计算机网络知识点(一)

目录

一、简述静态路由和动态路由

二、路由协议

三、域名解析过程

四、DNS查询服务器的基本流程及DNS劫持

五、网关的作用

六、同一网段的主机如何通信


一、简述静态路由和动态路由

1、静态路由。由系统管理员设计与构建的路由表规定的路由。适用于网关数量有限的场合,且网络拓扑结构不经常变化的网络。缺点是不能动态地适用网络状况的变化,当网络状况变化后必须由网络管理员修改路由表。

2、动态路由。由路由选择协议而动态构建,路由协议之间通过交换各自所拥有的路由信息实时更新路由表的内容。动态路由可以自动学习网络的拓扑结构,并更新路由表。缺点是路由广播更新信息将占据大量的网络带宽。

二、路由协议

  1. 路由可分为静态路由动态路由。静态路由由管理员手动维护;动态路由由路由协议自动维护。

路由选择算法的必要步骤:

(1)向其它路由器传递路由信息;

(2)接收其它路由器的路由信息;

(3)根据收到的路由信息计算出到每个目的网络的最优路径,并由此生成路由选择表;

(4)根据网络拓扑的变化及时的做出反应,调整路由生成新的路由选择表,同时把拓扑变化以路由 信息的形式向其它路由器宣告。

两种主要算法:(1)距离向量法(Distance Vector Routing);(2)链路状态算法(Link-State Routing)。

由此可分为距离矢量 (如:RIP、IGRP、EIGRP)和链路状态路由协议(如:OSPF、IS-IS)。 路由协议是路由器之间实现路由信息共享的一种机制,它允许路由器之间相互交换和维护各自的路由表。当一台路由器的路由表由于某种原因发生变化时,它需要及时地将这一变化通知与之相连接的其他路由器,以保证数据的正确传递。路由协议不承担网络上终端用户之间的数据传输任务。

  1. 协议种类

(1)RIP路由协议

RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xerox parc通用协议而设计的,是Internet中常用的路由协议。RIP采用距离向量算法,即路由器根据距离选择路由,所以也称为距离向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径,并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息,除到达目的地的最佳路径外,任何其它信息予以丢弃。同时,路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。这样,正确的路由信息逐渐扩散到全网。RIP使用非常广泛,简单可靠、便于配置,但是RIP只适用于小型的同构网络,因为它允许的最大站点数为15,任何超过15个站点的目的均被标记为不可达。而且RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。

(2)OSPF路由协议

OSPF是一种基于链路状态的路由协议,需要每个路由器向同一管理域的所有其它路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中,包括所有接口信息、所有的量度和其它一些变量。利用OSPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息,并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发送有关路由更新信息。与RIP不同,OSPF将一个自治域再划分为区,相应地即有两种类型的路由选择方式:①当源和目的地在同一区时,采用区内路由选择;②当源和目的地在不同区时,则采用区间路由选择。这就大大减少了网络开销,同时增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器发生故障时,并不影响自治域内其它区路由器的正常工作,这也给网络管理、维护带来方便。

(3)BGP和BGP4路由协议

BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议,用于多个自治域之间。它既不是基于纯粹的链路状态算法,也不是基于纯粹的距离向量算法。它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息。各个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括网络号/自治域路径的成对信息。自治域路径包括到达某个特定网络需要经过的自治域串,这些更新信息通过TCP传送出去,以保证传输的可靠性。为满足Internet日益扩大的需求,BGP还在不断的发展。在最新的BGP4中,还可以将相似路由合并为一条路由。

(4)IGRP和EIGRP路由协议

EIGRP和早期的IGRP协议都是由Cisco发明,是基于距离向量算法的动态路由协议。EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)是增强版的IGRP协议。它属于动态内部网关路由协议,仍然使用矢量-距离算法。但它的实现比IGRP已经有很大改进,其收敛性和操作效率比IGRP有显著提高,其收敛特性是基于DUAL( Distributed Update Algorithm)算法的。DUAL算法使得路径在路由计算中根本不可能形成环路。它的收敛时间可以与已存在的其它任何路由协议相匹敌。

Enhanced IGRP与其它路由选择协议之间的主要区别包括:收敛宽速(Fast Convergence)、支持变长子网掩模(Subnet Mask)、局部更新和多网络层协议。执行Enhanced IGRP的路由器存储了所有其相邻路由表,以便于它能快速利用各种选择路径(Alternate Routes)。如果没有合适路径,Enhanced IGRP 查询其邻居以获取所需路径。直到找到合适路径,EnhancedIGRP 查询才会终止,否则一直持续下去。

EIGRP 不作周期性更新。取而代之,当路径度量标准改变时,Enhanced IGRP 只发送局部更新(Partial Updates)信息。局部更新信息的传输自动受到限制,从而使得只有那些需要信息的路 由器才会更新。基于以上这两种性能,因此 Enhanced IGRP 损耗的带宽比 IGRP 少得多。

三、域名解析过程及本机如何干预域名解析

  1. 域名解析

(1)在浏览器中输入www.baidu.com域名,操作系统会先检查自己本地的hosts文件是否有这个网址映射关系,如果有,就先调用这个IP地址映射,完成域名解析。

