com"。
  2. 查询本地缓存:系统首先会查询本地DNS缓存,检查是否已经缓存了该域名的解析结果。如果有,系统将直接使用缓存的IP地址,跳过后续步骤。
  3. 向递归DNS服务器查询:如果本地缓存中没有找到域名的解析结果,系统会向配置的递归DNS服务器发送解析请求。递归DNS服务器是负责处理解析请求并返回结果的服务器。
  4. 递归解析过程:递归DNS服务器会首先查询根域名服务器,询问它关于域名的信息。根域名服务器会返回下一级的顶级域名服务器的地址。
  5. 迭代解析过程:递归DNS服务器接下来会向顶级域名服务器发送解析请求,询问它关于域名的信息。顶级域名服务器会返回下一级的权威域名服务器的地址。
  6. 继续迭代解析:递归DNS服务器继续向权威域名服务器发送解析请求,直到找到负责该域名的域名服务器。
  7. 域名服务器返回结果:权威域名服务器收到解析请求后,会返回域名对应的IP地址给递归DNS服务器。
  8. 递归DNS服务器缓存结果:递归DNS服务器将收到的解析结果缓存起来,并将结果返回给发起解析请求的系统。
  9. 系统使用解析结果:最后,系统收到解析结果后,将使用该IP地址与目标服务器建立连接,并进行后续的网络通信。DNS解析过程中涉及多个层级的域名服务器,从根域名服务器到顶级域名服务器再到权威域名服务器,通过迭代查询的方式逐级获取域名的解析结果。这样的分布式查询机制使得DNS系统能够高效地提供域名解析服务。

15.常见的网络安全技术有哪些?它们的功能分别是什么?

  1. 防火墙(Firewall):防火墙是一种网络安全设备,用于监控和控制网络流量。它可以根据预定义的规则过滤和阻止不安全的网络连接,保护网络免受潜在的攻击和入侵。
  2. 入侵检测和入侵防御系统(IntrusionDetectionandPreventionSystem,IDPS):IDPS是一种监测和防御网络攻击的技术。它可以检测和警告关于潜在入侵和恶意活动的事件,并采取相应的措施来阻止或减轻攻击。
  3. 虚拟专用网络(VirtualPrivateNetwork,VPN):VPN通过加密和隧道技术,为用户在公共网络上建立安全的连接。它可以在不安全的网络上创建加密的通信通道,确保数据的机密性和完整性。
  4. 加密技术:加密技术用于对数据进行加密,以保护数据的机密性。它使用密码算法将明文数据转换为密文,只有具有正确密钥的人才能解密并访问数据。
  5. 身份认证和访问控制:身份认证技术用于验证用户的身份,确保只有授权用户可以访问受保护的资源。访问控制技术用于限制和管理用户对系统和数据的访问权限,确保只有授权用户可以执行特定操作。
  6. 安全漏洞扫描和漏洞管理:安全漏洞扫描技术用于主动检测系统和应用程序中的安全漏洞,以及可能被攻击者利用的弱点。漏洞管理技术用于跟踪和管理漏洞,并及时采取措施修复或缓解潜在风险。
  7. 安全信息和事件管理(SecurityInformationandEventManagement,SIEM):SIEM技术用于集中收集、分析和管理来自各种安全设备和系统的安全事件和日志信息。它可以帮助检测和响应安全事件,提供实时监控和报警功能。
  8. 数据备份和恢复:数据备份技术用于定期备份关键数据,以防止数据丢失或损坏。数据恢复技术用于从备份中恢复数据,以确保业务的连续性和数据的可用性。

16.提高园区网络到ISP的可靠性,常采用的技术有哪些?

  1. 多重链路和负载均衡:通过使用多个物理链路连接到不同的ISP,可以提高网络的冗余性和可靠性。负载均衡技术可以将网络流量在多个链路之间均匀分配,以实现更好的带宽利用和容错能力。
  2. BGP(BorderGatewayProtocol)路由协议:BGP是一种广泛用于互联网路由的协议,它可以实现多路径和冗余路由。通过与不同的ISP建立BGP邻居关系,园区网络可以获得多条路径,以提高网络的可靠性和容错能力。
  3. 冗余设备和链路:在园区网络中使用冗余设备和链路可以提供备份和容错机制。通过使用冗余的路由器、交换机和链路,可以在主设备或链路故障时自动切换到备份设备或链路,确保网络的连通性和可用性。
  4. 光纤环网:光纤环网是一种将网络设备通过光纤环路连接起来的拓扑结构。它可以提供高可靠性和冗余路径,当某个链路或设备发生故障时,数据可以通过其他路径绕行,确保网络的连通性。
  5. ISP多线接入:通过与多个ISP建立连接,可以实现ISP的冗余和选择。当一个ISP发生故障时,可以切换到另一个ISP,确保网络的连通性。这可以通过使用多个物理链路或者使用虚拟专线(如MPLS)来实现。
  6. 网络监控和故障自动切换:使用网络监控工具可以实时监测网络的状态和性能。当检测到链路或设备故障时,可以自动触发故障切换机制,将流量切换到备份链路或设备,以确保网络的连通性。
  7. 云服务和CDN(内容分发网络):将关键应用和数据部署在云服务提供商的环境中,可以利用云服务商的高可用性和冗余架构来提高园区网络的可靠性。CDN技术可以将内容缓存到离用户最近的节点,提供更快的访问速度和更好的容错能力。

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