三、路由器和交换机的工作原理配置以及华为体系下的小型网络的搭建
3.1路由基础
3.1.1数据转发
通过链路层交换机和网络层路由器进行数据转发
| 交换机（链路层） | mac地址表的数据转发 |
| 路由器（网络层） | ip路由表的数据转发 隔离广播域，局域网的网关，发现到达目的网络的最优路径，最终实现报文在不同网络间的转发 |
3.1.2自治系统
一个有权自主的决定在本系统中应该采用何种路由协议的小型单位（AS）
编号16bit：
1~64511 已注册编号范围
64512~65535 私有AS编号范围
AS --- 自治系统--- 由单一组织或机构所管理的一些IP网络及其设备所构成的集合。
为了方便对AS进行管理---AS号---16二进制构成---0 -65535（1 -65534）---现在也 有拓展版的AS号---32位二进制构成
AS的通信 AS内部--- IGP --- 内部网关协议 ---RIP，OSPF，IS-IS，EIGRP等 AS之间---EGP --- 外部网关协议---BGP
IGP还可以根据算法进行分类 距离矢量型协议（DV）---RIP ---贝尔曼.福特算法（Bellman-Ford）----直接传递路 由信息---“依据传闻的路由协议” 链路状态型协议（LS）---OSPF ---传递的是LSA信息（链路状态通告）---拓扑信 息--- SPF（最短路径优先算法）---图形结构---树形结构---树形结构不会出现环
3.1.3路由表
destination/mask 目的地址/子网掩码，标识目标网络
Protocol 协议，路由表中此条路由的来源
Preference 优先级，不同来源协议通过比较优先级来确定最佳选路
Flags D：Download to FIB，已将路由表信息下载到路由表接口的FIB
R：Relay，FIB是用于指导转发的，它的下一跳必须直接可达，
根据原始下一跳找到直接下一跳的过程就称为“路由迭代”
Cost 度量值，优先级相同的路由协议比较度量值来确定最佳路径
NextHop 下一跳，指明IP数据包所经过的下一跳路由器的接口地址
Interface 出接口，指明IP数据包将从该路由器的哪个接口转发出去
3.1.4路由表的建立
Direct 直连路由，链路层协议发现的路由（接口IP所在网段）优先级为0
Static 静态路由，管理员手工配置的路由，优先级为0
Dynamic routing 动态路由：
距离矢量算法（D-V，以跳数为度量单位）->RIP（优先级=100）
->BGP（优先级=255）
链路状态算法（L-S，以带宽为度量单位） ->OSPF（优先级=10）
->IS-IS（优先级=15）
3.1.5路由表的查询方法
display ip routing-table //查询设备路由表
display ip routing-table protocol ospf //查询来源为ospf的路由表
display ip routing-table 2.2.2.2 //查询目的地址为2.2.2.2的路由条目
3.1.6选路原则
1.最长匹配原则，子网掩码越长代表网络越精确
2.子网掩码长度相同时，优先级越小越优先
3.优先级相同时，默认优先级越小越优先
4.默认优先级相同，cost越小越优先
5.cost也相同，数据负载分担
3.2交换基础
3.2.1交换机工作原理
基于源mac地址的学习
基于目的mac地址的转发
3.2.2交换机的转发行为
1.对于广播数据帧（即目标mac地址为广播地址全f）和未知单播帧（在本地mac地址表没有记录的，目标地址为单播地址的数据帧）：广播（除了源端口向外其它所有端口泛洪）
2.组播帧（即目标mac地址为组播地址的数据帧）：（百度搜一搜吧）
3.已知单播帧：转发（基于mac地址表转发）
4.不完整的数据帧：丢弃
交换机的交换模式->Cut-Through：直通模式
->Store-and-Forward：存储转发
->Frag-free：帧自由，64字节为单位
3.2.3以太网端口技术
| 技术 | |
| 自协商技术 | 端口速率->10M 标准以太网 ->100M 快速以太网：FE ->1000M 千兆以太网：GE ->10000M 万兆以太网：XE 工作模式->half 半双工 ->full 全双工 |
| 自适应技术 | 无论交叉网线还是直连网线都可以进行通信 |
| 流量控制 | 防止在出现拥堵的情况下丢帧； 半双工方式下采用反压技术； 全双工方式下采用PAUSE帧。 |
