HCIA复习
抽象语言---->编码
编码---->二进制
二进制--->电信号
处理电信号
OSI参考模型----OSI/RM
应用层
表示层
会话层
传输层 端口号：0-65535；1-1023是注明端口
网络层 IP地址
数据链路层
物理层
ARP协议
正向ARP---通过IP地址获取目的MAC地址
目的IP---目的MAC-----ARP表中---180
反向ARP---通过目标MAC地址获取目标IP地址
免费ARP----利用正向ARP的原理请求自己的IP地址
1、自我介绍
2、检测地址冲突
TCP/IP
四层模型—TCP/IP标准模型
五层模型—TCP/IP对等模型
PDU—协议数据单元
L1PDU（layer 1 物理层）
L2PDU
...
L7PDU
应用层---数据报文
传输层---数据段
网络层---数据包
数据链路层---数据帧
物理层---比特流
封装和解封装
- 应用层—存在封装过程，取决于不同的应用程序
- 传输层—TCP、UDP（端口号）
- 网络层—封装IP地址
- 数据链路层—封装MAC地址和LLC子层（逻辑链路控制，负责向其上层提供服务）
- 物理层—数据已经成为电信号，不存在封装
TCP/IP的跨层封装
目的：提高封装和解封装的速度，加快传输效率
-
跨四层封装—应用层的数据封装完成后，直接封装网络层数据
- 应用在直连路由之间
-
跨三四层封装—在应用层封装之后直接封装二层数据
- 应用在直连交互设备之间
SOF---帧首定界符 MAC子层---介质访问控制层---802.3 LLC子层---逻辑链路控制层---802.3
DSAP：标识接收方上层处理数据报文的模块
SSAP：标识发送方上层梳理数据报文的模块
Control：决定我们数据传送方式的模块
1.无连接模式
2.面向连接模式---控制分片、重组、排序
IP地址
IPv4版本—32位二进制
IPv6版本—128位二进制
点分十进制：把32位二进制分为4部分，每部分8位，进行二进制到十进制的转换
网络位：网络位相同，则代表在同一个广播域
主机位：在同一个广播域中，使用主机位来区分不同的主机
掩码：由连续的1和连续的0组成，1代表网络位，0代表主机位
IPv4地址分类（有类分址）
单播地址---一对一通讯
特点：既能作为源IP地址，又能作为目的IP地址
组播地址---一对多
广播地址---一对所有
仅作为目的IP地址使用
A：掩码：255.0.0.0
B：掩码：255.255.0.0
C：掩码：255.255.255.0
D
E
IP地址分类原则：根据IP地址二进制的前八位数字特征分类
A：0XXX XXXX-----0-127
B：10XX XXXX-----128-191
C：110X XXXX-----192-223
D：1110 XXXX-----224-239
E：1111 XXXX-----240-255
私网IP地址—单播地址
A：10.0.0.0-10.255.255.255-----1个A类网段
B：172.16.0.0-172.31.255.255-----16个B类网段
C：192.168.0.0-192.168.255.255----256个C类网段
私网IP地址可以重复使用，但是在私网内部需要保证唯一性。
特殊IP地址
1、127.0.0.1-127.255.255.254----环回地址----本地测试
2、255.255.255.255---受限广播地址
3、主机位全1---192.168.1.255/24----直接广播地址
区别：受限广播地址是不被路由器转发的，而直接广播地址会被转发。
4、主机位全0---192.168.1.0/24----网络
5、0.0.0.0----代表没有IP地址，或代表所有IP地址
6、169.254.0.0/16----本地链路地址/自动私有地址
注意：该IP地址不能进行跨网段通讯----以太网环境
VLSM—可变长子网掩码
思路：从主机位向网络位借位。
192.168.1.0/24
192.168.1.0 000 0000/25---192.168.1.0/25
192.168.1.1 000 0000/25---192.168.1.128/25
CIDR----无类域间路由
思路：取相同，去不同
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.2.0/24
192.168.3.0/24
192.168.0000 0000.0
192.168.0000 0001.0
192.168.0000 0010.0
192.168.0000 0011.0
192.168.0.0/22----超网
172.16.0.0/24
172.16.1.0/24
172.16.2.0/24
172.16.3.0/24
172.16.0.0/22----子网汇总
DHCP服务—动态主机配置协议
DHCP Discover—广播
