HCIA --华为体系下的初级网络工程师

HCIP --高级网络工程师

HCIE -专家级网络工程师

网络的三大供货商？

华为

H3C

思科

计算机网络的处理--云技术（云计算）

云技术，就是不在你自己电脑 / 手机上存东西、跑程序，而是通过网络，用别人放在数据中心里的服务器。

计算机网络的存储-云存储

比如：阿里云盘 百度网盘

通信方式：包交换

数据组成数据包 在各个节点不断传递 最终到达目标

计算机技术：

抽象语言---编码语言  --应用层

编码语言--二进制语言 --表示层

二进制语言--电信号  --介质访问控制层

处理电信号              ---物理层

通信技术：

最早的网络是对等网络   ----------------

如何扩大呢？   1.无线延长传输距离

                          2.增加网络节点数量

1.延长传输距离

传输介质：

1.光纤：

光--->电的转换 ---光电二极管（接收到光之后会产生电流）

电---->光的转化--发光二极管（通电就会发光）、注入式激光二极管（效果好）

• 单模光纤-用注入式激光二极管---信号畸变小
• 双模光纤-用光电二极管

2.网线：

RJ-45双绞线：8跟，两两相绞

RJ-11电话线

根据线类分：五类（百兆线）、超五类（千兆线）、六类

        超五类线（5e）--传输速率--1000Mbps ---传输距离100m ---限制：会产生信号衰弱

bps：b-bit（位）网络里的最小单位

byte-字节 计算机里的最小单位

bit和byte之间的关系：1bit=8字节

实际上：100M/8*0.85 = 10.625MB/s

        

屏蔽线和非屏蔽线

3.无线网

        WiFi 蓝牙

延长传输距离怎么解决？

放大器

引出--放大器（中继器）---物理层   解决信号衰弱的问题

增加网络节点数量怎么解决？

引出-网络拓扑结构

直线型拓扑结构：优点：简单

                              缺点:容错率高，可靠性差，传输效率低

环形拓扑结构：优点：简单 ，容错率提高了

                        缺点：传输效率不高

                        

