1、网络通信思想tcpip 协议通信思想常见协议工作原理及封装结构tcp模型描述数据通信过程子主题 4
2、交换机工作原理冲突域电信号撞车,变成一串新的和以前不一样的电信号csma/cd 载波监听载波侦听多路访问交换机mac表学习:维持一张mac表学习:数据帧进入交换机,交换机学习数据帧的mac地址,并将其MAC和对应接口学习进入其mac表中x交换机数据帧转发交换机维持一张mac表已知1:PC1发送帧目的MAC:源mac:2交换机查找mac表查到,出接口1转发未知未查到mac表,洪泛如图局域网问题局域网互联的限制一般的交换机的MAC表能容纳MAC地址数是有限的,几干或

上万。

     范围与距离的限制普通组织没有跨城市/地区的连接线缆,也没有权限和资金铺设跨城市/地区的线缆及管道;无法独自实现异地局域网的物理连接
ip地址924IP地址概念IP地址(Internet Protocol Address)是指互联网协议地址,又译为网际协议地址。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。”IP地址分类公网+私网a类1.0.0.0 ---126.255.255.2555,81/2A:00000000.00000000B类128.0.0.0---191.255.255.255,16 1/4 B:10000000.00000000C类192.0.0.0---223.255.255.255,241/8 C:11000000.00000000D类224.0.0.0---239.0.0.01/16 D:11100000.00000000组播E类240.0.0.0---255.2555.255.2551/16 E:11110000.00000000保留子主题 6私网10.0.0.0 /8     172.16.0.0 /12          192.168.0.0 /16特殊地址0.0.0.0:所有网络,默认路由127.X.X.X:回环地址,测试网卡是否损坏255.255.255.255 本地广播地址,发广播时作为目的IP ,本地广播所在的广播域能够接受,不能被路由。定向广播地址,主机位全为1.定向网段能收,可以被路由。why因为IP地址数量紧张为了缓解地址紧张子网划分网络位+主机位 网络位+子网位+主机位核心思想借用主机位当网络位
7 vlanvlan应用背景(虚拟局域网)1、VLAN是在一个物理网络上划分出来的逻辑网络。对应于ISO模型的第二

层网络。VLAN的划分不受网络端口的实际物理位置的限制。第二层的单播、广播
和多播帧在一个VLAN内转发、扩散,而不会直接进入其他的VLAN之中。
2、形象地说,交换机VLAN技术就是将1台物理交换机划分为若干台逻辑上完全独立
的交换机。

 vlan的作用有效控制广播域范围---隔离广播

增强局域网的安全性----业务安全
灵活构建虚拟工作组----规划、布线灵活性

 vlan间路由二层vlanvlan工作原理vlan标签 ----802.1Q帧格式标准以太网数据帧 Dest.MAC--Src.MAC--Len/type--Data--FCS802.1Q数据帧 Dest.MAC--Src.MAC--TAG-- Len/type--Data--FCSTAG:TPID--priority--CFI--VLAN ID交换机的vlan范围最多(2^12)-2=4094个vlan 1为默认vlan单交换机vlan标签操作在进入交换机端口时,附加缺省VLAN标签

出交换机端口时,去掉VLAN标签
链路类型
access
只允许端口所属VLAN通过,仅接收和发送一个VLAN的
数据帧
一般用于连接用户设备
trunk
允许多个VLAN通过,可以接收和发送多个VLAN的数据帧
缺省VLAN的以太网帧不带标签(默认为VLAN1)
一般用于交换机之间连接
hybrid链路类型端口
允许多个VLAN通过,可以接收和发送多个VLAN的数据帧
Hybrid端口和Trunk端口的不同之处在于:
Hybrid端口允许多个VLAN的以太网帧不带标签
Trunk端口只允许缺省VLAN的以太网帧不带标签
vlan部署
基于基础
基于mac地址的vlan

