HCIA初学笔记

1946年2月14日，美国宾夕法大学为了美国军方用于导弹计算，发明了世界上第一台计算机，而计算机改变引领了世界的发展。计算机具有强大的计算能力，迅速的在各个科研单位广泛应用。

网络和网络核心
网络：使用连接设备将终端设备通过运输介质连接起来，进行数据的传输。
终端设备：个人电脑、手机、iPad等电子设备
连接设备：路由器、交换机、网桥、中继器等设备
传输介质：有线和无线传输介质

OSI参考模型（开放式参考互联模型）
OSI是由ISO（国际标准化组织）在1979年颁布的，定义了数据产生过程的标准格式，不同的系统不同的软件在产生数据时定义了统一的标准。将数据的产生过分为了7层，提出了分层的思想。
分层：不同层实现了不同的功能，集合起来定义了数据的产生过程。
分层的优点：1、降低了层次之间的关联性，减少了某些层次协议对其他层的影响；2、便于指定标准化；3、方便学习和理解；4、各个层之间清楚自己的目标并且想对独立，便于后期单独协议的增强升级。

OSI七层模型参考：
控制层面：
7、应用层：对应用程序提供借口。
6、表示层：进行数据格式的转换，以确保一个系统生成的应用层数据能够被另外一个系统的应用层所识别和理解。
5、会话层：在通信双方之间建立、管理和终止会话。
数据层面：
4、传输层：建立、维护和取消一次端到端的数据传输过程。控制传输节奏的快慢，调整数据的排序等等。
3、网络层：定义逻辑地址；实现数据从源到目的地的转发。
2、数据链路层：将分组数据封装成帧；在数据链路上实现数据的点到点、或点到多点方式的直接通信；差错检测。
1、物理层：在媒介上传输比特流；提供机械的和电气的规约。

具体作用：
应用层：接收用户的数据，人机交互的接口，面向的应用程序。（即不同的软件产生了不同的数据，而对这些数据进行传输时要有对应的协议和服务规定传输的规则，应用层定义了这些服务，如：HTTP、DHCP、DNS、SMTP等等）
表示层：将逻辑语言（软件语言）转换为机器语言（二进制语言），翻译。（数据的编码解码、数据的加密解密、数据的压缩和解压等等）【语言：1、自然语言：中文、英文、日文等等；2、逻辑语言：也称为编码语言，通过不同的编码方式进行编码定义，如国际码Unicode，中国的GBK、GB2312、BIG5等等；3、机器语言：也就是计算机能够直接处理的二进制语言】
会话层：管理通信，针对传输的每一种数据建立（管理：建立、维持、终止）一条会话虚拟链接。
传输层：定义数据的传输方式，以及定义用于在数据层面区分不同流量。
网络层：编址、寻址（路由），编码协议（IPV4、IPV6、IPX、Appletalk等）
数据链路层：针对不同的传输介质定义不同的二层封装
物理层：将二层的数据帧转换为物理传输介质中比特流，关注机械特性、电学特性、光学特性等。

