计算机网络基础

bit/s=bps
bit(二进制)
Byte=8 bit
B/s=Byte/s=8 bit/s
速率、带宽、吞吐量（bit/s） s

拓扑结构：星型、树型、环型、网状

应用层：data(数据)
传输层：segment(段)
网络层：packet(包)
数据链路层：帧

HTTP:超文本传输协议（端口：80）
FTP:端口21
TELNET:23
SMTP:25
DNS:53
TFTP:69
SNMP:161

协议号:
TCP:6 UDP:17 ICMP:1
MTU(最大传输单元)：1500 Byte

分片：
identification            flags                        fragment offset
26		1		0
26		1		1480
26		1		2960
26		0		4440
（1：分片未未结束    0：分片结束）

机房二层交换机，三层交换机波特率：9600
路由器波特率：115200

vlan可以让我们在二层实现广播域的分隔，降低广播对网络的影响。
vlan的划分方法：基于端口、基于mac地址、基于协议、基于子网、基于组播、基于策略。
vlan id：1-4094（2^12=4096,0-4095,所有交换机的接口都默认在vlan1下）
vlan的端口类型：ACCESS端口：（接终端、PC）剥离标签，发送不带标签的报文（）；判断是否有vlan 标签，若有，直接丢弃，不接收带标签的数据包，pvid与端口所在vlan一致，且只能设置一个pvid
TRUNK端口：（接交换机、路由器）发送带标签的报文，pvid缺省为1
Hybrid端口：（接服务器）可同时属于多个vlan，也可以是人为指定其发送的报文是否带标签，pvid缺省为1
vlan的端口接收和发送的原则：
access端口收报文:收到一个报文， 判断是否有vlan信息，若没有则打上端口的PVID,并进行交换转发，若有则直接丢弃(缺省)
access端口发报文:将报文的vlan信息剥离，直接发送出去。
trunk端口收报文:收到一个报文， 判断是否有vlan信息， 若没有打上端口的PVID,并进行交换转发，若有判断该trunk端口是否允许该vlan的数据进入，若可以则转发，否则丢弃
trunk端口发报文:比较端口的PVID和将要发送报文的vlan信息，若两者相等则剥离vlan信息，再发送，若不相等则直接发送
hybrid端C收报文:收到一个报文，判断是否有vlan信息，若没有则打上端口的PVID,并进行交换转发，若有则判断该hybrid端口是否允许该vlan数据的进入，
若可以则转发，否则丢弃(此时端口上的untag配置是不用考虑的，untag配置只对发送报文时起作用)
hybrid端口发报文: 1.判断该vlan在本端口的属性(华为设备dis interface即可看到该端口对哪些vlan是untag,哪些vlan是tag)

8100 ip数据包的大小：46-1500字节

以太网的帧结构：7个前同步码 1个帧开始定界符 6个目的地址 6个源地址 2个类型 ip数据包（46-1500）
4个FCS帧检测
802.1q vlan的帧结构：

STP生成树协议--------------------------------------------------------------------------------
环路的好处：保证网络的可靠性，不会使网络通信中断。
环路的危害：广播风暴、帧的重复复制、mac地址表不稳定
生成树协议：增加了冗余连接，又阻止了网络风暴
生成树的工作原理：生成树协议能够自动发现冗余网络的拓扑中的环路，保留一条最佳链路做转发链路，阻塞其他冗余链路，
并且在网络拓扑结构发生变化的情况下重新计算保证所有网段可达且无环路。目的就在于通过构造一颗
自然树的方法达到裁剪冗余环路的目的，同时实现链路备份和路径最优化。
STP的实现过程：
1.选出根桥root bridge。
2.在非根桥网上选出根端口RP。
3.在每一个链路上选出指定端口DP。
4.未成为指定端口或根端口的端口被阻塞，即阻塞端口

根桥交换机选择：

桥接数据单元：BPDU
作用：根网桥的选举
每个网段指定网桥（指定端口所在的交换机）的选举
将冗余路径的端口置为备份状态，消除回路
通报网络的改变
监控生成树的状态
把网桥ID最小的交换机定义为根交换机（根网桥）