             基于端口的vlan基于交换机接口进行VLAN划分;现网一般都使用基于接口的VLAN。

•默认情况下,交换机上只存在Vlan 1,且所有接口都划分在Vlan 1中。
基于协议的vlan

             基于子网的vlan案列switch(config)#vlan 10 // 创建VLAN

switch(config)#vlan 20
switch(config)#interface f0/10
switch(config-if)#switchport access vlan 20 //将该接口分配进VLAN 20

             trunk配置Switch(config)# interface fastEthernet 0/3

Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch# show interfaces trunk //查看Trunk信息
思科命令
[Quidway-Ethernet1/0/1]port link-type hybrid
[Quidway-Ethernet1/0/1]port hybrid pvid vlan 2
[Quidway-Ethernet1/0/1] port hybrid untagged vlan 99

 三层valnvaln间互通的需求缺点:VLAN隔离了二层广播域,也就严格地隔离了各个VLAN之间的任何流量,分属于不同VLAN的用户不能互相通信。VLAN间互通需求

– 同一局域网内,不同vlan间希望能够互相间通信
原理
不同VLAN+不同广播域+不同IP网段+不同路由器接口=三层路由通信,即VLAN间互通原理=VLAN间路由;
6 vlan间路由技术
使用vlan trunking–单臂路由
二层交换机和路由器之间相连的接口配置VLAN
Trunking,使多个VLAN共享同一条物理链路连接到
路由器
三层交换机路由
• 二层交换机和路由器在功能上的集成构成了三层交换机,
• 三层交换机在功能上实现了VLAN的划分、VLAN内部的二层交换
和VLAN间路由的功能。
子主题 3
vlan间数通过程
案列
11 路由寻址
静态路由924
路由的概念
指导IP报文发送的路径信息
有两条指向同一目的地的路由。优先级越小,这条路有越优,cost值越小越有,不同来源有自己默认优先级。
直连路由的建立
是路由器的一种路由来源路由器发现自己的某个接口配置了IP地址,并且这个接口是up的,路由器认为这个网段是自己直连的,优先级最高,为0
条件
为路由器的接口配置IP地址
该接口物理和链路层状态均为up
缺点优点
只能学到路由器自己直连的网络,其他网络要管理员手动配置添加, 静态路由优点:可控性高,简便,易于学习使用。静态路由缺点:不适合大型网络,也不能自动收敛,需要管理员手动维护。
静态路由的配置
全局模式下输入:ip route 目的网段 掩码 下一跳 200.0.0.0 /8【10/0】10为优先级,0为cost值。
浮动静态路由
当路由器中配置了多条路由同时指向同一目的地时,主路由故障,从路由起来。主路由修复从路由下去
负载均衡
按流负载均衡
数据包在网络中的路由过程及查询过程
ip路由逐跳转发
每个路由器都要有去往目的地的路由
最长掩码匹配原则
路由器已学好路由,选能匹配的,掩码长的路由
反列:缺省路由:0.0.0.0 /0
路由表的结构
动态路由
优缺点
优点:能自动的学习、维护路由、无需管理员参与 缺点:原理复杂学习掌控难度较高需要交互协议报文;资源消耗较大

