HCIA学习----第一天

HCIA — 华为认证的初级网络工程师
HCIP — 华为认证的高级网络工程师
HCIE

云技术 —
计算机技术举例
云计算 ---- 分布式计算，云服务器，通过网络来提供运算服务，同时也是联通设备之间的新方法。
云存储 ---- 百度网盘，云盘类产品，通过网络来提供存储服务。

计算机技术

抽象语言 — 电信号
抽象语言 — 编码应用层
编码 — 二进制表示层
二进制 — 电信号介质（硬件）访问控制层
处理电信号-----物理层

通信技术
1849年，安东尼奥·梅乌奇发现并研究电话。
附录：安东尼奥·梅乌奇（Antonio Meucci，1808.4.13-1889.10.18），电话的发明者，意大利人。2002年6月15日，美国议会议定议案，认定安东尼奥·梅乌奇为电话的发明者，梅乌奇因而被称为“电话之父”。
1876 — 贝尔获得电话专利 — 公共交换电话网 —电路交换—1888

阿帕网

对等网

计算机网络基础

使计算机网络规模变大的两个办法
1，延长传输距离
2，增加网络中的节点数量

延长传输距离

增强信号强度来使信号传输范围增大以延长传输距离
放大器（中继器） — 物理层设备 ---- 5倍的传输距离

物理层加压来增大电信号强度，但是单纯增大电压，类比于加重字迹，加压次数上升，字迹模糊后，必然导致数据异常（即数据失真）
所以使用中继器，信号范围最多延长5倍（注：不使用中继器双绞线信号范围大概为100米）

传输距离同传输介质相关

使用光纤可以极大的拓展信号传输范围，光纤采用光信号传输，远距离畸变远小于电信号
（没有光纤中继器啊）（或许可能有？）

增加网络中节点数量
网络拓扑结构
1，直线型拓扑（总线型）

2，环形拓扑

3，星型拓扑

4，网状拓扑

5，混合型 — 类型较多不一一列出

性价比最高 — 星型拓扑

网络设备

集线器（hub） — 物理层设备

集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（即带冲突检测的载波监听多路访问技术)介质访问控制机制。集线器每个接口简单的收发比特，收到1就转发1，收到0就转发0，不进行碰撞检测。
集线器（hub）属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的"智能记忆"能力和"学习"能力。它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点，如图所示，简单明了。
HUB是一个多端口的转发器，当以HUB为中心设备时，网络中某条线路产生了故障，并不影响其它线路的工作。所以HUB在局域网中得到了广泛的应用。大多数的时候它用在星型与树型网络拓扑结构中，以RJ45接口与各主机相连（也有BNC接口），HUB按照不同的说法有很多种类。
集线器（Hub）是指将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备。集线器是运作在OSI模型中的物理层。它可以视作多端口的中继器，若它侦测到碰撞，它会提交阻塞信号。 [1]
集线器通常会附上BNC and/or AUI转接头来连接传统10BASE2或10BASE5网络。 [1]
由于集线器会把收到的任何数字信号，经过再生或放大，再从集线器的所有端口提交，这会造成信号之间碰撞的机会很大，而且信号也可能被窃听，并且这代表所有连到集线器的设备，都是属于同一个碰撞域名以及广播域名，因此大部份集线器已被交换机取代。

集线器的问题

冲突 — 解决方案：CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测 — 排队
即发送信息前侦听信道是否又信息在传输，无则传输，有则等待，等待冲突则随机获取数值延迟，重复之前行为，总结-------排队，摇号再排队
如此导致数据传输量大时延迟直线上升。

安全-----集线器发送信息为广播，信息不安全
延迟----csma技术以及本身机器问题

为了解决问题，人们又发明了交换机来替换集线器

交换机的作用：
0，增加端口密度
1，可以无限延长传输距离
交换机与中继器不同，交换机会将电信号转换为数据存储后发出，相当于重新打印书信，所以可以极大的解决信号畸变问题
2，完全解决冲突 — 所有主机同一时间可以同时收发数据
3，实现单播 — 一对一的通信