自己的桥id和根id相等就是根桥交换机。

网桥ID=两字节的交换机优先级+六字节长度的交换机mac地址
选择根网桥的时候在选择时先比较优先级大小，如果优先级相同时则比较mac地址，值越小越优先。-------------------------1
交换机的优先级可以取值0~65535，默认值是32768。（4096一个梯度）
STP根端口的选择：
1.每个非根桥上有且只有一个根端口（RP）
2.根端口是非根交换机上到根桥最近（路径开销最小）的端口-----------------------------2
root port的选择：
选择root port 时如果根路径开销相同的端口有好几个时：
（1）首先比较端口所连接的上行交换机的交换机标识（bridge id）越小越优先。-----------------------------3
（2）如果交换机的标识相同，则比较端口的对端上行连接（交换机）端口的端口标识（port id）越小越优先。----------------4
端口标识port id=一字节长度的端口优先级加一字节长度的端口号。
STP指定端口的选择：（Designated port）
是指为每一个网段选出一个指定的端口，为每个网段转发发往根交换机方向的数据。同时也转发根交换机到其他网段方向的数据。
原则：
比较该网段所连接的端口所属交换机的根路径开销，越小越优先；
如果根路径开销相同，就比较所连接端口所属的交换机的标识，越小越优先；
如果交换机的标识也相同，则比较端口的标识，越小越优先。
交换机的端口在STP的环境中共有五种状态：
阻塞、倾听、学习、转发、关闭

为了解决临时环路的问题，生成使用了一种定时器策略。这个策略要求在端口从阻塞状态到转发状态中间加上一个只学习mac地址

但不参考转发的中间状态，两次切换的时间长度都是forward delay 15秒，这样就保证了在网络拓发生变化时不会产生临时环路问题。

这样做的不好处就是导致STP倒换的时间多出了15秒，切换时间变为最大老化时间加2次转发延迟的时间约为50秒。

zte(cfg)#set stp instance 0 port 1 cost 200000-----------设置路经消耗
zte(cfg)#set stp instance 0 port 1 priority 0--------------设置优先级
zte(cfg)#spanning-tree enable
zte(cfg)#spanning-tree mode sstp

链路聚合的作用：增加带宽，链路备份
链路聚合的作用范围：核心交换机指间、核心交换机与数据服务器、核心交换机与边缘交换机等主干连接。
链路聚合的类型：1.静态Trunk
2.LACP链路聚合控制协议（主动协商模式，被动协商模式）----------遵循 802.3ad标准
链路聚合功能实现需要遵循以下的原则：
（1）端口的工作模式必须一致（双工/半双工）
（2）端口的工作速率必须一致
（3）端口的属性必须一致，可以是access,trunk,hybrid

端口镜像

:--------------------------------------------------------------------------------------
端口镜像是指将交换机上一个或者多个端口（被镜像端口）的数据复制到一个指定的目的端口（监控端口）上，通过镜像
可以在监控端口上获取这些被镜像端口的数据，以便进行网络流量分析，错误诊断等。
端口镜像功能应遵循的规则：
1.交换机可支持多组端口镜像，每组也可以支持多个被镜像端口。
2.在一块儿接口板中，最多只能配置一组端口镜像。
3.支持跨端口板的端口你镜像，即被镜像端口，监控端口可以在不同的接口板上，此时交换机最多只能配置一组端口镜像。
4.可以在监控被镜像端口发送的数据或接收的数据。
端口镜像的分类：1.基于端口的镜像（网络中常用）
2.基于流的镜像
三层交换机的镜像端口的配置：
ZXR10(config-fei_1/x)#:monitor session source [direction {both | tx | rx}]设置被镜像端口及数据流方向，
Session-number的范围1~4，流向默认为both。
ZXR10(config-fei_1/x)#:monitor session destination 设置监控端口，
Session-number的范围1~4。
ZXR10(config-fei_1/x)#:show monitor session | 显示端口镜像的配置和状态。

IOS的基本介绍和使用技巧：

华为操作系统：esight
苹果：iOS
RAM(随机存储器):running-configuration（运行文件）
NVRAM(非易失性随机存储器):startup-configuration（启动配置文件）

