TCP/IP 与 OSI 模型

1. 物理层

• 物理层包含那些设备，举几个例子说明一下
• 物理层所包含的设备是固定的吗？为什么？ 我们希望物理层完成什么功能
• 从物理层输出的内容可以包含 (P30/37)
  • 电压的高低 - 电信号
    • 什么网络使用电信号？这种网络使用的是什么交换技术
    • 简单描述一下这种网络的通讯过程
    • 这种网络可能面临什么问题？ 设想一个出问题的场景
  • 光的闪灭 - 光信号 
    • 什么网络使用光信号？这中网络使用的什么交换技术
    • 描述一下这种网络的通讯过程
    • 相比与上一种网络，这种网络解决了什么问题？
    • 但是这种网络产生了一种新问题，什么问题，因为什么出现(P31)
• "网速"这种词指的到底是什么？(P38)
  • 网速慢是什么意思？网线里的字节传输速度会变化吗？为什么网速一会快一会慢？
  • 为什么"宽带"越大会让人感觉网速更快？
• 物理层相关硬件设备: 中继器 (P39)
  • 是干什么用的？描述其具体工作指责
  • 中继器可以链接一个10M以太网以及一个100M的吗？
  • 中继器有那些缺点？为什么10M网只能用两个中继器?

2. 数据链路层

• 两个节点想要在数据链路层发送信息，他们在物理层面上有什么要求
• 数据链路层能完成什么功能，在这之间数据帧是怎么被发送的 (P27)
• 什么是广播，满足什么样要求的设备可以接受到广播(P32)
• 本层包含的硬件设备: 网卡 / NI / NIC 是在这一层发挥作用的 
  • 网卡是什么? 插上就能上网吗？
  • 网卡会携带一个地址 ：Mac (P36)
    • Mac是什么 
    • 这个Mac是从那儿来的，能用于干嘛 (Mac转发详解见4章)
• 数据链路层相关硬件设备:  网桥/2层交换机作用于数据链路层
  • 10个字描述网桥是干什么用的，能干什么(P40) 
  • 网桥为什么又叫两层交换机，为什么是两层，哪两层？
  • 在对待损坏数据这种事情上，网桥&中继器分别做出什么表现
    • 网桥为什么能查阅数据帧内容
    • 什么是数据帧
    • 网桥怎么判定数据帧是损毁的
  • 连接10M<---->100M网，网桥又做出什么表现
    • 网桥是怎么做到的
  • 详细描述网桥在两个网络之间都做了什么？在这其中依据什么识别主机？
  • 什么是自学网桥？他自学了什么？ 学到那些？
    • 现在A网向一个Mac地址经过自学网桥发送东西，首次发送，Mac地址处于那一间网络未知。 这个过程中自学网桥做了什么，学了什么，自学网桥会怎么应用？

3. 网络层

• 从这一层开始是非常重要的一层，因为会有一个重量级单位引入，是什么
  • 这个重量级单位叫什么
    • 它是用来干什么的
    • 如果它现在才出现，前两层通过什么定位彼此
    • 为什么前两层可以使用Mac定位交流？
  • IP跟Mac,  最终用于确定"某台主机的”是那个 ？用什么找到这台主机的？
    • 为什么我们同时需要这两者？ 有了Mac为什么还需要IP？(P36)
    • 我们希望地址有那两种性质？ IP在那两方面实现了这个性质?
  • 如果有了IP协议
    • 为什么后来还会出现ICMP协议，这个协议是干什么的 (P66)
    • ARP协议是干什么的
• 在一次信息发送过程中，数据链路层与网络层分别负责着什么 (P27)
• 网络层是用来干什么的，它的目标地址还是Mac地址吗？ 网络层有那两个任务？
• 网络层相关硬件设备： 路由器 / 3层交换机 
  • 为什么叫三层交换机？它经历了那三层？
  • 路由器与网桥在链接网络的时候会有什么样的不同表现 (P42)
  • 由路由器链接的两个网络，可以互相发送广播吗？通过网桥链`接的可以吗
  • 路由器在实现分组交换的过程中扮演重要角色，描述一下路由器为什么在分组交换中这么重要了。 简单说说蓄积交换是什么？ 优先发送标志是什么 (P31)

