HCIA的基础理论知识及其概念

**HCIA**

网络就是通过一些特殊的通道把分布不同地理位置的物品连接起来，从而实现信息的传输与共享。计算机认准电流。

转换过程：

应用层：自然语言—>表示层：编码（对应关系）—>介质访问控制层：二进制数（表示）——>物理层（电流的输入，输出，CPU计算）：电信号

**网络扩大方案**

**增加距离**

信号失真：可读，由传输介质决定

信号衰减：不可读，由中继器决定（信号加压）加压不会恢复到百分百只是会增加，不能无限制增加，有中继器后可以最多延长五倍电流，物理层设备。

**增加节点**

网络拓扑结构。

总线型--多芯总线

优点----信道利用率高，结构简单

缺点----同一时刻仅允许两个节点进行

通讯环形

优点----增加和删除设备操作简单

缺点----成本高，当某一个节点故障时，会影响全网，导致整张网络瘫痪

星型--使用频率最高的拓扑结构

优点----信道利用率高，结构简单

缺点-----对中心节点要求高，不允许出现故障

全网状

优点----从节点到节点有多条链路可以以选择，结构稳定

缺点----结构复杂，成本高

HUB集线器功能：转发数据‘从某一个接口收到数据，向其他所有接口数据转发。

缺陷

1.安全问题----因为一个接口给另一个节点发送数据时，其他节点可以接收到

2.延时问题----节点会接收到大量不属于自己的数据信息，也就是垃圾信息

3.地址问题-----MAC地址（出厂收录在设备本地，无法改变）48位bit（AAAA-AAAA-AAAA或AA:AA-AA-AA-AA)（由48位二进制组成，前24位为厂商id，后24位为产品id）全球唯一。4.冲突问题----CSMA/CD（载波侦听多路访问、冲突检测）----先听后发，边听边发，冲突停发，随机延迟或重发。