Tab-----填写命令或关键字的剩余部分
Ctrl-R------重新显示一行
Ctrl-Z------退出配置模式并返回到执行模式
向下箭头-------用于在前面用过的命令的列表中向前滚动
向上箭头-------用于在前面用过的命令的列表中向后滚动
Ctrl-Shift-6-------用于中断诸如ping或traceroute之类的IOS进程
Ctrl-C--------放弃当前命令并退出配置模式

交换机和路由器登录安全以及标志区配置2：
HQSW01(config)#banner motd #

保存运行配置文件到启动配置文件：
HQSW01#write===============copy running-config startup-config
从tftp服务器恢复运行配置文件
HQSW01#copy tftp:running-config

三层

：--------------------------------------------------------------------------------------------
自治系统（AS）：由同一个管理机构管理，使用统一路由策略的路由器集合。
自治系统的编号：1-65535（65212-65535：私有）
IP路由表：
Static(静态路由)、RIP(动态路由协议)、OSPF(开放的最短路径优先协议)、Direct(直连路由)
1、最长匹配原则：目的网络相同的情况下，选择子网掩码最长的链路转发数据
2、路由协议的优先级：【0-255】越小，优先级越高
3、如果路由器无法用优先级来判断最优路由，则使用度量值（metric）来决定需要加入路由表的路由

路由表存放在路由器的RAM中。
静态路由是指由管理员手动配置和维护的路由。
静态路由支持到达同一目的地的等价负载分担（等价路由）。
选择优先级高的链路转发，当优先级高的断了，选另一条备份链路（备份路由/浮动静态路由）。
静态路由用在：（缺省路由也用于）边缘路由器、单一网络的路由器

路由器的作用：

路由器用于连接不同的网络设不同设备，实现在不同网络间转发数据单元。它处于网络层，一方面屏蔽了下层网络的技术细节，
能够跨越不同的物理网络类型，使各类的网络都统一为IP，从而使全球范围用户之间的通信变为可能，另一方面在逻辑上将整个
互联网络分割成独立的网络单位，使网络有了一定的逻辑结构。路由器负责IP包灵活的路由选择，把数据逐段向目的地转发，实现通信。

路由器的工作原理：

其工作流程是路由器从一个端口收到报文后，去除链路层封装，交给网络层处理。网络层首先检查报文是不是发送给本机的，若是，取掉
网络层封装，送给上层协议处理；若不是则根据报文的目的地址查询路由表，若找到路由，将报文交给相应端口的数据链路层，封装端口
所对应链路层协议后，发送报文；若找不到路由，则将报文丢弃。

路由器的构成：

1.目的网络地址(Dest):IP包要到达的目的地逻辑网络或子网络地址。
2.掩码（Mask）:目的逻辑网络或子网的掩护码。
3.下一跳地址（Gw）:与之相连的路由器的端口地址。
4.发送的物理端口（interface）：学习到该路由条目的接口，也是数据包离开路由器去往目的地将经过的接口，即下一跳的对端端口。
5.路由信息的来源（Owner）:表示该路由信息是怎样学习到的（就是路由表的建立方式）。

路由器的分类：

直连路由：（1）物理链路通（2）逻辑接口接正确
静态路由：网络管理员手动配置（单一网络、边缘网络）
动态路由（适合大规模网络）：动态路由协议是运行在路由器上的软件进程，通过该进程路由器上相同路由协议之间交换路由信息，加入
路由表，并在网络扑结构变化时自调整拓，维护正确的路由协议，并负责决定数据传输的最佳路径。
作用：根据所配置的路由选择协议提供的功能，动态路由协议可以自动学习和记忆网络运行情况，根据网络的运行情况自动调整
路由表，在需要时计算数据传输的最佳路径。
优点：是可以自动适应网络状态的变化，自动维护路由信息而不用网络管理员的参与。
缺点：为由于需要相互交换路由信息，需要占用网络带宽，并且要占用系统资源，另外安全性也不如静态路由。
分类：IGP（内部网关协议）和EGP（外部网关协议（BGP））
IGP内部网关：RIP（距离矢量，小型网络）、（OSPF（中大型网络，企业）、ISIS（大型网络，运营商））链路状态
~距离矢量：相互学习完整的路由表
~链路状态：链路状态信息
RIP：路由选择信息协议，使用UDP（协议号：17）作为传输协议，端口号520。
OSPF：开方式最短路径优先，OSPF工作在网络层，协议报文直接封装在IP报文中，协议号89，可靠性需要自身保证。
BGP：边界网关协议，使用TCP（协议号：6）作为传输协议，端口号179。
自治域系统编号：1-64511（共有） 64512-65535（私有）

