HCIA学习笔记day1

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衡量网络优劣的几个标准：
带宽：在一段时间内，从一个点到另一个点的最大传输量
传输的数据量单位是比特
延迟：数据从一个点到达另一个点所经历的时间

200Mbps 单位是比特字节1byte=8bit
字节是存储单位
分布式网络：
终端用户（电脑。服务器，平板，能用的能联网的）
网路设备：路由器，交换机，防火墙做链接的站点，连接电脑，之间进行通信
网络介质：网线（有线和无线）有线，无线：wifi
网络协议：在交换机路由器防火墙之间实现的功能网络设备使用的协议

分布式网络的特点：
网络结构：核心层，汇聚层，接入层
核心层保证数据的高速转发
接入层：接入终端用户

终端用户：电脑、服务器、打印机、手机、笔记本
无线路由器连接终端设备
接入面板插网线，以太网线
电脑主机、服务器用网线链接
面板走暗线连接到楼层或者小区的机箱（联通、电信）机箱里面是交换机
公司里面也是连接到机箱里面，或者自己做的机房，机房里面放交换机
交换机上面接口很多
无线wifi也是接入到交换机
接入层网络设备，接入终端用户
汇聚层：更高端的交换机汇聚层交换机
可以做一些网络策略，让某一部分可以上网、优先上网、有些网站可以访问或者不能访问
核心层和汇聚层的区别
核心层的功能：保障数据的高速转发
核心层交换机直接连接电信或者移动
帮助接入层和汇聚层交换机数据的高速转发。核心层一般不做策略，一般做网络协议，vpn,大型的动态协议
保证数据安全的转发

接入层、汇聚层、核心层交换机放在机架上面，机房里面
各种不同的交换机，等级功能价格都不一样
核心设备功能多，价格高、、、十几万的设备都有、、、百万的也有
光猫、无线路由器，企业网络很多步骤，比较复杂。家庭直接用光猫连接电信啥的
非网络公司可以直接把核心层和汇聚层连接在一起
或者直接接入交换机连入电信网络

冗余备份结构，不同设备的选择可以动态变化

介质：
同轴电缆 100多米
粗点的质量好，成本高
双绞线
光纤单模和多模光纤

冲突域：
双工模式下的通信会导致冲突
半双工：同一个时间段内只能发送或者接受，对讲机，发送的时候不能接受，接受的时候不能发送半双工情况下会发生冲突，发生碰撞，结果是数据损毁
使用交换机就不会发生这种情况
全双工：任何时候既可以发送数据也可以接收数据
单工：只能朝一个方向传输数据，收音机只能接受，广播只能发送

以太网的标准
IEEE电子电气工程协会
802.3
802标准对网络的不同东西进行管控
不同的协议栈用于定义和管理不同的数据转发规则

分层模型osi
软件：
应用层：各种应用程序，软件软件和软件之间的通信，进程和进程之间的通信
表示层：数据的加密解密，数据格式化图片格式png,img
不同的数据格式，数据的加密解密
会话层：会话的建立维护管理

网络工程师重点:
传输层：实现端到端的链接
可靠传输：传递数据之前需要建立连接，传递完之后需要断开连接。确认机制，收到消息后发送一个确认，传输确认；差错重传功能
传输过程中被截获，非加密文件，可能被截获，消息出现问题之后，换一条路线重新传输，传到对方回复为止。
Eg:网页登陆、网页访问、邮件邮箱/在超时范围内会重新传输
不可靠传输：尽最大努力的交付，不靠谱，不会去保障数据的传输。不需要收到对方的回复，但是数据的传输快速。不是很重要的数据用不可靠传输。数据断了、丢失了是不能重新播放的。
Eg:直播、语音、视频会话等等
网络拥塞：网络延迟很大，没有及时反映
网断了：指令没有传输到服务器，服务器不能给一个反馈
网络层：寻址和路由选择
寻址：寻找ip地址（网络当中的地址）
路由选择：找到地址之后需要进行数据传输
选择不同的路径和传输方式，网络选择代价最小的一种方式（速度、带宽、延迟最小…）
数据链路层：管理链路介质、控制链路访问
有线或者是无线。
局域网：小范围，家庭、学校、学院，通信速度快，通信安全。与外界连接通过广域网
Eg:以太网、令牌环网、令牌总线网、FDDI光纤分布式
以太网：交换网，交换机所连接的网络
cisco发明路由器：不同的网络之间无法进行通信，为了让不同网络能够进行通信，发明了路由器。
MAC地址：数据帧
物理层：比特流的传输
双绞线里面传输的是电信号，电流（二进制，01信号）
光纤里面传输光信号
为什么用二进制而不是十进制：十进制容易出错？高低电平表示信号，只有零和一更容易区分，十进制的话误差比较大，计算机无法识别

