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网络基础:
OSI:开放式系统互联 定义数据封装的标准,由ISO(国际标准化组织)提出,有七层。用于理论的分析和研究学习。ISIS协议等基于OSI开发。支持各种地址协议。
第七层:应用层 抽象语言(文字、声音、图像等)–> 编码(人机交互的接口,面相程序或接受应用程序发出的数据)
第六层:表示层 编码–>二进制(将应用程序的逻辑语言转换成二进制语言)
第五层:会话层 提供会话地址–无标准–应用程序自行设定(针对产生需处理的流量生成多个虚拟会话通道(需链接:每一条链接都是独立的)开放、终止。实链接)
上三层为应用程序对数据的加工处理-故统称为应用流层

下四层负责数据传输转发–统称为传输流层
第四层:传输层 – 分段、端口号 TCP传输控制协议(面向连接的可靠的传输协议通过三次握手保证)/UDP用户数据报协议(非面向连接不可靠的传输协议)
传输:区分不同的流量用端口号区分 端口号范围:0-65535,定义数据的传输方式
端口号:Telnet-23 ssh-22 http-80 https-443
保证可靠性:1、确认 2、重传
第三层:网络层 – internet协议 – IP – IP地址(用于编址和寻址)
第二层:数据链路层【作用:根据不同的物理传输介质来进行不同的二层封装(局域网封装、广域网封装)】 = 逻辑链路控制层–LLC+介质访问控制层 --MAC
第一层:物理层 物理硬件
TCP/IP模型:有4或5层,用于大多数协议的开发,只支持IP协议
二层:网络接口层
三层:互联网–Internet网络层
四层:主机到主机(终端到终端)传输层
第七层:应用层

网络庞大
1、节点增多 – HUB(集线器)
2、距离-- 中继器(放大器–使用独立的供电,进行电压的恢复-纯物理加压–属于物理层–由于其不对电波的波形进行修改,故不能无限延长传输距离)

使用集线器增加网络节点 — 集线器为物理层设备,仅对电流进行加压和传导;任意接口进入的电流,均会被集线器使用自带供电,加压后延其他所有接口导出。
导致的问题:
1、不安全
2、延时很大— 产生大量的垃圾信息
3、冲突问题-- 排队 CSMA/CD
4、地址需求—唯一,格式统一
MAC地址-- 网卡芯片的ID,出厂烧录 全球唯一 由于其存储在网卡芯片的控制程序中,而控制程序属于介质访问控制层,介质层的简称为MAC,故称其成MAC地址;
48位二进制构成,在应用层使用16进制进行显示
CSMA/CD-载波侦听多路访问/冲突检测-- 排队机制-- 没有完全解决冲突,且大大降低了通讯效率;

二、网络增大的核心要求:
1、无限传输距离
2、完全没有冲突-- 所有节点可以同时去收发自己的数据
3、单播–一对一传输

网桥-- 交换机:属于介质访问控制层 – 控制物理层实现 二进制与电流间的转换
作用:
1、提供端口密度–继承集线器的功能–同时连接多个节点
2、无限传输距离 — 识别、存储、重写
3、彻底解决冲突— 识别、存储 — 二进制可被存储和记录
4、实现单播转发-- 节点之间一对一通讯
电流进入交换机后,识别为数据;交换机先查看数据中源MAC地址,然后将其对应的入口记录到本地的MAC地址表中;再查看目标MAC地址,基于本地的MAC表进行查询,若表中存在记录,仅向对应接口单一复制该流量;若表中没有记录,将洪泛该流量;
洪泛–除流量的进入接口外,其他所有接口均复制转发;

大–>无限距离、无冲突、单播–>网桥(交换机)–>MAC地址–>洪泛–>洪泛的范围–>路由器–>internet协议–>IP地址–>ARP -->广播–>广播域(洪泛域)

IP地址:逻辑地址–临时地址 存在V4/V6两个版本
IPV4地址:连续的32位二进制构成 — 在应用层使用点分十进制显示
11000000101010000000000100000001
192.168.1.1
128 64 32 16 8 4 2 1
11000000 10101000 00000001 00000001

11000000101010000000000100000001 在32位的地址中;
前段为网络位–对应不同的洪泛范围 后段为主机位–标识本地在本范围内的唯一性
直接关注一个ip地址,无法区分网络位和主机位;使用子网掩码来进行标记;
192.168.1.1 255.255.0.0 255.255.255.0
192.168.2.1
11000000101010000000000100000001 192.168.1.1
11111111111111110000000000000000 255.255.0.0
11111111111111111111111100000000 255.255.255.0

ARP:地址解析协议 – 通过某一种来获取另一种地址
AARP-正向ARP PC1使用二层广播,通过PC2的ip地址,获取到PC2的MAC地址
该过程完成后,同时可以让中间的交换机生成MAC表;

