HCIP day1
OSI七层网络模型
1.应用层 人类语言（抽象）输入输出 抽象语言–>编码
2.表示层 编码–>二进制（数据）上三层均为应用程序处理加工数据，上三层被称为应用流层
3.会话层 应用程序内部提供的内部区分地址
4.传输层 提供端口号 分段（受MTU限制）TCP/UDP 下四层负责数据的传输 统称为数5.据流层
6.网络层 —路由器 internet协议（ip）
7.介质访问控制层–MAC层 控制物理硬件
传输层
提供端口号，分段（受MTU限制） TCP/UDP
1.通过端口号来区分不同的服务
a.静态端口号1-1023 一个端口号对应一个服务–呈永久绑定关系 80 23 22 21 20 53
b.动态端口号 1024-65535 一个端口号对应一个服务—呈暂时性绑定关系
c.特殊端口号0—代表所有端口号–网络编程中使用
2.数据分段
MSS 最大段长度 1480b
MTU最大传输单元 1500b
3.提供可靠的传输
TCP 传输控制协议 —面向连接的可靠传输协议
可靠机制：确认 重传 排序 流控
UDP 用户数据报文协议 —非面向连接的不可靠传输协议
网络层
Internet 协议 – IP地址
编址、寻址、根据IP地址来进行逻辑寻址 ipv4地址
介质访问控制层–MAC 控制物理硬件
数据链路层
根据Mac地址来物理寻址
MAC媒介访问控制子层
LLC逻辑链路控制子层
PDU：协议数据单元
上三层：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
IP地址
IPV4——私有地址、公有地址
32位2进制数——点分十进制的表示方法
一个完整的IP地址拥有网络掩码
netmast
网络掩码的作用：区分网络位和主机位
IPv4地址通过第一个8位还区分了主类
A：1-126
B：128-191
C：192-223
D：224-239
E：240-254
0.0.0.0/0 代表所有地址
127.0.0.1：本地环回地址
167.254.x.x：本地私有地址
192.168.1.0：主机位全0，网段号
192.168.1.255：主机位全1，网段广播地址
255.255.255.255：广播到所有的ip地址，仅作为目标地址
192.168.1.1/24
私有地址——本地唯一，免费
10.0.0.0/8
172.16.0.0/16-172.31.0.0/16
192.168.0.0/24-192.168.255.0/24
公有地址——全球唯一，付费
ARP协议
在同一个广播域目标mac未知的前提下，通过广播获取目标mac地址所使用的技术被称之为arp（地址解析协议）
arp的分类
正向arp：已知对端ip，通过广播来获取对端mac
反向arp：已知对端地址的mac，来获取对端的ip地址
免费arp：检测地址冲突
VLSM
可变长子网掩码
做法：通过借用主机位来充当网络位
CIDR
无类域间路由——汇总
做法：母网号一致，保留相同位去不同为
超网：汇总后的子网掩码长度小于主类子网掩码长度
VRP的使用
VRP——通用路由平台——华为设备的操作系统
IOS——思科
comware——H3C
路由器
路由器有一个非常重要的功能：选路
1.不同网络之间的互联
2.为它承载的数据，选择一条最适合的路，到达想去的网段
路由器中也有一张地图，叫做路由表
路由表功能：若表中存在记录 存在相应网段路由，我们无条件转发
如果表中不存在记录，直接丢
交换机认识直接转发，不认识洪泛
我们想要解决这个问题
加一条路进去，在路由器中我们称之为静态路由
静态路由
静态协议的优缺点：
缺点：1、中大型网络配置量过大
? 2、不能基于拓扑的变化而实时的变化
优点：
1、不会额外占用物理资源
2、安全问题
3、计算路径的问题
ip route-static 想去的网段 网段掩码 下一跳地址
ip route-static 想去的网段 网段掩码 出接口 下一跳地址
网络分为很多种不同的类型
1.点到点网络
2.点到多点网络
虚拟接口
环回口
个人PC上 环回口 127.0.0.1（ping不通表示网卡有问题）
127 --环回127.0.0.1 用于测试该设备的TCP/IP协议栈道能否正常工作
路由汇总
取相同位，去不同位
缺省路由
以0.0.0.0代表目标网段，子网掩码长度为0
路由黑洞
汇总的地址中包含了网络中不存在的网段，将导致流量的有去无回，尽量精确汇总来避免
空接口路由
为了防止网络出现环路，路由器使用最长匹配原则
浮动静态路由
静态路由的默认优先级为60；优先级0-255，越小越优；
在编写静态路由的时候，通过修改默认的优先级，来实现静态路由的效果。
TCP/IP模型 — TCP/IP协议簇
TCP/IP四层模型 — TCP/IP标准模型
TCP/IP五层模型 — TCP/IP对等模型
TCP和UDP的应用场景
TCP更适合于效率要求相对较低，但准确性要求较高的场景。
UDP更适合于效率要求相对较高，但准确性要求较低的场景 （即事类通讯）
可靠传输：按需传输、有确认机制、丢失重传、严格校验
不可靠传输：只管传，其他都不管，尽力而为音乐
