HCIA
复习
抽象语言
----
编码
编码
----
二进制
二进制
---
电信号
处理电信号
OSI
参考模型
----OSI/RM
应用层
表示层
会话层
传输层
端口号:
0-65535
;
1-1023
是注明端口
网络层
IP
地址
数据链路层
物理层
ARP
协议
正向
ARP---
通过
IP
地址获取目的
MAC
地址
目的
IP---
目的
MAC-----ARP
表中
---180
反向
ARP---
通过目标
MAC
地址获取目标
IP
免费
ARP----
利用正向
ARP
的原理请求自己的
IP
地址
作用:
1
、自我介绍
2
、检测地址冲突
TCP/IP
四层模型
----TCP/IP
标准模型
五层模型
----TCP/IP
对等模型
PDU---
协议数据单元
L1PDU
L2PDU
...
L7PDU
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
封装和解封装
应用层
----
存在封装过程,取决于不同的应用程序
传输层
----TCP
、
UDP
(端口号)
网络层
----
封装
IP
地址
数据链路层
---
封装
MAC
地址
物理层
----
数据已经成为电信号,不存在封装
TCP/IP的跨层封装
目的:提高封装和解封装的速度,加快传输效率
跨四层封装
----
应用层的数据封装完成后,直接封装网络层数据
应用在直连路由设备之间
跨三四层封装---
在应用层封装之后直接封装二层数据
应用在直连交换设备之间
SOF---
帧首定界符
MAC
子 层
----
介 质 访 问 控 制层
----802.3
LLC
子 层
----
逻 辑 链 路 控 制 层
----802.2
DSAP
:标识接收方上层处理数据报文的模块
SSAP
:标识发送方上层梳理数据报文的模块
Control
:决定我们数据传送方式的模块
1
、无连接模式
2
、面向连接模式
----
控制分片、重组、排序
IP
地址
IPv4
版本
---32
位二进制
IPv6
版本
---128
位二进制
点分十进制:把
32
位二进制分为
4
部分,每部分
8
位,进行二进制到十进制的转换
网络位:网络位相同,则代表在同一个广播域
主机位:在
同一个广播域
中,使用主机位来区分不同的主机
掩码:由连续的
1
和连续的
0
组成,
1
代表网络位,
0
代表主机位。
IPv4
地址分类(有类分址)
单播地址
---
一对一通讯
特点:既能作为源
IP
地址,又能作为目的
IP
地址
组播地址
---
一对多
广播地址
---
一对所有
仅作为目的
IP
地址使用
A
: 掩 码 :
255.0.0.0
B
:掩码:
255.255.0.0
C
:掩码:
255.255.255.0
D
E
IP
地址分类原则:根据
IP
地址二进制的前八位数字特征分类
A
:
0XXX XXXX-----0-127
B
:
10XX XXXX-----128-191
C
:
110X XXXX-----192-223
D
:
1110 XXXX-----224-239
E
:
1111 XXXX-----240-255
私网
IP
地址
----
单播地址
A
:
10.0.0.0-10.255.255.255-----1
个
A
类 网 段
B
:
172.16.0.0-172.31.255.255-----16
个
B
类 网 段
C
:
192.168.0.0-192.168.255.255----256
个
C
类 网 段
私网
IP
地址可以重复使用,但是在私网内部需要保证唯一性。
特殊
IP
地址
1
、
127.0.0.1-127.255.255.254----
环回地址
----
本地测试
2
、
255.255.255.255---
受限广播地址
该地址用于主机配置过程中IP数据报的目的地址。
此时,主机可能还不知道它所在网络的网络掩码,甚至连它的IP地址也不知道。在任何情况下,路由器都不转发目的地址为受限
的广播地址的数据报,这样的数据报仅出现在本地网络中。
3
、主机位全
1---192.168.1.255/24----
直接广播地址
区别:受限广播地址是不被路由器转发的,而直接广播地址会被转发。
4
、主机位全
0---192.168.1.0/24----
网段
5
、
0.0.0.0----
代表没有
IP
地址,或代表所有
IP
地址
6
、
169.254.0.0/16----
本地链路地址
