HCIA网络基础笔记1

OSI七层模型
提升网络需求和方法
IPV4地址详解
IP特殊地址
VLSM 可变长子网掩码------子网划分
TCP/IP协议
传输层协议 TCP的分段和IP的分片

HCIA 网络基础

OSI七层模型

抽象语言------电脑加工-------二进制------抽象语言

应用层：抽象语言----编码

表示层：编码----二进制

会话层：

传输层：

人类最早的网络-----对等网

网络层：

数据链路层：介质访问控制层 MAC+逻辑链路控制层LLC

物理层

会话层：提供会话号 当PC端上 同软件不同进程的程序同时接收消息是，他们会拥有相同的IP地址和MAC地址。此时就需要会话层打上不同的会话号来加以区分。

得出结论：应用层 表示层 会话层 上三层都是对数据进行加工处理的。下四层为加工运输数据。

OSI七层模型

增大网络

1.人数变多 设备变多 ------节点增加

2.距离变长------距离增加

网线----RJ-45 双绞线

长度过长产生：波形失帧

网线链接多个PC端：直线型拓扑 环形拓扑 树状拓扑 波环形拓扑 星型拓扑

3.节点增加------HUB集线器

HUB网络集线器------安全 延时 地址 冲突 （可满足）

地址：唯一 格式统一 MAC地址 48位二进制构成 16进制标识

冲突：解决方案：CSMA/CD 载波侦听多路访问 ------排队机制

机制：1.首先使用监听功能 当有消息发送是看网络环境是否有消息正在发送 若有则等待 结束后 立刻发送

2.当监听到钱这消息结束时立刻发送

3.当消息相撞时，会彼此发送一个阈值，待阈值为0时，再次发送消息

提高要求

1.无线传输距离 2.没有冲突 3.形成单播

网桥------交换机

交换机------工作都在介质访问控制层

1.无限的传输距离 2.没有冲突 3.单播问题 8位二进制----1bt 1024字节=1kb 速率公式：约等于宽带除以8乘以85%

交换机的工作原理：

1.当数据帧进入交换机以后 交换机会查看该数据的原MAC地址，之后将该MAC地址与进入接口的映射关系记录到MAC地址表中；随后查看目标的MAC地址，若有记录则从相应的接口以单播的形式送出，若没有记录，则从除过进入以外的所有接口进行发送----洪泛

洪泛：向除了接入接口以外的所有接口进行发送

MAC地址表的老化时间：300s

变大网络------无限的传输距离 无冲突 单薄 =交换机----二层设备------ 识别MAC 认识则单播 不认识则洪泛

路由器--------从被发明的那一天起 全球互联

Cisc 思科

网络层： IP 互联网协议------地址IP

IPV4：32位二进制构成 存在网络位和主机位的区分，网络为用于表示所在范围（网段）；选用点分十进制来标识。为了方便人来看采取8位一分

192.168.1.1 11000000.10101000.00000001.00000001

172.16.2.1 10101100.00010000

192.168.1.1 255.255.255.0

192.168.2.1 255.255.255.0

11000000.10101000.00000001.00000001

11111111.11111111.00000000.00000000

网络位 主机位

子网掩码：连续的1和连续的0构成，连续的1对应网络位，连续的0对应主机位。

ARP：地址解析协议：通过一种地址，找到另一种地址。ARP先通过广播发送ARP请求包，收到广播包的设备都将源MAC的映射关系记录在本地的ARP缓存表中，然后再查看请求的IP是否是自己的，若不是 则丢弃，若是，则以单播的形式进行回复，在之后的传输中，先优先查看本地的ARP缓存表，若本地有记录则直接按照记录进行发送，若没有记录，则进行ARP请求。

ARP缓存表的老化时间：180s

免费ARP，也叫无故ARP：

路由器的工作原理：在发送数据包时，会先通过子网掩码进行网络位判定，判定是否在同一网段内，若在则直接通过交换机转发即可。若不在同一网段内，若在则直接通过交换机转发即可。若不在同一网段内则目标MAC改为自己的网关，发送至路由器，通过路由器实现跨网段转发。路由器会跟居目标的IP的网段查询自己的路由表，进行抉择是否转发数据包，若路由表中没有目标IP网段的记录，则直接丢弃该数据包，若路由表中存在该路由条目，则无条件转发。

变大网络 ------无限的传输距离 无冲突 单播 =交换机------二层设备------识别MAC 认识则单播不认识则洪泛------洪泛范围-----他的终点=网关------路由器（IP地址）---ARP协议----广播----广播域（洪泛范围）------

