HCIA的初始学习——路由交换

网络

1. 网络的定义
     网络是由网络连接设备（也就是路由器等）通过传输介质（也就是网线等）将网络终端设备连接起来,进行资源共享，信息传递。
2. 网络的方向
   路由交换（基础）
   无线
   运营商
   安全
   语音
   数据中心
   ——————————————————————————————

初学者应先打牢基础，所以学习路由交换是很好的选择，而提到路由交换，就不得不说OSI气层参考模型，毕竟，，这是最早由ISO国际标准化组织制定的计算机标准框架，而标准就意味着通用，大大方便了计算机的构架与使用。

OSI七层参考模型

上三层
7.应用层：通过人机交互来实现各种各样的服务
   个人理解:通过操作机器来实现自己想要的东西；举个例子，大部分人通过操作手机实现了玩游戏，看短视频等服务。
6.表示层：对数据进行编码，加密操作，当然对应的也在这一层会有对数据 的解码和解密操作。
5.会话层：顾名思义，就是与会话有关，分为发现会话，建立会话，维持会 话，终止会话进程，说的是发送方与接收方进行通信的过程。
   个人理解：与打电话有点像，比如你是发送方，对方是接收方，你在通讯录里或输入手机号码，这就是发现会话，然后你打电话过去，这就是建立会话，接收方接通后，双方都没有挂断，一直保持着接通状态，这就是维持会话，然后双方有一人挂断电话，这就是终止会话进程。
下四层
4.传输层：1.根据不同端口号来区分不同的服务
     2.提供可靠的运输
     3.数据分段
  补充说明：
  端口号分为静态域动态，静态端口号：一个端口号代表一个特定服务，且呈永久绑定关系；动态端口号：一个端口号暂时为一个服务；0为特殊端口号，一般在网络编程中使用，代表所有端口号。
  可靠机制：确认（得到反馈），重传（重新运输），排序（排列顺序），流控（拆分传输）。
  相关协议：TCP\UDP。
  最大段长度：1480B\最大传输单元：1500B。
3.网络层：根据IP地址来进行逻辑寻址。
2.数据链路层：1.LLC：逻辑链路控制子层
         作用：为上层服务提供PCS校验。
       2.MAC：媒介访问控制子层
         作用：根据MAC地址来进行物理寻址。
       补充说明：每个电脑都有一个自己的MAC地址。
1.物理层：定义电的特性、光的特性，接口规范。

封装与解封装

上三层封装：数据报文。
第四层封装：数据段。
第三层封装：数据包。
第二层封装：数据帧。
一层封装：比特流。
补充说明：每层都需要FCS校验。

为什么握手是三次？
答：为了保证面向连接。
为什么握手是三次，挥手是四次？
答：TCP的传输方式是全双工。

三次握手与四次挥手

TCP用三次握手和四次挥手来保证面向连接的可靠性。
三次握手

补充说明：
SYN:同步序列号请求（请求连接的一种连接方式）
Seq:序列号——记录发送的次数
Ctl:控制位
Ack:确认

四次挥手

补充说明：
FIN:请求断开连接。
2.3序列号相同表示同时发送（有时间间隔，但非常短，可以忽略不计）

TCP的报头

补充说明：
Resv:预留位-保留出来的-服务质量
Rst:重置位
Urg:指针
Urgent poiinter:紧急指针
Ctl:控制位

UDP的报头

IP报头

补充说明
标识，标志，片偏移：支撑跨层支撑。
Time to live（TTL)的作用：防止环路。
          默认情况下每经过一台路由器减1，为0不传递。

TCP/IP协议栈

APPlication	应用层
Transport	传输层
Internet	网络层
Datalink	数据链路层
Physical	物理层

补充说明：
1.Datalink和Physical两层可以合并为Network Access（网络接入层）
2.TCP/IP协议只支持TCP/IP网络-IP网络

TCP/IP协议栈和OSI七层参考模型
相同点：1.两个都是模型层次化。
    2.下层对上层提供支持。
    3.每层协议彼此相互独立。
不同点：1.OSI先有模型才有协议；TCP/IP先有协议才有模型。
    2.TCP/IP协议栈只适用于TCP/IP网络。
    3.层数量不同，一个七层，一个五、四层。

TCP的几种状态

1. 半连接状态
      发送数据包给对方，对方拒绝接收，和DOS攻击有些像，DOS攻击就是发送大量的正常的数据包，从而迫使对方拒绝服务。
     解决办法：防火墙
     防火墙的作用：
      1.代理客户端向防护端发送数据。
      2.代理服务器接收客户端的数据
2. 半关闭状态
     一方遭到物理的关机等。
3. 半开放状态
     三次握手成功后，一端隔了很久未再次发送新的请求，另一端会主动断开。

子网掩码

作用
区分网络位和主机位。
补充说明
32位的IP地址中会被区分为网络位和主机位，网络位的作用是标识此IP地址处于哪个广播域中（在同一个广播域中相互之间可以直接通信，反之则需要借助网络连接设备–路由器），主机位的作用是可以给主机分配IP地址。
怎么区分网络位和主机位
看对应的子网掩码，掩码中为1的部分，对应到IP地址中就是网络位，为0的部分，对应到IP地址中就是主机位
结论
网络位相同即为同一广播域，网络位不同即为不同广播域。

IP地址的分类

根据IP地址的第一个分类来区分ABCDE五类地址。
A：1-126
B：128-191
C：192-223
D：224-239
E：240-254
其中，ABC为单播地址，D为组播地址，E为科研作用。
补充说明
单播地址：既可以作为源地址，也可以作为目标地址。
组播地址：只可以作为目标地址使用。
主类网：ABC三类地址有默认的子网掩码长度。
  A:255.0.0.0
  B:255.255.0.0
  C:255.255.255.0
特殊IP地址
1.0.0.0.0：无效地址/缺省（默认）地址
  作用：代表所以IP地址。
2.127.0.0.1：本地环回地址
  作用：用于检测TCP/IP协议栈是否能够正常的封装与解封装数据，也就是检测网卡好坏。
3.255.255.255.255：受限广播地址
  作用：通知所有IP地址
4.169.254.x.x/16：本地私有地址
  作用：当PC没办法通过自动获取IP地址的方式获取IP地址时，PC会自动产生一个IP地址，
5.主机位全为0的地址
  作用：代表整个网段内的所有地址
6.主机位全为1的地址
  作用：代表本网段内的广播地址，只能作为目标地址去使用。
补充说明：1.网段就是一段网络，也就是一个广播域。
     2.5和6项不可以给PC使用。

IPV4地址在使用场景的分类

私有地址（少量）
  免费使用，本地唯一性。
公有地址（多）
  付费使用，全球唯一性。
补充说明：
1.本地唯一性：在一个广播域内不能出现相同的地址。
2.NAT技术：公有地址转私有地址。
私有地址范围
A：10.0.0.0/8
B：172.16.0.0/16-172.31.0.0/16
C：192.168.0.0/24-192.168.255.0/24
补充说明：不是私有地址的都是公有地址
如何合理使用私有地址
使用VLSM技术，通过借用主机位来充当网络位都方法，实现将一个大的广播域逻辑的划分位若干个小广播域。