《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。

至于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，是因为交换机是基于MAC地址进行转发的，它只能在同一个广播域内进行转发。不同IP网络之间的通信需要经过路由器进行跨网络的转发。因此，如果需要实现不同IP网络的主机互相访问，就需要使用路由器来进行网络间的连接和数据转发。

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

注：常见的距离矢量交换协议：RIP
? ? ? ?常见的链路状态路由协议：OSPF

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。

注：虽然路由器和交换机都使用硬件交换技术，但它们的功能和交换的层次不同。交换机主要用于局域网内部的数据包转发，而路由器则负责不同网络之间的数据包转发。

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（Virtual Private Network，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。