 ospf  end五种报文类型1.   Hello:10s/次,用于相邻路由器之间建立和维护邻居关系2.  数据库描述包DBD:描述每台OSPF路由器的链路状态数据库的内容3.   链路状态请求包LSR:请求链路状态数据库的部分内容(对方有,我没有)4.    链路状态更新包LSU:传送链路状态数据通告LSA给邻居路由器5. 链路状态确认包LSAck:确定邻居发过来的LAS已经收到ospf的lsa种类及作用1.一类LSA(Router-LSA):由每个路由器生成,描述了区域内路由器的链路状态和花费,传递到整个区域2.二类 LSA (Network-LSA) :由DR(指定路由器)生成,描述了本网段的链路状态,传递到整个区域3.三类LSA ( Net-Summary-LSA):由ABR(区域边界路由器)生成,描述了区域内某一段的路由,传递到相关区域4.四类LSA ( Asbr-Summary-LSA):由ABR(区域边界路由器)生成,描述了到ASBR的一跳主机路由,传递到相关区域5.五类LSA ( AS-External-LSA):由ASBR(自治系统边界路由器)生成,描述了到AS外部的路由,传递到整个AS (STUB区域除外)6.7类LSA(NSSA外部路由):由ASBR(自治系统边界路由器)生成,在NSSA区域中描述引入的外部路由信息工作过程1. 最开始AB路由器都为Down状态,B路由器收到Hello包后进入Init(初始化)状态2.  随后A收到来自B的Hello包,进入2-way状态,邻居关系建立3.    在2-Way转态下选取出DR/BDR,确认主从关系,建立邻接关系4.   随后进入exstart(预启动)状态,通过交换DBD建立主从关系,router ID大的为主路由器5. 主路由器选举完成后。进入Exchange(交换)状态,通过交换携带lsa头部信息的DBD包描述各自的LSDB。6.  进入Loading状态,对链路状态数据库和收到的DBD的LSA头部进行比较,发现自己数据库中没有的LSA就发送LSR,向邻居请求该LSA;邻居收到LSR后,回应LSU;收到邻居发来的LSU,存储这些LSA到自己的链路状态数据库,并发送LSAck确认。7. LSA交换完成后,进入FULL状态,同一个区域内所有OSPF路由器都拥有相同链路状态数据库8.   定期发送Hello包,维护邻居关系。 ospf的区域种类和包含LSA种类1.   骨干区域:LSA:1、2、3、4、52.  普通区域:LSA:1、2、3、4、53.  末梢区域(STUB区域):LSA:1、2、34.    完全末梢区域(完全stub区域):LSA:1、2。(但是包含一条通告缺省路由的LSA3)5.   NSSA(非纯末梢区域):LSA:1、2、3、7。(NSSA区域的ASBR路由器发出LSA7,在该区域泛洪,LSA7会被ABR路由器转化成LSA5洪泛到骨干区域)6. 完全NSSA区域(完全非纯末梢区域):LSA:1、2、7(阻塞LSA3、4、5)(但是包含一条通告缺省路由的LSA3)ospf邻居建立不起来的原因有1.Router ID重复2.Area ID不一致3.子网掩码不一致4. Stub、NSSA 区域配置不一致5.Hello报文中的选项不一致6.网络类型不一致7.Hello间隔、死亡时间不一致8. 有无DR选举不一致9.非广播类型没有手动配置邻居10.DR选举问题11. DR 优先级全为0,停在2-Way。12.认证问题(认证类型不一致、密码不一致MD5兼容问题)13. MTU 不一致(DBD交互问题,停留在Exstart、Exchange 状态)14.接口绑定了ACL,过滤OSPF协议报文
ospf多区域为什么①同一个区域内要实现LSDB数据库的同步,如果一个区域内设备过多,收到的LSA会增加,消耗大量的设备内存②同一个区域内路由器出现故障,会影响到所有路由器,影响范围大。通过划分区域,将故障只限制在单个区域怎么设计①所有的非0区域(骨干区域)必须直接与骨干区域相连②LSA洪泛和链路状态数据库同步只在本区域内进行,每个区域有自己独立的链路状态数据库③设置区域间路由器进行路由汇总(ABR)④形成邻居关系的路由器相连接口必须在同一个区域
2 部署telnet,实现远程管理先给一个端口配置IP地址       思科int fa0/0   no switchport   no shutdown     ip routing           line vty 0 4    管理远程登陆     password    123456  先写密码  login (用password做登录密码)                                        先给电脑配置IP地址与端口同网段
13 ACL 与包过滤定义:访问控制列表实现数据包识别的功能acl 的匹配数据先看第一个条目,匹配不上才执行后续条目;进行匹配匹配上了执行对应的动作, 当最后一个条目没匹配上数据包被丢弃传统ACL先写的先匹配,极不方便原理分类不同的ACL按照识别数据的能力分成标准ACL扩展ACL,和基于MAC的ACL1 标准ACL标准ACL智能识别数据的源IP,允许源IP是所有人;范围在1-99,1300-1999;华为:2000-2999。2只能基于源IP地址段进行流量数据匹配,控制较为模糊2扩展ACL1.范围100-199,2000-2699;华为3000-3999 。2可以通过五元素进行流量控制3命名ACL命名acl  非序号;1给ACL直接取名字,名字可以是字母或数字组成;2类型:命名的标准ACL和命名的扩展ACL;3特点:可以任意的插入和删除ACL的规则。4类型比较灵活使用较多。4基于时间的ACL提前定义需要实现数据访问的时间段:指定单个时间周期,在这个周期范围内有效五元组:源IP、目的IP、协议号、源端口、目的端口,ACL做包过滤时会根据五元素进行数据报文的筛选。ACL用通配符匹配IP地址通配符和IP、掩码、都是32位的2进制  eq允许  neq不允许  5.通配符:由0和1组成,其中0代表必须一致,强制要求匹配,1代表可以任意变化。----用于ACL中匹配数据或流量。0.0.0.0=host; 255.255.255.255=any。       子网掩码;由连续的1和0组成;其中1代表网络位,0代表主机位;---用于接口上配置IP地址              反掩码:由连续的0和1组成,子网掩码反着写,0代表网络位,1代表主机位。-----用于OSPF配置中包过滤的配置扩展acl:access-list 102 permit 源IP  通配符  到  目标IP 通配符  应用注意事项相对于路由器的,穿过路由器的是out 即将进入的是in
internet接入技术什么是internet接入网? internet接入认证方式1、pppoe protal认证光纤单模光纤传输距离远,成本高多模光纤传输距离近,成本低Internet接入带来的组网需求公网地址需求公网路由需求网络地址转换NAT网络地址转换动态PAT只能发送再进来,只有内网到外网才会建立NAT表地址充足,发布服务器给外网