/
自动私有地址
注意:该
IP
地址不能进行跨网段通讯
----
以太网环境
VLSM----
可变长子网掩码
思路:从主机位向网络位借位。
192.168.1.0/24
192.168.1.0
000 0000/25---192.168.1.0/25
CIDR----
无类域间路由
思路:取相同,去不同
192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.2.0/24
192.168.3.0/24
192.168.0000 0000.0
192.168.0000 0001.0
192.168.0000 0010.0
192.168.0000 0011.0
192.168.0.0/22----
超网
172.16.0.0/24
172.16.1.0/24
172.16.2.0/24
172.16.3.0/24
172.16.0.0/22----
子网汇总
DHCP
服务
---
动态主机配置协议
DHCP Discover---
广播
应用层
DHCP Dicover
传输层
UDP---
源端口号
68---
目的端口号
67
网络层
IP---
源
IP
地址
0.0.0.0
;目的
IP
地址
255.255.255.255
数据链路层
以太网协议
----
源
MAC
地址:
00-16-D3-23-68-8A
目的
MAC
:
FFFF-FFFF-FFFF
交换机的转发原理
交换机收到电信号后,将电信号转换为二进制,之后,截取到数据帧。
查看数据帧的源
MAC
地址,之后将该地址和数据进入的接口的对应关系记录在本地的
MAC
地址表
中
--
-300s
。
之后,看数据帧中的目的
MAC
地址,基于目标
MAC
地址查询本地
MAC
地址表,如果表中存在记录关
系,则按照记录进行转发;若表中无记录关系,则将进行
洪泛(交换机将数据从除了进入的接口外的所
有接口发送一遍)
交换机洪泛的三种情况
遇到广播帧
遇到组播帧
遇到未知单播地址
DHCP Offer
报文
---
广播
/
单播
该报文中存在一个可用的
IP
地址给
DHCP
客户端。
应用层
DHCP OFFER
(可用
IP
地址,网关,
DNS
,掩码)
传输层
UDP---
源
67
;目标
68
网络层
IP
协议
---
源
IP
:
68.85.2.1----
目的
IP
:
68.85.2.101
数据链路层
以太网协议
---
源
MAC
:路由器;目的
MAC
:
00-16-D3-23-68-8A
DHCP Request
报文
---
广播
应用层
DHCP Request
传输层
UDP---
源端口:
68
;目标端口
67
网络层
IP
协议
---
源
IP
:
0.0.0.0
;目标
IP
地址:
255.255.255.255
数据链路层
以太网协议
---
源
MAC
:
00-16-D3-23-68-8A
目标
MAC
:
FFFF-FFFF-FFFF
DHCP ack
报文
----
广播
/
单播
应用层
DHCP ACK
应用层
DHCP ACK
传输层
UDP 67 68
网络层
IP -
源
IP
:
68.85.2.1----
目的
IP
:
68.85.2.101
数据链路层
以太网协议
---
源
MAC
:路由器;目的
MAC
:
00-16-D3-23-68-8A
DNS
服务
---
域名解析协议
URL---
资源定界符,他和域名是有区别
协议
+
网站的域名信息
+
文件所在路径
目的:通过域名获取对应的
IP
地址
DNS
端口号
------53---TCP/UDP
DNS
查询过程
递归查询
迭代查询
应用层
DNS
请求报文
传输层
UDP
源端口:随机;目标端口:
53
网络层
IP
源
IP
地址:
68.85.2.101
目的
IP
:
68.87.71.226
数据链路层
以太网封装
---
源
MAC
:主机 目的
MAC
:网关设备
网络层
ARP
协议
---
源
IP
:
68.85.2.101
;目的
IP
:
68.85.2.1
数据链路层
以太网协议
---
源
MAC
:主机;目的
MAC
:
FFFF-FFFF-FFFF
路由器的转发原理
原理:路由器将基于数据包中的目的
IP
地址查询
本地路由表
。若路由表中存再记录,则无条件按照记录
转发;若没有记录,则将直接丢弃该数据包。
获取未知网段的信息
1
、直连路由:路由器默认生成可用接口直连网段的路由条目