UDP:语音类，实时传输类（视频，游戏）
TCP:文件类，追求完整传输的信息类
微信和QQ的聊天数据用的是UDP
封装和解封装
我们一般把数据从应用层开始到数据链路层的加工过程称为封装，反过程称为解封装
封装 — 将每一层最重要的数据添加到原始数据当中，来实现这一层的功能
应用层 — 应用层需要进行封装，封装方式取决于不同的应用
传输层 — 端口号 — TCP/UDP
网络层 — IP地址 — IP协议
数据链路层 — MAC地址 — 以太网协议
物理层
TCP/IP模型和OSI模型的区别：TCP/IP模型支持跨层封装
TCP/IP的跨层封装一般应用在直连设备之间的近距离通讯
跨层封装主要存在两种形式
1.跨四层封装 — OSPF
2.跨三，四层封装 — 直连交换机
四层详解
传输层：解决数据交给哪个应用程序，端口字段
还需要解决传输的质量和方法
两种传输协议，对应了两种不同的传输服务，TCP和UDP
TCP是一种可靠的传输协议，UDP是一种不可靠的传输协议
面向连接与无连接
面向连接的意思是数据传输之前收发俩方需建立一条逻辑通路，类似我们电话时不能拿起来就说，需要先拨 号，对方拿起接通电话之后，才能说话，这里说话之前的动作就是面向连接。 无连接的意思是通信前不需要建立通路，通信完也不需要断开，自由发送。类似于古代的寄信，寄之前不需要 向对方打招呼，邮差收到信也不需要确认收件人是否方便接信直接处理就行。
TCP和UDP的应用场景
TCP更适合于效率要求相对较低，但准确性要求较高的场景。
UDP更适合于效率要求相对较高，但准确性要求较低的场景 （即事类通讯）
可靠传输：按需传输、有确认机制、丢失重传、严格校验
不可靠传输：只管传，其他都不管，尽力而为音乐
UDP:语音类，实时传输类（视频，游戏）
TCP:文件类，追求完整传输的信息类
微信和QQ的聊天数据用的是UDP
tcp的头部：
源端口：启动应用是根据空闲端口随机生成。
目的端口：固定的，代表了某中特定的应用。1-65535 范围，其中1-1023是知名端口号，代表的知名应
用。比如：http 80，ftp 20，21，https 443，ssh 22，telnet 23 。
首先，源端口与目的端口必不可少，没有这个数据就不知道发给那个应用。下来是报文序列号，为什么需要给 报文编号呢，当然是解决数据的乱序问题，不编个号怎么确认那个数据是先来的那个是后到的。然后确认序列 号，发出去的报文应该有个确认，不然我怎么知道对方收到没收到，如果没收到就应该重传，当然出现损坏也 会重传，如果是职场人，凡事有个响应是必要的。TCP是一个可靠传输协议，他面临的网络环境可能很复杂， 网络层是没有可靠性保证的，如果网络环境比较差，TCP作为靠谱协议他不能改变网络环境但是他可以通过算 法和重传来保证数据传输可靠。 下来的数据偏移指的是首部长度，指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远，以32比 特（4字节）为计算单位。最多有60字节的首部，若无选项字段，正常为20字节。Reserved， 保留字段，必须填0。 接下来是一些状态位，syn表示发起一个连接，ack是确认，RST是重新连接，表明TCP连接中出现严重错 误（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立连接。FIN表示断开连接。PSH，表示数据 应尽快的交付接收应用进程，而不再等待整个缓存都填满了后再向上交付。URG，紧急指针有效标识。它告诉 系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送（相当于高优先级的数据）。 window表示窗口大小，TCP能够做一次发多个数据，而不是一个一个发送，这样效率更高，确认是只需 要确认最后一个即可。那么窗口值设置多少好呢，TCP有流控机制，根据双方发送能力和接受能力来，也就是 说不能发的太多把对方撑死，也不能太少把对方饿死，TCP还有拥塞机制，如果网络传输拥塞丢包了，他就会 降低窗口值减小速度，也就说路上堵车我管不了，我能做的就是不开车骑个单车上班，尽量不迟到，不能改变 世界我就改变自己。这里其实就是算法来控制的，大家下去需要查阅资料写在作业里面，TCP的慢启动算法， TCP的拥塞避免算法，快重传算法，快速恢复算法等。
TCP的运行过程：
三次握手：
第一次握手
客户端给服务器发送一个SYN段(在 TCP 标头中 SYN 位字段为 1 的 TCP/IP 数据包), 该段中也包含客户端的初始序列号(Sequence number = J)。
第二次握手
服务器返回客户端 SYN +ACK 段(在 TCP 标头中SYN和ACK位字段都为 1 的 TCP/IP 数据包)， 该段中包含服务器的初始序列号(Sequence number = K)；同时使 Acknowledgment number = J + 1来表示确认已收到客户端的 SYN段(Sequence number = J)。
第三次握手