IPV4地址详解

IPV4地址：32位二进制构成 点分十进制标识

IPV6地址：128位二进制构成 冒分十六进制标识

IPV4地址 存在网络位和主机位的区分

存在ABCDE五类：

ABC类 为单播地址 ------既可以当做源IP使用，也能当做目标IP使用，每一个单播地址都标识着一个唯一的节点，只有单播地址可以作为源IP使用

D类 为组播地址 只能作为目标IP使用

E类 保留地址

基于IP地址的第一个8位进行分类：

A类：1-126 前8位为网络位 255.0.0.0

B类：128-191 前16位为网络位 255.255.0.0

C类：192-223 前24位为网络位 255.255.255.0

D类：224-239 不分网络位和主机位

E类：240-255

特殊地址：

一：127 环回地址 127.0.0.1-127.255.255.255

二：255.255.255.255 受限广播地址

三：主机位全0 192.168.1.0 255.255.255.0 不是单播地址，不能配置为设备的IP地址，192.168.1.0 255.255.255.0= 192.168.1.X 一个网络号，代表一个网段，192.168.1.0/24

四：主机位全1 192.168.1.255/24 不是一个单播地址，不能被配置为设备的IP地址，直接广播地址， 用于本地向本地以外的广播域进行的广播行为。

五：0.0.0.0 代表没有地址，也可以代表所有地址

六：169.254.0.0/16 本地链路地址 自动私有地址

VLSM 可变长子网掩码------子网划分

192.168.1.0/24 255.255.255.0

一个网段的主机数范围：主机位全0-主机位全1

192.168.1.0/24-----192.168.1.255/24

128 64 32 16 8 4 2 1

11000000.10101000.00000001. 0 0000000

11111111.11111111.11111111.00000000

11000000.10101000.00000001. 0 0000000

11000000.10101000.00000001. 1 0000000

192.168.1.0/25

192.168.1.128/25

11000000.10101000.00000001. 00000000

11111111.11111111.11111111.10000000

无类域间路由----CIDR---取相同位 去不同位 （减少网络位）

192.168.0.0/24 192.168.00000000.00000000

192.168.1.0/24 192.168.00000001.00000000

192.168.2.0/24 192.168.00000010.00000000

192.168.3.0/24 192.168.00000011.00000000

取相同位当做网络位使用，去除剩余当做主机位使用，且全部为0

192.168.00000000.00000000 192.168.0.0/22

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

1. MTU：最大传输单元 默认1500字节

分段：当数据包过大时，连续的发送可能会使数据传输中插入其他数据导致原包形成废包，所有，需要对数 据包进行分段来保证包的完整性和传输的稳定性。

1. 端口号 ：使用电脑时可能会同时访问多个服务器，多个服务器回复时，回复目标的IP地址和MAC地址都一样，为了不分配错误，所有，在程序启动时，电脑会在1024-65535中随机分配一个端口号给这个程序，在服务器回包时同时也会带上这个端口号，来加以确认是那个程序的回包。这样电脑就能正确的对数据进行分配。

TCP/IP协议

PDU：协议数据单元：对不同封装的数据单位标识

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

TTL：生存周期

我们的数据包每经过一个路由器，TTL值就会减一，当这个值为0时，这个数据包就会被丢弃，不在进行转发。

255 64 128

HTTP tcp 80 ----超文本传输协议

HTTPS tcp 443 HTTP+SSL 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 53 域名解析协议

DHCP udp 67/68 动态主机配置协议

传输层协议

TCP ------传输层控制协议----面向连接的可靠协议

在完成数据层传输工作的同时 ，还要保证传输的可靠性

面向连接------三次握手 四次断开 建立端到端的虚链路

syn----->

<-------ack+syn

ack------>

SYN=发起一次连接并告知自身状态

ACK=确认

特殊情况： RST=重连 tcP=严重错误且重连

FIN=断开 PSH=加急接收 URG=紧急指针

四次挥手

------->fin

<------ack

<------fin

------->ack

UDP---------用户数据报文协议------非面向连接的不可靠协议

仅完成传输层的基本工作

TCP的分段和IP的分片

IP的分片：受到二层 数据链路层 MTU的限制

TCP分段原因：MSS-----TCP数据最大数据分段长度

数据达到网络层如果大于MTU则会分片，为了提高传输效率，TCP在装载数据时如果能够做到封装的数据不引起三层的分片，则为最佳。故采取MSS值的形式进行协商。