2
、静态路由:由网络管理员手工配置
3
、动态路由:所有路由器运行相同的路由协议,之后路由器之间彼此沟通,计算出未知网段的路由信息
直连路由的生成条件
1
、接口双
UP
物理层面
UP
:代表链路正常
协议层面
UP
:代表具备通讯协议
2
、接口必须配置
IP
地址
HTTP
协议
----
超文本传输协议
TCP---80
超文本
---
包含有超链接
link
和多媒体元素标记的文本
TCP
协议
是一种面向连接的可靠性传输协议
可靠性
确认机制:传输确认,每接收一个数据段,则需要进行一次确认
重传机制:保障可靠性的最优机制,当一个数据段中某一个包丢失,会提醒要求重新传输这个报文
排序机制:传输一个数据段,被分为多个报文,从而不同路径传输,最终到达目的地的顺序会被打乱,所以需
要重新进行排序。根据
TCP
数据包中的序号字段。
流控机制:滑动窗口机制
----
调节窗口大小从而对流量进行控制
MSS=MTU-TCP
头部
-IP
头部(在
TCP
协议的选项字段)
PMTU----
路径
MTU
发现协议
在
IP
报头中,有一个字段是
DF
,该字段表明了
IP
报文是否允许分片,
PMTU
功能开启后,会将该字段设置
为
1
,表示不能分片。
此时当需要进行分片时,发现该报文不能分片,设备会丢弃该报文,并向发送方发送一个
ICMP
报文(数
据不可达),同时鞋带上当前设备接口的
MTU
值。
发送方接收到该
ICMP
报文后,因为
TCP
重传机制,会重新发送一次数据,但是也会根据新的
MTU
值来生产
新的报文进行传输。
TCP
的面向连接
三次握手
TCP
的面向连接
三次握手
四次挥手
图解
TCP/IP
应用层
HTTP
请求报文
----
请求方式:
GET
(用于请求一个网页信息)
传输层
TCP
源端口:随机端口;目的端口:
80
网络层
IP
协议
--
源
IP
:小明电脑;目的
IP
:
web
服务器
数据链路层
以太网封装
---MAC
源:小明;目的
MAC---
网关
MAC
GET---
请求读取一个
web
页面
POST---
附加一个命名资源(
web
页面)
PUT---
请求存储一个
web
页面
应用层
HTTP
应答报文
---
应答状态码
200---OK
传输层
TCP
协议
--
源端口号:
80
;目的:请求方的随机数
网络层
IP
协议
---
源
IP
:
web
服务;目的
IP
:电脑
数据链路层
以太网封装
---
源
MAC
:
web
服务器;目的:下一跳设备的
MAC
地址
1XX---100---
通知信息
2XX----200---
成功
3XX----300---
重定向
4XX---403---
客户错误
5XX---500---
服务器错误
--503
静态路由
静态路由的优点
1
、选路合理,由网络管理员手工配置
2
、安全,动态路由协议的计算是需要路由器之间交互数据报文的
3
、不需要额外占用设备资源
静态路由的缺点
1
、配置量大
2
、无法基于拓扑结构的变化而自动收敛
静态路由基本配置
方法一:
[r1]ip route-static 23.0.0.0 24 12.0.0.2-----
在以太网中使用
标记
R
:该条路由项是由递归计算产生
方法二:
[r3]ip route-static 12.0.0.0 24 GigabitEthernet 0/0/0
数据不通,原因在于此时的数据报文构造中,目的
MAC
地址被写为目的
IP
地址所对应的
MAC
地址。
但是,此时的路由器无法获取目的
MAC
地址。
---ARP
无法跨广播域
解决方法:在下一个路由器的入接口上开启
ARP
代理功能
[r2-GigabitEthernet0/0/1]arp-proxy enable
代理
ARP
思路:当接收到
ARP
数据包后,路由器会查看本地路由表,若本地路由器中存在到达目的
IP
地址
的路由,此时该路由器会冒充目的
IP
地址来回答
ARP
报文。
方法三:
[r1]ip route-static 192.168.2.0 24 GigabitEthernet 0/0/1 12.0.0.2
该方法不需要进行递归操作
方法四:
[r3]ip route-static 192.168.1.0 24 12.0.0.1
需要提前铺垫好所有在路由递归查找过程中的所有路由项。
静态路由的拓展配置
负载均衡
ip route-static 23.1.1.0 255.255.255.0 12.1.1.2