| 应用层 | DHCP Dicover |
|---|---|
| 传输层 | UDP—源端口号68—目的端口号67 |
| 网络层 | IP—源IP地址0.0.0.0；目的IP地址255.255.255.255 |
| 数据链路层 | 以太网协议—源MAC地址：00-16-D3-23-68-8A 目的MAC：FFFF-FFFF-FFFF |
交换机的转发原理
交换机收到电信号后，将电信号转换为二进制，之后，截取到数据帧。
查看数据帧的源MAC地址，之后将该地址和数据进入的接口的对应关系记录在本地的MAC地址表中---300s
之后，看数据帧中的目的MAC地址，基于目标MAC地址查询本地MAC地址表，如果表中存在记录关系，则按照记录进行转发；若表中无记录关系，则将进行洪泛（交换机将数据从除了进入的接口外的所有接口发送一遍）
交换机洪泛的三种情况
- 遇到广播帧
- 遇到组播帧
- 遇到未知单播地址
DHCP Offer报文—广播/单播
该报文中存在一个可用的IP地址给DHCP客户端
| 应用层 | DHCP Dicover |
|---|---|
| 传输层 | UDP—源端口号67—目的端口号68 |
| 网络层 | IP—源IP地址68.85.2.1；目的IP地址68.85.2.101 |
| 数据链路层 | 以太网协议—源MAC地址：路由器 目的MAC：00-16-D3-23-68-8A |
DHCP Request报文—广播
| 应用层 | DHCP ACK |
|---|---|
| 传输层 | UDP 67 68 |
| 网络层 | IP-源IP：68.85.2.1—目的IP：68.85.2.101 |
| 数据链路层 | 以太网协议—源MAC：路由器；目的MAC：00-16-D3-23-68-8A |
DNS服务—域名解析协议
- URL—统一资源定界符，和域名有区别，协议+网站的域名信息+文件所在的路径
目的：通过域名获取对应的IP地址
DNS端口号—53—TCP/IP
DNS查询过程
路由器的转发原理
原理：路由器将基于数据包中的目的IP地址查询本地路由表。若路由表中存再记录，则无条件按照记录 转发；若没有记录，则将直接丢弃该数据包。
获取未知网段的信息
1、直连路由：路由器默认生成可用接口直连网段的路由条目
2、静态路由：由网络管理员手工配置
3、动态路由：所有路由器运行相同的路由协议，之后路由器之间彼此沟通，计算出未知网段的路由信息
直连路由的生成条件
1、接口双UP
物理层面UP：代表链路正常
协议层面UP：代表具备通讯协议
2、接口必须配置IP地址
HTTP协议—超文本传输协议
TCP---80
超文本---包含有超链接link和多媒体元素标记的文本
TCP协议
是一种面向连接的可靠性传输协议（首先建立一个点到点的连接）
确认机制：传输确认，每接收一个数据段，则需要进行一次确认
重传机制：保障可靠性的最优机制，当一个数据段中某一个包丢失，会提醒要求重新传输这个报文
排序机制：传输一个数据段，被分为多个报文，从而不同路径传输，最终到达目的地的顺序会被打乱，所以需要重新进行排序。根据TCP数据包中的序号字段。
流控机制：滑动窗口机制---调节窗口大小从而对流量进行控制
可靠性：
TCP协议保证传输可靠性的机制 --- 确认、重传、排序、流控
MTU---最大传输单元
以太网MTU=1500
TCP在ip层面不允许分片原因是不同网络MTU不同，要进行分片，
如果丢失则不知道是那块丢了，要全部重传，因此不行。
最大段长度 MSS=MTU-TCP头部-IP头部（在TCP协议的选项字段）
PMTU---路径MTU发现协议
在IP报头中，有一个a字段是DF，该字段表明了IP报文是否允许分片，PMTU功能开启后，会将该字段设置为1，表示不能分片。
此时当需要进行分片时，发现该报文不能分片，设备会丢弃该报文，并向发送方发送一个ICMP报文（数据不可达）
TCP的面向连接
三次握手
四次挥手
MSL一个数据包在网络中最大的传输时间2min
UDP
| 应用层 | HTTP请求报文—请求方式：GET（用于请求一个网页信息） |
|---|---|
| 传输层 | TCP 源端口：随机端口；目的IP；web服务器 |
| 网络层 | IP协议—源IP:小明电脑；目的IP：web服务器 |
| 数据链路层 | 以太网封装—MAC源：小明；目的MAC：网关 |
GET---请求读取一个web页面
POST---附加一个命名资源（web页面）
PUT---请求存储一个web页面
| 应用层 | HTTP应答报文—状态码 200—ok |
|---|---|
| 传输层 | TCP协议—源端口号：80；目的：请求方的随机数 |
| 网络层 | IP协议—源IP：web服务器；目的IP：小明 |
| 数据链路层 | 以太网封装—源MAC：服务器；目的MAC：下一跳设备的MAC地址 |
HTTP状态码
分类 分类描述
1** 信息，服务器收到请求，需要请求者继续执行操作
