网络工程师负责设计、部署和维护计算机网络系统，包括交换机、路由器配置，TCP/IP、DNS等协议的掌握，以及网络安全。他们需具备良好沟通和问题解决能力，理解网络拓扑、负载均衡、高可用性及云计算等领域知识。
网络工程
数据封装
应用数据需要经过TCP/IP每一层处理之后才能通过网络传输到目的端，每一层上都使用该层的协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）彼此交换信息。不同层的PDU中包含有不同的信息，因此PDU在不同层被赋予了不同的名称。
如上层数据在传输层添加TCP报头后得到的PDU被称为Segment(数据段)；
数据段被传递给网络层，网络层添加IP报头得到的PDU被称为Packet(数据包)；
数据包被传递到数据链路层，封装数据链路层报头和尾部得到PDU被称为Frame(数据帧)；
最后，帧在物理层被转换为比特，通过网络介质传输。
这种协议栈逐层向下传递数据，并添加报头和报尾的过程称为封装。
| 以太网头部 | IP头部 | TCP头部 | 用户数据 | 以太网尾部 |
|---|
IP
IP报头
IP报头由基本报头（20字节）和扩展报头（0-40字节）组成，一字节8bit，一行32bit，
1、version：版本，长度4bit，IPv4和IPv6
2、header length：头部长度，长度4bit，描述IP报头的具体长度
3、type of service：类别服务，长度8bit，用于数据包快速转发，常用于qos服务
4、total length：总长度，长度16bit，描述IP报头和携带的数据长度总和
5、identification：标识，长度16bit，用于标识一台设备发送的数据
6、flags：标志，长度3bit，第一bit 是 保留的
第二bit 是 DF（don’t fragment不分片）， 置 0 代表可以分片，置 1 代表不可以分片
第三bit 是 MF（more fragment多分片）， 置 0 代表后续没有分片，置 1 代表后续还有分片
7、fragment offset：片偏移，长度13bit，将收到所有分片报文，按照原有顺序进行排列，每一个分片报文都会存在偏移量
第一个分片报文 偏移量值为0
第一个分片报文 偏移量值为第一个分片报文的（偏移量+携带的数据长度）
第一个分片报文 偏移量值为第二个分片报文的（偏移量+携带的数据长度）
8、TTL：time to live 生存时间，长度8bit，防止数据包在网络中无限循环。每经过一个路由器，TTL值减1，当TTL为0时，该数据包会被丢弃。
9、protocol：协议，长度8bit，标识上层协议类型，如TCP（6）、UDP（17）、ICMP（1）、IGMP（2）、EIGRP（88）、OSPF（89）。
10、header checksum：头部校验和，长度16bit，检验IP头部的完整性。
11、source ip address：源IP地址，长度32bit，标识发送数据包的设备IP地址。
12、destination ip address：目的IP地址，长度32bit，标识接收数据包的设备IP地址。
13、options：可选字段，长度可变（0-40字节），用于一些特殊用途，如安全、路由记录等。
Wireshark 抓包
IP地址
什么是IP地址？
IP地址就是三层网络设备接口的标识
IP地址表示？
- 一个IPv4地址有32 bit
- 采用“点分十进制”表示
- 一个十进制数由 8 个二进制组成
IP地址构成
- 网络部分：用来标识一个网络
- 主机部分：用来区分一个网络内的不同主机
- 网络掩码：网络掩码为32 bit，与IP地址的位数一样，通常也以点分十进制数来表示。
- 网络掩码不是一个IP地址，在二进制的表示上是一堆连续的1、后面接一堆连续的0。
- 通常将网络掩码中1的个数称为这个网络掩码的长度。如：掩码0.0.0.0的长度是0，掩码252.0.0.0的长度是6。
- 网络掩码一般与IP地址结合使用，其中值为1的比特对应IP地址中的网络位；值为0的比特对应IP地址中的主机位。即网络掩码中1的个数就是IP地址的网络号的位数，0的个数就是IP地址的主机号的位数。
IP地址子网划分
ICMP
什么是ICMP？