ip route-static 23.1.1.0 255.255.255.0 13.1.1.3
手工汇总
当路由器可以访问多个连续的子网时,若均通过相同的下一跳,
则可以将这些网段进行汇总计算,直接写一条汇总网段的静态路由
[Huawei]ip route-static 192.168.0.0 22 12.1.1.2
路由黑洞
在汇总中,如果包含网络中实际上不存在的网段时,可能造成流量有去无回,浪费链路资源。
在上述配置中,汇总过后,将出现
192.168.0.0/24
和
192.168.3.0/24
两条路由,这两条路由实际不存
在,数据无法到达目的地。被下一跳设备丢弃,产生路由黑洞。
合理的划分和汇总,减少路由黑洞。
缺省路由
[Huawei]ip route-static 0.0.0.0 0 13.1.1.3
注意:缺省路由和路由黑洞相遇时,一定会产生环路。
空接口路由
防环,在黑洞路由器上配置一条到达汇总网段指向空接口的路由。
[r2]ip route-static 192.168.0.0 22 NULL 0
浮动静态路由
[Huawei]ip route-static 23.1.1.0 24 12.1.1.2 preference 90
BFD
双向转发检测,是一种全网统一的检测机制,用于快速检测、监控网络中链路或者
IP
路由的转发连通状
况。
[r1]bfd //
启动
BDF
协议
[r1]bfd aa bind peer-ip 10.1.12.1 ---
创建
bfd
会话,会话名称为
aa
(仅具有本地意义),对端
IP
[r1-bfd-session-aa]discriminator local 20 ---
会话本地标识符
[r1-bfd-session-aa]discriminator remote 10 ---
会话对端标识符
[r1-bfd-session-aa]commit --
必须提交配置,否则不生效
[r1]ip route-static 10.9.9.0 24 10.1.12.1 track bfd-session aa
[r1]display bfd session all
缺省情况下,
bfd
会话每隔
1000ms
发送一次报文,当连续三次报文均无响应后,则
bfd
会话状态断
开,从而引起联动协议失效。
[r1-bfd-session-bb]min-rx-interval 10 ---
配置
BFD
报文接收时间间隔为
10
毫秒
[r1-bfd-session-bb]min-tx-interval 10 ---
配置
BFD
报文发送时间间隔为
10
毫秒
[r1-bfd-session-bb]detect-multiplier 10 ---
配置本地检测倍数为
10
倍,即十次未接收到
BFD
报文
则认定故障
网络类型及数据链路层协议
网络类型是根据我们数据链路层所运行的协议及规则来划分。
网络类型的分类
P2P----
点到点
---point to point
MA---
多点接入网络
BMA---
广播型多点接入网络
NBMA----
非广播型多点接入网络
数据链路层协议
MA
网络
以太网协议
特点:需要使用
MAC
地址对我们的设备进行区分和标识
原因:(为什么以太网需要使用
MAC
地址进行物理寻址)
利用以太网协议建立起来的二层网络中可以包含多个接口,每个以太网接口之间都可以进行交互以
太网数据帧,从而进行通讯,若不存在
MAC
地址,则无法找到对应的接收数据帧的设备。
所属类型
------BMA
以太网网络的构建方式
-----
使用
以太网线缆
,连接设备的
以太网接口
,形成的网络称为以太网络,所运行
的协议就是以太网协议。
以太网的特色
----
可以提供极大的传输速率
----
频分技术
P2P
网络
定义:当一个网络中
只能存在
两台设备,并且不允许第三台设备加入,这样的网络称之为
P2P
网络。
P2P
网络的搭建
----
使用
串口线缆
连接设备的
串线接口
,形成的网络
串口线
----
一种比较古老的线缆,早期主要使用的线缆之一
串口的标准:
E1----2.048M/bps
T1----1.544M/bps
HDLC
High-Level Data Link Control----
高级数据链路控制协议
标准:
满足工业标准的
HDLC
协议
-----ISO
组织(
IBM
公司
---SDLC----
是一种面向比特的同步数据链路控制协
议
-----