星型拓扑结构：优点：容错高

                          缺点：依赖性高

中间设备--hrb（集线器）------物理层

问题：1.地址问题   --MAC地址         

           2.安全问题

           3.冲突问题--解决冲突方法 CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测技术

不会能量完全消失了，是有可能数据丢失，但是会有一定的反馈，这个反馈信息很重要

又造成了延迟问题，现在基本上已经淘汰---过度作用

核心思路：排队

           4.延迟问题

MAC地址：所有芯片出厂时烧录在芯片上，全球唯一，格式同一

网状拓扑 优点：可靠性高，容错率强，传输速率快

                缺点：成本高，结构复杂

树型拓扑：

提出新的需求

1.无线延长传输距离

2.完全解决冲突---所有节点可以同时收发数据

3.实现单播---一对一的通信

A---B发 只能B收到，之前集线器其他人都能收到

如果A只给B发是不是解决了安全问题

其次延迟问题是不是也改善了

也解决了CSMA/CD带来的延迟问题

如果再能解决无线延长传输距离 那就实现了互联网想要的一切

交换机：全双工--双向通信

二层设备的原因：他可以实现二进制--电信号的相互转变

解决无线延长传输距离

完全解决冲突问题：

从电信号进去已经变成数据了     数据和数据进到同一个设备他会相撞吗？--不会了

实现单播：

在把二进制转化为电信号之前，重要工作:把SMAC （源MAC地址 就是是谁发的）和DMAC（发给谁）地址加进去

跟原始数据放在一起全部变成二进制统一转换成电信号--流量来到交换机上---

交换机的转发原理：数据来到交换机上，交换机会先看源MAC地址，将源MAC地址和对应接口的关系

记录在本地MAC地址表中，之后再看目标MAC地址，根据MAC地址查看MAC地址表 找到对应的目标接口

如果MAC地址表中有记录 就根据记录实现单播

如果在MAC地址表上没有找到对应的接口，就泛洪，（除了进入的接口外，将流量转发到剩余的其他接口）

一个接口可以对应多个MAC地址  一个MAC地址不能对应多个多个接口

路由器--三层设备

应用层

表示层

网络层

介质访问控制层

物理层

功能：隔离泛洪范围（一个接口对应一个泛洪范围）

         转发

两种通信方式：①靠交换机通信  ②靠路由器通信 

如何区分？

IP地址：区分泛洪范围--逻辑地址（可变）

网络层------IP协议--互联网协议---定义出IP地址

IPv4--IPv4地址--32位二进制构成  （网络层在表示层之下 已经是二进制了，他用二进制来表示）

IPv4地址：172.20.10.3 --点分十进制

全世界有多少个IPv4地址？1位二进制构成，那他就有两个0和1，那就是2的1次方

32位 42.9亿------ 不够

于是就有了Ipv6--IPv6地址--128位二进制构成  可以让地球上每一粒沙子都拥有一个IP地址

IPv6地址：240e:457:ff20:51a6:af0d:6019:37d:8ff5   ---冒分16进制

172.20.10.3     IP地址是区分标识泛洪范围的

怎么区分？

32位二进制的构成

不单纯分为两部分

网络位 （区号）：不同泛洪范围，网络位不同

主机位 （号码）：在同一个泛洪范围内区分不同主机

 IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 172.20.10.6    10101100. 0001 0100. 0000 1010.0000          0110

 子网掩码  . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0 -----区分网络位和主机位--规则：由连续的1和

