2024.3.21-3.24课程笔记

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#笔记

本文介绍了华为认证体系下的网络工程师等级，比较了思科与华为的市场地位，并详细讨论了云技术、包交换、计算机与通信技术发展，包括网络拓扑、交换机功能、IP地址管理、子网划分与路由协议等内容。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

HCIA：华为认证体系下初级网络工程师
HCIP：华为认证体系下高级网络工程师
HCIE：华为认证体系下专家级网络工程师

思科 ->->-> 华为（国产化）（防止安全问题等）

云技术————云存储：以百度网盘为代表
|
——云计算：分布式计算

包交换（重点）

计算机技术：

人类识别---抽象语言计算机识别---电信号

抽象语言->->->编码即应用层
编码->->->二进制即表示层
二进制->->->电信号即介质访问控制层
处理电信号即物理层

通信技术:

1876年--公共交换电话网---电路交换---1888
互联网的前身：阿帕网
对等网：仅有两台电脑对联

扩大网络规模：
1.网络节点数增多
2.延长传输距离（更为简单）（拉网线）

延长传输距离方式：
常见网线学名：RJ-45双绞线---8根铜丝，两两相绞（双绞的目的是减少电生磁的干扰）

双绞线分类：屏蔽双绞线（可屏蔽外界干扰）与非屏蔽双绞线

超五类线：1000Mbps 传输距离100m（原因：信号衰弱）

同轴电缆：

光纤：光导纤维
电->->->光：发光二极管，注入式激光二极管
电->->->光：光点二极管

单模光纤：传播过程中的信号畸变更小（相较于多模光纤）
多模光纤
信号畸变---波形失真

放大器（中继器）：用于处理信号畸变问题处于物理层

增加网络节点数方式：
网络拓扑：
1.直线型拓扑：
结构类似于：1-----1-----1-----1
优点：结构简单
缺点：容错率小，信息易泄露等

2.环型拓扑
结构类似于： 1------1-----1
| |
1 1
| |
1------1------1
优缺点基本同直线型拓扑，仅容错率高了一点

3.星型拓扑
结构类似于： 1
1 | 1
| | |
——————————
| | |
1 | 1
1
优点：减少距离
缺点：过于依赖中转的设备
树型拓扑即星型拓扑的一种延

4.网状拓扑
结构类似于：

优点：太多了说不过来
缺点：成本太高

性价比最高：星型拓扑

集线器（hub）：星型拓扑的中间设备物理层
集线器涉及的问题：
1.地址问题（设备间若缺乏标识则不能实现通信）
2.安全问题（信息全都经过集线器，有泄露可能）
3.冲突问题（同时发消息可能引起电信号冲突）
4.延迟问题（处理自己的信息，也要要处理他人的信息）

处理地址问题的要求：1.全球唯一 2.格式统一
处理：MAC地址---所有芯片出场时，厂商烧录的一个串号，由48位二进制构成（有时会转化为12位16进制，本身相同，只是方便识别），满足全球唯一和格式统一的要求介质访问控制层
MAC地址全称Media Access Control Address，也称为物理地址（Physical Address）（Media Access Control即介质访问控制）
MAC地址前24位为厂商的标识，后24位为厂商为产品分配的串号
源MAC地址SMAC,目标MAC地址DMAC
物理地址：不可变
逻辑地址：可根据环境改变

（网卡是网络适配器）

处理冲突问题的方式：CSMA/CD---载波侦听多路访问/冲突检测---作用：排队
该技术用于侦听消息，以检测冲突；若发生冲突，则每台设备会给自己设置一个随机的计时器，以错开时间；若随机的时间相同，则又将发生冲突，进入上一步。