广播–二层广播–终端故意发送数据包时,将目标MAC地址设定为全1(该MAC地址在网络中不存在),迫使交换机洪泛该数据到整个洪泛范围

网络速率 约等 带宽 /8)*85%

分段:共享式网络中,数据包容量不易过大,否则将可能无法正常传输;必须进行合理切分
分段的大小由MTU值决定;
MTU–最大传输单元 – 设备限制的一个数据包的最大容量 默认1500字节

端口号:用于区分同一设备上不同程序产生的不同进程
16位二进制 十进制使用0-65535 其中1-1024注明端口-静态端口–默认分配给各种服务,与某一种流量存在一一对应且绑定的关系
1025-65535 动态端口 高端口 随机分配给各个进程与某一种流量仅存在一一对应的关系

UDP:用户数据报文协议 – 传输层的基本工作协议
仅完成传输层的基本–分段(受MTU限制) 提供端口号

TCP:传输控制协议-- 在完成了传输层的基本工作外,还需要保障传输的可靠性
除了进行正常的分段和提供端口号;还会进行可靠性的保障机制—面向连接 可靠传输

面向连接:通过三次握手建立端到端的虚链路
三次握手-- 在转发真正需要传递的数据前,先通过3次交流,来确定是否可以发送和接收,如何接收。
保证可靠性:确认、重传
可靠传输:4种可靠机制-确认、排序、流控(滑动窗口机制)、重传

IPV4报头:internet协议-- 最重要的功能为逻辑寻址,大小:默认20个字节(没有可选项)

Version:大小4bit使用的是哪个IP版本
IHL(IP Header Length):大小4bit IP的头部长度 默认值0101
IHL(IP Header Length)字段的大小为4位,代表IP头部的长度,默认值为0101,即5个单位,每个单位是4字节,所以总共是20字节。(科大写法)
Service Type(Type of Service):也称TOS,服务类型 8bit 用于对不同的流量进行标记
数据包最大值:60字节 最小值20字节
Packet Length(Total Length):大小16bit 总长度 IP整个数据包的大小
Identification:大小16bit 标识符
Flag:大小3bit 标记位 R位:保留位 D-F位:不分片位 1:不分片 0:分片 M-F位:更多分片位
Frag Offset:占用13位 大小13Byte 分片偏移位
Time to Live(TTL):大小8bit 存活时间 单位s 作用:防环
Protocol:大小8bit 协议字段 协议号 用来描述上层用了什么样的协议或封装 TCP:6 UDP:17 ICMP:1
Header Checksum:16bit包头校验盒
OPtions:可选项:严格选路 松散选路 时间戳 记录路由
Padding:填充项
数据链路层头:

名词注解:
洪泛:流量进入交换机后,若交换机没有目标MAC地址,在本地对应接口的记录;

将该流量除进入接口外的,其他所有接口复制转发。
广播:终端、服务器等设备,利用交换机的洪泛规则,故意发送网络中不存在的目标MAC地址数据包,来迫使交换机对该流量进行洪泛。–默认使用全1;

OSI模型:开放式系统互联参考模式 — 7层网络模型
应用层 表示层 会话层- 上三层 应用程序流层
传输层 网络层 数据链路层 物理层 – 下四层–传输流层

数据的封装、解封装:
封装:从七层到一层

TCP/IP协议栈道模型:

MTU —最大传输单元 – 传输层对数据分段时,限制单段最大容量

ARP:地址解析协议 – 通过某一种地址来获取另一种地址
AARP:正向ARP-- 已知同一网段设备的ip地址,通过广播查询的方式,来获取对端的MAC地址;
Inarp:逆向ARP
RARP:反向ARP
FARP:无故ARP —在设备刚获取时固定进行,使用ip地址的过程中随机进行,向外主动进行正向ARP请求(广播方式通过ip地址获取mac地址);但被请求ip地址为本地使用的ip地址;—用于ip地址的冲突检测
封装:数据从高层向低层加工的动作,过程中在每层添加各层的报头,数据将不断增大;
解封装:封装的逆向过程,对各层报头读取识别的过程,数据将不断变小;

PDU:协议数据单元–各层数据的计量单位
应用层 数据报文
传输层 段
网络层 包
数据链路层 帧
物理层 比特流

全双工:单个节点,可以在同一个时间点,同时收发数据。–收和发的数据被物理隔离在不同的频道或不同的电缆上传输。
半双工:单个节点,在单点时间内只能处于发送或接收状态,不同同一时间收发数据;

DNS:域名解析服务 — 记录各个域名对应的ip地址;用于用户查询

http:超文本传输协议 — 基于TCP的80端口工作
https:安全的超文本传输协议 — 基于TCP的443端口工作
数据链路层面: 针对不同的物理链路定义不同的封装

RIP : 路由信息协议

1.适用范围:IGP
2.协议算法特点:距离矢量型(DV),贝尔曼福特算法
3.是否携带网络掩码:RIPV1不携带 RIPV2携带
4.协议数据包的封装:基于UDP封装,使用端口号 520

