0
HCIE-RS 理论基础
V3.0
1
目录
前言 ..........................................................................................................................................................................9
第一章 LAN 技术 ............................................................................................................................................. 11
1.1 MAC 地址 ............................................................................................................................................ 11
1.1.1 MAC 简介 ............................................................................................................................... 11
1.1.2 MAC 地址表的定义和分类 ............................................................................................... 11
1.1.3 MAC 地址表的组成和作用 ............................................................................................... 12
1.1.4 MAC 地址学习和老化 ........................................................................................................ 13
1.1.5 MAC 地址学习控制............................................................................................................. 15
1.1.6 MAC 地址漂移 ...................................................................................................................... 15
1.1.7 MAC 表参数缺省配置 ........................................................................................................ 19
1.1.8 MAC 端口安全 ...................................................................................................................... 19
本章涉及到的面试题目： .................................................................................................................... 20
1.2 ARP 简介 ............................................................................................................................................. 20
1.2.1 定义 ......................................................................................................................................... 20
1.2.2 ARP 基本原理 ....................................................................................................................... 21
1.2.3 ARP 类型 ................................................................................................................................. 24
1.2.4 ARP 应用 ................................................................................................................................. 24
1.3 设备堆叠 ............................................................................................................................................ 31
1.3.1 istack 简介 .............................................................................................................................. 31
1.3.2 iStack 基本概念 .................................................................................................................... 32
1.3.3 堆叠建立 ................................................................................................................................ 33
1.3.4 堆叠连接方式 ...................................................................................................................... 34
1.3.5 堆叠成员加入 ...................................................................................................................... 34
1.3.6 堆叠合并 ................................................................................................................................ 36
1.3.7 堆叠成员退出 ...................................................................................................................... 37
1.3.8 堆叠分裂 ................................................................................................................................ 38
1.3.9 多主检测 ................................................................................................................................ 38
1.3.11 典型园区组网 - CSS + Eth-Trunk + iStack ............................................................ 41
1.4 CSS 简介 .............................................................................................................................................. 42
1.4.1 CSS 的定义............................................................................................................................. 42
1.4.2 CSS 的特征............................................................................................................................. 42
1.4.3 CSS 的基本概念 ................................................................................................................... 43
1.4.4 CSS 集群建立 ........................................................................................................................ 44
1.4.5 CSS 集群连接方式 ............................................................................................................... 44
1.4.6 集群成员加入与合并 ......................................................................................................... 46
1.4.7 集群分裂 ................................................................................................................................ 47
1.4.8 多主检测 - 直连检测方式 ............................................................................................. 47
1.4.9 多主检测 - 代理检测方式 ............................................................................................. 48
1.5 Eth-Trunk ............................................................................................................................................ 49
1.5.1 Eth-Trunk 基本原理 ............................................................................................................ 49
1.5.2 Eth-Trunk 转发原理 ............................................................................................................ 50
2
1.5.3 Eth-Trunk 实现方式 ............................................................................................................ 51
1.5.4 集群环境下的链路聚合 .................................................................................................... 52
1.5.5 Eth-Trunk 与 E-Trunk ......................................................................................................... 53
第二章 STP 和 RSTP ........................................................................................................................................ 55
2.1 广播风暴和 MAC 地址表震荡..................................................................................................... 55
2.2 STP ........................................................................................................................................................ 56
2.2.1 选举机制 ................................................................................................................................ 56
2.2.2 端口类型 ................................................................................................................................ 57
2.2.3 端口状态 ................................................................................................................................ 58
2.2.4 状态机 .................................................................................................................................... 58
2.2.5 报文类型及格式 .................................................................................................................. 59
2.2.6 STP 故障 ................................................................................................................................. 61
2.2.7 拓扑变更机制 ...................................................................................................................... 63
2.3 RSTP ...................................................................................................................................................... 63
2.3.1 端口角色 ................................................................................................................................ 64
2.3.2 端口状态 ................................................................................................................................ 64
2.3.3 报文类型和格式 .................................................................................................................. 65
2.3.4 配置 BPDU 的处理 ............................................................................................................. 65
2.3.5 快速收敛机制 ...................................................................................................................... 66
2.3.6 拓扑变更机制 ...................................................................................................................... 68
2.3.7 新增保护机制 ...................................................................................................................... 68
本章涉及到的面试题目： .................................................................................................................... 70
2.4 MSTP .................................................................................................................................................... 70
2.4.1 基本概念 ................................................................................................................................ 71
2.4.2 端口角色 ................................................................................................................................ 73
2.4.3 端口状态 ................................................................................................................................ 74
2.4.4 报文格式 ................................................................................................................................ 74
2.4.5 拓扑计算 ................................................................................................................................ 76
2.4.6 快速收敛 ................................................................................................................................ 79
第三章 接口 ....................................................................................................................................................... 81
3.1 路由器接口演进 .............................................................................................................................. 81
3.2 Ethernet 接口 ..................................................................................................................................... 82
3.3 POS 接口 ............................................................................................................................................. 83
3.4 Ethernet 接口与 POS 接口比较 ................................................................................................... 83
第四章 PPP ........................................................................................................................................................ 85
4.1 PPP 基本概念..................................................................................................................................... 85
4.1.1 定义 ......................................................................................................................................... 85
4.1.2 PPP 的三大组件 ................................................................................................................... 85
4.1.3 报文结构 ................................................................................................................................ 86
4.2 PPP 的链路建立过程 ....................................................................................................................... 87
4.3 PAP 认证和 CHAP 认证 .................................................................................................................. 88
4.4 PPPoE ................................................................................................................................................... 94
本章涉及到的面试题目 ......................................................................................................................... 96
3
第五章 IPv6 ...................................................................................................................................................... 103