2** 成功，操作被成功接收并处理
3** 重定向，需要进一步的操作以完成请求
4** 客户端错误，请求包含语法错误或无法完成请求
5** 服务器错误，服务器在处理请求的过程中发生了错误
以太网（计算机 局域网）
静态路由
静态路由的优点
1.选路合理，由网络管理员手工配置
2.安全，动态路由协议的计算是需要路由器之间交互数据报文
3.不需要额外占用设备资源
缺点：
1.配置量大
2.无法基于拓扑结构的变化而自动收敛
flag:RD 递归计算而得
基本配置
方法一：
[r1]ip route-static 23.0.0.0 24 12.0.0.2-----在以太网中使用
方法二：
[r3]ip route-static 12.0.0.0 24 GigabitEthernet 0/0/0
方法三：
[r1]ip route-static 192.168.2.0 24 GigabitEthernet 0/0/1 12.0.0.2
方法四：
[r3]ip route-static 192.168.1.0 24 12.0.0.1 //需要提前铺垫好所有在路由递归查找过程中的所有路由项。
Pre — 优先级 — 当多条路由条目的目标网段相同时，仅加载优先级 最高的路由条目到路由表中。 — 数值越大，优先级反而越低 0 - 255 — 华为设备默认静态路由的优先级为60，直连路由的优先为0。
[r1]ip route-static 192.168.3.0 24 GigabitEthernet 0/0/1 192.168.2.2 — 增加出接口添加静态路由
路由环路 TTL — 64 128 255
拓展配置
1，负载均衡：当路由器访问同一个目标网段，具有多条开销相似的路径 时，可以让设备将流量进行拆分，分别从多条路径同时传输。可以起到叠 加带宽的效果。 192.168.6.0/24 Static 60 0 RD 192.168.2.2 GigabitEthernet 0/0/1 Static 60 0 RD 192.168.3.2 GigabitEthernet 0/0/2
2，环回接口：路由器配置的虚拟接口，一般用于虚拟实验而不受设备的 限制。 [r1]interface LoopBack ? <0-1023> LoopBack interface number ---- 环回接口可以创建 1024个 [r1]interface LoopBack 0 — 创建环回接口 [r1-LoopBack0] [r1]ping -a 192.168.1.1 192.168.4.1 — 指定发送Ping包中的源IP地 址
3，手工汇总：当路由器可以访问多个连续的子网时，若均通过相同的下 一跳，可以将这些网段进行汇总计算，之后仅编辑到达汇总网段的路由信 息即可，以达到减少路由条目数量，提高转发效率的目的。 192.168.00000001.0/24 192.168.00000010.0/24 192.168.0.0/22
4，路由黑洞：在汇总中，包含网络内实际不存在的网段时，可能会产生 流量有去无回的现象，造成链路资源的浪费。 192.168.0.0/22 <<< 192.168.0.0/24 192.168.0000 0001.0/24 192.168.0000 0010.0/24 192.168.0000 0011.0/24 合理的子网划分和汇总可以减少路由黑洞的产生。
5，缺省路由：一条不指定目标的路由条目。查表时，若本地路由均未匹 配，则将匹配缺省路由。 路由黑洞和缺省路由相遇将100%出环 [r1]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 12.0.0.2
6，空接口路由：防止路由黑洞和缺省路由相遇成环，在黑洞路由器上配 置一条到达汇总网段指向空接口的路由条目。 1，路由表的匹配原则：最长匹配原则（精确匹配原则） 2，null 0：如果一条路由的出接口设置为空接口，则将匹配到的数 据包直接丢弃。 [r1]ip route-static 192.168.0.0 22 NULL 0
7，浮动静态路由：通过修改静态路由的默认优先级，实现静态路由的备 份效果。 [r2]ip route-static 192.168.1.0 24 21.0.0.1 preference 80 [r1-GigabitEthernet0/0/0]shutdown — 手工关闭接口 [r1-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown — 重新开启接口
BFD
双向转发检测，是一种全网统一的检测机制，用于快速检测、监控网络中链路或者IP路由的转发连通状况。
网络类型及数据链路层协议
网络类型是根据我们数据链路层所运行的协议及规则来划分。
网络类型的分类
- P2P—点到点—point to point
- MA—多点接入网络
