HCIA的学习（1）

HCIA----数通

hcia---华为认证初级ICT工程师

HCIP---华为认证ICT高级工程师

HCIE---华为认证ICT专家级工程师

首先，在学习HCIA之前提两个问题

信息的传输需要什么呢？

1.需要有一个通道

2.需要有节点

3.都有载体

通过一些特殊的通道把分布在不同地理位置的物品连接起来，从而实现信息的传输和共享。

·

网络作用是什么？

1.数据通讯

2.资源共享

3.分步处理

思考完接下来进行正式学习，本文前面介绍基础设备，有基础的同学可以查看目录选取所需。

1.计算机网络基础

世界上第一台计算机---1946年---计算导弹弹道的---分时操作系统（不同时间段计算不同事务）

二进制语言（机器语言）

数据传输：

• 自然语言--->编码

• 编码--->二进制

• 介质访问控制层：控制硬件；将二进制转换为电流，并控制物理层输出电流。

• 计算--CPU

对等网（世界上第一个互联网）

迭代升级的两种路径：

• 升级硬件资源（因为当时计算机还未盈利，资金不充裕）

• 增加电脑数量（成本低，当时的做法）

继续扩大网络

• 增大距离

• 信号失真

• 网线（仅仅减小失真，而不能完全避免）

• 信号衰减

• 中继器

• 增加节点

• 网络拓扑结构（4种结构）

• 总线型：由一条多芯网线向四周延展，连接各个节点。

• 优点：信道利用率高，结构简单，成本低

• 缺点：同一时刻，仅允许两个节点进行通讯

• 环型：由节点与节点连接的线路组成闭合环。

• 优点：增加和删除设备简单

• 缺点：当某一节点故障时，会影响全网，导致整张网络瘫痪。

• 星型：由中央节点和通过链路连接到中央节点的节点组成。

• 优点：结构简单，扩展性强，连接方便

• 缺点：信道利用率低，对中心节点要求高

• 网状：实际上是由星型拓扑扩展而来，使用全连接的方式，网状中任意一个节点都属于中心节点

• 优点：稳定，从节点到节点有多条路径可选----运营商网络

• 缺点：结构复杂，成本高

集线器---HUB

• 纯物理层设备

• 缺点：

1. 安全问题

2. 延时问题---产生大量的垃圾信息

3. 地址问题---MAC地址---48位二进制--十二位十六进制表示（全球唯一）

4. 冲突问题---载波侦听多路访问/冲突检测机制---CSMA/CD （先听先发、边听边发、冲突停发、随机延迟后重发）----仅仅减少了冲突，并没有完全解决冲突

