HCIA第一二天作业

 网络基础
什么是网络？
人类的第一台计算机是1946年诞生的，它是用来做计算用的。那计算机识别的语言是什么么？ 计算机作为一个机器，肯定不能直接识别自然语言，那么就需要一个特殊的语言，这个特殊的语言就是 二进制语言，为什么选取二进制作为机器语言呢，因为计算机的底层都是由逻辑电路组成的，逻辑电路 他只有开和关两个状态，刚好对应了我们1和0这两个数字；同时，两个数字也刚好可以进行逻辑运算， 所以选择二进制语言作为机器语言。 但是我们在使用计算机时，给计算机传输的是一个个字符，计算机是不能直接识别的，所以计算机就需 要一个把字符转换为二进制的功能。一般我们把这个功能简单分为四层：

应用层：这是人机交互的接口，他是干什么用的，它将人类的自然语言--->编码（也就是我们C语 言里面字符和数字的对应关系）
表示层：编码--->二进制数
介质访问控制层：控制硬件，比如将二进制转换为电流然后控制物理层输出电流
物理层：电流输出啊、CPU计算等
但这四层并不是真正的网络四层模型只是我们提出来的一个简单的概念模型，后面会讲到OSI七层模型，这个模型才是真正由国际组织提出的。

对等网
紧接着我们会发现一个问题，随着社会发展我们对网络的要求不断提高，这就抛出了两个解决问题的办法。

升级硬件配置
增加电脑数量
这两种方式呢，第一种升级硬件我们一般不使用，毕竟升级硬件所需要的成本是很高的，所以我们是使 用第二种方式来提高计算效率的。就很简单，比如我们最早的网络，对等网——他就是两台计算机用一根 网线连接的。

这种方式就跟我们流水线工作一样，上一个人做一半，下一个人继续做，同等时间内的效率肯定是提高的。简答来说就是一台电脑完成不了那就两台！

网络扩大方案
如果按照对等网的思想的话，我们的电脑肯定不是在一起的，而且在一定的区域内我们可容纳的电脑数量也是有限的，那么我们就需要对网络将进行扩大，那么我们的问题肯定会得到一定的缓解，我们有两种优化方案：

增加节点
增加距离
相比较而言，增加距离肯定比增加节点要简单，那么我们从增加距离入手！

增加距离：传输距离的延长
因为是电信号，它的传输距离的长短肯定跟介质和电压有关。

1.增压：
早期呢，我们使用中继器（放大器，纯物理设备）来增加传输距离，这个东西就是个铁盒子，有两 个连接线的端口，一边连一个设备。不过现在已经淘汰了。 他是要外接电源的，这个中继器的原理就是用来给电流加压的，因为你本来传输了一段距离，他现在电压 已经降下来了，所以现在给升压，他就可以传输的更远。 但是不能无节制的加中继器，因为什么呢，电流这个东西他是不能长距离传输的，有损耗么，你就 算中途给他一只加压，但是他还是会一只损耗的，可能到最后，这个电流大小已经没有办法让设备 进行识别了。所以最多也就加四个，也就是把传输距离放大五倍。

2.介质改善
1.早期的传输介质就是网线，最早就是电缆（由外绝缘层，外导体屏蔽层，内绝缘，内导体组成），用于长距离的信号传输和特殊的信号传输，这里做简单介绍可以上网了解更多。

2.另一个就是RJ—45双绞线：由八根铜丝，两两相绞，为了降低自身电流而产生的电流干扰，

分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线（日常用非屏蔽双绞线）

3.光纤：更快更长，传输的是光信号，分为1.单模（单光源），直线传输，光源贵，线便宜（适用于远距离）2.多模（多光源）：发光二极管，光源便宜，线贵（适合近距离）

4.无线传播（重点）：不用过多描述原因就知道无线传播的重要性

但是无线传播也有他的问题

于是我们研究出来的交换机来解决无线传播带来的问题

交换机的转发原理：
当一个数据包来到交换机，交换机首先会记录，记录接口和收到的数据包中的原MAC地址——到MAC地址表，之后再进行转发，转发过程中会查看数据包中的目标MAC地址，如果目标在MAC表中有记录则直接根据MAC表记录中的信息进行转发，如果没有记录，则会洪泛（从除了接收到的交换机接口以外，向其他所有接口复制转发一遍）

交换机属于二层设备，那么就可以进行二进制和电流之间的转换。这一点就可以完美解决上面三个问题

端口密度：交换机由于会引发洪泛，所以交换机的节点最好不要超过200。洪范范围：交换机连接交换机，第二个交换机保留原MAC继续洪范
一对一的单播：交换机有一个功能，就是识别MAC地址，并且记录，生成一个表，叫MAC地址表（华为默认 老化时间5分钟）。交换机是基于MAC地址表进行转发的。如果记录表中没有记录那么给所有其他接口复制转发一次，这个操作叫洪泛。这样就可以解决单播问题
完全没有冲突：在交换机里电流会转换成二进制，交换机会把二进制进行存储的，写下来他不就没有冲突了。信息发送出去以后，交换机会把这个存储下来的信息删除（老化操作为了节约交换机内的存储空间，五分钟后就会被删除）。
无线的传播距离：交换机—网桥，属于介质层（二层设备），这个发明就可以实现无限制的转发距离—交换机可以做到读和重写的操作，因为这一点完全弥补了中继器的不足
IP地址：
IP地址由32位二进制构成 但为了人类方便区分，用点分十进制表示。IPV4（32位置）和IPV6（128位）