静态nat
地址不足,发布服务器给外网
静态pat
地址充足,内网访问外网P
动态nat
地址不足,内网访问外网
动态pat

tcp和UDPtcp 929c1 网络模型osi参考模型 7应用层:提供应用程序间通信              6表示层 :处理数据格式、数据加密       5会话层 :建立、维护和管理会话          4传输层:端到端的连接                        3网络层:寻址和路由选择                    2数据链路层:提供介质访问、链路管理1物理层:比特流传输                            OSI模型的过程TCP/IP网络模型TCP/IP协议栈2 ip协议ip包头结构mtu ()最大传输单元

1链路层mtu 默认值是1500 Byte 2网络层mtu
3 tcpudp
 负责实现端到端的连接建立发送方到接收方的数据连接

                 重点是画圈的三次握手思路 核心思想:为什么需要三次握手?     对于A,A知道A到B可达并且B到A也可达,对于B:A到B可达B到A(是否可达)?         这时就需要A发送确认。则双方可以建立通信。(不要背)过程四次挥手思路为什么要四次挥手?因为要释放缓冲区资源 A发送一个断开请求,B确认表示允许A断开,B发送一个断开请求,A确认表示允许B断开。过程TCP工作机制用来协商MTU值的(不用记)超时重传机制RTTudp上层协议标识符常见UDP端口号常见TCP端口号常见IP协议号常见以太网类型号子主题 2子主题 1
929B arp协议 tcpip之网络支撑协议arp同一广播域内,将ip地址解析层mac地址数据 帧的封装需要完整的帧头部结构, 不知道对方的目的MAC地址   所以需要解析。