4. 传输层

• 传输层有两个任务，那两个？发送数据包是传输层的任务吗？ 是谁的任务？
• 传输层最著名的两个协议(P66)
  • TCP能解决什么样的问题，完成一次TCP链接最少需要几次收发包,存在什么问题
  • UDP主要应用于什么场合

5. 会话层

• 会话层有两个任务，那两个？(P25)

6. 表示层

• 为什么需要表示层，表示层能做什么 (P24)

7. 应用层

• 应用层用于做什么， 举几个应用层相关的应用，以及背后牵扯到的协议
  • WWW: HTTP是什么层协议，HTML是什么层协议
  • 邮件: 普通文本邮件什么协议，带图邮件什么协议，分别什么层
  • 文件传输:  什么协议，建立什么链接，建立几次？ 分别什么目的？
  • 远程登陆 : SSH & TELNET
• 应用层相关硬件：4-7层交换机&网关 (P42)
  • 这两件东西有什么相同的作用，用于做什么
  • 想比于低层交换机，4-7交换机还能做什么？ 举一个4-7层交换机做的事
  • 想比于4-7层交换机，网关还能做什么？ 举一个网关做的事

数据链路层的里里外外

1. MAC地址

1.1 MAC地址的构成(78)

• MAC地址谁给定的，MAC地址在哪
• 一串MAC地址长48位，其中
  • 第一位取0指？取1指？
  • 第二位取0指？取1指？
  • 3~24位指代什么？25~48位指代什么?

1.2 MAC地址不一定是唯一的(79)

• 从两个事例说明为什么MAC地址可以做到不唯一
• 满足什么条件，就算MAC地址不唯一也不会出问题

2. 共享介质 & 非共享介质网络

2.1 一句话描述清楚什么是这里的介质指的是什么，共不共享最直接的区别是什么(83)

• 最直接的区别是你面前那条线路是不是只有你一个人使用
• 最大的区别是共享介质情况下，网络一次只能被一个人占用，而非共享介质则在
  交换机的辅助下完成了网络同时被多人共同使用

2.2 共享介质

• 共享介质情况下为什么要使用同轴电缆？使用了同轴电缆可能会带来什么问题？
• 共享介质下数据帧是怎么在诸多主机之间传递的？
• 争用方式
  • 简单陈述一下CSMA的工作情况，可能会遇到一个什么问题
  • 什么是CSMA/CD，描述一下这种方式是怎么解决上述问题的(81)
• 令牌传递方式
  • 简单陈述一下令牌传递方式是怎么工作的
  • 令牌传递解决了什么问题，又引入了什么新问题

2.3 非共享介质

• 非共享介质比共享介质多使用了一件设备，这个设备叫什么
• 简单描述一下非共享介质是怎么工作的
• 通过使用双轴电缆/光纤，升级电缆解决了一个什么问题
• 什么是半双工，什么是双工

3. MAC地址的转发过程

3.1 为什么交换机本质是一个网桥 (84)

事实上两个主机如果用的不是一条网线，他们就不在一个物理链路 -> 不在一个网络内，

网桥用于连接两个不同的网络生成一个逻辑链路，这样他们也算在一个网络内 -> 实现MAC转发

3.2 交换机的工作过程

3.3 转发表的自生成过程

转发表存在于交换机内，用于将MAC地址与交换机借口对应上，每一次有主机

发送数据包，根据源MAC地址与端口信息生成对应关系并储存，完成一次学习

3.4 交换机的转发方式

• 存储转发是什么样的，有什么优势
• 直通转发是什么样的，有什么优势劣势
• FCS位用于干什么，为什么FCS位能够检查被破坏的帧 (94)
• 交换机是如何实现消息优先度判断的 (94)

