网络：基础
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65bf8b1870
GPG Key ID:
6666822800008000
@ -28,99 +28,7 @@ date: 2024-01-04
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在互联网中，每个设备都被分配了一个唯一的 IP 地址，用于标识该设备在网络中的位置。当设备发送数据包时，它会将数据包传送到本地网络上的路由器，然后路由器会根据 IP 地址将数据包传送到目标设备所在的网络上的路由器，直到数据包到达目标设备。
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## 网络基础
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### 网络协议
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| OSI 模型层级 | 功能 | 协议/设备 |
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| :---------------------- | ---------------------------------------------- | --------------------- |
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| 应用层（Application） | 提供高级服务，例如文件传输、电子邮件和虚拟终端 | HTTP、SMTP、FTP、SSH |
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| 表示层（Presentation） | 将数据转换为网络标准格式 | SSL/TLS、JPEG、ASCII |
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| 会话层（Session） | 管理连接、交换数据 | NetBIOS、RPC、SSH |
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| 传输层（Transport） | 提供端到端的可靠数据传输 | TCP、UDP |
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| 网络层（Network） | 处理分组在网络中的传输与路由 | IP、ICMP、OSPF、BGP |
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| 数据链路层（Data Link） | 处理帧在网络中的传输和检错 | Ethernet、Wi-Fi、HDLC |
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| 物理层（Physical） | 处理比特流在物理媒介中的传输 | RJ45、Fiber、802.11 |
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#### 应用层协议
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##### SSH
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SSH (Secure Shell) 是一种加密的网络协议，用于在不安全的网络上安全地运行命令行 shell。SSH 通常用于远程登录到远程计算机或服务器，并提供文件传输和加密会话功能。
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##### FTP
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FTP (File Transfer Protocol) 是一种标准的文件传输协议，用于在网络上传输文件。FTP 在 TCP/IP 协议中的传输层上运行，支持两种工作模式：主动模式和被动模式。
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##### SMTP
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SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 是一种在计算机网络上发送和接收电子邮件的协议。SMTP 定义了电子邮件如何通过网络传输的标准。SMTP 服务器负责接收和发送邮件。
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##### HTTP
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HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 是一种用于在计算机网络上传输超文本文档的协议。HTTP 是万维网的基础协议，支持 Web 浏览器和 Web 服务器之间的通信。
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##### DNS
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DNS (Domain Name System) 是一种将域名映射到 IP 地址的分布式命名系统。DNS 是在互联网上执行名称解析的基本协议，使用户可以使用易于记忆的域名来访问网络资源。
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#### 传输层协议
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##### TCP
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TCP (Transmission Control Protocol) 是一种面向连接的协议，用于在网络上可靠地传输数据。TCP 保证传输的数据的可靠性，使用三次握手来建立连接，四次握手来终止连接。
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##### UDP
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UDP (User Datagram Protocol) 是一种面向无连接的协议，用于在网络上传输数据包。UDP 不保证数据的可靠性，因此常用于传输实时数据，如音频和视频。
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#### 网络层协议
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##### IPv4
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IPv4 (Internet Protocol version 4) 是一种网络层协议，用于在网络上传输数据。IPv4 定义了 IP 地址的格式和分配方式，并为互联网上的每个设备分配唯一的 IP 地址。
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##### IPv6
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IPv6 (Internet Protocol version 6) 是 IPv4 的下一代协议，用于在网络上传输数据。IPv6 地址长度更长，提供更多的地址空间，并支持更多的协议选项，使网络更加灵活和可扩展。
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##### ICMP
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ICMP (Internet Control Message Protocol) 是一种在网络上传输控制消息的协议。ICMP 用于发送诊断信息，如 ping 和 traceroute 命令所使用的信息。
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#### 数据链路层与物理层协议
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##### Ethernet
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Ethernet 是一种常用的局域网技术，其物理层使用双绞线或光纤传输数据，数据链路层采用 CSMA/CD 技术实现多个设备共享网络资源。Ethernet 还定义了 MAC 地址格式、帧格式等标准，是 TCP/IP 协议族的重要组成部分。
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##### Wi-Fi
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Wi-Fi 是一种基于无线电波的局域网技术，采用无线信号传输数据，常用于家庭和公共场所的无线网络。Wi-Fi 还定义了各种标准，如 802.11b、802.11g、802.11n 等，以支持不同的无线传输速率和距离要求。
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##### Bluetooth
