HCIA --- 网络基础

OSPF七层参考模型:

应用层       抽象语言输入和输出   抽象语言-->编码

表示层        编码-->二进制

会话层        应用程序内部到地址,区分程序内各个会话 

上三层均为应用程序处理加工数据,上三被统称为应用流层

下四层负责数据的传输和转发,统称为数据流层

传输层  提供端口号,分段(受MTU限制)  TCP/UDP

网络层        Internet 协议  -- IP地址

介质访问控制层(数据链路层)= LLC + MAC   控制物理硬件

物理层

LLC:逻辑链路控制层

MAC:介质访问控制层

网络变大:

  1. 节点(终端)增加 -- HUB 集线器
  2. 传输距离-- 中继器(放大器)-不能无限延长

集线器网络下的问题:

  1. 安全      2、延时     3、地址    4、冲突--电流在物理介质上直接相遇

地址:MAC地址 --网卡芯片的串号--48位二进制构成--16进制显示

           全球唯一,出厂时烧录到网卡芯片中;

冲突:CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测   --排队

核心要求: --- 网桥  ---> 交换机

  1. 无限的传输距离
  2. 没有冲突--- 所有节点可以同时收发属于它自己的数据
  3. 单播 ---  一对一的隔离通讯

交换机的作用:--工作在二层

  1. 提供的端口的密度(继承了集线器)
  2. 理论上的无限传输距离 ---  识别、编写再转发的方案
  3. 没有冲突--- 识别、存储再转发
  4. 基于MAC,识别、记录、查询一对一转发

交换机工作在介质访问控制层,将电流与二进制进行识别转换

交换机的工作过程:

当数据电流进入交换机接口时,交换机先将其识别为二层二进制(将被识别为数据);交换机可以识别数据中的MAC地址部分;交换机先查看数据帧中的源MAC地址,然后将其与进入的接口编号映射记录到本地的MAC地址表(MAC表中记录各个MAC对应的接口);再查看数据帧的目标MAC地址,然后查询本地的MAC表中是否拥有该目标对应接口的记录;若存在记录将向该接口唯一转发(单播);若没有记录将洪泛该流量;

洪泛:除流量的进入接口外,其他所有接口复制转出;

IPV4地址:32位二进制构成;点分十进制标识  

由网络位和主机位组合而成;前面存在一段对应不同的洪泛范围(网络位);后面一部分为该设备在该范围内唯一标识(主机位);每个IP地址后均携带一个子网掩码,子网掩码的作用在于区分IP地址中的网络位与主机位

网络位和主机位区分依赖子网掩码;子网掩码由连续1+连续的0构成;连续1对应网络位,连续0对应主机位;

ARP:地址解析协议  通过对端的一种地址来获取对端另一种地址的方案

      通过对端IP地址获取对端MAC的行为需要用到广播机制

广播:迫使交换机进行洪泛行为(目标MAC全F,该MAC在网络中实际不存在)

大--->无限距离、无冲突、单播--->交换机--->MAC地址-->洪泛--->洪泛的范围-->路由器

-->IP地址--->ARP ---> 广播--->广播域(洪泛域);

端口号:0-65535   1-1023 注明端口 固定给服务器的服务端口  

                  1024-65535 高端口  动态端口  随机分配给终端对应各个进程

MTU:最大传输单元,默认为1500字节

UDP:用户数据报文协议 -- 非面向连接的不可靠传输协议

仅完成传输的基本工作

TCP:传输控制协议 —— 面向连接的可靠传输协议

在完成传输层的基本工作之上,还需要进一步的保障传输的可靠性

面向连接:通过TCP的三次握手机制建立端到端的虚拟链路;

可靠传输:4种可靠机制 —— 确认、重传、排序、流控(滑动窗口)

名词注解:

PDU:协议数据单元 —— 每层数据的计量单位

上三层 —— 报文

传输层 —— 段

网络层 —— 包

数据链路层 —— 帧

物理层 —— 比特流

封装:数据从高层向低层加工处理的过程,过程中数据包将不断变大

解封装:数据从低层向高层的一个读取、识别过程,过程中数据包将不断变小

DNS —— 域名解析服务:该服务器记录各个网站IP与对应域名;用于终端查询和解析

ARP:地址解析协议

正向ARP:已知同一网段其他节点的IP地址,通过二层广播(目标MAC全F)来获取对方   MAC地址

反向ARP:已知本地的MAC,通过对端来获取本地的IP地址

无故ARP:在设备刚获取或使用IP地址,将主动向外进行一次正向ARP,被请求的IP地址,   为本地的IP地址;其作用在于检测该网段内使用存在其他节点和本地使用相同   的IP地址(地址冲突检测)

TCP/IP 协议栈道模型,实际工程使用模型:

OSI 开放式系统互联参考模型 —— 7层模型

带宽计算:速率 约等 (带宽/8)*85%

PV4地址(32位二进制构成,点分十进制标识)

IPV4地址分类:

ABCDE5类

其中ABC为单播地址 D为组播地址 E类保留,用于科研

单播地址:唯一地址,一个单播地址只能标定一个节点,唯一既可以为目标IP,也可以为源   IP地址的地址;————因此节点配置的IP地址只能为单播地址

基于第一段即可分辨分类:

A:1-126

B:128-191

C:192-223

D:240-239

E:240-255

ABC三类的区别在于默认子网掩码长度不同:

A 255.0.0.0 B 255.255.0.0 C 255.255.255.0

特殊地址:

  1. 主机位全0:网络号,用于标识一个广播域

192.168.1.00000000 255.255.255.0 = 192.168.1.0 255.255.255.0

不是一个单播地址,不能配置为一个设备的IP地址;

192.168.1.0 255.255.255.0 = 192.168.1.X 255.255.255.0

简写:192.168.1.0 255.255.255.0 = 192.168.1.0/24

  1. 主机位全1:直接广播地址

192.168.1.11111111/24 = 192.168.1.255/24

不是一个单播地址,不能配备为一个设备的IP地址

  1. 32位全1:受限(路由器)广播地址

255.255.255.255

  1. 32位全0

0.0.0.0 (1)没有DHCP时作为无效地址 (2)所有 —— 缺省路由

  1. 127 —— 环回地址 127.0.0.1 本地系统自带,用于测试本地系统的网络组件

  1. 本地链路、自动私有 169.254.0.0/16

终端在多次广播自动获取IP失败后,本地自动生成的临时IP地址,网络位169.254,主机位随机产生,可以用临时单广播域通讯

VLSM 可变长子网掩码 —— 子网划分

通过延长子网掩码的长度,起到从原来的主机位借位到网络位,实现将一个网络号切分为多个;每个新生的子网,主机变少; 增加网络号,减少每个网络号中的用户数量;

切记:将一个网段划分为多个子网后,在网络中该母网将不能配置为可用IP

CIDR 无类域间路由 —— 取相同位,去不同位; 将多个网络号逻辑的合成一个;

  1. 子网汇总 —— 汇总后,汇总网段的掩码长于主类掩码
  2. 超网 —— 汇总后,汇总网段的掩码短于主类掩码

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