以帧为单位来传输数据)
不满足工业标注的
HDLC
协议
---
各家厂商根据
ISO
标准的
HDLC
上进行修改得出
注意:标准的
HDLC
和非标的
HDLC
彼此之间
不兼容
。(思科、锐捷)
HDLC
网络搭建
[r1-Serial4/0/0]link-protocol hdlc
//
修改网络类型为
HDLC
Address
:写的
unicast
,代表没有填写内容,因为点到点网络实际上不需要
IP
地址就可以通讯,而
配置
IP
地址的原因,仅仅是为了服务上层协议。
Control
:原本为了做一些策略,但该字段在现今串线网络当中没有备用到,使用
0
填充
protocol
:表示上层封装协议的类型,跟以太网协议中的类型字段相似
HDLC
的接口地址借用
串行接口可以借用
loopback
接口的
IP
地址和对端建立连接。
[r1-Serial4/0/0]ip address unnumbered interface LoopBack 0 --
借用环回
0
的
IP
地址
[r1]ip route-static 12.0.0.0 24 Serial 4/0/0 ----
不写下一跳的原因在于,
1
、如果用下一跳方式书写,则
需要递归路由;
2
、因为接口没有
IP
地址,故无法生成下一跳的直连路由。
在最后需要在双方设备补充上对端设备的静态路由信息,保障数据可以进行查表转发
。
将环回接口
IP
地址配置为对端接口
IP
地址的同网段地址,且掩码为
32
。
PPP----
点到点协议
PPP
协议优点
相较于
HDLC
,
PPP
协议具备良好的
兼容性
。统一标准协议(任何串行接口或串行线缆,只要能够
支持全双工通讯,就可以支持
PPP
协议)
具有良好的
可移植性
。
----PPPoE
可以完成
认证和授权
。
没有重传机制,开销小,速度快
PPP
会话的搭建
PPP
协议建立会话需要经过三个阶段
链路建立阶段
----LCP
协议
认证阶段
----------PPP
认证(可选项)
网络层协议协商阶段
----NCP
协商
PPP
链路建立阶段

Dead
阶段
----
被称为物理层不可用阶段
当通讯双方的两端检测到物理链路激活,就会从
dead
阶段跃迁到
Establish
阶段
Establish
阶段
----
会进行
LCP
参数协商
在该阶段,当
LCP
参数协商成功后,会进入
opened
状态,表示
底层链路
已经建立。
Authenticate
阶段
----
大多数情况下,链路两端的设备是需要经过认证阶段后才能进入到网络层协议
协商阶段。
PPP
链路在缺省情况下,不要求进行认证
如果要求进行认证,则在链路建立阶段必须指定认证协议
。
认证方式是在双方链路建立阶段进行协商的。
在
Network
阶段
----PPP
链路进行
NCP
协商
通过
NCP
协商来选择和配置一个网络层协议并进行该网络层协议的参数协商。
只有当响应的网络层协议协商成功后,该网络层协议才可能通过这条
PPP
链路进行发送。
NCP
协议成功后,
PPP
链路将保持通讯状态
若
PPP
运行过程中,物理链路断开、认证失败、定时器超时、手工关闭连接等操作都会导致链
路进入
Terminate
阶段
Terminate
阶段
----
链接关闭的阶段
若此时所有的链路资源均已被释放,则通讯双方都将回到初始态
Dead
状态,直到双方重新建
立
PPP
连接。
PPP
数据帧结构

LCP
协议
-----
链路控制协议
----
主要用于完成
PPP
会话建立的第一阶段协商过程
NCP
协议
-----
网络控制协议
------
是一系列协议的总称,完成
PPP
会话建立第三阶段时针对网络层协议进行
协商。网络层所使用的协议不同,则对应的
NCP
协议不同。
LCP
协议
LCP
报文类型
LCP
具有三大报文类型
链路配置报文
----
重点
链路终止报文
Terminate-Request
:终止请求
Terminate-ACK
:终止确认
链路维护报文
echo-request------
回波请求
echo-reply----------
回波应答
LCP
建立
1
、
MRU
值:在
PPP
数据帧中所允许携带的最大数据单元,单位字节,默认
1500
2
、认证方式:根据第二阶段认证来判断,若存在认证,则需要协商认证方式;若不存在认证,则不需要
协商。
3
、魔术字:用来检测链路中是否存在环路,是由本地设备随机生成的字符串(设备序列号、硬件地址)