连续的0组成     11111111.11111111.11111111 .1111 0000

1代表网络位 0代表主机位

网关--说是路由器不合适

出去要找接口，相当于不同关口派的大使，更合适的说应该是网关就是路由器接口

电脑配IP地址时要写网关，那所以我们应该先配路由器IP

路由器就充当一个DHCP服务器的作用

作为给别人分配地址的设备是不是得先自己有地址

0-255特殊地址 不让用

1-254可以用

GE--1000Mbps千兆口

Eth -100Mbps百兆口

路由器接口相对少一点，交换机主要是连主机 需要的接口就多，路由器连的是不同的泛洪范围就比较少，尽可能百兆口连百兆口-千兆口连千兆口，给他的速率发挥到最大

拿到一个规划好的网络架构下不要盲目

·1.第一步先看有几个泛洪范围---- 之前说的 一个接口对应一个泛洪范围，所以就是去数有几个接口

·2.规划IP地址     ---不同泛洪范围是不是要靠IP地址的网络位区分开

3.配IP

系统视图是能配置全局累的 比如影响整台路由器的 sysname r1

配置接口--接口视图 interface（接口） GigabitEthernet （GE）缩写

配IP   Ipaddress 192.168.1.1

查看 display IP interface brief

三步走完就成功了

怎么验证他通没通？检测网络连通性

Ping 工具

思考在这个过程中有没有什么问题，

交换机的工作原理

通过MAC地址转发的，我现在告诉的是pc2的IP地址

交换机的整个过程中靠的是MAC地址，我们没有用到IP地址，跟IP地址没有关系

为什么还能通呢

是不是得有一个通过IP地址知道他的MAC地址，交换机靠的就是MAC地址

获取到才能通

我们要根究pc2的IP地址获取他的MAC地址 才能通

重要的协议 地址解析协议ARP  ---我们现在学的就两个 一个MAC地址 一个IP地址

ARP协议 ---地址解析协议 ---可以根据一种地址获取另一种地址

没有必须是根据IP获取MAC 或者是根据MAC获取IP

那就意味着两种都可以实现

现在我需要的就是根据IP地址获取他的MAC地址

获取到对方的MAC地址后整个通信才能成立  整个逻辑才能通顺

怎么做的？

一个外卖员 只知道你的电话号码 不知道你的家庭地址 --那如何把这个快递送到你家

核心就是问

再网络里问谁

我只知道我的通信对象是1.20 但是不知道是pc2还是pc5

怎么办？

问所有人  -交换机里泛洪

什么情况下泛洪？

交换机一定会帮你泛洪吗？

如何逼交换机泛洪

给交换机里写一个不存在的MAC地址，他不存在是不是就会找不到

就一定会给我们泛洪

Pc1在发数据包时 要写一个SMAC和DMAC

DMAC要写一个很特殊很特殊的地址 一定要在MAC地址表里找不到

交换机里的MAC地址表一定是有数据发过来他才会记录SMAC地址

我要写的这个MAC地址一定不可能有其他的长这个样子，这种情况他是不是肯定找不到

那肯定就会泛洪

我们确实有这么一个地址

那就是全F

我们一般发48位二进制 写成12位16进制

12位16进制全F是啥意思

代表48位二进制全1 的这个地址 非常特殊

 MAC地址是有规则的 前24位代表厂商 后24位随机分配

是不是不会有哪个厂商前24位全是1 后24为业全是1

那就是说世界上不可能会有一个芯片他全是1

那我写目标MAC地址全是1 ，交换机是不是一定会帮我泛洪

广播地址：全F

广播：逼交换机泛洪

逼交换机泛洪的这个效果就叫做广播

广播域=泛洪范围

他的范围是不是跟泛洪的范围一样

广播域可以平替泛洪范围这个词

广播（被动） 不等于泛洪（主动）

动作不一样

源IP和目标IP+源MAC和目标MAC 打包好来到交换机上，交换机pc1和接口0/0/2的关系记录到MAC地址表，之后再看目标MAC地址

一看全F，再泛洪，这是时pc5和pc2都收到了

如果p5收到IP是问1.20的人MAC地址是多少，把你的MAC地址告诉我

Pc3一看我是1.30 不是找我要呢，把数据包丢弃

如果pc2收到，你请求的IP地址就是1.20，我就是1.20，你就问我要MAC地址呢

那我就应该给你回一个消息把我的MAC地址告诉你

所以pc2就会回复一个ARPresponse的应答报文，这个也是一问一答的过程

因为来时把源IP对应的MAC地址已经记下来

应答报文就不需要广播了，只需要单播，你会发现他知不知道pc1的MAC地址，已经把1.10的MAC地址记录下来了

所以他在回复的时候 源MAC地址写pc2的，目标MAC地址写pc1的,这个时候数据包来到交换机上，交换机根据记录的接口关系再转发给pc1

Pc1收到后也在他的缓存表里记录下 pc2对应的MAC地址，有了这个记录他再发

ARP工作原理，设备以广播的形式发送ARP请求报文，广播域内搭设备都可以收到这个请求报文

所有收到请求报文的设备，先将请求报文中的源IP地址和MAC地址对应关系记录在本地的ARP缓存表中，之后再看请求的目标IP地址是不是自己 ，如果不是自己则丢掉。如果是自己则回复应答报文，告知自己的MAC地址。之后在发送数据前，先通过ARP缓存表查看目标MAC地.用自己的源MAC地址，和对方的目标MAC地址执行，如果没有，则将再发送APR请求报文

ARP缓存表默认老化时间 180s

Arp -a 查看缓存信息

ARP分类：

正向arp：根据IP获取MAC地址

反向arp：根据MAC地址获取IP地址

免费arp：基于正向ARP的工作原理 只不过请求的IP地址是自己本地的IP地址

问别人要根据自己的IP地址要自己的MAC地址

1.自我介绍

2.检测地址冲突

跨范围通信

路由表

路由器转发原理： 数据来带路由器上，路由器会根据目标IP地址查看路由表，如果路由表中有记录，无条件按记录执行，如果路由表中没有记录，则将会丢弃该数据包

Display IP routing table---查看路由表

192.168.1.0/24 等价于 192.168.1.x/24      0代表的一个范围

IPv4地址  ABCDE

A,B,C----单播地址--既可以作为源IP也可以作为目标IP

D------组播地址----只能作为目标地址使用

E-------保留地址

单播---一对一

组播----一对多（同一个组播组） 

广播----一对所有（同一个广播域）

A：0xxx xxxx    ----1-126

B：10xx xxxx    ----128-191

C：110x xxxx   -----192-223

D：1110 xxxx   ----224-239

E：1111 xxxx    ----240-255

A:子网掩码：255.0.0.0

B:255.255.0.0

C:255.255.255.0

特殊IP地址

1. 127.0.0.0 - 127.255.255.255     环回地址
2. 255.255.255.255  ----受限广播地址  --在不确定目标IP地址是谁时想发给所有人  --只能作为目标IP使用

（受限）这样的数据包到路由器这里就终止了 ，只会在当前广播域扩散不会在其他广播域扩散

1. 主机位全1的地址   ----192.168.1.x/24  ---192.168.1.255---直接广播地址

Pc1有一种可能是需要发给右边网段里的设备，但是不知道IP，或者或想发给右边网段内的所有主机

1. 主机位全0的地址   ----192.168.1.x/24   ----192.168.1.0/24---网段/网络号---不能作为源IP地址使用
2. 0.0.0.0   -----1.可以代表没有地址

