HCIA初学者第二天-----网络基础

网络基础

目录

一、OSI七层模型

OSI/RM------开放式系统互联参考模型

传输层： TCP/UDP 工作：1.分段 2.提供端口号

分段 端口号

传输层： TCP UDP

二、名词注解

1、泛洪 广播

2、OSI模型

3、ARP: 地址解析协议

4、封装/解封装

5、PDU:协议数据单元--各层数据的计量单位

6、全双工/半双工

7、DNS

三、IPV4地址详解

无类别网络计算：

1、可变长子网掩码--VLSM

2、无类域间路由---CIDR

特殊地址

1、127 环回地址

2、255.255.255.255 受限广播地址（收到路由器的限制）

3、主机位全0

4、主机位全1

5、0.0.0.0

6、169.254.0.0/16 本地链路地址/自动私有地址

一、OSI七层模型

OSI/RM------开放式系统互联参考模型

应用层：人机交互 抽象语言----编码

表示层：编码----二进制

会话层：提供会话号 -----同软件不同程序

应用程序对数据本身进行加工处理-故统称为应用流层

传输层： TCP/UDP 工作：1.分段 2.提供端口号

网络层：IP - 互联网协议

数据链路层=介质访问控制层MAC+逻辑链路层LLC（校验）

物理层：物理硬件设备

负责对数据的运输进行加工处理--统称为传输流层

逻辑链路层LLC：对数据进行校验，保障数据的完整性；同时增加FCS（帧校验序列），验证数据完整性。

传输层： TCP/UDP 工作：1.分段 2.提供端口号

分段 端口号

1.分段：共享式网络中，数据包容量不易过大，否则将可能无法正常传输;必须进行合理切分（受到MTU值的限制）

MTU -- 最大传输单元 -- 设备限制的一个数据包的最大容量默认 1500字节

2.端口号：用于区分同一设备上不同程序产生的不同进程

提供端口号： 16位二进制 十进制使用0-65535

其中 1-1023 著名（知名）端口 -- 默认分配给各种服务

1024-65535高端口/动态端口 -- 随机分配给各个进程

TTL：生存周期

最大255 128/64

以太网II型帧

数据链路层头部：

Preamble 前导符

Destination Address 目标地址

Source Address 源地址

TYPE 类型字段

Date 荷载数据

FCS 校验核

传输层： TCP UDP

TCP --- 传输控制协议 --- 面向连接的可靠协议

在完成传输层基本工作的同时，还需要保证传输的可靠性

除了进行正常的分段和提供端口号;还会进行可靠性的保障机制---面向连接可传输

面向连接----三次握 手与四次挥手 建立端到端的虚链路

三次握手 -- 在转发真正需要传递的数据前，先通过3次交流，来确定是否可以发送和接受，如何接收。

可靠传输：4种可靠性机制

确认 重传 排序 流控（窗口滑动）

SYN=告知自身状态并发起一次链接

ACK=表示确认收到

RST=重连

TCP=严重错误且重连

FIN=断开一次链接

PSH=紧急加收

URG=紧急指针

IPV4 报头: internet 协议--最重要的功能为逻辑寻址

TCP的分段和IP的分片

IP的分片：收到底层MTU值的限制，限定了最大传输单元，若大于MTU值，则发生分片。

MSS --- TCP数据报最大分段长度

UDP --- 用户数据报文协议 --- 传输层的基本工作协议 --- 分段（受MTU限制），提供端口号 --- 非面向连接的不可靠协议 仅完成传输层的基本工作

二、名词注解

1、泛洪 广播

洪泛: 流量进入交换机后，若交换机没有目标MAC地址，在本地对应接口的记录将该流量除进入接口外的，其他所有接口复制转发。

广播: 终端、服务器等设备，利用交换机的洪泛规则，故意发送网络中不存在的目标MAC地址数据包，来迫使交换机对该流量进行洪泛。-- 默认使用全1;

2、OSI模型

OSI模型:开放式系统互联参考模式---7层网络模型

应用层 表示层 会话层 - 上三层应用程序层

传输层 网络层数据链路层 物理层 --下四层传输流层

TCP/IP 协议栈道模型:

TCP/IP协议簇

1969年阿帕网---最早的互联网

1979年出现OSI七层模型

3、ARP: 地址解析协议

ARP: 地址解析协议--通过某一种地址来获取另一种地址

AARP: 正向ARP -- 已知同一网段设备的ip 地址,通过广播查询的方式,来获取对端的 MAC地址;

逆向 ARPInarp:

RARP:反向 ARP

FARP: 无故ARP ---在设备刚获取时固定进行，使用ip地址的过程中随机进行，向外主动进行正向 ARP请求(广播方式通过ip地址获取mac 地址);但被请求ip地址为本地使用的ip地址;---用于ip地址的冲突检测

4、封装/解封装

封装: 数据从高层向低层加工的动作，过程中在每层添加各层的报头，数据将不断增大;

解封装: 封装的逆向过程，对各层报头读取识别的过程，数据将不断变小;