知道对方的ip地址
先看动作:@ 1.1发出广播ARP请求,去解析目的(1.3)mac地址,局域网内所有终端都能收到广播请求,@ 1.3发现ARP报文内的target ip 是自己的ip,单播回应arp应答报文,将请求报文内的sender ip 和sender mac作为应答报文的targer ip; 将自己的ip和mac作为应答报文的sender ip 和sender mac ; @ 1.1收到单播应答之后就知道了1.3的IP ; 1.5发现targer IP不是自己的IP,丢弃
arp表 记录和维护mac和ip的关系
无故ARP
使用广播的方式主动发送自己的ARP,用于重复ip地址查询 dst:brodcast(ff;ff;ff;ff;ff;ff) target ip address:(ff;ff;ff;ff;ff;ff)【目标ip全f,目标mac全f.】
代理ARP
rarp 水文监测站
无盘工作站
929D icmp协议
icmp工作在网络层,封装于IP,协议号1,用于传递错误消息和控制消息
why
数据包到路由器R3时被丢弃 R3会给A回应一个ICMP报文
where
类型 代码 检验和
类型:0 ECHO回显应答 ,8回显请求 ,3目标无法到达 ,11 数据报超时,5重定向 ,12参数有问题。
类型为3代码有:0网络不可达 1主机不可达 2协议不可达 3端口不可达 4需要进行分片但设置了分片不分片比特 5源站选路失败 6目的网络不认识 7目的主机不认识 8源主机被隔离(作废不用) 9 目的网络被强制禁止 10目的主机被强制禁止 …
A发出类型号为8代码0的echo回显请求报文 ,B会应答一个类型为0 的echo回显应答报文
tracert 追踪路由节点 把自己到目标中间经过每一跳路由节点的IP地址追踪出来:利用ICMP会传递错误信息的原理。想办法让每一跳,这一条设备不可达必须给我回包。先发出一个ttl值为 1 的ICMP报文,得到第一跳ip地址,再发出一个TTL为2,为3…直到到达目的
how
1009A DHCP协议
what
1、动态ip分配协议 2是一种能够为网络中的主机提供tcp/ip配置的应用层协议。 3基于C/S模型,Client能够从服务器获取到IP地址及其参数,从而降低手工配置的难度。
why
手工配置缺点:
1需要专业素养;2自己配IP,存在地址冲突;3管理太繁琐;
优势
1 即插即用、2统一管理、
3使用高效
设定了租期
一定地址不同时刻可以分配给不同主机
4补充: 跨网段实现:使用DHCP中继,可使处于不同子网中的客户端和DHCP服务器之间实现协议报文交互。
how
3种分配方式
1自动分配、
1server自动向Client分配一个永久的IP地址(太浪费IP资源【淘汰】)
2动态分配
2这个IP地址是有时间限制的
3手工分配
3由管理员定义某个Client的IP地址 适用于管理员手工指派IP地址给某个客户端的情况
打印机,用于某些需要固定IP的机器
地址获取过程(8种报文)
发现:discover
广播发送,目的是发现网络中的DHCPserver,所有的DHCP server都会发出响应
应答:offer
DHCP server收到Discover 报文后,使用offer向client 提供可用的IP地址及参数。目的是告知client 本server可以为其提供 IP地址。
request
客户端对收到的第一个offer进行请求
租期50%时,单播发送;租期87.5%时,广播发送
应答:ack
DHCPServer 收到Request报文后,发送ACK报文作为回应,通知Client可以使用分配的IP地址以及其他参数。
NAK
如果DHCPserver收到Request报文后,由于某些原因无法正常分配IP地址,则发送NAK报文作为回应,通知用户无法分配合适的IP地址。【aCK 的否定】
release
当Client不再需要使用分配IP地址时,就会主动向DHCP Server发送Release报文,告知不再需要分配P地址,DHCP Server会释放被绑定的租约。

         declineClient收到DHCP ACK后,如果发现Server分配的地址冲突或者由于其他原因导致不能使用,则发送Decline报文,通知Server器所分配的IP地址不可用。informClient如果需要从DHCP Server获取更为详细的配置信息,则发送Inform报文向Server进行请求。Server将根据粗约进行查找,并发送ACK报文回应。确认之后才能写进ip地址                            client端口 68;server 端口67;   续约当到达租约长度的50%时,Client向提供租约的Server发生DHCP Request,要求更新现有租约。

收到Server返回的DHCP ACK则更新租约。如果Client无法与Server取得联系,则

         当到达租约长度的87.5%时,Client广播DHCP Request,

以求更新现有IP地址的租约。
收到任意Server返回的DHCP ACK则更新租约。如果依然
得不得Server的相应,则

         当租约过期时,Client释放现有IP地址。dhcp续约的工作过程requestdhcp中继DHCP的作用

1、即插即用性
―客户端无须配置即能获得IP地址及相关参数。简化客户端网络配置,降低维护成本
2、统一管理
一所有IP地址及相关参数信息由DHCP服务器统一管理,统一分配
3、使用效率离
–通过IP地址租期管理,提高IP地址的使用效率可跨网段实现
一通过使用DHCP中继,可使处于不同子网中的客户端和
DHCP服务器之间实现协议报文交互