• 冲突域：连接在同一根导线上的所有工作站的集合

理想的目标：

• 网络无限传输距离

• 完全没有冲突

• 存在单播传输数据

所以出现了一台设备，网桥（二层设备---处理二进制信号）----交换机

交换机

• 识别MAC地址--MAC地址自学习

• MAC自学习功能：交换机在接受到一个数据报文后，根据数据报文中的源MAC地址，与接受该报文的接口形成对应关系，并记录在MAC地址表中。

• 然后，交换机根据数据报文的目的MAC地址，查询MAC地址表项，若有匹配项，则根据匹配项的指示直接进行单播转发。

• 若无匹配项，则进行洪泛操作（除了数据的进入接口外，均发送一份数据）

• MAC地址表不是永久记录的，而是存在老化时间---5分钟

交换网络---仅仅由交换机连接各个节点形成的网络---仅具备几十个节点，最多不超过200个节点。

广播域---洪泛的范围

路由器

• 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

• 依靠交换机进行数据转发---同广播域

• 借助路由器进行数据转发---跨广播域

IP地址

IPv4: 32位二进制构成，42亿；点分十进制

IPv6: 128位二进制

IP地址

例：172.68.129.1  ==  10101100.01000100.10000001.00000001

IP地址分为两部分：

网络位：表示该IP所在的网络

主机位：表示主机号

掩码

• 掩码是32位二进制组成，用以判断IP地址的网络位位数。

• 连续的1+连续的0组成 。

• 掩码中的数字1所代表的含义为IP地址的比特位为网络位。

• 掩码不同，就一定不是同一个广播域

IP： 11110000.00001111.10101010.00000001
掩码：11111111111100000000000

11110000.00001111.10101010.00000001
11111111.11111111.11111111.00000000

11110000.00001111.10101010.00000001/24
11111111.11111111.11111111.00000000

11110000.00001111.10101010.00000010/21
11111111.11111111.11111000.00000000

11110000.00001111.10101011.00000001
11111111.11111111.11111111.00000000

网关

被称为一个广播域的门户，也就是路由器与该广播域所连接的接口，这个接口的IP地址称之为网关IP。

1. 判断是否为同一广播域

2. 若为同广播域，则将数据发送给交换机，由交换机进行洪泛或单播形式转发数据

3. 若为不同广播域，则将数据发送给路由器，即网关IP所在设备，再由路由器进行数据转发

4. 目的主机接收到该数据后，重复前三步操作进行数据发送

ARP协议

原理：根据已知的地址来获取与其对应的另一种未知地址

ARP工作过程：

• 发送者PC1

• PC1发送一个广播帧，源IP和源MAC是PC1的，目的IP是网关，目的MAC是FFFF:FFFF:FFFF

• 该数据包会被同广播域内所有主机接收，并且该报文内容是（ARP请求报文）

• 谁是某某某IP，请回复我、

• 非目的主机PC2：

• 由于该广播帧是网络中所有主机均可接受的报文，故PC2会接收这个数据帧，提取IP地址，发现并不是找自己的，所以会丢弃该数据包

• 目的主机（网关）：

• 网关接收到该报文后，会发现目的IP地址是本接口IP，故会查看报文内容，并打包一个数据报

文进行回复，其中，包含了本接口的MAC地址。

• 实际上，设备在进行ARP请求之前，会先查找本地的ARP缓存表，若本地存在对应关系，则直接按

照本地ARP缓存表中描述的MAC地址进行数据封装。若没有对应关系，则会发送ARP请求报文，接

收方会回复ARP应答报文，当发送方接收到ARP应答报文后，会将该报文的内容填充到ARP缓存表

中。

• ARP缓存表的老化时间-----180s

• ARP分类

• 正向ARP----通过IP获取MAC（网络中最常见的）

• 反向ARP----通过MAC获取IP

• 免费ARP----无故ARP-----用于自我介绍和冲突检测

• 代理ARP----由网关设备代替主机查询MAC地址

TCP/IP

美国国防部开发

OSI参考模型

开放式系统互联模型------国际化标准组织ISO提出----协议组（协议模型）

• 应用层：接收用户数据，人机交互的接口

• 表示层：将编码转换为二进制（加密、解密）---统一格式

• 会话层：针对传输的每一种数据建立一条连接（防止不同数据之间相互干扰）

控制层面：上三层

数据层面：下四层

• 传输层：区分流量、定义数据传输方式；TCP、UDP

• 网络层：通过IP地址进行逻辑寻址

• 数据链路层：通过MAC地址进行物理寻址

• LLC----逻辑链路控制层

• MAC----介质访问控制层

• 物理层：定义协议物理特性（电压、电气、接口规范）；传输比特流

报文的封装和解封装

PDU

协议数据单元-----数据在不同层面的表现形式

上三层----数据
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

TCP/IP---互联网使用（标准---4层）

标准 对等 OSI

我们学习使用对等模型更细致的了解

物理层

• 规定了一些物理特性（数据传输速率、传输模式、电气电压）

• 代表设备：中继器、集线器

• 介质

• 同轴电缆----淘汰

• 10BASE5----粗同轴电缆----500m

• 10BASE2----细同轴电缆----185m

• 速率极低

• 双绞线（共8根线--注：最下面的是一根棉线，并且没有纯白的线，8种颜色）

左：双绞线 右：水晶头

• 分为屏蔽双绞线（STP），非屏蔽双绞线（UTP）

• 类型：1、2、3、4、5、超5、6、超6、7、8（满足最大带宽：5（100）、超5（1000）、6（1000）、超6（10000））

• 光纤

• 双工模式

• 全双工：通讯双方都能同时发送和接收数据

• 半双工：通信双方都能发送和接收数据，但是不能同时进行

• 同一条物理线路上的设备双工模式必须相同 。

• 线序

• 568A(在568B基础上1与3,2与6对调)

• 568B

• 橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕

• 直连线(两条568B)、交叉线（1条568B,一条568A)

本次更新就到这里，我之后还会持续学习更新

若有不妥或有其他见解，欢迎评论

请多关照