- Internet控制消息协议ICMP (Internet Control Message Protocol)是IP协议的辅助协议。
- ICMP消息封装在IP报文中，IP报文头部Protocol值为1时表示ICMP协议。
- 字段解释：
- ICMP消息的格式取决于Type和Code字段，其中Type字段为消息类型，Code字段包含该消息类型的具体参数。
- 校验和字段用于检查消息是否完整。
- 消息中包含32 bit的可变参数，这个字段一般不使用，通常设置为0。
- 在ICMP重定向消息中，这个字段用来指定网关IP地址，主机根据这个地址将报文重定向到指定网关。
- 在Echo请求消息中，这个字段包含标识符和序号，源端根据这两个参数将收到的回复消息与本端发送的Echo请求消息进行关联。尤其是当源端向目的端发送了多个Echo请求消息时，需要根据标识符和序号将Echo请求和回复消息进行一一对应。
ICMP作用？
- ICMP协议用来在网络设备间传递各种差错和控制信息，对于收集各种网络信息、诊断和排除各种网络故障等方面起着至关重要的作用。
IP路由
ARP 协议的工作过程
第一步:首先，每个主机都会有自己的 ARP 缓存区中建立一个 ARP 列表，以表示 IP 地址和MAC 地址之间的对应关系。
第二步:当源主机要发送数据时，首先检测 ARP 列表中是否对应 IP 地址的目的主机的 MAC地址，如果有，则直接发送数据。如果没有，就向本网段的所有主机发送 ARP 数据包，内容:我是 IP 地址、mac 地址，谁是 IP 地址、mac
第三步:当本网络的所有主机收到该 ARP 数据包时，首先检查数据包中的 IP 地址是否是自己的 IP 地址，如果不是，则忽略该数据包。如果是，则首先从数据包中取出源主机的 IP 和 mac 地址写入到 ARP 列表中，如果以存在，则覆盖，然后将自己的 mac 地址写入 arp 响应包中，告诉源主机自己是它想要找的 mac 地址。
第四步:源主机收到 ARP 响应包后，将目的主机的 IP 和 mac 地址写入 arp 列表，并利用此信息发送数据，如果源主机一直没有收到 arp 响应数据包，
VPN
VPN：虚拟私有网络
什么是VPN：就是使用隧道技术将私网数据相互通信的技术，本质就是数据的再封装
MPLS VPN网络设备概念：
- CE设备：用户端边缘设备
- PE设备：ISP端边缘设备
- P设备：ISP骨干设备
为什么私网路由不能直接在公网传递？
- 因为私网地址是可以重复使用的，如果多个站点使用相同的路由，那么公网设备学习的路由就会发生冲突
公网设备（PE）如何区分公网路由和不同站点的私网路由
- 通过VRF技术，配置VPN实例 来隔离私网路由和公网路由
什么是VRF？是什么是VPN实例？
VRF：虚拟路由转发，在物理设备上通过虚拟化构建多台逻辑设备
VPN实例：是VRF技术具体实现手段，每一台路由器都会存在一张public路由表
[PE2]ip vpn-instance VPN-A 创建了一台逻辑路由器，该路由器生成路由表名称为VPN-A
如果接口绑定了VPN实例，则连接站点建立动态协议也需要绑定VPN实例
对于公网设备之间传递站点路由信息后（不考虑如何传递），如果P设备可以接收站点的路由，如何区分路由来自不同的站点？
PE设备根据VPN实例区分不同的站点路由，发送给P设备
P设备如果收到的路由网段相同，则无法区分
P设备如果收到的路由网段不同，则可以正常区分
PE设备如何发送不同的私网路由？
PE设备发送私网路由时，根据规则设定发送的是VPNv4路由
什么是VPNv4路由？
VPNv4路由是由 RD + ipv4私网路由 组成
什么是RD？
RD：路由区分符 书写方式 AA：NN （32bit：32bit）
通过在VPN实例视图下进行配置，将不同站点的私网路由 通过指定RD进行绑定，绑定后就形成唯一的VPNv4路由
[PE2-vpn-instance-VPN-A]route-distinguisher 100:1
作用：用来区分不同站点相同的路由信息
如果对端PE接收了不同站点的路由，可以通过RD值进行区分，但是如何接收不同站点路由 接收进本地站点？
在VPN实例下规定了RT值，通过RT来判断需要接收了VPNv4路由
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