第六章：网络互连与互联网
一、网络互连设备（必考）
按 OSI 七层 / TCP/IP 层次划分，设备与层次对应关系是必考点。
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物理层设备
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中继器：放大、再生信号，延长传输距离，不能隔离冲突域 / 广播域。
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集线器（Hub）：多口中继器，共享带宽，所有端口同一冲突域、同一广播域。
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数据链路层设备
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网桥：根据 MAC 地址转发帧，隔离冲突域，不隔离广播域。
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交换机（Switch）：多端口网桥，全双工，每个端口独立冲突域，仍属同一广播域。
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网络层设备
- 路由器（Router）：根据 IP 地址转发分组，隔离广播域，负责路由选择。
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应用层 / 高层设备
- 网关（Gateway）：实现不同体系结构 / 协议之间转换，如协议转换网关、应用网关。
软考常考：
哪个设备隔离冲突域？交换机
哪个设备隔离广播域？路由器
集线器所有端口同冲突域、同广播域
二、网络互连方式与原理（高频）
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网络互连目的：更大范围信息交换、资源共享、协同工作。
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互连层次：
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物理层：中继器、集线器
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数据链路层：网桥、交换机
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网络层：路由器
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应用层：网关
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广域网互连
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主要在网络层实现协议转换。
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典型：X.25 与 Internet 互连。
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面向连接 vs 无连接互连
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面向连接：建立连接→传输→释放，如虚电路。
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无连接：数据报独立传输，不建立连接，如 IP、UDP。
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CLNP（无连接网络协议）
- ISO 网络层协议，功能类似 IP。
三、TCP/IP 协议簇层次（必考）
软考几乎每次都考：层次 + 对应协议
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应用层：HTTP、FTP、SMTP、POP3、DNS、Telnet 等
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传输层：TCP、UDP
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网络层：IP、ICMP、ARP、RARP
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网络接口层（链路层）：以太网、Wi-Fi、PPP 等
四、网络层核心协议（重中之重）
- IP 协议
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无连接、不可靠、尽力而为交付。
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不保证到达、不保证顺序、不保证不重复。
IP 地址分类（必背）
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A 类：1～126，默认掩码 255.0.0.0
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B 类：128～191，默认掩码 255.255.0.0
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C 类：192～223，默认掩码 255.255.255.0
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D 类：224～239，组播地址
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E 类：240～255，保留
子网相关
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VLSM（可变长子网掩码）：不同子网使用不同掩码，节约地址。
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CIDR（无类域间路由）：如 /24、/22，抑制路由表增长，缓解 IPv4 耗尽。
IP 数据报头部关键字段（高频）
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版本：IPv4=4
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总长度：首部 + 数据
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标识、标志、片偏移：用于分片与重组
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TTL（生存时间）：防环路，每经过路由器减 1
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协议字段：指出上层是 TCP (6) 或 UDP (17)
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源 IP、目的 IP
- ICMP 协议
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网络层，用于差错报告、网络诊断。
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典型报文：
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回显请求（8）/ 回显应答（0）：ping 命令
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目的不可达（3）
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源抑制（4）
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重定向（5）
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超时（11）：TTL=0
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软考常考：ping 使用 ICMP；traceroute 也基于 ICMP 超时。
- ARP 与 RARP
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ARP：IP → MAC 地址原理：广播请求 → 单播应答，本地缓存映射表。
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RARP：MAC → IP 地址用于无盘工作站获取 IP。
五、传输层 TCP & UDP（必考）
- UDP
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无连接、不可靠、开销小、速度快。
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只在 IP 基础上增加端口号。
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适用：视频、语音、游戏、DNS 查询。
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UDP 头部 4 个字段：源端口、目的端口、长度、校验和。
- TCP
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面向连接、可靠传输。
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建立连接：三次握手
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断开连接：四次挥手
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可靠机制：序号、确认、重传、滑动窗口、流量控制、拥塞控制。
TCP 头部关键字段
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源端口、目的端口
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序号、确认号
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首部长度
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6 个标志位（高频）：
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URG：紧急指针
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ACK：确认有效
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PSH：推送
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RST：重置连接
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SYN：建立连接
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FIN：关闭连接
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TCP 拥塞控制（高频）
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慢开始
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拥塞避免
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快速重传
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快速恢复
- TCP vs UDP 对比（必背）
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TCP：可靠、面向连接、开销大、有序、重传
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UDP：不可靠、无连接、开销小、速度快、实时性好
六、域名系统 DNS
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域名 ↔ IP 地址映射，分布式数据库。
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应用层协议，使用 UDP 53 端口（区域传送用 TCP）。
七、路由协议与自治系统 AS（高频大题）
- 自治系统 AS
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内部用 IGP（内部网关协议）
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之间用 EGP（外部网关协议）
- 外部网关协议 EGP
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目前唯一主流：BGP（边界网关协议）
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分为 EBGP（AS 之间）、IBGP（AS 内部）
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BGP 报文：Open、Update、Notification、Keepalive、Route-refresh
- 内部网关协议 IGP
（1）RIP
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距离矢量算法
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度量：跳数，最大 15 跳
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RIPv1：有类别，不支持 VLSM/CIDR
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RIPv2：无类别，支持 VLSM/CIDR，支持认证
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防环机制：水平分割、路由中毒、触发更新、抑制时间等
（2）OSPF
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链路状态协议
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使用 SPF（Dijkstra）算法
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支持 VLSM/CIDR，无跳数限制，收敛快，无环路
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划分区域，骨干区域 Area 0
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五种报文：Hello、DBD、LSR、LSU、LSAck
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组播发送，支持认证
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承载在 IP 之上，协议号 89
- RIP vs OSPF（必背对比）
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RIP：距离矢量、跳数、规模小、收敛慢、易环路
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OSPF：链路状态、带宽开销、规模大、收敛快、无环路、支持 VLSM/CIDR
八、本章软考高频题型总结
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设备与 OSI 层次对应
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冲突域 / 广播域隔离判断
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TCP/UDP 特点与适用场景
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TCP 标志位含义
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IP 地址分类、子网、VLSM/CIDR
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IP 头部关键字段（TTL、协议、分片）
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ICMP 报文类型与 ping
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ARP/RARP 功能
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RIP 与 OSPF 原理、优缺点对比
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BGP 地位与作用
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TCP 拥塞控制四算法