----冲突域：链接在同一根导线上的所有工作站的集合。

网络传输距离无限制完全没有冲突网络中存在单播数据，一对一传输

**网桥----交换机**

特点：属于二层设备，可以将电流转换为二进制数据，并存储在本地内存中。

交换机工作原理：交换机存在MAC地址表，该表单中会记录下MAC地址与交换机接口的对应关系。----老化五分钟。

交换机基于MAC地址表进行数据转发当A给B发送数据时，该数据来到交换机0 号接口，交换机会记录下A---->的对应关系

若MAC地址表存在B的记录关系，则按照记录关系精选单薄数据转发

若MAC地址表中不存在B的记录关系，则进行洪泛操作（除流量接入接口外的所有接口复制转发流量）

交换机中，一个接口可以对应多个MAC地址，但一个MAC地址只能对应一个接口一般我们将仅仅依靠交换机链接的网络称为交换网络

----交换网络最大连接终端数不超过200

**路由器**----路由器和PC都属于三级设备

广播域：一个数据包的洪泛的范围大小。

隔离广播域----路由器的一个接口就是一个独立的广播域

转发数据----依靠路由表进行数据转发

依靠交换机转发数据----同广播域

借助路由器转发数据----跨广播域

**IP----逻辑地址**

**1.IPv4：32**位进制组成，点分十进制。**2.IPv6** ：128位二进制组成

**3.IP**=网络位+主机位

网络位----标识该IP所在网段（区域）

主机位----表示该区域中的主机编号

**掩码**

组成：32位二进制，由连续的1+连续的0组成。使用点分十进制表示。掩码的每一位比特位都与IP地址相对应，其中掩码的1 对应的IP地址的比特位即为网络位

交换机只能看的懂MAC地址看不懂IP地址

网关：处于关卡，广播域的大门

按路由器接口有多少个接口就有多少个广播域

问题，目的MAC地址怎么来的

**ARP协议----地址解析协议**

原理：根据已知的地址来获去位置的另一张地址信息。

ARP缓存表------>其中记录着MAC地址与IP地址对应的关系--->老化时间180s

ARP分类

正向ARP---通过IP地址获取MAC地址（网络中最常见的）

反向ARP

**TCP/IP**

OSI参考模型----OSI/RM---开放式系统互联参考模型

ISO提出

应用层：用于接收用户数据，是热机交互的接口

表示层：逻辑语言--->及其语言；加密、解密

会话层：针对于传输的每一种数据建立安度链接通道（防止数据之间相互干扰）

上三层：控制层面

下四层：数据层面

传输层：TCP、UDP----->端口号

网络层：IP协议-->进行逻辑寻址

数据链路层：两个层面-->

逻辑链路控制层LLC--->介质访问控制层MAC

物理层：定义一些物理特性---->电器电压、接口规范、比特流等。

**报文封装和解封装**

PDU：数据-段--包--帧--比特

物理层

传输介质：

同轴电缆---最早期（粗-500米、细-185米，传输速率10M）

双绞线:屏蔽双绞线、非屏蔽双绞线> 类型--->1、2、3、4、5（家里常用）、超5、6、超6、7、8类光纤：家用的和企业的不一样（两根，一根做备份）

**双工模式**

半双工----通信双方都能发送和接收数据，但是不能同时进行---对讲机

全双工-----通信双方都能同时发送和接收数据——电话

市面上几乎全是全双工

**同一物理连接的设备双工模式必须一致。**

**线序----双绞线**

568A：将568B中的线序中的1、3和2、6对调568B----橙白，橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕

**数据链路层**

设备：交换机和网桥

链路类型：

局域网：----以太网

广域网----PPP、HDLC、FR

**数据帧**

**帧的发送方式**

单播----一对一发送数据

广播----一对所有发送发送数据

组播----特殊的广播，一对一组

**网络层**

**有类分址**

> A---0XXX XXXX---0.0.0.0-127.255.255.255-----掩码为8>

> B---10XX XXXX---128.0.0.0-191.255.255.255---掩码为8>

> C---110X XXXX----192.0.0.0-223.255.255.255----掩码为24>

> 单播地址>

> D---1110 XXXX---224.0.0.0-239.255.255.255-----组播地址>

> E----1111 XXXX----240.0.0.0-255.255.255.255-----保留地址

**特殊地址**

主机位全0的地址----网段地址

主机位全1 的地址---定向广播地址

0.X.X.X--->无效地址--->0.0.0.0(1、代表所有IP，2、代表本地没有IP)

127.X.X.X---->本地测试地址

169.254.0.0/16--->本地链路地址

**私有地址**

A类：10.0.0.0-10.255.255.255（一个地址段）

B类：172.16.0.0-172.31.255.255（十六个地址段）

C类：192.168.0.0-192.168.255.255（256个地址段）

6----TCP

17-------UDP

TTL--->生存时间（最大值为255，一旦数值为0 则数据包被丢弃；每经过一个路由器，数值减一）

MTU------>最大传输单元------在以太网当中，该数值为1500字节

标志位：3bit（0；DF（若为1则代表未分片；若为0则代表分片）；

MF（若为0则代表最后一片报文）

**传输层**

端口号：0-65535

静态端口---1-1023

动态端口---1024-65535

```http----80

ssh-----22

telnet--23

ftp-----20/21

dns-----53```

**TCP协议-----传输控制协议**

市场占用率非常高TCP协议是一种面向连接的可靠传输协议。

**可靠性**

确认机制：每接收到一个数据段，都要进行一次确认

重传机制：

排序机制：

滑动窗口机制--流控机制：1、窗口大小---指无需等待就可以连续发送的数据的最大

**TCP分段依靠MSS（最大传输段）实现，其最大值为1460（MTU-IP头部）；若存在TCP分段，则IP层面不允许分片**

**面向连接**

三次握手

四次挥手

如果长时间没接到客户端消息，服务端会尝试探测及发消息发十次，每隔75分发一次

**UDP协议----用户数据报协议**

是一种非面向连接的不可靠传输协议**VLSM**----可变长子网掩码技术---子网划分

```192.168.1.0/24从主机位借位到网络位。被借位的主机位被称为子网位192.168.1. 0 000 0000/25----192.168.1.0/25