(2)如果hosts里没有这个域名的映射,则查找本地DNS解析器缓存,是否有这个网址映射关系, 如果有,直接返回,完成域名解析。

(3)如果hosts与本地DNS解析器缓存都没有相应的网址映射关系,首先会找TCP/IP参数中设置的首选DNS服务器,在此我们叫它本地DNS服务器,此服务器收到查询时,如果要查询的域名,包含在本地配置区域资源中,则返回解析结果给客户机,完成域名解析,此解析具有权威性。

(4)如果要查询的域名,不由本地DNS服务器区域解析,但该服务器已缓存了此网址映射关系, 则调用这个IP地址映射,完成域名解析,此解析不具有权威性。

(5)如果本地DNS服务器本地区域文件与缓存解析都失效,则根据本地DNS服务器的设置(是否设置转发器)进行查询,如果未用转发模式,本地DNS就把请求发至13台根DNS,根DNS服务器收到请求后会判断这个域名(.com)是谁来授权管理,并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后,将会联系负责.com域的这台服务器。这台负责.com域的服务器收到请求后,如果自己无法解析,它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址(baidu.com)给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后,就会找baidu.com域服务器,重复上面的动作,进行查询,直至找到 www.baidu.com 主机。

(6)如果用的是转发模式,此DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器,由上一级服务器进行解析,上一级服务器如果不能解析,或找根DNS或把转请求转至上上级,以此循环。不管是本地DNS服务器用是是转发,还是根提示,最后都是把结果返回给本地DNS服务器,由此DNS服务器再返回给客户机。

从客户端到本地DNS服务器是属于递归查询,而DNS服务器之间就是的交互查询就是迭代查询。

  1. 通过修改本机host来干预域名解析,例如: 在/etc/hosts文件中添加一句话

192.168.188.1 www.baidu.com

保存文件后再ping一下www.baidu.com就会连接到 192.168.188.1 了。

每一行为一条记录,分成两部分,第一部分是IP,第二部分是域名。

  • 一个IP后面可以跟多个域名,可以是几十个甚至上百个;
  • 每一行只能有一个IP,也就是说一个域名不能对应多个IP;
  • 如果有多行中出现相同的域名(对应的ip不一样),会按最前面的记录来解析。

四、DNS查询服务器的基本流程及DNS劫持

  1. 打开浏览器,输入一个域名。比如输入www.163.com,这时你使用的电脑会发出一个DNS请求到本地DNS服务器。本地DNS服务器一般都是你的网络接入服务器商提供,比如中国电信,中国移动。

DNS请求到达本地DNS服务器之后,本地DNS服务器会首先查询它的缓存记录,如果缓存中有此条记录,就可以直接返回结果。如果没有,本地DNS服务器还要向DNS根服务器进行查询。

根DNS服务器没有记录具体的域名和IP地址的对应关系,而是告诉本地DNS服务器,你可以到域服务器上去继续查询,并给出域服务器的地址。

本地DNS服务器继续向域服务器发出请求,在这个例子中,请求的对象是.com域服务器。.com域服务器收到请求之后,也不会直接返回域名和IP地址的对应关系,而是告诉本地DNS服务器,你的域名的解析服务器的地址。

最后,本地DNS服务器向域名的解析服务器发出请求,这时就能收到一个域名和IP地址对应关系,本地DNS服务器不仅要把IP地址返回给用户电脑,还要把这个对应关系保存在缓存中,以备下次别的用户查询时,可以直接返回结果,加快网络访问。

  1. DNS劫持 就是通过劫持了DNS服务器,通过某些手段取得某域名的解析记录控制权,进而修改此域名的解析结果,导致对该域名的访问由原IP地址转入到修改后的指定IP,其结果就是对特定的网址不能访问或访问的是假网址,从而实现窃取资料或者破坏原有正常服务的目的。DNS劫持通过篡改 DNS服务器上的数据返回给用户一个错误的查询结果来实现的。

DNS劫持症状:在某些地区的用户在成功连接宽带后,首次打开任何页面都指向ISP提供的"电信互联星空"、"网通黄页广告"等内容页面。还有就是曾经出现过用户访问Google域名的时候出现了百度的网站。这些都属于DNS劫持。

五、网关的作用

网关即网络中的关卡,我们的互联网是一个一个的局域网、城域网、等连接起来的,在连接点上就是一个一个网络的关卡,即我们的网关,他是保证网络互连的,翻译和转换,使得不同的网络体能够进行。

六、同一网段的主机如何通信

网内通信,即通信双方都位处同一网段中,数据传输无需经过路由器(或三层交换机),即可由本网段自主完成。

假设发送主机的ARP表中并无目的主机对应的表项,则发送主机会以目的主机IP地址为内容,广播 ARP请求以期获知目的主机MAC地址,并通过交换机(除到达端口之外的所有端口发送,即洪泛 (Flooding)向全网段主机转发,而只有目的主机接收到此ARP请求后会将自己的MAC地址和IP地址装入ARP应答后将其回复给发送主机,发送主机接收到此ARP应答后,从中提取目的主机的MAC地址,并在其ARP表中建立目的主机的对应表项(IP地址到MAC地址的映射),之后即可向目的主机发送数据,将待发送数据封装成帧,并通过二层设备(如交换机)转发至本网段内的目的主机,自此完成通信。

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