                              2.可以代表任意地址（路由中使用）

     3.169.254.0.0/16 ----本地链路地址自动私有地址

这个地址里的，子IP可以相互通信，但是不能上网

假如一台电脑加入这个广播域中，开始没有地址要发广播去问服务器要，有一种可能这个广播域中并没有DHCP服务器，并没有人能给我IP地址，就像是咱们的电脑在大庭广众之下喊了半天发现没人理他，那如果没有的话，咱们就自己给自己配，就会在169.25.0.0/16这个范围内给自己选一个地址。

VLSM ---可变长子网掩码--子网划分

172.16.0.0/16-----划分为8个网段

172.16.000 0 0000 .0/16  --172.168.0.0/19-----172.16.0.1--172.16.31.254

172.16.001  0 0000.0---172.168.32.0/19   ---172.16.32.1-172.16.63.254

172.16.010  0 0000.0---172.168.64.0/19   ---172.168.64.1-172.168.95.254

172.16.011  0 0000.0---172.168.96.0/19   ---172.168.96.1-172.168.127.254

172.16.100  0 0000.0 ---172.168.128.0/19 ---172.168.128.1-172.168.159.254

172.16.101  0 0000.0 --172.168.160.0/19  ---172.168.160.1-172.168.191.254

172.16.110  0 0000.0 ---172.168.192.0/19 ---172.168.192.1-172.168.223.254

172.16.111  0 0000.0 ---172.168.224.0/19 ---172.168.224.1-172.168.255.254

CIDR  --无类域间路由---“汇总”

“取相同 去不同”----针对二进制

192.168.0.0/24---192.168.0000 0000.0000 0000

192.168.1.0/24---192.168.0000 0001.0000 0000

192.168.2.0/24---192.168.0000 0010.0000 0000

192.168.3.0/24---192.168.0000 0011.0000 0000

C类：255.255.255.0--/24

C类192.168.0.0/22---超网--比原本C类可容纳的主机数量变多

172.16.0.0/24

172.16.1.0/24

172.16.2.0/24

172.16.3.0/24

B类：255.255.0.0  

B类：172.16.0.0/22--子网汇总--比原本B类可容纳的主机数量变少

OSI/RM ----开放式系统互联参考模型

ISO---国际标准化组织

应用层----提供人机交互的接口

表示层----转化成二进制

会话层 ：   建立维护网络应用和网络服务器之间的会话连接

传输层 ----实现端到端的传输--应用-应用之间的传输---端口号  

                16位二进制构成---1-65536

                1-1023为知名端口号

                HTTP-超文本传输协议-80

                FTP-文件传输协议-20/21

                DNS-域名解析协议--53

                HTTPS ----HTTP + SSL/TLS（安全传输协议）

                             数据传输过程中的一个加密更安全---443端口

                Tftp --简单文件传输协议--69

                DHCP--动态主机配置协议--67,68

                Telnet--远程控制协议--23

网络层---

数据链路层---  MAC介质访问控制，LLC逻辑链路控制

物理层

第二章

互联网

TCP/IP模型

TCP/IP协议簇（组）

把这一堆协议簇里面的协议也给他从功能上去进行一个划分，也就行成一个层次

OSI的逻辑先有了框架，先有了层次，再有了标准 、协议、

TCP/IP先有了协议组成了互联网借鉴了OSI分层的思想，再划分层次

数据在每一层的状态是不一样的

PDU--协议数据单元    例如单位，相当于给每一层设置一个单位

应用层------数据报文（报文就是应用层的一个单位）

传输层------数据段（段就是传输层的单位）

网络层------数据包

数据链路层--数据帧

物理层-------比特流

封装和解封装的概念

封装：数据加工的过程，每一层加入东西进去的这个过程就叫封装的过程

例如：一层一层去包信封的这个过程

应用层---不同的应用协议封装的内容不同

传输层---端口号（把端口号封装到原始数据当中）---这是传输层需要干的事---具体的事需要具体的人（协议）去干----协议：TCP/UDP---完成封装动作的协议