5.1 IPv6 地址格式 .................................................................................................................................. 103
本章涉及到的面试题目： .................................................................................................................. 106
5.2 IPv6 报文格式 .................................................................................................................................. 107
本章涉及到的面试题目： .................................................................................................................. 110
5.3 ICMPv6 ............................................................................................................................................... 110
9.3.1 差错检查报文...................................................................................................................... 111
9.3.2 信息报文 ............................................................................................................................... 112
9.3.3Path MTU（路径 MTU） .................................................................................................. 112
本节涉及到的面试题目： .................................................................................................................. 114
5.4 NDP ..................................................................................................................................................... 114
5.4.1 地址解析 .............................................................................................................................. 115
5.4.2 地址解析报文 .................................................................................................................... 116
5.4.3 地址解析过程（邻居状态建立）................................................................................ 117
5.4.4 邻居状态种类 .................................................................................................................... 118
5.4.5 邻居状态变化 .................................................................................................................... 118
5.4.6 冲突地址检测（DAD） .................................................................................................. 119
5.4.7 路由器发现--无状态地址自动配置 ........................................................................... 122
本章涉及到的面试题目： .................................................................................................................. 125
5.5 IPv6 过渡技术 .................................................................................................................................. 126
5.5.1 双栈技术 .............................................................................................................................. 126
5.5.2 IPv6 over IPv4 隧道技术 .................................................................................................. 126
5.5.3 IPv4 over IPv6 隧道 ........................................................................................................... 132
第六章 OSPF ................................................................................................................................................... 134
6.1 基本概念 .......................................................................................................................................... 134
6.2 报文类型 .......................................................................................................................................... 134
6.2.1 Hello 报文 ............................................................................................................................ 136
6.2.2 DD 报文 ................................................................................................................................ 137
6.2.3 LSR 报文................................................................................................................................ 138
6.2.4 LSU 报文 ............................................................................................................................... 138
6.2.5 LSAcK 报文 ........................................................................................................................... 138
10.3 路由类型 ......................................................................................................................................... 139
10.4LSA 类型 ........................................................................................................................................... 140
6.3 网络类型 .......................................................................................................................................... 141
6.4 区域划分 .......................................................................................................................................... 141
6.5 邻居关系 .......................................................................................................................................... 143
6.5.1 影响邻居关系建立的因素 ............................................................................................. 143
6.5.2 邻居状态机 ......................................................................................................................... 144
6.5.3 DR/BDR 选举 ....................................................................................................................... 145
本章涉及到的面试题目： .................................................................................................................. 145
6.6 路由计算 .......................................................................................................................................... 146
6.6.1 区域内的 SPF 算法 ........................................................................................................... 146
6.6.2 区域间的路由计算 ........................................................................................................... 148
4
6.6.3 区域外的路由计算 ........................................................................................................... 149
6.6.4 NSSA 内外部路由计算 ..................................................................................................... 152
6.6.5 路由选路 .............................................................................................................................. 153
6.6.6 OSPFv2 收敛特性 .............................................................................................................. 153
6.6.7 OSPFv2 - 缺省路由 .......................................................................................................... 154
6.6.8 OSPFv2 - 路由过滤 .......................................................................................................... 155
本章涉及到的面试题目： .................................................................................................................. 156
6.7 防环机制 .......................................................................................................................................... 157
6.7.1 区域内路由防环 ................................................................................................................ 157
6.7.2 区域间路由防环 ................................................................................................................ 157
6.7.3 区域外路由防环 ................................................................................................................ 157
6.8 虚链路 ............................................................................................................................................... 158
6.8.1 虚链路的作用 .................................................................................................................... 158
6.8.2 虚链路使用场景 ................................................................................................................ 158
6.8.3 虚链路的缺点 .................................................................................................................... 160
6.8.4 虚链路的状态检测 ........................................................................................................... 160
6.9 特殊区域 .......................................................................................................................................... 161
6.10 认证 ................................................................................................................................................. 163
本章涉及到的面试题目： .................................................................................................................. 165
6.11 OSPFv3 ............................................................................................................................................ 165
6.11.1 基本概念 ........................................................................................................................... 165
6.11.2 IPV6 对 OSPFv3 的影响 ................................................................................................. 166
6.11.4 OSPFv3 与 OSPFv2 的不同 .......................................................................................... 166
第七章 IS-IS ..................................................................................................................................................... 183
7.1 基本概念 .......................................................................................................................................... 183
7.1.1 报文类型 .............................................................................................................................. 183
7.1.2 路由器类型 ......................................................................................................................... 185
7.1.3 区域类型 .............................................................................................................................. 186
7.1.4 NET 地址 ............................................................................................................................... 186
7.1.5 网络类型 .............................................................................................................................. 187
7.2 邻居关系 .......................................................................................................................................... 187
7.2.1 影响邻居建立的因素 ....................................................................................................... 187
7.2.2 邻居关系建立的过程 ....................................................................................................... 187
7.2.3 广播型网络选举 DIS ........................................................................................................ 189
7.2.4 LSDB 的同步 ........................................................................................................................ 189
7.3 路由计算 .......................................................................................................................................... 193
7.3.1 区域内 .................................................................................................................................. 194
7.3.2 区域间 .................................................................................................................................. 194
7.4 选路原则 .......................................................................................................................................... 194
7.5 防环机制 .......................................................................................................................................... 195
7.6 特性支持 .......................................................................................................................................... 195
7.6.1 认证 ....................................................................................................................................... 195
7.6.2 快速收敛 .............................................................................................................................. 196