3.2.4端口配置
在接口下
undo negotiation auto //关闭端口自协商功能
speed 100 //设置端口速率为100M
duplex full //设置端口为全双工工作模式
display this //查询接口配置
display this interface //查询当前接口详细信息（也可在普通模式下display interface g//
g0/0/1）
3.3小型网络搭建
3.3.1访问一个谷歌服务器的流程
注意：（访问浏览器时其核心步骤）
DHCP获取IP地址，通过dns服务器获取服务器IP地址，客户端与服务器建立连接，TCP三次握手建立连接，传输数据，四次挥手断开连接。
3.3.1.1主机需要一个IP地址才能上网（本场景中通过DHCP服务获取IP地址）
DHCP协议回顾
DHCP的8个报文：
DHCP租期更新：（DHCP request）
租期到达50%，如果客户端在线，会向服务器发起租约更新的请求。
租期到达87.5%，如果客户端在线，会向服务器发起租约更新的请求。
DHCP响应拒绝报文，这是服务器端对客户端的DHCP request报文的响应拒绝，比如：租期到期，客户端不在线。服务器端出现故障，导致其没法分配IP地址，则会给客户端发送一个DHCP NAK报文。服务器发
DHCP拒绝报文，当客户端发现服务器端分配给自己的IP地址发生冲突，会给服务器端发送一个DHCP decline报文。客户端发
DHCP地址释放（DHCP release）：
如果客户端不再使用服务器分配的IP地址，也可以主动向DHCP服务器发送DHCP RELEASE（DHCP释放报文）报文，释放该IP地址。
DHCP通告报文，客户端已经获取到了IP地址，此时客户端会向服务发送一个DHCP inform报文，向服务器请求IP地址相应的掩码、网关、DNS服务器地址等信息
3.3.1.2要得到 www.goole.com的ip地址
采用DNS域名解析协议得到IP地址
1.DNS协议简介：
域名解析系统----用于域名和IP地址的相互解析，采用C/S模式，是一个具有树状层次结构的、联机分布式的数据库系统；
基于TCP/UDP协议的53号端口，绝大多数的 DNS 查询来说都会使用 UDP 数据报进行传输，TCP 协议只会在区域传输（它的作用就是在多个命名服务器之间快速迁移记录，由于查询返回的响应比较大，所以会使用 TCP 协议来传输数据包）的场景中使用
在浏览器的地址栏中输 www.goole.com( www.baidu.com)-----域名
2.DNS产生背景：
3.域名属性层次化结构
域名结构：顶级域名、二级域名、三级域名等等
域名的特点：不同等级的域名之间使用点号隔开，级别最高的写在左边，低的在右边；
域名的根域用'.'表示，以点号结尾的域名被称为完全合格域名（FQND）
根域：.
完全合格域名：www.sina.com.cn.
4.DNS域名解析的完整过程：
5.DNS域名解析的两种工作模式：
5.1递归查询（UDP）
客户端到本地DNS服务器之间的查询交互采用递归查询
5.2迭代查询（TCP）
DNS服务器会返回一个已知的其他DNS服务器，由请求者自行查询
一般本地DNS服务器到根域名DNS服务器之间的查询交互采用迭代查询
3.3.1.3客户端知道谷歌的ip地址后，会触发客户端与服务器建立TCP连接（TCP三次握手过程）
3.3.1.4建立连接后，客户端使用http协议发送数据包给服务器
客户端发送数据包给谷歌（百度）服务器，谷歌（百度）服务器收到数据包后将数据返回给客户端的浏览器，浏览器通过渲染，最终用户看到了网站上的主页信息。
HTTP协议（见上面有详述）简介：
超文本传输协议，一个典型的C/S架构的协议，HTTP协议传输层是基于TCP协议来进行工作的，使用的端口号是80端口
1.超文本(HyperText)：是一种按照URL指示，将超文本文档从一台主机(Web服务器)传输到另一台主机(浏览器)的应用层协议，以实现超链接的功能。
2.超文本传输协议HTTP：包含有超链接(Link)和各种多媒体元素标记(Markup)的文本。这些超文本文件彼此链接，形成网状(Web)，因此又被称为网页(Web Page)。这些链接使用URL表示。最常见的超文本格式是超文本标记语言HTML。
3.3.1.5当所有数据都接受完毕后，取消连接（TCP的四次挥手）
3.3.2综合实验（单独出博客实验）
（静态综合实验+动态综合实验+中级综合实验）