为了解决冲突及实现单播引入了mac地址协议
地址 — 1，全球唯一；2，格式统一
MAC地址 — 全球唯一，48位二进制构成；前24位 — 厂商的标识；后24位 —
物理地址: 201E-88AF-F271 ---- 由12位16进制表达主要是为了方便人去识别和区
分
ipconfig /all — 通过命令行控制界面查看MAC地址
介质访问控制层的地址 — 二层地址

SMAC发mac
DMAC目标mac

交换机 ---- 二层设备
交换机的转发原理：数据来到交换机，交换机先看数据中的源MAC地址，之后将源MAC
地址和进入的接口的对应关系记录在MAC地址表，之后，看目标MAC地址，基于目标
MAC地址查看MAC地址表。如果，MAC地址表中有记录，则将按照记录从对应的接口发
出，实现单播；否则，泛洪 ---- 除了进入的接口外，交换机将数据转发给剩余的所有接
口。
泛洪范围
交换机的一个接口可以对应多个MAC地址，一个MAC地址只能对应一个交换机的接口。
MAC地址泛洪攻击-----填满mac地址表逼迫交换机泛洪广播信息
MAC地址表的老化时间 — 300S

路由器
1，隔离广播域 — 路由器的一个接口对应一个广播域
2，转发
路由器引入了网络层

应用层
表示层
网络层
介质访问控制层

物理层
路由器的草图画法

IP — 互联网协议 — IPV4 — 32位二进制构成 — 点分十进制
IPV6 — 128位二进制构成 — 冒分十六进制
IPv4 地址: 192.168.43.105

二进制，十进制转换
00000001 == 1
00000010 == 2
00000100 == 4
00001000 == 8
00010000 == 16
00100000 == 32
01000000 == 64
10000000 == 128

— 次方轴
十进制转换为二进制 — 凑
128 64 32 16 8 4 2 1
192
11000000
168
10101000
43
00101011
105
01101001
二进制转换为十进制 — 加
11001110
128 64 32 16 8 4 2 1
128+64+8+4+2=206
11100101.11001010.00101101.00110101
229.202.45.53

子网掩码----来确认设备处于同一网络中
网络位 – 网络位相同，则代表处于同一个泛洪范围；
主机位 – 区分同一个泛洪范围内的各个主机
192.168.43.105
11000000.10101000.00101011.01101001
11111111.00000000.00000000.00000000 ---- 1代表网络位，0代表主机位 — 子网掩码 —
由连续的1和连续的0构成

ping ---- 通过发送ICMP协议的数据包，来进行网络联通性的检测
ARP协议 — 地址解析协议 — 通过一种（ip）地址获取一种（mac）地址

广播 — 逼交换机泛洪
广播地址 — 全F
广播域 == 泛洪范围

ARP的工作原理：ARP发送广播请求包，所有收到广播包的设备都需要先将数据包中的
源IP1中，之后，再看请求的IP地址，如果请求的IP地址不是本地的IP地址，则直接丢
弃；如果请求的IP地址是本地的IP地址，则将进行ARP应答。之后，再发送信息时，优
先查看本地的ARP缓存表，如果有记录，则直接按照记录进行发送，否则，再发送ARP
请求，获取对方的MAC地址。

PC>arp -a — 查看本地ARP缓存表

ARP缓存表老化时间 — 180S

ARP欺骗冒充对方设备进行应答，以窃取对方信息

ARP的分类
正向ARP — 通过IP地址获取MAC地址
反向ARP — 通过MAC地址获取IP地址 RARP
免费ARP — 1，自我介绍；2，检测地址冲突

IP地址的分类
A，B，C，D，E
A，B，C — 单播地址 — 既可以做源IP也可以做目标IP
D — 组播地址 — 只能做为目标IP使用，不能作为源IP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（广播域内的所有）