192.168.1. 1 000 0000/25----192.168.1.128/25网络位子网位（子网位可以变）主机位

*CIDR**----无类域间路由---子网汇总取相同位，去不同位

子网汇总：汇总后的掩码大于主类掩码超网：汇总后的掩码小于主类掩码。

超网：汇总后的掩码小于主类掩码

ICMP协议（理解）

定位问题，灭有传输和应用层，他属于网络层，

网络层协议：ICMP IP ARP

第二章

2U：设备高度

正方形借口接光纤，需要加一个光模块转换光信号

USB做备份少用

comsole接口连接电脑用的，连接的线叫comsole线

华为常见基本命令

<Hawei>system-view--从用户视图切换到系统视图

undo--删除

quit--退出到上一视图

display---查看

<huawei>reboot--重启设备

[huawei]sysname rl---修改系统名称

[rl]display version--查看系统版本

Telnet

TCP--23端口

PC端---使用路由器代表PC端，需要配置IP地址等信息

[PC]interface

DHCP--动态主机配置协议
手工配置网络参数的问题
对于普通用户
对于网络管理员
IP地址浪费
C/S架构、UDP67/68号端口（68号端口属于客户端，67号端口属于服务端）

DHCP报文类型

discover(发现报文)以广播形式传输，用于客户端寻找DHCO、P服务端

offer(IP，没有分配给其他人，可以用)单播或广播都可以）服务端回复客户端（其中携带了IP地址信息）---也包含了网关、掩码、DNS等网络参数

request（请求）广播客户端正式请求服务端IP信息

ack（同意）单播服务端对客户端请求信息的确认

nak（不同意）单播服务端对客户端请求信息的拒绝

release---客户端发送给服务端要求释放地址

decline----客户端检测到冲突后，将错误报告给服务端

inform----服务器发送一些配置信息

DHCP租期

租期更新计时器----24H

在租期到达百分之五十时，PC会进行续租操作。PC会使用request报文发送且为单播，如果服务端回复ACK报文，则续租成功

租期重绑定计时器----21H

时间超过租期的87.5%，PC发送discover报文重新发现网络中的DHCP服务器。如果有服务器同意给PC续租

.若该续租的IP为第一次获取的IP地址，则PC刷新租期更新计时器的时间

.若该续租的IP不为第一次获取的IP地址，则PC会将租期更新到计时器归0，发送release报文通告释放第一次的IP地址，然后回复第二次的offer报文从而获取第二次IP地址

租期失效计时器

PC未主动放弃使用该IP

若租期内接收到拒绝报文，则PC必须立即停止使用现有IP地址，然后重新申请IP地址。

[DHCP Server]interface GigabitEthernet 0/0/0

[DHCP Server-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.100 24

[DHCP Server]dhcp enable ----启动DHCP协议

[DHCP Server]ip pool aa ----创建名称为aa的地址池

[DHCP Server-ip-pool-aa]network 192.168.1.0 mask 24 ----配置可分配IP地址范围

[DHCP Server-ip-pool-aa]gateway-list 192.168.1.100 ----配置网关信息

[DHCP Server-ip-pool-aa]dns-list 8.8.8.8 ----配置dns信息

[DHCP Server-ip-pool-aa]quit

[DHCP Server]interface GigabitEthernet 0/0/0

[DHCP Server-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select global -----在接口调用全局地址池

[DHCP Server-GigabitEthernet0/0/0]quit

[DHCP Server]display ip interface brief ---查看IP与接口的对应关系

[DHCP Server]display ip pool ----查看地址池内容

[DHCP Server-ip-pool-aa]excluded-ip-address 192.168.1.254 192.168.1.254 ----排除地址，不允许分配

[DHCP Server-ip-pool-aa]lease day 0 hour 0 minute 10 ----设置租期时间

静态路由

[r1]display ip routing-table ----查看全局路由表

目标：192.168.1.66

网段：192.168.1.0/24

网段：192.168.1.64/26

11000000.10101000.00000001.01000010

11111111.11111111.11111111.00000000

11111111.11111111.11111111.11000000

11000000.10101000.00000001.00000000---192.168.1.0 11000000.10101000.00000001.01000000---192.168.1.64