相关内容：
区分流量：通过传输层端口号进行区分（不同的端口号代表了不同的流量）
端口号范围：0-65535
端口号分类：静态端口号（也称知名端口号）：1-1023；动态端口号：1024-65535
静态端口：每个端口号定义了特定的服务（流量），特点：端口号与流量之间存在一一对应并绑定的关系
    常见端口号：域名系统（DNS）——TCP/UDP 端口 53；超文本传输协议（HTTP）——TCP 端口 80；简单邮件传输协议（SMTP）——TCP 端口 25；邮局协议（POP）——TCP 端口 110；Telnet——TCP 端口 23；动态主机配置协议（DHCP）——UDP 端口 67和端口 68；文件传输协议（FTP）——TCP 端口 20和端口 21
动态端口：大多数服务使用随机的动态端口号进行区分，特点：动态端口与流量间存在一一对应的关系但无绑定，即端口空闲即可使用（也有一些端口虽无官方规定绑定，但默认是对应的流量）
数据的传输方式：可靠传输和不可靠传输
可靠传输：面向连接，速度慢，但是文件传输的完整性有保障
    TCP：传输控制协议，是一种面向连接的可靠的传输协议
        保证可靠性：1、确认机制；2、重传输机制；
        面向连接：是在传递数据之前进行协商，确保数据在后续的发送过程中双方能够发送以及能够发送到数据。
        保障面向连接：TCP三次握手机制（客户端向终端发送确认，终端接收后将确认和数据发送给客户端，客户端接收后向终端发送确认）
        会话断开机制：四次断开（客户端向终端发送断开，终端接收后向客户端发送确认，客户端接收后向终端发送确认，终端向客户端发送断开）
        优化机制：1、重排序；2、滑动窗口机制
        主要应用环境：web浏览器、电子邮件、FTP等协议
不可靠传输：无连接，速度快，大流量，同步性要求较高，对数据的丢失不敏感
    UDP：用户数据报协议，是一种非面向连接的不可靠传输协议
        特点：1、无连接（没有三次握手不需要提前进行协商）；2、不可靠传输（尽力而为）；3、简单；4、低开销
        主要使用环境：视频流、IP语音（VOIP）
抓包：使用wireshake抓包工具分析TCP UDP数据结构
IPV4:互联网协议版本4，采用了32个二进制进行标识
    组成方式：32个二进制
    书写方式：点分十进制
    完整的IP地址：IP地址部分+网络掩码
    IP地址：32个二进制，0和1组成
    网络掩码：32个二进制，连续的1和连续的0组成，连续的1代表网络，连续的0代表主机位
IP地址分类：A类地址：第一位固定为0【0XXX XXXX ——0-127（1-126），网络掩码默认为255.0.0.0】
       B类地址：前两位固定为10【10XX XXXX——128-191，网络掩码默认为255.255.0.0】
       C类地址：前三位固定为110【110X XXXX——192-223，网络掩码默认为255.255.255.0】
       D类地址：前四位固定为1110【1110 XXXX——224-239，组播地址，无掩码】
       E类地址：前四位固定为1111【1111 XXXX——240-255，科研地址】
    A、B、C——单播地址；D——组播地址；E——保留地址；单播—— 一对一；组播—— 一对多；广播—— 一对所有
特殊地址：1、0.X.X.X【无效地址（保留地址）】，0.0.0.0（无效地址，占位）；2、127.0.0.1（本地测试【127.X.X.X 测试地址】）；3、网络号，网络位置不变，主机位全为0的地址（描述一个网段）【192.168.1.1；255.255.255.0；192.168.1.0；255.255.255.0】；4、受限广播地址，255.255.255.255；5、定向（直接）广播地址，网络位不变，主机位全为1【192.168.1.1；255.255.255.0；192.168.1.255；255.255.255.0】；6、本地链路地址：link-local（169.254.0.0；255.255.0.0）
公有地址：具有全球唯一性标识地址
私有地址：不具唯一性标识的地址
数据链路层分为两个子层：LLC——逻辑链路控制子层（标识上层使用了何种协议）
                MAC——介质访问控制子层（二层进行地址的识别）
数据链路层的功能：组帧、物理编址、流量控制、差错控制、接入控制
MAC地址介绍：48个二进制构成，书写方式：减分或者点分十六进制标识
    减分十六进制书写：60-F2-62-3C-E3-53
    点分十六进制书写：60F2.623C.E353
    构成：前24位：OUI（统一资源标识符），也称为厂商ID；后24位：interface ID（接口标识符），也称为产品ID
物理层传输介质：有线介质（同轴电缆、双绞线、光纤）；无线介质（WiFi、蓝牙、wimax等）
    同轴电缆：网络早期使用，速率较低，优点是耐用，传输距离长，抗干扰强；优点：耐用、传输距离长、抗干扰强、抗老化、耐酸蚀；缺点：速率较低、造价较贵、不易弯折不利于布线
        常用于射频领域、基站、wifi、电视信号传输
    双绞线：8根铜丝，两两相绞；
        屏蔽双绞线：在绝缘皮下方还有一圈金属壳，主要为了屏蔽外界干扰，应用于强干扰环境
        非屏蔽双绞线：应用于日常环
        线类：分为3类、4类、5类、超5类、6类、超6类等常见的5类，超5类线。线类越高，铜丝越粗，绞的越紧，速度更快，抗干扰能力更强。
        线序：568A线序：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕；568B线序：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕
    平行线：又称为直通线，线序相同，不同层设备使用平行线
    交叉线：线序不同。同层设备使用交叉线。
    全反线：又称console线，配置线，线序相反，用于用户控制网络设备
    光纤：利用光携带光信号传输数据
        分类：单模：应用注入式激光二极管，光在光纤中横向（直线）传输光源贵，线便宜；多模：应用发光二极管，光在光纤中全反射传输，光源便宜，线贵
        优点：抗干扰强、传输距离远、传输质量高
        缺点：抗弯折性查、接口需要光电转换模块，成本较大
        区分：黄色代表单模，橙色代表千兆多模，蓝色万兆多模
    无线传输介质：标准IEEE 802.11 - 通常也称为Wi-Fi；标准IEEE 802.15 - 通常称为“蓝牙”；标准IEEE 802.16 - 通常称为WiMAX；全球移动通信系统（GSM）