A：0XXX XXXX （0 - 127 ） 1 - 126
B：10XX XXXX 128 - 191
C：110X xxxx 192 - 223
D：1110 XXXX 224 - 239
E：1111 XXXX 240 - 255

A,B,C 类ip的默认子网掩码
A：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 — 只能作为目标IP使用
3，主机位全1 — 192.168.1.255 — 直接广播地址 — 只能作为目
标IP使用
4，主机位全0 — 192.168.1.0 — 网段 — 网络号
5，0.0.0.0 ---- 1，代表没有IP；2，可以代表所有IP
6，169.254.0.0/16 — 自动私有地址/本地链路地址

VLSM
CIDR
VLSM — 可变长子网掩码

子网划分
192.168.1.0/24
192.168.1.0 0000000/25 192.168.1.0/25 192.168.1.1 -
192.168.1.126
192.168.1.1 0000000/25 192.168.1.128/25 192.168.1.129 -
192.168.1.254
172.16.0.0/16 ---- 划分出8个子网
学习过程中的草稿

CIDR----无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing、CIDR）
是一个用于给用户分配IP地址以及在互联网上有效地路由IP数据包的对IP地址进行归类的方法。

CIDR用可变长子网掩码（VLSM），根据各人需要来分配IP地址，而不是按network-wide rule。所以，网络/主机的划分可以在地址内的任意位置进行。这个划分可以是递归进行的，即通过增加掩码位数，来使一部分地址被继续分为更小的部分。整个互联网都在使用CIDR/VLSM网络地址。不过在其他方面，尤其是大型私人网络，它也有应用。在普通大小的局域网里则较少应用，因为这些局域网一般使用私有网络。

CIDR的另一个好处就是可以进行前缀路由聚合。例如， 16个原来的C类（/24）网络现在可以聚合在一起，对外显示了一个/20的网络了（如果这些网络的的地址前20位都相同）。两个对齐的/20网络又可进一步聚合为/19，依此类推。这有效地减少了要对外显示的网络数，防止了’路由表爆炸’，也遏制了互联网进一步扩大。

OSI/RM – 开放式系统互联参考模型
ISO — 国际标准化组织
核心思想 — 分层 — 属于同一层的不同功能具有相同或相似的目的和
作用；每一层都在下一层提供服务的基础上再提更更高层次的服务

分层的作用：
1，更易于标准化
2，降低关联性
3，更容易学习或理解

应用层
表示层
会话层 ---- 维持网络应用和应用服务器之间的会话连接（例QQ的对话）
传输层 — 实现端到端的通讯 ---- 端口号 — 区分和标定不同的应用 — 1 - 65535，1 - 1023 知名端口号
网络层
数据链路层 — 介质访问控制层（MAC），逻辑链路控制层（LLC） — FCS（帧校验序列） — 校验数据完整性 – CRC（循环冗余算法）
物理层

TCP/IP模型

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

各层的数据名称
应用层 ---- 报文
传输层 ---- 段
网络层 ---- 包
数据链路层 ---- 帧
物理层 ----- 比特流

封装和解封装

应用层

传输层 — 端口号 – TCP UDP
网络层 — IP地址 — IP
数据链路层 — MAC地址
— 以太网协议 ----
以太网：早期局域网的解决方案，现在也用在广域网当中。就是依靠MAC地址寻址的一二层网络。

物理层

以太网Ⅱ型帧

应用层 — HTTP 超文本传输协议 TCP 80
HTTPS = HTTP + SSL/TLS — TCP
FTP 文件传输协议 TCP 20/21
TFTP 简单文件传输协议 UDP 69
telnet 远程登录协议 — TCP 23
SSH TCP 22
DHCP 动态主机配置协议 — UDP 67/68
DNS 域名解析协议 — UDP/TCP 53
传输层 — 端口号 — TCP/UDP

TCP和UDP的区别
1，TCP是面向连接的协议，UDP是无连接的协议；
2，TCP协议传输是可靠的，UDP协议传输“尽力而为”；
3，TCP可以进行流控，UDP不行；
4，TCP可以进行分段，UDP不行；
5，TCP传输速度较慢，占用资源较大；UDP传输速度较快，占用资源小；

TCP和UDP的应用场景：TCP更适合对传输可靠性要求较高，但是对速度要求较低的场景；
UDP更适合对速度要求较高，对可靠性要求较低的场景（即时类通讯）

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