3.5 网络环路检测

• 环路可能会带来一个什么问题(85)
• 那两种方法可以用于检测网络环路

3.6 VLAN

• VLAN的出现原因是什么，列出一个场景，我们会需要VLAN出现
• VLAN由谁实现
• VLAN能做什么，描述VLAN的工作过程 ,如何利用VLAN划分出多个虚拟局域网 (87)
  • 用于生成虚拟局域网，按照端口划分出多个网段，此时他们已经处于不同局域网内了
  • 信息来到交换机的时候，交换机可以根据需要，过滤部分信息，限制广播范围
  • 如果有需要可以再次重新划分网段

4. 多种多样的数据链路种类 -> 以太网

4.1 以太网？ 那我们上面在说什么？

聊到现在的 "网络" / "链路" / "MAC转发" / "局域网" 其实本质上都是指一个小范围的局域网，我们都是在讨论在一个局域网内，信息是如何传播的。

实现局域网方式很多，以太网就会是最常见最广泛的。 所谓以太网的实现就是在描述，我们应该怎么把这么多主机联络在一起构成一个局域网。之前聊到的 同轴电缆 / 双轴电缆光纤+交换机 都是以太网展现给我们的形态，总而言之就是用网线连一起了。

5. 多种多样的数据链路种类 -> 其他局域网的实现方式

5.1 无线局域网 & 蓝牙

5.2 PPP

• PPP想比于以太网&FDDI最大区别在那？
• 没有了物理层的支持，PPP协议是怎么实现的？
  • 依赖电话线，专线作为物理层实现局域网

6. 利用电话线上网 -> PPP及衍生品

6.1 PPPoE

• 电话线是怎么上网的
  • PPP本身没有物理线路，因此就把PPP架设在电话线构成的以太网上实现互联网接入。因而实际上是电话线承载了传输数据包的任务，利用PPP协议传输数据
  • 这种方式直接使用现成的电话线就好，因而在早期普及比较快
• 拨号上网的过程，什么是猫
  • 猫是调制调节器
  • 电脑发数字信号，猫把数字信号变成模拟信号
  • 猫顺着电话线将模拟信号发送给ISP，猫上ISP内网了
  • ISP将数字信号转发，猫上互联网了

7. 其他常见上网方式

7.1 ADSL的上网方式(111)

• ADSL做了一些什么改动，大幅增加了电话线上网速度？

7.2 光纤入户/楼(111)

• 光纤入楼的时候是怎么将光信号分给不同用户的

7.3 专线

• 专线相比于别的网络有什么区别

7.4 VPN(113)

• ISP提供的VPN是怎么做到彼此相互隔离的？
• 个人VPN是怎么互相区分的？

IP/IP协议

1. 基于数据链路层, 我们开始进入网络层

• IP协议就数据链路层而言，发挥着什么样的作用(117)
• 就一次消息发送过程而言，陈述一下IP/数据链路层分别负责了什么
• 在局域网内转发消息的过程中，IP是怎么看待数据链路，数据链路转发中怎么对待IP

2. IP协议的一些特性

• 无连接的特性
  • 指什么？联系TCP特性说说(123)
  • 为什么不把IP设置成有连接性质的？
• IP是与网卡之间是什么关系，一张网卡只能关联一个IP吗？
• IP地址从那儿来？ IP地址是固定的吗？
  • 在ADSL时代，你一上网就会有一个IP，但是每次重连就会换IP
    除非你主动申请一个固定IP你的网卡上才会有一个固定IP
  • 现在你的网卡一般都会被ISP送一个固定的私有IP，你通过私有IP
    联系ISP完成上网，如果你主动申请，你的网卡上也会有一个固定的公网IP
• IP分割行为
  • MTU是什么? 为什么不同链路会有不同的MTU？ (140)
  • 为什么会IP分割？
  • IP分割是分割什么？分割过程是谁进行的？重组过程是谁进行的？
  • 为什么要这样安排分割/重组
  • 路经MTU发现，为什么不希望路由器来做切割？三个原因 (141)
  • 路经MTU发现的执行过程 (142)

