HCIA 笔记 一、网络基础

目录

一、网络 

二、计算机--1946年 ENIAC

1、数据转换

2、数据传输

1、传输介质

2、网络扩大

1、传输距离的延长

2、用户节点数量增多

3、交换机

4、路由器(属于网络层)

5、IP地址

IPV4(32位二进制)

IPV6(128位二进制)

6、广播域内通讯

ARP协议(地址解析协议)

7、跨广播域的通讯


一、网络 

概念:就是利用通信介质将位于世界上不同位置不同功能的计算机链接在一起,组建了网状结构

功能:为了实现信息传递资源共享

二、计算机--1946年 ENIAC

1、数据转换

1、应用程序:输入代码--接收人类传递的参数和命令

属于应用层,人机交互的窗口

2、编译:进行编码--可以利用编码表将人类语言转换成为二进制(最早的编码表ASCII)

属于表示层,将人类语言转换成为二进制

3、将二进制转换为电信号:CPU只能处理电信号(1表示高电平,0表示低电平),属于物理层,属于介质访问控制层,控制物理层

4、处理电信号:使用CPU(处理器)处理

2、数据传输

1、传输介质

铜缆、双绞线、光纤、光缆、无限传输

2、网络扩大

1、传输距离的延长

    中继器:连接网络线路的一种装置,常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。主要完成物理层的功能,负责在两个节点的物理层上按位传递信息,完成信号的复制、调整和放大功能,以此来延长网络的长度。

    放大器:对信号强度进行放大,以减少信号的衰减

    可以解决:(1) 信号衰减:信号强度降低。(2) 失真:波形遭到破坏

2、用户节点数量增多

网络拓扑结构:知道如何链接网络

类型:总线型(直线型)拓扑,环形拓扑,星型拓扑、网状拓扑

主要对星型拓扑与网状拓扑进行探讨。

星型拓扑:

由集线器(HUB)进行设备连接

需解决的问题:

(1)设备识别问题(地址问题)

解决方法:使用MAC地址进行设备区分

MAC地址(物理地址):48位二进制(前24位代表不同的厂商,后24位是厂商自行分配的编号,不能冲突),唯一地址,格式统一

cmd中输入ipconfig/ALL查看或控制面板网络适配器中查看

利用MAC地址区和标识不同的设备身份

(2)冲突:设备信息在导体中相遇碰撞抵消

解决方法:CSMA/CD(有线):载波侦听多路访问/冲突检测,进行排队(给冲突不同延迟)

(3)垃圾信息,会导致信号延迟

(4)安全

12是最基本问题需先解决后才能顺利运行,34问题可以靠后解决。

网状拓扑:

网络的发展特性:

(1)允许多个结点接入

(2)无限的传输距离

(3)完全没有冲突

(4)一对一的单波(交换机:将二进制转换为电信号,属于介质访问控制层)

3、交换机

概念:按照通信两端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法,把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。

作用:将二进制转换为电信号,属于介质访问控制层(在交换机中生成一样的电信号,不用考虑信号传递质量降低)

交换机的转发模式:存储转发的形式

一对一的单波:交换机的转发原理

前提:MAC地址表的生成,当数据来到交换机,交换机在转发数据之前,会先记录收到数据包的接口和数据包中源MAC地址表中,之后查询MAC地址表进行转发。

MAC地址表存在300s的老化时间(保证MAC地址表的实时性)

(1)单播:交换机收到一个数据包,查看目标MAC地址进行转发,如果MAC地址表中存在记录关系,则无条件根据MAC地址表的记录单播转发数据

(2)洪范:交换机收到一个数据包,查看目标MAC地址进行转发,但是MAC地址表没有记录,则会除了收到该数据包的接口以外,向所有剩余的接口复制转发一次该数据包

交换机连接设备不宜过多,会造成洪范范围过多,使延迟过高,造成卡顿,建议一台设备最多连64台设备

交换机转发的问题:洪范的范围

4、路由器(属于网络层)

作用:(1)解决洪范问题(路由器不会转发洪范的数据)(2)转发数据(路由器只能转发单波数据)

路由器不属于任何洪范范围

5、IP地址

IPV4(32位二进制)

ABC(单播地址)

既能够作为源IP地址也可以作为目标IP地址使用

A类地址,前八位二进制第一位固定为0,剩余7为二进制随意的地址

范围 00000000-01111111---0.x.x.x-127.x.x.x其中0和127不允许使用,所以实际A类地址的范围是1-126,默认掩码为/8

B类地址10000000-101111111---124-191,默认掩码为/16

C类地址  11000000-11011111---192-223,默认掩码为/24

D(组播地址):224-239

E(保留地址):240-255

无类地址:子网掩码可以随着网络规模自定义

特殊IP地址

(1)127.0.0.0-127.255.255.255---环回地址(测试地址)

ping自身来检测自身是否损坏,ping环回地址检测自身是硬件损坏还是软件损坏,若地址能够访问则证明该地址能够访问

(2)255.255.255.255---受限广播地址(使用比较频繁)

(3)主机位全为0的地址---代表一个网段(代表这个范围内的所有主机)

(4)主机位全为1的地址----直接广播地址(不常使用)

(5)0.0.0.0---代表自身没有IP地址,路由(代表所有的IP地址)

(6)169.254.0.0-169.254.255.255---自身PC获取IP地址失败的情况

设备自动获取IP地址需要利用0.0.0.0代表自身没有IP地址用来填充源IP地址,169.254.0.0/16网段的地址代表PC获取IP地址失败,PC获取到的临时地址,不允许用来访问其它设备,但是可以自身测试

可变长子网掩码

公式:(1)一个网段的IP地址数量计算公式=2的主机位次方

(2)一个网段的可用IP地址数量计算公式=2的主机位次方-2

子网划分(VLSM)

例:192.168.1.0/24

192.168.1.0   000000/24

192.168.1.0   000000/25

192.168.1.1   000000/25

子网汇总(取相同,去不同)

192.168.1.01  0  00000

192.168.1.01  1  00000

192.168.1.01  000000---192.168.1.64/26

IPV6(128位二进制)

6、广播域内通讯

Ping IP 检测网络连通性的命令

ARP协议(地址解析协议)

已知一种地址获取另外一种地址的协议

工作半径:一个广播域

作用:已知IP地址获取目标MAC地址

先搜索ARP表,未搜索到进行以下操作:

(Request 我是192.168.1.1 who? 192.168.1.2 MAC

SMAC PC1

DMAC FFF…FFF(广播MAC地址)

广播类似于洪范,广播需要不查表(主动),洪范需要查表(被动)

RWLY 我是192.168.1.2,我的MAC地址是PC2

SMAC PC2

DMAC PC1)

正向ARP:已知目标IP地址获取目标MAC地址

当设备已知目标IP地址,且在通讯过程中自身的ARP缓存表没有记录,则会主动发送ARP请求报文,请求目标的MAC地址(广播发送),当目标主机收到该请求报文之后,会单播进行回复,并记录源主机IP地址和MAC地址的记录关系到ARP表中,其它设备仅记录信息不回复

反向ARP:已知MAC地址获取IP地址

免费ARP:(1)降低洪范产生的数量(2)检测地址是否冲突

当路由器获得一个IP地址时,它会免费获得一个ARP】

7、跨广播域的通讯

做法:需要先将数据包发送给路由器

路由器配置IP

(?:help指令,tab:补全指令,quit:退出,display ip interface brief:查看接口ip命令)

用户视图进入系统视图

设备命名

进入接口视图

配置IP

ARP-A---查看ARP表

ip routing-table---查看路由表

网关:和设备相连的路由器接口IP地址

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