比如：IPV4：192.168.56.1 == 11000000.10101000.00111000.00000001

子网掩码：
由连续的0和连续的1构成，0和1不能穿插

比如：255.255.255.0 == 11111111.111111111.11111111.00000000

32位二进制构成，定义了IP地址的网络位和主机位，子网掩码为1的部分就是IP地址的网络位，如果网络位相同，则在一个洪范范围。如果网络位不同就不在一个洪范范围。（网络位和IP对照然后对比）

网络位：网络位相同的IP地址，位于一个洪泛范围
主机位：区分一个洪范范围内部的主机
必须由连续的0或者连续的1构成
路由器：
隔绝洪泛范围
转发数据（单播）
ARP—网络地址解析协议：
网络地址解析协议就是已经知道一个地址获取另一种地址的协议
正向ARP——已知目标的IP地址获取目标MAC地址
反向ARP——已知目标的MAC的地址获取模板ip地址
免费ARP——检查IP地址是否冲突
ENSP基本的命令学习
ping 连接两台设备

<Huawei>sys systerm -s 管理权限，从用户到管理员

[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]quit 回退

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.2.2 24 为接口添加IP地址

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]display ip interface brief 查看接口配置情况

扩展：网关 就是和pc相连的路由器接口地址

DAY2
IP地址的扩展
分为ABCDE五类

ABC三类地址——单播地址
单播：一对一的通讯。这些地址才能作为源地址也能作为目标来使用——所有节点都能配置的地址就是单播地址

D类地址——组播地址
对广播的优化，但是组播地址只能作为目标地址使用

E类地址——保留地址（我们一般不用）
五类地址的区别
A类：前八位：00000000——01111111 0-127 规定A类地址掩码为8=255.0.0.0

其中0和127不可以用，可以用1——223

B类：前八位：10000000——10111111 128-191 规定B类地址掩码为16=255.255.0.0

C类：前八位：11000000——11011111 192-223 规定C类地址掩码为24

D类：前八位：11100000——111011111 224-239

E类：前八位：11110000——111111111 240--255

特殊的IP地址
主机位全0的地址——192.168.1.0等。用来标识网段。相当于代表网络范围内所有的IP

主机位全1的地址——192.168.1.255等。直接广播地址

全1地址——255.255.255.255受限广播——DHCP

全0地址——0.0.0.0——可以表示主机没有IP地址；可以代表所有IP地址（路由器）

127.0.0.1——环回地址（测试）虚拟地址——CPU虚拟出来的。如果可以ping通证明硬件没问题。

169.254.0.0/16——DHCP协议有关，当主机动态获取地址时，如果没有获取到就会使用这个网段内的地址进行填充

无类地址——掩码可以改变（节约IP地址）

子网划分和子网汇总
怎么去节约IP地址：向网络位位借主机
网段192.168.1.0/24 子网划分1分4  那么需要借2位主机位 接位操作就会延伸出来更多的IP地址我们也可以一一把他们列出来

192.168.1.00 000000==192.168.1.0/26

192.168.1.01 000000==192.168.1.64/26

192.168.1.10 000000==192.168.1.128/26

192.168.1.11 000000==192.168.1.192/26

例子：

一分为8 借三位 （主机位）192.168.1.000 00000——192.168.1.0 27

192.168.1.000 00000——192.168.1.1/27——192.168.1.30/27

192.168.1.001 00000——192.168.1.33/27——192.168.1.62/27

192.168.1.010 00000——192.168.1.65/27——192.168.1.94/27

192.168.1.011 00000——192.168.1.97/27——192.168.1.126/27

192.168.1.100 00000——192.168.1.129/27——192.168.1.158/27

192.168.1.101 00000——192.160.1.65/27——192.168.1.190/27

192.168.1.110 00000——192.168.1.192/27——192.168.1.222/27

192.168.1.111 00000——192.168.1.224/27——192.168.1.254/27

子网汇总
子网汇总：取相同，去不同

192.168.1.001 00000 /27 例如我们要对这个网段进行子网汇总

192.168.1.001 00001 /27 == 192.168.1.33/27先把它的主机位列出来，假设主机位前三位为001那么这个00就是相同的我们可以变成下面的这个情况这样就可以在一个网络范围内再延申出新的IP地址

192.168.1.00 110001 /26 ==192.168.1.49/26 这样我们的网络位和我们的网段网络位短一个但是和网络位相同这样两个网络位下的主机一定是可以ping通的

网络通讯模型
ISO七层参考模型
应用层——应用程序
接收人类传递的一些参数

对应用程序提供接口

表示层
转化为二进制，也就是进行数据格式的转换

会话层
建立建立，管理和断开一次会话，PC和服务器之间建立的请求

传输层
并不是做传输而是优化传输——实现一个端对端的传输

为了区分进程和服务

传输层的地址——就是端口号，由16位二进制构成，65536个

0-65535，0-1023知名端口号，著名端口号，标定了特定的服务。

HTTP：80

网络层
数据链路层（包括介质访问控制层）
物理层
核心：就是分层
分层的好处：

位于同一层的协议或者设备具备相同或者相似的功能，而不同层次之间的协议或者设备具有明显的差异。

1.更利于标准化

降低层次之间的关联性。1.每一层都只提供自身的服务。2.每一层都在下层的基础上提供一些增值服务

小练习
子网划分：
172.16.0.0 /16  == 172.16.00  000000.0  一分为四

172.16.00 000000.00000001~172.16.00 1111.111110   /18

172.16.01 000000.00000001~172.16.01 1111.111110   /18

172.16.10 000000.00000001~172.16.10 1111.111110   /18

172.16.11 000000.00000001~172.16.11 1111.111110   /18

子网汇总
192.168.1.0 24 == 192.168.000000 01.0

192.168.2.0 24 == 192.168.000000 10.0

汇总后的网段：192.168.0.0 /22