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Bluetooth 是一种短距离无线通信技术，通常用于连接手机、平板电脑、耳机、键盘等设备。Bluetooth 定义了自己的物理层和数据链路层协议，使用频段为 2.4GHz。
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#### 路由协议
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##### RIP
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RIP（Routing Information Protocol）是一种基于距离向量的内部网关协议（IGP），用于在小型网络中选择最佳路由。RIP 协议采用 Hop Count 作为路径计算标准，当路由表中某个目的地址的距离超过 15 个跳时，该地址将被认为是不可达的。
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##### OSPF
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OSPF（Open Shortest Path First）是一种基于链路状态的内部网关协议（IGP），用于在大型网络中选择最佳路由。OSPF 协议将网络划分为多个区域，每个区域拥有自己的链路状态数据库（LSDB），可以实现快速收敛和路由分级。
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##### BGP
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BGP（Border Gateway Protocol）是一种外部网关协议（EGP），用于在不同自治系统之间交换路由信息。BGP 协议可以实现路由的动态学习和选择，支持多路径和路由策略等功能。BGP 是互联网核心路由器之间的主要协议。
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##### IS-IS
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IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）是一种基于链路状态的内部网关协议（IGP），用于在大型网络中选择最佳路由。IS-IS 协议类似于 OSPF 协议，但使用的是双向链路，可以提供更高效的路由选择。IS-IS 协议常用于 ISP 内部网络和数据中心网络。
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#### 图例
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## OSI（开放式系统互联）模型
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@ -149,6 +57,133 @@ graph TD;
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end
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```
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OSI（开放式系统互联）模型是一个概念性的框架，用于理解和设计网络协议的架构。这个模型由国际标准化组织（ISO）在1984年发布，将网络通信分为七个抽象层，每层负责不同的网络功能。下面是对OSI七层协议的系统性解释：
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### 1. 物理层（Physical Layer）
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- **功能**：负责在物理媒介上传输原始的比特流。这涉及到数据的物理连接、电压水平、数据传输速率和物理连接的激活与维护。
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- **设备**：例如网线、光纤、中继器、集线器等。
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### 2. 数据链路层（Data Link Layer）
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- **功能**：在两个相邻节点之间的物理链路上提供可靠的数据传输。它负责帧同步、错误检测和修正、流量控制和帧序列化。
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- **设备**：例如网桥、交换机等。
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### 3. 网络层（Network Layer）
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- **功能**：负责在多个网络之间建立、维护和终止连接。它处理数据包的路由选择和转发。
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- **协议**：例如IP（Internet Protocol）、ICMP（Internet Control Message Protocol）等。
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### 4. 传输层（Transport Layer）
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- **功能**：为端到端的通信提供服务。它负责数据的分割、传输、错误检测和恢复。
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- **协议**：例如TCP（Transmission Control Protocol）、UDP（User Datagram Protocol）等。
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### 5. 会话层（Session Layer）
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- **功能**：管理和控制两个网络节点之间的会话连接，负责建立、管理和断开会话。
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- **应用**：例如API、Socket编程等。
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### 6. 表示层（Presentation Layer）
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- **功能**：确保从一个节点发送的数据可以被另一个节点的应用层读取和理解。它负责数据格式转换、数据加密和解密、数据压缩等。
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- **例子**：ASCII、JPEG、MPEG等数据格式。
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### 7. 应用层（Application Layer）
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- **功能**：提供网络服务给最终用户的应用程序。它定义了用于与网络服务交互的各种协议。
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- **协议和服务**：例如HTTP（HyperText Transfer Protocol）、FTP（File Transfer Protocol）、电子邮件、远程登录等。
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## 网络协议
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| OSI 模型层级 | 功能 | 协议/设备 |
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| 应用层（Application） | 提供高级服务，例如文件传输、电子邮件和虚拟终端 | HTTP、SMTP、FTP、SSH |
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| 表示层（Presentation） | 将数据转换为网络标准格式 | SSL/TLS、JPEG、ASCII |
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| 会话层（Session） | 管理连接、交换数据 | NetBIOS、RPC、SSH |
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| 传输层（Transport） | 提供端到端的可靠数据传输 | TCP、UDP |
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| 网络层（Network） | 处理分组在网络中的传输与路由 | IP、ICMP、OSPF、BGP |
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| 数据链路层（Data Link） | 处理帧在网络中的传输和检错 | Ethernet、Wi-Fi、HDLC |