TCP/UDP就像是传输层车间的两个员工，负责将端口号封装到原始数据里，TCP、UDP两个不同的员工添加的方法就不一样

网络层----IP地址--IP协议

数据链路层----MAC地址---以太网协议（并不是说非得把MAC地址添加进去，主要是电信号和二进制的转换）

靠交换机组件的二层网络叫做以太网

MAC地址是以太网的一个产物，是被需要再靠交换机组建的网络中，以后我们不需要交换机，，靠其他的组件的网络可能就不需要MAC地址

物理层--不需要封装

解封装

数据链路层

以太网帧结构：以太网II型帧

Type：--类型---上一层所使用的协议类型

二层直接解封装收到帧后，网卡 / 交换机先读 Type，直接决定把载荷交给哪个上层协议栈处理。

FCS----帧校验序列---CRC循环冗余算法

Preamble--前导符：前导符是一个明确的 “唤醒信号”，让网卡 / 交换机知道：接下来是一个有效以太网帧，准备接收

 运输层

TCP和UDP

1.TCP协议是面向链接的协议，UDP协议是无连接的协议；

2.TCP协议的传输是可靠的，UDP协议的传输是“尽力而为”不可靠的；

3.TCP协议可以实现流量控制，UDP不行；

4.TCP协议可以实现分段，UDP不行；

5.TCP协议速度较慢，占用资源较大，UDP协议速度较快，占用资源小。

两种协议的工作场景：TCP更适合工作可靠性较高，但是对效率要求较低的场景

                                     UDP更适合可靠性要求较低，但对效率要求较高的场景

什么是面向链接？

连接的目的就是保证对方能收到信息，属于在发送信息之前的一次喊话

所谓面向链接，就是在数据传输前，先使用预定的协议建立链接

URG紧急标记位：当置为1时，开启紧急标记为，同时印发紧急指针

ACK确认标记位：回复时 置为1，与确认序号一起用

RST标记位：RST=1，强制断开会话

PSH标记位：置为1 表示分段不会在缓存区再等待了，会直接推送给进程

SYN请求标记位：请求标记位，建立链接时喊话的过程，SYN=1，表示我要建立连接（喊话）

FIN标记位：结束标记位，FIN=1 表示我现在要跟你断开连接了

TCP的三次握手

三次是因为B在确认的时候把请求也发了

TCP的四次挥手

TCP保证可靠性的机制：确认。重传。排序。流控

流控机制：（滑动窗口）

 网络层

IP协议的头部

TTL--生存时间---数据包每经过路由器的一次转发，如果一个数据包中的TTL值减到0，则将不在转发这个数据包，将该数据包丢弃

8位协议---上层所使用的协议。TCP-6，UDP-17协议号

分片：传输层叫分段，网络层叫分片

为什么传输层已经分段了，为什么到网络层还要分片？

因为传输层TCP可以分段，UDP不行，所以这个数据包如果是UDP封装的，并且特别大的话到网络层就应该分片。                                                                                                                                                                                                                                                                         

MTU---最大传输单元---数据链路层数据帧能携带的最大数据量，默认1500

MSS--最大段长度---1460字节---这个参数需要协商，如果双方不同则按小的执行

带内管理--telnet

                SSH

                web

                SNMP

带外管理---console线

                 MiniUSB

telnet----远程登录协议

C/S架构的协议----client--server

telnet条件

1.登录设备--我的电脑（telnet客户端）和被登录设备（telnet服务器）之间网络联通；

2.被登录设备需要开启telnet服务

第一步

<r1>system-view 
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[r1]aaa
aaa ----所有名用户管理和存储用户名和密码的地方

第二步：创建用户名和密码

[r1-aaa]local-user test123 privilege level 15 password cipher 123456

15-----给客户端的权限等级

第三步：告诉这个用户可以拥有那个权利

[r1-aaa]local-user test123 service-type telnet

第四步：给登陆者提供一个视图

[r1]user-interface vty 0 4---开启虚拟端口
[r1-ui-vty0-4]

vty----虚拟接口

0-4-----0-4，同时开启5个虚拟端口给用户使用，同一时间可以允许5个用户登录

第五步：登录到之后需要的认证

[r1-ui-vty0-4]authentication-mode aaa-----认证模式

应用层：剩下的就是应用数据，直接交给应用程序