5、PDU:协议数据单元--各层数据的计量单位

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

6、全双工/半双工

全双工: 单个节点，可以在同一个时间点，同时收发数据。--收和发的数据被物理隔离在不同的频道或不同的电缆上传输。

半双工: 单个节点，在单点时间内只能处于发送或接收状态，不同同一时间收发数据。

7、DNS

DNS：域名解析服务

HTTP tcp 80 超文本传输协议

HTTPS（HTTP+SSL） tcp 443 安全传输协议

FTP tcp 20/21 文件传输协议

TFTP udp 69 简单文件传输协议

Telnet tcp 23 远程登录标准协议

Dns UDP/TCP 域名解析

DHCP udp 67/68 动态主机配置协议

三、IPV4地址详解

IPV4地址：32位二进制构成 点分十进制进行标识（应用层显示）

IPV6地址：128位二进制构成 冒分16进制标识

IPV4地址使用网络位和主机位进行区域的区分，由子网掩码进行规划。

IPV4还存在ABCDE五类：

ABC类：单播地址--------既可以作为源IP使用，又可以当做目标IP使用，每一个单播地址，都代表着全网的一个唯一的节点；只有单播地址可以作为源IP使用。

D类：组播地址 --- 代表一个组;需要部署环境后才能使用。在无组播环境的地方，发送组播，其工作状态与广播一致。-- 只能作为目标ip地址，不得作为源ip地址，故在任何节点上配置的ip 地址只能是单播地址。

E类：保留地址，用于科研使用

基于IP地址的第一组八位进行分类：

A类：1-126 前8位为网络位

B类：128-191 前16位为网络位

C类：192-223 前24位为网络位

D类：224-239 不分网络位和主机位

E类：240-255

以上为默认的分类，在实际工程中不按该标准使用，实际网络为无类别网络。

无类别网络计算：

1、可变长子网掩码--VLSM

可变长子网掩码--VLSM子网划分通过延长子网掩码的长度，从而使得从原来的主机位借位到网络位，实现将一个网段切分为多个的效果;当然对应的主机位缩短。

VLSM----可边长子网掩码----子网划分 （借位）

主机数范围：主机位全0----主机位全1

192.168.1.0/24 256主机数 可用主机数254 一开二

11000000.10101000.00000001.00000000

11111111.11111111.11111111.10000000

192.168.1.0/25-------192.168.1.127/25 128个 126个

11000000.10101000.00000001.10000000

11111111.11111111.11111111.10000000

192.168.1.128/25-----192.168.1.255/25 128个 126个

192.168.2.0/24 划分为4个子网 并写出可用主机范围 ？

11000000.10101000.00000010.00000000

11111111.11111111.11111111.11000000

192.168.2.1/26-----------192.168.2.62/26

11000000.10101000.00000010.01000000

11111111.11111111.11111111.11000000

192.168.2.65/26-----------192.168.2.126/26

11000000.10101000.00000010.10000000

11111111.11111111.11111111.11000000

192.168.2.129/26------------192.168.2.190/26

11000000.10101000.00000010.11000000

11111111.11111111.11111111.11000000

192.168.2.193/26----------192.168.2.254/26

172.16.0.0/15 划分为4个子网 并写出每个网段的可用地址范围

172.0001000 0.0 0000000.00000000

172.16.0.1/17--------172.16.127.254

172.0001000 0.1 0000000.00000000

172.16.128.1/17-------172.16.255.254

172.0001000 1.0 0000000.00000000

172.17.0.1/17------172.17.127.254

172.0001000 1.1 0000000.00000000

172.17.128.1/17------172.17.255.254

2、无类域间路由---CIDR

无类域间路由---CIDR---子网汇总 ---------取相同位 去不同位（相同位保留按照网络位处理，不同位全部归零处理，当做主机位）

CIDR= 子网汇总+超网

子网汇总:汇总计算后所得网段的子网掩码，长于或等于主类掩码长度

超网:汇总计算后所得网段的子网掩码，短于主类掩码长度;

192.168.0.0/24 11000000.10101000.00000000.00000000

192.168.1.0/24 11000000.10101000.00000001.00000000

192.168.2.0/24 11000000.10101000.00000010.00000000

192.168.3.0/24 11000000.10101000.00000011.00000000

192.168.0.0/22 11000000.10101000.00000000.00000000

汇总成一个网段

172.16.33.0/24 172.16.00100001.0

172.16.44.0/24 172.16.00101100.0

172.16.55.0/24 172.16.00110111.0

172.16.63.0/24 172.16.00111111.0

172.16.32.0/19 172.16.00100000.0

特殊地址

1、127 环回地址

127.0.0.0-----127.255.255.255

用于排错的历程分析

用于测试本地TCP/IP栈道能否正常封装和解封装数据，不能测试到网卡芯片。

2、255.255.255.255 受限广播地址（收到路由器的限制）

既不知道对方的IP，又不知道对方的MAC！

3层广播地址

3、主机位全0

192.168.1.0 255.255.255.0 不是单播地址，是一个 网段

例1：192.168.1.192/26 网段还是IP地址？

11000000.10101000.00000001.11000000

11111111.11111111.11111111.11000000

网段

例2：10.10.0.0/10 是一个网段 还是一个IP？

00001010.0001010.00000000.00000000

11111111.1100000.00000000.00000000

IP

4、主机位全1

192.168.1.255/24 不是一个单播地址 直接广播地址

不是一个可用ip地址，不能配置在设备上作为源ip;直接广播地址,用于跨网段进行广播,但所有设备默认均未开始该功能,需要手工激活。

5、0.0.0.0

即代表所有地址 也代表没有地址

6、169.254.0.0/16 本地链路地址/自动私有地址

在终端设备多次通过 DHCP 广播，获取ip地址失败时，本地自动分配的ip地址，网络位固定，主机位随机，若地址冲突，继续随机，可用于同一广播域的临时通讯。