对于以上解决问题的方式，提出新需求：
1.可以无线延长传输距离
2.可以完全解决冲突---所有节点可以同时收发数据
3.可以实现单播---一对一的通信

交换机可以实现以上三个需求！！！

交换机属于二层设备，即于介质访问控制层工作
需求1的解决方式：交换机可以将电信号转化为二进制，再将其转换为电信号，以这一转化来解决信号畸变问题（简单来说，就是不断翻新信号）
需求2的解决方式：交换机可以将电信号转化为二进制，以此规避电信号的冲突，再将其转化为电信号输出
需求3的解决方式：数据包来到交换机，交换机会先看数据包中的源MAC地址，将源MAC地址和进入接口的对应关系记录在本地MAC地址表。之后，看数据包中目标MAC地址，根据目标MAC地址查看MAC地址表，如果MAC地址表中存在记录，则直接按照记录转发，实现单播，如果没有记录，则进行泛洪----除了进入的接口外，剩余所有的接口都发送一遍（第三点很重要！！！）

泛洪范围/广播域：会随着交换机的连接而融合

交换机的MAC地址表中，一个接口可对应多个MAC地址，一个MAC地址只能对应一个接口。

MAC地址泛洪攻击：不断输出虚假地址占满交换机内存，从而大量造成泛洪现象

MAC地址表的老化：消息发出后300秒（保证MAC地址表的可靠性）

交换机的作用：1.无限延长传输距离

2.可以完全解决冲突（所有节点可以同时收发数据）

3.实现单播（一对一）

4.可以增加接口密度

交换机：200~300台主机

路由器：应用层

表示层

网络层（路由器的作用位置）

介质访问控制层

物理层

当前互联网的基础架构模型：

路由器的作用：1.隔离泛洪范围（路由器的一个接口对应一个泛洪范围）

2.转发

区分通信设备和自己的设备是否在一个范围（交换机）内：IP地址

IP：即互联网协议，有两类————IPV4：由32位二进制构成，以“点分十进制”表示

——IPV6：基于IPV4的更新（IPV4地址数目不够），由128位二进制构成，以“冒分十六进制”表示

查找IP地址方式：电脑—>网络和Internet—>高级网络设置—>更多网络适配器选项—>找到自己正在使用的无线网卡—>状态—>详细信息

例：IPV4地址：192.168.173.23

次方轴（用于二进制和十进制的转换）

十进制转二进制：凑

二进制转十进制：加

IPV4地址由网络位和主机位构成

网络位：网络位相同，则代表在同一个泛洪范围；网络位不同，则在不同的泛洪范围

主机位：在一个泛洪范围内区分不同主机的串号

IPV4子网掩码中---1对应的是网络位，0对应的是主机位

特殊写法：192.168.1.x/24指前24位为网络位，192.168.1.x/16指前16位为网络位，等等

需要配IP：网关（路由器接口），设备

先给网关配IP！

PC>ping IP地址：检测网络联通性的工具

例：PC>ping 192.168.173.23

ARP协议---地址解析协议：通过一种地址获取另外一种地址

广播地址：全F，即FFFF-FFFF-FFFF

广播：逼迫交换机泛洪

广播域=泛洪范围

ARP的工作原理：ARP发送广播报文进行请求，所有收到广播报文的设备都会先将源IP地址和源MAC地址的对应关系记录在本地的ARP缓存表中。之后，再看请求的IP地址。如果不是本地的IP地址，则直接丢弃数据包；如果是本地的IP地址，则将回复ARP应答报文，之后，在数据的传输中，优先查看ARP缓存表，如果表中存在记录，则直接按照记录转发。如果没有记录，则再发送ARP请求报文。

ARP的老化时间：180秒

VLSM---可变长子网掩码主要用于网段划分

例子：192.168.1.0/25 为192.168.1.1 - 192.168.1.127

CIDR---无类域间路由

“取相同，去不同”---针对二进制

例子：192.168.0.0/24，192.168.1.0/24，192.168.2.0/24，192.168.3.0/24汇总出的网段为192.168.0.0/22，解题过程为：将其化为二进制，得到

192.168.00000000.0/24

192.168.00000001.0/24

192.168.00000010.0/24

192.168.00000011.0/24取相同，得到

192.168.000000，作为网络位，然后去不同，最后得到 192.168.0.0/22

C类网段的汇总：超网