HCIP笔记

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

1. 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

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。

DHCP Request报文---广播

DHCP ack报文----广播/单播

应用层 DHCP ACK

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

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

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

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）

协商过程

 配置方法

AAA

AAA方案

认证方案

 GRE和MGRE

 NHRP----下一跳解析协议

DSVPN----华为

 定义了ABR（区域边界路由器）设备----确保所有人遵循上述规则