最长掩码匹配规则

1、卸载ensp及三个配置插件

2、清理注册表--->清理残留虚拟网卡

3、开启系统虚拟化

4、重新安装--->检查虚拟网卡IP地址192.168.56.1/24

路由信息的来源

直连路由、静态路由、动态路由

设备自动发现、手工配置、路由器通过运行某种算法自行计算出路由

直连路由的生成条件 接口双UP 必须配置IP地址

路由优先级

路由项的优先级越小，则路由项的优先度越高。

开销值

在静态路由和直连路由中，开销值为0。等价路由----目的地相同，优先级（路由发现方式）与开销值均相同，且下一跳不同。

[r1]ip route-static 192.168.1.192 26 192.168.1.66

下一跳-----流量流经的方向的下一个路由器的入接口IP地址

静态路由协议扩展配置

等价路由----进行带宽的叠加。

等价路由的形成条件-----来源相同的去往相同目的地的且开销值相同的路由（下一跳不同。）

路由汇总 使用CIDR技术将连续的网段汇总成一个大的网段。

汇总要求：母网相同；掩码相同。

路由黑洞在手工汇总时，可能会包含一些网络中不存在的网段，造成流量有去无回的现象，浪费设备与链路资源。

缺省路由 缺省路由的目标网段----0.0.0.0/0

[r1]ip route-static 0.0.0.0 0 12.0.0.2

空接口防环 在黑洞路由器上配置一条通往汇总路由的下一跳为空接口的路由信息进行防环操作。 [r1]ip route-static 172.16.0.0 22 NULL 0

浮动静态路由

ip route-static 192.168.10.0 255.255.255.0 12.0.0.2

ip route-static 192.168.10.0 255.255.255.0 21.0.0.2 preference 70

[r2]interface LoopBack 0 ----创建编号为0的环回接口

[r2-LoopBack0]ip address 192.168.1.1 24

[r1]ping -a 21.0.0.1 192.168.1.1 ---设定ping报文中的源IP地址为21.0.0.1

动态协议

自治系统-----AS

AS号----ASN----使用16位二进制进行标识----IANA（互联网数字分配机构）

AS内部使用的协议----内部网关协议IGP

AS之间使用的协议----外部网关协议EGP

动态路由分类

按照范围分

IGP

RIP、OSPF、IS-IS、

EIGRP

EGP BGP

对IGP协议进行分类

按照协议特点分类

距离矢量型协议-----DV----共享路由表

RIP、EIGRP

链路状态型协议-----LS-----共享拓扑信息

OSPF、ISIS

按照是否携带掩码分类

有类别路由协议

RIPv1

无类别路由协议

RIP-----路由信息协议

基本概念

UDP协议-----端口号520

目的IP地址

255.255.255.255----RIPv1

224.0.0.9------RIPv2

RIP使用路由的跳数作为开销值Cost，最大值为16----代表本条路由可不用。

算法：数据包中传递的开销值=本地开销值+1 周期更新（保活）/触发更新

RIP算法----贝尔曼福特算法

当接收到数据包中含有本地路由表中没有的路由项，则直接加载到本地路由表

当接收到数据包中含有本地路由表中已经存在的路由项，且下一跳相同，则将数据包中的路由项加载到本地路由表。

当接收到数据包中含有本地路由表中已经存在的路由项，且下一跳不同，比较cost值，若本地路由表中的cost大，将将数据包中的路由项加载到本地路由表。

当接收到数据包中含有本地路由表中已经存在的路由项，且下一跳不同，比较cost值，若本地路由表中的cost小，则丢弃数据包中的路由项。

RIP数据包 ：请求报文应答报文

RIP计时器

更新计时器----30S 每台路由器只有一个计时器，该计时器为0则路由器向外发送更新报文。

无效计时器----更新计时器*6

每台路由器的路由表中的每一个RIP路由项都会有一个无效计时器

当该计时器为0时，会认为该计时器所表述的路由项无效。路由器会将该路由项的cost设置为 16。并且会向外通知。

垃圾收集计时器-----更新计时器*4

当一个路由项的无效计时器为0时，垃圾收集计时器开始计时。

当垃圾收集计时器为0时，路由器会删除掉该路由项。

提问：在某时刻，某路由器的RIP路由表中共有30个路由项，其中cost值小于16的有23个，cost等于16 的有7个，此时总共有多少个计时器。

31个

RIP周期更新

更新原因

基于UDP传输

RIP本身也没有可靠性机制

RIP本身没有保活机制

网络环路

依靠开销值

触发更新----一旦路由表中有任意路由项发生变化，则激活触发更新。

水平分割机制----从此口进，不从此口出。

毒性逆转-----将从某个接口进入的路由，在下一次从该接口发出时，开销值设置为16。

触发更新，除了可以避免大部分环路，实际最主要的作用是加快网络收敛速度。

RIPv1

[r1]rip 1 ----启动RIP协议，进程号为1，仅具有本地意义

[r1-rip-1]version 1 ----选择版本一

[r1-rip-1]network 192.168.1.0 ---宣告，以网段进行宣告，且网段为主类！！！

激活接口

发布路由

RIPv2---使用

[r1]rip 1 ----启动RIP协议，进程号为1，仅具有本地意义

[r1-rip-1]version 2 ----选择版本一

[r1-rip-1]network 192.168.1.0 ---宣告，以网段进行宣告，且网段为主类！！！

激活接口

发布路由

RIP扩展配置

手工汇总

[r1-GigabitEthernet0/0/0]rip summary-address 192.168.0.0 255.255.254.0 --在路由的发出接口配置