3. IP地址本身的构成

3.1 IP地址由 网络标识 + 主机标识 构成

• 网络标识是用于干什么的，说说网络标识与路由器之间的关系(125)
• 主机标识又是用于干什么的
• 网络标识相同说明什么问题？网络+主机标识相同说明什么问题

3.2 使用分类的方式归类IP地址

• 在给定一个IP地址的情况下，如何区分这个IP是那一类的？
• 为什么要给IP地址分类呢？联系一个企业/组织说说
• A/B/C/D类地址的网络标识位分别是多少？D类标识，是用于干嘛的
• 一个C类地址 -> 192.0.0.0 & 192.0.0.128分别用于干什么的 (127)

3.3 使用子网掩码归类IP地址

• 一个A类地址的网络标识范围是 11111111.00000000.000... 
  • 解释一下这里的1与0分别代表什么(130)
  • 用两种方式写出A/B/C类地址的子网掩码(decimal)
• 使用A/B/C归类的方式现在出现了什么问题 (132)
• 子网掩码是如何解决上述问题的？(131)

3.4 CIDR的合并

• 合并CIDR主要有一个什么好处 (132)
• 想把203.183.224.0/23与203.183.225.0/23合并，合并后对应的网段是？
• VLSM解决一个什么问题？ 从一个企业/组织内部说说 (132)

3.5 私有地址的引入

• 在私有地址出现之前，部门内部主机&IP的关系是怎样的？有什么问题
• VPC出现之初是作何打算的 ? 它的IP是怎么安排的？
• 是什么技术让部门内部主机出现了public& private_ip 混用，描述一下
  • NAT, 能让公网/内网IP互换，VPC内机器联络外网就可以依托NAT
• 如今部门内部的主机&IP关系是怎样的
  • 目前我们仅仅在关键节点上绑定pub_ip, 这些关键节点一般都是路由器这样，
    部门内部基本都使用私有IP，内外网沟通依托NAT技术

4. 路由/路由表

4.1 路由

• 为什么需要路由？直接指定IP送不到吗？(118)
• 什么是多跳路由

4.2 路由表

• 路由表是干什么的? 路由&路由表之间的关系是怎样的 (121)
• 路由表中的字段长什么样，随便举出一个示例
• 默认路由
  • 默认路由是做什么的，为什么需要默认路由，有两个原因(138)
  • 默认路由是怎么被标记出来的
• 最长匹配原则是什么
• 主机路由是什么? 为什么需要它 ? 使用主机路由有什么不好的地方 ？ 
• 环回地址是什么？什么时候我们会需要环回地址?  (138)
• 路由表的聚合过程? 有什么好处 (139)

5. 广播/单播/组播 是什么

6. IPv4首部解析

IP协议相关技术

1. DNS

1.1 DNS为什么会出现

• 为什么需要DNS
• 一开始的时候主机名与IP是怎么对应上的，这么做会有什么问题

1.2 DNS & 域名服务器

• DNS系统一共解决了两个重要问题，那两个？怎么解决的(159)
• 域名服务器
  • 定义是什么
  • 域名 imperial.ac.uk 的域名服务器分级有那些
  • `uk` 域名服务器相关信息存在那里？
  • `uk` 域名服务器里面存了那些信息
• 解析器是什么，存在于那里
• 某主机现在想登陆 imperial.ac.uk 
  • 查询DNS的详细过程分析一下，假设全程彼此未知
  • 查询完成以后，DNS系统会多出那些信息？
• DNS记录 A/NS/CNAME/SOA 分别代表什么