PDU
协议数据单元
应用层：
传输层：数据报
网络层：包、分组
网络接口层：
数据链路层：数据帧
物理层：比特流
终端之间的通信：主机之间传输数据帧
数据帧的格式有两种：
以太网数据帧：D.MAC 目的MAC地址
S.MAC 源MAC地址
MAC地址：硬件地址、物理地址
用来表示网卡，是全球唯一的
48个二进制数字组成
通常用12个16进制的数字表示

这里的物理地址就是MAC地址，用12位16进制的数字来表示
电脑上的地址是不能改变的，只有唯一的MAC地址
只要能和外界进行连接，都有MAC地址
MAC地址是不能接入三层设备，跨越网络的时候会改变传输数据的源MAC地址

电脑一般有两个MAC地址，有线和无线的
1.以太网帧
数据帧中包含源和目标MAC地址
Destination source
数据链路层有一个标志来说明网络层使用的协议，网络层使用什么功能
0800 IP协议
0806 ARP协议
DATA就是来自网络层的数据，网络层的数据包，使用IP协议的话就是IP数据包
FCS校验码，冗余校验码，差错检测，只用来进行差错检测，并不会进行差错纠正，取决于上层的协议

以太网数据帧的长度范围是64-1518字节
2.802.3帧格式
LENGTH 数据段的长度
LLC 服务访问点：
DSAP :目标网络使用什么网络，使用什么服务
SSAP ：源网络使用什么服务
CONTROL ：
SNAP ：上层网络使用的是什么网络、协议
802.3帧长度在64-1500字节范围内

以太网的MAC地址：48bit
MAC地址有IEEE统一进行分配，给不同厂家只分配前24位，后24位由厂家自己进行分配

单播组播广播
单播通信的时候，MAC地址第八位固定为0。一对一通信
广播:FF-FF-FF-FF-FF-FF 对所有人发送的数据
组播：一对部分（多播），只发给部分组播的MAC第八位固定为1（是16进制还是2进制？？？）

网络层
IP报文头部：

网络层的数据是传输层的数据段
Version版本：ip的版本和类型 v4或者是v6
Header length:报头长度 ip报文头部的长度20-60字节之间
DS Field 服务质量：控制数据包优先传输的等级
Total length 数据报的总长度 IP数据报的总长度被称为MTU（最大传输单元）
如果所有的长度超过了MTU就需要分片
如果需要分片的话就要使用IDENTIFICATION\FLAGS\FRAGMENT OFFSET
Identification:标记
同一个报文的数据虽然在不同分组，但是都有1这个标记
有不同标记的分组可以被自动识别
Flags:标识 MFA DFA
最后标识位是不是最后一个数据分片标识位是0表示后面还有数据，标识位是1表示后面没有数据了
Fragment offset 分片偏移、片偏移
通过偏移量进行重组，重组恢复成原来的数据，按原来的顺序
偏移量是相对于原本的数据的一开始的距离

分片偏移量是针对一开始的数据而言的
TTL time to live 生命周期，最大值位255，每经过一跳，ttl减少一，减到零丢弃，用于防止环路

三层转发：网络层转发，经过路由器转发。防止网络环路
出现环路会占用这条线路的带宽
Protocol :协议标识上层协议
Header checksum 如果数据篡改了可以校验出来
IP option：可选项
Source ip address
Deatination ip address