- BMA—广播型多点接入网络
- NBMA—非广播型多间接入网络
数据链路层协议
MA网络
以太网协议
特点：需要使用MAC地址对我们的设备进行区分和标识
原因：（为什么以太网需要使用MAC地址进行物理寻址）利用以太网协议建立起来的二层网络中可以包含多个接口，每个以太网接口之间都可以进行交互以太网数据帧，从而进行通讯，若不存在MAC地址，则无法找到对应的接收数据帧的设备。
所属类型—BMA
以太网网络的构建方式—使用以太网线缆，连接设备的以太网接口，形成的网络称为以太网络，所运行的协议就是以太网协议。
以太网的特色—可以提供极大的传输速率—频分技术
P2P网络（Peer to Peer）
当一个网络中只能存在两台设备，且不允许第三台设备加入，这样的网络称之为P2P网路。
P2P网络的搭建—使用串口线缆连接设备的串线接口，形成的网络
串口线—一种比较古老的线缆，早期主要使用的线缆之一
串口的标准：E1—2.048M/bps T1—1544M/bps
HDLC—High-Level Data Link Control—高级数据链路控制协议
标准：（两种不兼容思科、锐捷）
- 满足工业标准的HDLC协议—ISO组织（IBM公司—SDLC—一种面向比特的同步数据链路控制协议—以帧为单位来传输数据）
- 不满足工业标准的HDLC协议—各家厂商根据ISO标准的HDLC上进行修改得出
HDLC网络搭建
理论上不用配ip，为了服务上层协议要配ip
display interface brief
link-protocol hdlc
HDLC的接口地址借用
串行接口可以借用loopback接口的ip地址和对端建立连接。
[Huawei-Serial4/0/0]ip address unnumbered interface LoopBack 1
要配路由且该路由条目出口配置为出接口，因为没有ip地址
将环回接口IP地址配置为对端接口IP地址的同网段地址，且掩码为32
PPP—点到点协议（Point to Point Protocol）
PPP协议优点
- 相较于HDLC，PPP协议具备良好的兼容性。统一标准协议（任何穿行接口或串行线缆，子要能够支持全双工通讯，就可以支持PPP协议）
- 具有良好的可移植性。—PPPoE
- 可以完成认证和授权。
- 没有重传机制，开销小，速度快
PPP会话的搭建
PPP协议建立会话需要经过三个阶段
- 链路建立阶段—LCP协议
- 认证阶段—PPP认证（可选项）
- 网络层协议协商阶段—NCP协商
PPP链路建立阶段
- Dead阶段—被称为物理层不可用阶段
- 当通讯双方的两端检测到物理链路激活，就会从dead阶段跃迁到Establish阶段
- Establish阶段—会进行LCP参数
- 在该阶段，当LCP参数协商成功后，会进入opened状态，表示底层链路已经建立。
- Authenticate阶段—大多数情况下，链路两端的设备是需要经过认证阶段后才能进入到网络层协议阶段。
- PPP链路在缺省情况下，不要求进行认证
- 如果要求进行认证，则在链路建立阶段必须指定认证协议。
- 认证方式是在双方链路建立阶段进行协商的。
- 在Network阶段—PPP链路进行NCP协商
- 通过NCP协商来选择和配置一个网络层协议并进行该网络层协议的参数协商
- 只有当响应的网络层协议协商成功后，该网络层协议才可能通过这条PPP链路进行发送。
- NCP协议成功后，PPP链路将保持通讯状态
- 若PPP运行过程中，物理链路断开、认证失败、定时器超时、手工关闭连接等操作都会导致链路进入Terminate阶段
- Terminate阶段—链接关闭的阶段
- 若此时所有的链路资源均已被施放，则通讯双方都将回到初始Dead状态，直到双方重新建立PPP连接。
F=flag标记 0x7e 帧开始 结尾
A=address地址 0xff 全F 填充
C=control 无意义0x03
LCP协议—链路控制协议—主要用于完成PPP会话建立的第一阶段协商过程
NCP协议—网络控制协议—是一系列协议的总称，完成PPP会话建立第三阶段时针对网络层协议进行协商。网络层所使用的协议不同，则对应的NCP协议不同。
LCP报文类型
- LCP具有三大报文类型
-
链路配置报文—重点
-
链路终止报文
- Terminate-Request：终止请求
- Terminate-ACK：终止确认
-
链路维护报文
- echo-request — 回波请求
- echo-reply — 回波应答
-
LCP建立
1.MRU值=PPP数据帧中所允许携带的最大数据单元（信息部分大小），单位字节，默认1500
2.认证方式：根据第二阶段认证来判断，若存在认证，则需要协商认证方式；若不存在认证，则不需要协商。
3.魔术字：用来检测链路中是否存在环路，是由本地设备随机生成的字符串（设备序列号、硬件地址）
POS为服务器间高速转发数据流的线
同步=跟在报文后面
异步=以字节为单位