2. ARP (重点)

2.1 为什么

• 只要我知道对方IP就发消息好了，为什么要把MAC牵扯进来

2.2 ARP是准备干嘛的

• 是用来干嘛的
• 如果目标主机就在当前链路上，ARP会让你干嘛
• 如果目标主机并不在当前链路上，ARP会让你干嘛

2.3 ARP的工作原理

• 一句话说说ARP是靠什么知道下一站目的地MAC地址的
• 主机A&B现在就在同一链路上，描述一下ARP的工作过程，如何实现链路内IP通信
  • 主机A只有B的IP，为了获得B的MAC地址，广播ARP请求包，包里包含了B的IP地址，现在链路上所有主机都收到了这个请求，他们看看这个IP如果跟自己一样，发送一个自己ARP响应包，包里包含了自己的MAC地址
• 主机A&B不在同一链路上，描述一下ARP的工作过程，如何实现路由跳转
  • 如果目标主机不在当前链路内，那么自然没有主机会响应它。但是路由器也会收到这样的广播，路由器发现这个所谓B主机IP并不在当前局域网内，于是就会发送自己的MAC地址作为返回，从现在开始所有发给主机B的消息全都会发给路由 
• 现在我们能做到路由跳转以及链路内通信，实现了IP通信

3.3 IP & MAC为什么互相需要对方

• 只用MAC行不行
  • 不行，没有层次性
• 只用IP行不行
  • 事实不行，因为任何信息传送本质上都是数据链路传送，没有数据链路帮你传送一切免谈，但是数据链路是不认IP的，因此一切IP传送都是靠MAC传送依托的
• 我不做ARP，依靠广播确认接收方行不行
  • 不行，假设主机A往另一个网发消息，但是不知道第一站给谁，开始广播，网内路由器C&D接收到消息，C&D全都会尝试把消息发给接收方，于是消息被发送两次。 我们为了确认消息只被发一次于是发送ARP
• 我承认MAC的存在，但我发消息只填写IP，具体怎么从路由到接收靠ARP
  • 可以，现在就这样的，因为你不知道所有MAC，所以你只填写IP，剩下来的全靠ARP
• 假设我重新设计网络，抹掉MAC，用IP唯一表征设备可以吗
  • 不可以，假设路由器只通过IP=10.0.0.1辨识主机A，过了一会儿主机A换成了10.0.0.2，而主机B使用了10.0.0.1，那么路由器想把消息转发给A，它会发到10.0.0.1
    然后主机B收到了这条消息。`IP是什么`这一点本身就非常不稳定
  • 好，现在我把IP焊死在网卡上，很稳定了吧，把IP做的像MAC一样，唯一辨识，可以吗？ 不行，这样的话路由器根本不可能通过网段辨别是不是在当前局域网内
  • 那我设计一条动态IP一条静态IP，静态焊死，动态随机分配。路由器依据动态IP寻址？ 不行，你所谓的这条静态IP想想是不是就是MAC本身

3. ICMP

3.1 一句话描述ICMP是用来干嘛的(169)

3.2 ICMP消息错误类型

• 不可达消息指什么，两种可能
• 重定向消息会在什么情况下出现
• 超时消息指什么，跟IPv4 首部中的那个字段相关，举出一个超时消息发挥作用的示例

4. DHCP

4.1 DHCP出现之前，我们每次想接入局域网面临一个什么问题

4.2 在布置DHCP服务器之前，我们需要准备哪些必需信息 (176)

4.3 现在假设主机A尝试接入局域网，描述一下分配IP的全过程

5. NAT

5.1 用一句话描述NAT技术是用来解决什么问题的

5.2 VPC & NAT

• 描述VPC内主机是如何在NAT的辅助下，与外界互联网相互沟通的
• NAT表是什么？NAT表怎么生成？什么时候生成？什么时候删除？(180)
• 设想一个场景，VPC内多台主机同时在与外界联络，这会产生什么问题(180)

5.4 NAPT是什么，为什么NAPT就能解决上述问题了？TCP连接的时候还需要一个什么字段?

5.5 NAT会存在什么问题，三点 (181)