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| 物理层（Physical） | 处理比特流在物理媒介中的传输 | RJ45、Fiber、802.11 |
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### 应用层协议
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#### SSH
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SSH (Secure Shell) 是一种加密的网络协议，用于在不安全的网络上安全地运行命令行 shell。SSH 通常用于远程登录到远程计算机或服务器，并提供文件传输和加密会话功能。
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#### FTP
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FTP (File Transfer Protocol) 是一种标准的文件传输协议，用于在网络上传输文件。FTP 在 TCP/IP 协议中的传输层上运行，支持两种工作模式：主动模式和被动模式。
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#### SMTP
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SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 是一种在计算机网络上发送和接收电子邮件的协议。SMTP 定义了电子邮件如何通过网络传输的标准。SMTP 服务器负责接收和发送邮件。
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#### HTTP
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HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 是一种用于在计算机网络上传输超文本文档的协议。HTTP 是万维网的基础协议，支持 Web 浏览器和 Web 服务器之间的通信。
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#### DNS
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DNS (Domain Name System) 是一种将域名映射到 IP 地址的分布式命名系统。DNS 是在互联网上执行名称解析的基本协议，使用户可以使用易于记忆的域名来访问网络资源。
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### 传输层协议
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#### TCP
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TCP (Transmission Control Protocol) 是一种面向连接的协议，用于在网络上可靠地传输数据。TCP 保证传输的数据的可靠性，使用三次握手来建立连接，四次握手来终止连接。
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#### UDP
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UDP (User Datagram Protocol) 是一种面向无连接的协议，用于在网络上传输数据包。UDP 不保证数据的可靠性，因此常用于传输实时数据，如音频和视频。
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### 网络层协议
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#### IPv4
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IPv4 (Internet Protocol version 4) 是一种网络层协议，用于在网络上传输数据。IPv4 定义了 IP 地址的格式和分配方式，并为互联网上的每个设备分配唯一的 IP 地址。
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#### IPv6
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IPv6 (Internet Protocol version 6) 是 IPv4 的下一代协议，用于在网络上传输数据。IPv6 地址长度更长，提供更多的地址空间，并支持更多的协议选项，使网络更加灵活和可扩展。
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#### ICMP
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ICMP (Internet Control Message Protocol) 是一种在网络上传输控制消息的协议。ICMP 用于发送诊断信息，如 ping 和 traceroute 命令所使用的信息。
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### 数据链路层与物理层协议
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#### Ethernet
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Ethernet 是一种常用的局域网技术，其物理层使用双绞线或光纤传输数据，数据链路层采用 CSMA/CD 技术实现多个设备共享网络资源。Ethernet 还定义了 MAC 地址格式、帧格式等标准，是 TCP/IP 协议族的重要组成部分。
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#### Wi-Fi
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Wi-Fi 是一种基于无线电波的局域网技术，采用无线信号传输数据，常用于家庭和公共场所的无线网络。Wi-Fi 还定义了各种标准，如 802.11b、802.11g、802.11n 等，以支持不同的无线传输速率和距离要求。
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#### Bluetooth
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Bluetooth 是一种短距离无线通信技术，通常用于连接手机、平板电脑、耳机、键盘等设备。Bluetooth 定义了自己的物理层和数据链路层协议，使用频段为 2.4GHz。
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### 路由协议
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#### RIP
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RIP（Routing Information Protocol）是一种基于距离向量的内部网关协议（IGP），用于在小型网络中选择最佳路由。RIP 协议采用 Hop Count 作为路径计算标准，当路由表中某个目的地址的距离超过 15 个跳时，该地址将被认为是不可达的。
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#### OSPF
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OSPF（Open Shortest Path First）是一种基于链路状态的内部网关协议（IGP），用于在大型网络中选择最佳路由。OSPF 协议将网络划分为多个区域，每个区域拥有自己的链路状态数据库（LSDB），可以实现快速收敛和路由分级。
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#### BGP
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BGP（Border Gateway Protocol）是一种外部网关协议（EGP），用于在不同自治系统之间交换路由信息。BGP 协议可以实现路由的动态学习和选择，支持多路径和路由策略等功能。BGP 是互联网核心路由器之间的主要协议。
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#### IS-IS
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IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）是一种基于链路状态的内部网关协议（IGP），用于在大型网络中选择最佳路由。IS-IS 协议类似于 OSPF 协议，但使用的是双向链路，可以提供更高效的路由选择。IS-IS 协议常用于 ISP 内部网络和数据中心网络。
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### 网络设备
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