IPv4地址：网络位+主机位
IPv4地址通常由32个二进制数字组成，用点分十进制表示
二进制转换成十进制，从右往左计算数值，从2的0次方开始，到2的7次方为止
00110001（b）=1+16+32=49
网络位代表范围，主机位代表范围内的特定的主机
IPv4地址分类：
A：网络位为前八位，主机号为后二十四位
前八位中，第一位固定为0最小值是0最大值是127 IPv4地址的范围是1~126，0和127有其他用途
00000000最小值
01111111最大值
B：网络位为前十六位，主机位为后十六位
前八位的范围：前两位固定为10 网络位范围：128~191
最小值10000000 128
最大值10111111 255-64=191
C：网络位为前二十四位，主机位为后八位
前三位固定为110，前八位范围为192~223
最小值11000000 128+64=192
最大值11011111 255-32=223
D：前四位为1110，组播地址（直播、语音视频），前八位范围是224~239
最小值11100000 =128+64+32=224
最大值11101111 = 255-16=239
E：组播地址，前八位范围是240~255

特殊的IP地址：不能给主机或者路由器配置
网络地址（网段、网络号）：网络位不变，主机号全为零，表示一个范围
192.168.1.1 是一个C类地址，前二十四位是网络号，后八位是主机号，所以网络地址就是192.168.1.0
子网广播地址：网络位不变，主机位全为1（二进制全为1），表示一个范围内的所有成员 192.168.1.1 子网广播地址是：192.168.1.11111111即192.168.1.255
默认路由（缺省路由）：网络位和主机为全为0，表示访问任意网络 0.0.0.0
广播地址（全网广播地址）：网络位和主机位全为1，表示所有网络成员 255.255.255.255
环回地址：前八位为127，后二十四位为任意，表示本地，用来做回环测试 127.0.0.1

私有地址（内网地址）：可以给主机配置，私网配置的，或者企业内部、家庭内部
共有地址：运营商用的公网，上网的时候私有地址会转变成运营商的共有地址。
私有地址：
A:10.0.0.0~10.255.255.255
B:172.16.0.0~172.31.255.255
C:192.168.0.0~192.168.255.255

看两个IP地址是否在同一个网络中，看网络位是否相同。
先判断网络类别，再看网络号是否相同
192.168.1.1
192.168.1.2
192.168.2.2
C类地址的前二十四位是网络号，网络位不同就不在同一个网络中
192.168.1.0这个网络中，IP地址范围是：192.168.1.1~192.168.1.254，192.168.1.0和192.168.1.255是网络特殊地址，不能给主机进行配置。.0表示网络号，.255表示网络内所有成员。
子网划分：把一个网络划分成若干网络范围大小相同的小网络
网络范围大就是说主机数多，主机数少说明网络范围小
192.168.1.x / x x x x x x x
192.168.1.0 x x x x x x x192.168.1.00000000~192.168.1.01111111
192.168.1.0~192.168.1.127
192.168.1.1 x x x x x x x 192.168.1.10000000~192.168.1.11111111
192.168.1.128~192.168.1.255
从主机号中借一位给网络号，把原本的网络范围变小，主机号减少，网络号增加
将原本的192.168.1.0划分为两个子网，将24位的网络号划分为两个25位网络号的子网
但是划分子网会损失网络IP地址，因为增加了网络号和广播地址

子网掩码：区分IP地址的网络位和主机位，用三十二位二进制数来表示，通常以点分十进制表示，对应IP地址的网络位全为1，主机位全为0
192.168.1.1/24 前二十四位是网络号，后八位是主机号
11111111.11111111.11111111.00000000
255.255.255.0
192.168.1.1/25
11111111.11111111.11111111.10000000
255.255.255.128
VLSM 子网划分：将一个大网络划分为若干个网络范围不相同的小网络

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