rip关键技术：

rip路由没有放环机制
rip无限长：16 组播地址：224.0.0.9
为了保证路由的及时有效性，解决环路和收敛慢的问题。rip采用了以下技术：
1.触发刷新技术
2.水平分割技术
3.毒性逆转技术
rip路由的更新机制：（距离矢量：度量值+方向）
1.如果更新的某路由表项在路由表中没有，则直接在路由表中添加该路由表项。
2.如果路由表中已有相同目的网络的路由表项，且来源端口相同，那么无条件根据最新的路由信息更新其路由表。
3.如果路由表中已有相同目的网络的路由表项，但来源端口不同，则要比较它们的度量值，将度量值较小的一个作为自己的路由表项；
4.如果路由表中已有相同目的网络的路由表项，且度量值相等，保留原来的路由表项。
水平分割：
学习到的路由不再往出发送
毒性逆转：
将度量值设为16，再发送，

OSPF：

OSPF:开放最短路径优先协议。协议号：89 组播地址：224.0.0.5 224.0.0.6
OSPF的优点：（封装在IP报文中）
1.可适应各种大规模网络（最多可支持几百台路由器）
2.OSPF可基于宽带来选择最佳路径。
3.路由变化时可实现快速收敛。
4.无路由自环（其收集的链路状态用最短路径树算法计算路由，保证无环路）
5.可以不对VLSM和CIDR提供很好的支持。
6.支持区域划分
7.支持等值路由、
8.支持路由分级（OSPF支持4类不同的路由，按照优先级顺序分别是区域内路由、区域间路由、第一类外部路由、第二类外部路由）
9.支持验证
10.支持以组播地址发送协议报文（既可以达到广播的作用，又在最大程度减少了对其它网络罗设备的干扰）
Router ID（路由器标识符，不是ip地址）:（建议手工配置成loopback地址）
OSPF使用它来标识OSPF网络中说的每一台路由器。
组成：32位二进制数
选举方式：
使能OSPF协议前，至少保证接口有一个IP地址；
（1）首先在所有的Loopback里选择IP地址最大的；
（2）如果没有loopback接口，则在剩下的物理接口中选择IP地址最大的作为Router ID。
OSPF算法的过程描述：
1.运行OSPF，收集链路状态，发现邻居，互相通告LSA;
2.同步链路状态数据库（LSDB），建立邻接关系；
3.运用SPF算法，计算最短路径树，生成路由。
链路状态公告：LSA
链路状态数据库：LSDB
OSPF使用开销作为度量值
OSPF使用SPF（最短路径优先算法）
OSPF支持的网络类型：
1.point to point :点到点，单播，不需要选举DR，链路层协议是ppp
2.Broadcast：广播网，需要选择DR，链路层协议是Ethernet，FddI，
3.NBMA：非广播多路访问网络，需要选举DR，链路层协议时帧中继，ATM，HDLC，X.25
4.point to Multipoint :点到多点网络，不需要选举DR，无协议
5.Virtual Links：虚链路，OSPF以单播方式发送
在广播和NBMA类型的网络上，都使用DR来传递信息。
为了减少在局域网上的OSPF协议报文的流量，每个网段都会选举出DR和BDR来代表这个网络。每个Router都会和DR,BDR同步LSA，建立邻接关系。
DR和BDR的选举：
网络中最先启动的路由器被选举为DR。
同时启动，或重新选举时，则看接口优先级（0~255），优先级最高级的被选举为DR。
如果前两者相同，最后看路由器ID，路由器ID最高的被选举为DR。
DR的选举是非抢占式的，除非重启OSPF进程。