     问题:有中继时服务器地址池有3个网段可分配,分那个网段?    看中继的网段是什么排错;看中继是否相通,看是否在同一个网段。
1010(b)VRRPHOWVRRP跟踪接口功能
1010A VRRP WHAT虚拟路由冗余协议:给用户的网关做备份WHERE需要两个能充当网关的设备WHY(思路)问题:电脑只有一个ip当网关需求:网关需要备份将多个路由器加入到(逻辑)备份组中,形成一台路由器,承担网关功能HOWVRRP 备份组中选出:主设备 备份设备 (从设备只做备份不工作)(相关概念如下)VRRP组(VRID)多个路由器,同一VRRP组的VRRP路由器相互交互报文提高利用效率需求 虚拟路由器:将若干个路由器捆绑成一个虚拟路由器虚拟IP:虚拟路由器的IP虚拟MAC:虚拟路由器的MAC 格式为0000-5E00-01xx(XX为对应VRID)一个VRRP最多有256个组master:实际转发数据包的路由器BACKUP:监听状态的路由器比较优先级 8位默认100最高255      优先级高选为主路由 相同时接口IP大为主路由    同一VRRP只有一个主一个备,若还有就初始化状态VRRP 协议报文master组播发送 224.0.0.18 配置interface FastEthernet 0/0.10   encapsulation dot1Q 10

ip address 10.10.10.2255.255.255.0
vrrp 10 ip 10.10.10.1
vrrp 10 priority 120
show vrrp brief
1010c STP(最小生成树)
what
交换机冗余面对的问题:二层环路
广播风暴:数据帧每经过一次交换机交换机就复制一次转发给其它端口 现象:交换机端口指示灯以相同频率快速闪烁 交换机MAC地址表震荡
危害:1、链路堵塞 2主机操作响应迟缓 3交换机管理缓慢 4冲击网关设备的CPU
where
stp生成树协议:是用在局域网中消除数据链路层物理环路的协议 通过在桥之间交换BPDU 桥协议数据单元(网桥就是交换机)
why
how
过程
原理: 配置生成树协议的交换机之间通过传递配置BPDU,比较报文中携带的参数完成以下工作: 1、选出根网桥 2、每个根更交换机选择一个根端口 3 每个交换网段选择一个指定端口(除根端口之外的转发端口) 4 阻塞其它端口
BPDU参数
网桥ID
由交换机的优先级与MAC地址组成 范围0~65535 (默32768),必须是4096倍数
端口ID
发送端口的优先级与端口号组成 范围0~255(默128),16 的倍数
路径开销
衡量桥与桥之间优劣,端口类型和带宽决定了该端口的路径开销 跟路径开销+接受端口路径开销=根路径开销
BPDU的优劣
先比较根网桥ID,越小越好
如果根网桥ID相等,根路径开销越小越好
如果根网桥ID和根路径开销相等,发送网桥lD越小越好
如果根网桥ID、根路径开销和发送网桥ID相等,发送端口ID越小越好

         选举根网桥,比较网桥ID,根网桥上的所有端口都是指定端口。选择根端口,依次比较根路径开销、发送方网桥lD、发送方端口ID。选择指定端口,依次比较根路径开销、发送方网桥ID、发送方端口ID。(刚开机都认为自己是根网桥,发送BPDU再选举)角色判定总结STP 端口状态描述Disable端口没有启用不转发数据帧,不学MAC地址表,不参与生成树计算Blocking阻塞不转发数据帧,不学习mac表,接受并处理BUPDU,但不向外发送BPDUlisten状态不转发数据帧,不学习MAC表,只参与生成树计算,接收并发送BPDUlearning状态不转发数据帧,学习mac表,参与生成树,接受并发送BPDUforwarding 转发状态正常发送数据帧,学习MAC表,参与生成树,接受并发送BPDUSTP(生成树协议:802.1d)

RSTP(快速生成树协议: 802.1w)MSTP(多生成树协议:802.1s)

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