RIP协议描述:路由器通过周期性发送消息数据包来传递路由信息(request 请求 response 响应),周期时间30s ,支持路由认证,支持路由手工汇总。

RIP 携带路由信息的报文: response 基于UDP封装。一条RIP更新报文最多包含25条路 由信息,若启用路由认证,则最多传递24条路由信息。

异步更新机制:25.5-30 s
水平分割机制:
毒性逆转水平分割机制:
RIP计时器机制:思科(update 更新 30s invalid 无效180s holddown 抑制180s flush 刷新 240s);华为(更新 30s 无效 180s 垃圾回收 120s )
最大开销值15跳

RIP支持触发更新,并且默认开启。(华为中默认开启了触发更新 ,思科中默认关 闭)

修改接口的RIP协议版本:

RIP 协议部署:
1.RIP 协议支持多进程;进程号只具有本地意义
思科没有进程号,华为有进程
2.手工汇总:
目的: 1.减少路由条目数量,减小路由表大小,加快查表速度
2.增加网络稳定性
位置:在路由传播的出方向接口实施,建议在明细路由所在路由器的出接口
cost计算:汇总路由cost使用所有明细路由中cost最小的(思科华为一致)
存在条件:至少存在一条明细路由
特性: 在思科中,仅仅支持VLSM,不支持CIDR
在华为中,支持VLSM和CIDR
在IGP中,发送了汇总会自动抑制明细路由的发送
不自动产生指向NULL0 的防环路由

VLSM—可变长子网掩码技术
CIDR—无类别域间路由技术,又称为super net 超网

查看:

3.路由认证
启用明文认证:

启用MD5认证:需要部署 key - id

4.路由控制(AD metric )

修改优先级(AD值):

查看:

在这里插入图片描述

修改cost(metric值):接口使用分为in out ,in 代表接口增加度量值为多少,out代表 增加度量值到多少;in out 都可以配合ACL或前缀列表控制针对部分;路由修改度量 值。(metric值调整只能增加不能减少)

查看ACL :

过滤路由:过滤列表,类似于cisco中的分发列表(过滤列表)自身不具备过滤功能, 需要调用ACL或前缀列表;可以在import或export方向上实施。

1.设置ACL

2.使用filter-policy

5.被动接口(静默接口),针对组播或广播的路由信息只收不发
设置接口为静默接口:

6.单播邻居:发送RIP 消息数据包使用单播方式发送,单播邻居技术并不影响组播的 发送。
单播邻居+被动接口=单播被动

单播邻居:

被动接口:

单播被动测试:

7.更新源检测:适用于所有的IGP协议
关闭更新源检测:

8.缺省路由: 默认路由
1.default-route

2.汇总产生缺省

局域网封装:Ethernet 2(TCP/IP) ,IEEE802.3(OSI)
广域网封装:PPP HDLC FR ATM

HDLC: 高级数据链路控制协议,默认思科的串行链路封装为HDLC,分为工业标准的HDLC和思科私有的HDLC ,两 者不同通用,思科私有的HDLC中加入一些控制字符,识别上层协议,以及三层的传输方式
定义接口封装为HDLC :

PPP: 点对点封装协议,华为串行链路默认封装为PPP, PPP链路需要建立一 条端到端的会话链路

PPP会话建立分为: 1.LCP 2.PPP认证 3.NCP

LCP:链路控制协议,通过发送LCP数据进行物理链路和封装的确认

PPP认证: 增加PPP会话的安全性,PAP CHAP

NCP:网络控制协议,通过发送NCP 针对上层协议进行封装,IPCP 协商,在 NCP协商过程中,会自动将自己本端IP地址以路由方式发送给对方,当PPP会 话建立之后,会产生到达对方接口IP地址的32位主机路由

PAP : 密码认证协议,是一种一次性的简单的明文认证

主认证方:

接口调用:

被认证方: 提供账号密码

CHAP :挑战握手认证协议,通过三次握手的方式进行安全的MD5认证 ,在认证过程中需要发送挑战信息(类似 HMAC 密钥化哈希)。

接口启用chap认证:

被认证方:

在广域网技术中,PPP HDLC FR ATM PPPOE PPPOA

GRE: 通用路由封装,标准的三层隧道技术 ,是一种点对点的隧道技术

查看:

MGRE: 多点通用路由封装协议 不支持广播、组播
NHRP :下一跳可达协议,所有的MGRE接口将自己的MGRE接口IP地址和对应 隧道物理接口地址信息发送给NHS进行注册,NHS 上存在所有接入MGRE的接 口映射关系。其他MGRE接口之间彼此通信时向NHS进行请求,形成隧道的目 标地址。
运行路由协议
hub端配置:

spoke端配置:

查看:

本文标签: 广域网局域网基础笔记网络