缺省路由-------这里指的是下发缺省路由。

[r3-rip-1]default-route originate

缺省路由的下发，一定是在边界路由上做。

且该配置仅会让其他RIP设备学习到RIP的缺省路由

静默接口----配置了静默接口的接口无法主动发送RIP数据包，只能被动接收RIP数据包。一般与用户相连的接口配置。

[r2-rip-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/2

当静默接口接收到RIP数据包时，会从静默状态转换为普通状态。

手工认证---用于路由器之间的身份核实。需要在双方身上均配置。---RIPv2

[r2-GigabitEthernet0/0/1]rip authentication-mode simple plain 123456 加速收敛----减少计时器时间

[r1-rip-1]timers rip 10 60 40

全网均需要修改。

ACL技术---访问控制列表对于网络中的流量的一种处理方式，（放通、拒绝）。

ACL功能

访问控制

在设备的流入或流出接口上，匹配流量，然后执行设定的动作

允许---permit

拒绝---deny

抓取流量

ACL经常与其他协议共同使用。---所有动作均为允许。

ACL的匹配规则

自上而下、逐一匹配，若匹配成功则按照相应规则执行，不再向下匹配；若没有匹配上，则执行默认规则（在华为中，为允许所有）。

ACL分类

基本ACL

基于IP报文的源IP地址定义规则。

编号：2000-2999

高级ACL

基于源目IP、IP报文协议字段、IP报文优先级、IP报文长度、TCP源目端口号、UDP源目端口等信息来定义规则。

编号：3000-3999

二层ACL

基于MAC地址来定义规则

编号：4000-4999 用户自定义ACL

示例

需求一

PC1可以访问192.168.2.0/24网段，而PC2不可以。

分析：

仅对源地址有要求，配置基本ACL

基本ACL配置规则----靠近目的进行配置。

配置

[r2]acl 2000 ----创建基本ACL列表

[r2-acl-basic-2000]rule permit source 192.168.1.253 0.0.0.0 ---创建规则

通配符----32位二进制，0代表不可变，1代表可变。

[r2-GigabitEthernet0/0/1]traffic-filter outbound acl 2000 ---在0/0/1接口的出方向调用 acl2000列表

一个接口的一个方向只能调用一张ACL列表。但是一张ACL列表可以在多个接口调用。

例1：

仅允许192.168.1.1通过

rule permit source 192.168.1.1 0.0.0.0

例2: 拒绝192.168.1.2和192.168.1.3通过

rule deny source 192.168.1.2 0.0.0.1

11000000.10101000.00000001.00000010

[r2]display acl 2000 ---查看ACL列表

需求二

要求PC1可以访问PC3，但是不能访问PC4。

分析：对目标有要求，使用高级ACL；更靠近源。

[r1]acl 3000

[r1-acl-adv-3000]rule permit ip source 192.168.1.253 0.0.0.0 destination 192.168.2.253 0.0.0.0 [r1-acl-adv-3000]rule deny ip source 192.168.1.253 0.0.0.0 destination 192.168.2.252 0.0.0.0

[r1-GigabitEthernet0/0/1]traffic-filter inbound acl 3000

需求三

要求：PC1可以ping通R2，但是不能telnet R2。

[r1]acl 3100 [r1-acl-adv-3100]rule permit icmp source 192.168.1.253 0 destination 2.2.2.2 0

[r1-acl-adv-3100]rule deny tcp source 192.168.1.253 0 destination 2.2.2.2 0 dest ination-port eq 23

[r1-GigabitEthernet0/0/0]traffic-filter outbound acl 3100

练习 00000000.00000000.00000000.00000001

例3：拒绝192.168.1.0/24网段中的所有单数IP地址通过。 rule deny source 192.168.1.1 0.0.0.254 11000000.10101000.00000001.00000001 00000000.00000000.00000000.1111111

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