客户端给服务器响应一个ACK段(在 TCP 标头中 ACK 位字段为 1 的 TCP/IP 数据包), 该段中使 Acknowledgment number = K + 1来表示确认已收到服务器的 SYN段(Sequence number = K)
四次挥手
第一次挥手：
客户端向服务器端发送断开 TCP 连接请求的FIN=1报文，在报文中随机生成一个序列号 SEQ=x，表示要断开 TCP 连接。
第二次挥手：
当服务器端收到客户端发来的断开 TCP 连接的请求后，回复发送标志位ACK=1报文，表示已经收到断开请求。回复时，随机生成一个序列号 SEQ=y。由于回复的是客户端发来的请求，所以在客户端请求序列号 SEQ=x的基础上加 1，得到确认序列号ACK=x+1。
第三次挥手：
服务器端在回复完客户端的 TCP 断开请求后，不会马上进行 TCP 连接的断开。服务器端会先确认断开前，所有传输到客户端的数据是否已经传输完毕。确认数据传输完毕后才进行断开，向客户端发送FIN=1报文。再次随机生成一个序列号 SEQ=z。由于还是对客户端发来的 TCP 断开请求序列号 SEQ=x 进行回复，因此确认序列号ACK依然为 x+1
第四次挥手：
客户端收到服务器发来的 TCP 断开连接数据包后将进行回复，表示收到断开 TCP 连接数据包。向服务器发送标志位ACK=1 报文，生成一个序列号 SEQ=x+1。由于回复的是服务器，所以确认序列号ACK字段的值在服务器发来断开 TCP 连接请求序列号 SEQ=z 的基础上加 1，得到ACK=z+1
ipv4的计算
32个二进制组成
192.168.1.1 -->点分10进制书写格式
地址由2部分组成
网络位
主机位
192.168.1.1 192.168.1.2 这个俩个地址在同一网络位，也就是在一个广播域
到底如何判断俩个或多个地址是否在同一个网段（广播域）
IETF早期规定的网络位划分方法：主类划分法
XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX
1x20+1x21+1x22+1x23+1x24+1x25+1x2^6=1+2+4+8+16+32+64
130.1.1.1 130.2.2.2 180.1.2.2 180.1.3.3
199.2.2.2 199.2.1.2
特殊IP地址
1，127.0.0.1 - 127.255.255.255 ---- 环回地址
2，255.255.255.255 ---- 受限广播地址 ---- 受路由器的限制 — 只能作为目标IP使用
3，主机位全1 — 192.168.2.X/24 — 192.168.2.255 — 直接广播地址 — 只能作为目标IP使用
4，主机位全0 — 192.168.2.X/24 — 192.168.2.0 – 网段 – 网络号
5，0.0.0.0 — 1，代表没有IP。2，代表任意IP。 6，169.254.0.0/16 — 自动私有地址
VLSM与CIDR
无类地址—不在通过数字来辨识网段而是使用子网掩码来辨别，规则是网络位的地址子网掩码置1
10.1.1.1 255.255.255.0 24 10.1.1.1/24 20.1.1.1 255.255.224.0 19 20.1.1.1/19 192.168.1.0 255.255.255.252 30 192.168.1.0/30
VLSM — 可变长子网掩码 ---- 子网划分
核心思路：通过延长子网掩码（将主机位借到网络位）来实现网段的划分
192.168.1.0/24 公司新增俩个部门预计20人，如何拆出俩个网段并且不能浪费地址？
192.168.1.0 0XXXXXXX 25
192.168.1.128 1XXXXXXX 25
27
192.168.1.0/27 255.255.255.224
192.168.1.32/27
192.168.1.64/27
192.168.1.96/27
192.168.1.128/27
192.168.1.160/27
192.168.1.192/27
192.168.1.224/27
CIDR — 无类域间路由 ---- 汇总
可变长子网掩码—取相同去不同
192.168.1.0/27
192.168.1.32/27
192.168.1.160/27
192.168.1 NNNXXXXX 000XXXXX 0 001XXXXX 32 00XXXXXX 0 26
192.168.1.32/27
192.168.1.160/27
192.168.1 NNNXXXXX 001XXXXX 32 101XXXXX XXXXXXXX 24
192.168.1.64/27
192.168.1.96/27
192.168.1 NNNXXXXX 010XXXXX 011XXXXX 01XXXXXX 26
192.168.1.64/26
公司在上述任务完成后又增加一个预计50个人的部门，如何解决？
192.168.1.64/27
192.168.1.96/27
192.168.1.64/26 结果
192.168.1.128/27
192.168.1.160/27
192.168.1.192/27
192.168.1.224/27