OSPF报文有五种类型：
1.Hello报文：用来发现和维持邻居关系，选举DR,BDR 组播地址：224.0.0.5
2.DBD报文：描述自己的LSDB，用于数据库同步。装载所有LSA的head。
3.LSR报文：用于向对方请求自己所需的LSA，用来向对端请求本地没有的LSA或更新LSA。
4.LSU报文：用来向对端路由器发送所需要的LSA，用来向对方更新LSA。
5.LSAck报文：用来对接受到的DBD，LSU报文进行确认。用来收到更新LSA后的确认。
Flooding 洪范过程：
广播类型链路状态发生变化：
路由器A用224.0.0.6通告给DR（DR只接受224.0.0.6发送的信息）
DR用224.0.0.5通告给其他路由器

OSPF协议的计算过程：
一个路由器到另一个路由器的最短开销路径。

OSPF划分区域的好处：（1）减少LSA(链路状态公告)的数量 （2）屏蔽网络变化波及的范围

OSPF划分区域的理解：OSPF使用于大型网络，采用了区域结构后，OSPF会对各种OSPF中处于不同位置的路由器进行功能的区分。只有同一区域内的路由器
之间会保持LSDB的同步，网络拓扑结构的变化首先在区域内更新，可以将网络拓扑变化带来的影响变小。
区域划分的规则：1.每一个 网段必须属于一个区域，即每个运行OSPF协议的接口必须指定属于某一个特定的区域。
2.区域用区域号（Area ID）来标识，区域号是一个从0开始的32位整数。
3.骨干区域不能被非骨干区域分割开。
4.非骨干路由器必须和骨干路由器相连。（不建议使用虚连接）

OSPF多区域配置：
ABR：区域边界路由器（连接骨干区域和非骨干区域）
IAR：内部路由器（所有接口都属于同一个区域的路由器）
ASBR：自治系统边界路由器（连接OSPF和其外界的路由器）
BBR：骨干路由器

骨干区域：area0 非骨干区域一定连接到骨干区域

OSPF基本配置详解：

@@重分布路由：

ZXR10(config-router)#redistribute rip metric 10  //重发布rip路由
ZXR10(config-router)#redistribute connected   //重发布直连路由
ZXR10(config-router)#redistribute static    //重发布静态路由

@@设置认证类型和口令：

ZXR10(config-if)#ip ospf authentication-key zxr10   //设置明文验证的密码
ZXR10(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 zxr10    //设置MD5验证的密码
ZXR10(config-router)#area 0 authentication     //明文认证
ZXR10(config-router)#area 1 authentication message-digest      //区域1使能MD5加密认证

OSPF的诊断维护查询命令：

ZXR10(config)#show ip ospf neighbor       //查看OSPF邻居
ZXR10(config)#show ip forwarding route        //查看路由表
ZXR10(config)#show ip ospf interface       //查看ospf接口
ZXR10(config)#show ip ospf database      //查看ospf数据库
ZXR10(config)#show ip route ospf            //查看OSPF路由表

nssa(非完全末梢区域)：允许存在ASBR，和ASBR相连的外部LSA成为7类LSA。
非骨干区域ASBR产生的LSA为4类LSA。
骨干区域ASBR产生的LSA为5类LSA。

一类外部路由cost=内部ASBR的cost+ASBR到外部目的地的cost
二类外部路由cost=ASBR到外部目的地的cost

stub末梢区域只接受1，2，3类的LSA，访问4，5类LSA可用缺省路由访问，不会引入外部路由
total stub完全末梢区域只接受1，2类LSA
nssa(not-so-stubby)：引入的外部路由会以7类LSA的形式存在，需要再ABR上宣告默认路由

DHCP概述：

动态配置IP地址，整个配置过程自动实现，终端无需设置。
DHCP采用客户端/服务器体系架构
DHCP组网方式：1.无中继的DHCP（服务端和客户端在同一网段）
2.含中继（服务端和客户端不在同一网段）

Windows中：ipconfig /renew
ipconfig /release
DHCP报文类型：
（1）DHCP-DISCOVER
（2）DHCP-OFFER
（3）DHCP-request
（4）DHCP-NAK
报文分装：
链路层头：链路层的广播地址：12个f，或48个1
IP包头：SrcIP为全0，因为终端没有IP地址
DHCP报文：知名UDP端口号，Client为68，Server为67，Server的响应一般也是广播分装

VRRP:

VRRP:虚拟路由冗余协议 （做两个网关，再加一个虚拟网关）
定义：可实现对共享多存取访问介质（如以太网）上终端ip设备的默认网关进行冗余备份，从而在其中一台路由器宕机时，备份路由器及时接管转发工作，
向用户提供透明的切换，提高了网络服务质量。

生成树协议的抢占模式默认是打开的，OSPF的抢占模式默认是关闭的。
IP拥有者（主用路由器）的优先级为255，人工配置VRRP的优先级1-254，默认是100。
R1(config-if)#vrrp 1(vrid) ip 10.0.0.1(虚拟地址)
VRRP的组播地址：224.0.0.18
**选VRRP:1.选优先级大的 2.选ip地址大的
虚拟mac地址在主用路由器：00005E0001XX（XX是VRID决定）
虚拟地址和物理地址一样时，优先级最高，为255
备用路由器等待时间计算公式：
3广告发送间隔（默认缺省为1s）+（256-优先级）/256 //优先级表示：备用路由器配置的优先级

ACL（访问控制列表）

作用：
保证合法访问的同时拒绝非法访问。
ACL作为一个通用的数据流量的判断标准
1.标准的ACL：仅以源IP地址信息作为过滤标准
只能粗略地限制某一大类协议如IP
2.扩展ACL：
ACL只会访问一次，不管有没有匹配上，都会跳出ACL
ACL判断五元组：（网络层和传输层）目的IP地址、源IP地址、协议、源端口号，目的端口号
ACL的规则总结：
1.由上到下顺序执行，找到第一个匹配后既执行相应的操作（然后跳出ACL）
2.每条ACL的末尾隐含一条deny any的规则
3.ACL可应用于某个具体的IP接口的出方向或入方向
4.ACL可应用于系统的某种特定的服务
5.在引用ACL之前，要首先创建好ACL
6.对于一个协议，一个接口的一个方向上同一时间内只能设置一个ACL
ACL如何放置：
1.标准ACL,应该被配置在距离目的网络最近的路由器上。
2.对于扩展ACL，应该被配置在距离源网络最近的路由器上。

动态NAT：（地址转换协议）

私有地址范围：
A：10.0.0.0 ——10.255.255.255
B：172.16.0.0 ——172.31.255.255
C：192.168.0.0 ——192.168.255.255
NAT定义：网络地址转换可以实现内部使用私有地址的主机访问到外网。
作用：1.有效地节约Internet公网地址，使得所有的内部主机使用有限的合法地址都可以连接到Internet网络
2.地址转换技术可以有效地隐藏内部局域网中的主机，因此同时是一种有效的网络安全保护技术
3.可根据用户的需要提供http、WWW、Telnet等服务
工作原理：内部本地地址（私网地址）——>内部全局地址（公网地址）
工作方式：
静态：一对一绑定内部本地地址和内部全局地址
端口重定向（一个公网ip可以对应多个服务器，对外提供ftp、http、telnet等）
动态：一对一转换内部本地地址到内部全局地址
一对多超载，多个内部地址转换成少数内部全局地址
配置：

1.启动NAT功能
ZXR10(config)#ip nat start
2.配置NAT的内部和外部接口
ZXR10(config)#interface <interface-name>
ZXR10(config)#ip nat {inside | outside}
3.使用静态NAT方式，定义NAT的转换规则
ZXR10(config)#ip nat inside source {static <local-ip> <global-ip>}

动态PAT：（基于端口的地址转换）

多个私网地址使用少数公网地址加端口号的方式访问到外网 在地址转换的过程中直接使用对外接口的合法的共有IP地址作为转换后的源地址

VPN（虚拟专用网络）

VPN的好处：
工作原理：1.当用户的私有信息发送到运营商公共网络边缘时，边缘设备就会对此用户进行识别判断，如果是VPN的信息就对此报文进行再次封装。
2.用户信息在公共网络中传递时，公网设备只检查其顶部封装的公网信息进行判断转发，而不检查用户的私网信息。
3.当对端边缘设备收到此信息后，判断出这是给本地某PTN的报文，就会除去公网信息的封装，将还原后的信息发送给本地VPN用户。
VPN隧道的创建方式：
1.传统专线
2.基于客户端实施VPN（Lpsec,GRE等）
3.基于运营商实施VPN（MPLS VPN等）