HCIP笔记

HCIP --- 华为认证体系下高级网络工程

抽象语言 --- 电信号

抽象语言---编码

编码----二进制

二进制---电信号

处理电信号
OSI/RM ----开放式系统互联参考模型--- 1979 --- ISo---国际标准化组织
核心思想---分层
应用层---提供各种应用程序，抽象语言转换成编码，人机交互的接口表示层---编码转换成二进制
会话层---维持网络应用和网络服务器之间会话连接
传输层---实现端到端的传输---应用到应用之间的传输---端口号---0-65535---0一般不作为传输层的端口号使用，所以，我们真实的端口号的取值范围为1- 65535。1 -1023知名端口号。--- SPORT，DPORT
网络层---通过IP地址，实现主机之间的逻辑寻址。--- SIP，DIP
获取DIP的方法:
1，直接知道服务器的IP地址2，通过域名访问服务器3，通过应用程序访问4，通过广播获取
数据链路层---将二进制转换成电信号。通过MAC地址进行物理寻址---在以太网协议中
MAC --- 48位二进制构成---1，全球唯一;2，格式统一--- SMAC，DMAC
获取目标MAC地址的方法:
ARP---地址解析协议---通过一种地址获取另一种地址正向ARP---通过IP地址获取MAC地址
工作过程---首先，主机以广播的形式发送ARP请求报文。基于已知的IP地址获取MAC地址。所有收到广播帧的设备都会先将数据包中的源lP地址和源MAC地址的对应关系记录在本地的ARP缓存表中。之后，再看请求的IP地址。如果请求的IP地址是本地的IP地址，则将回复ARP应答报文。如果请求的IP地址不是本地的IP地址，则将直接丢弃该数据包。之后，再次发送信息时，将优先查看本地的ARP缓存表，如果存在记录，则将按照记录转发;如果没有记录，则再发送ARP请求。反向ARP ---通过MAC地址获取IP地址
免费ARP---利用的是正向ARP的工作原理，只不过请求的IP地址是自己的。
1，自我介绍;2，检测地址冲突
物理层---处理或传输电信号
TCP/IP模型--- TCP/IP协议簇

 

TCP/IP标准模型---四层模型TCP/IP对等模型---五层模型
封装和解封转
应用层
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
 

 PDU ---协议数据单元
应用层---报文
传输层---段网络层---包数据链路层---帧物理层---比特流
TCP/IP模型中可以支持跨层封装，OSI中不行
跨层封装出现的情况较少，一般出现在直连的设备之间。
跨四层封装---一般出现在直连路由设备之间，比如，OSPF协议就是跨四层封装协议。---89

跨三，四层封装 --- 直连交换机之间 --- stp 

Sof --- 帧首定界符1，获取IP地址--- 1，手工获取;2，通过DHCP自动获取
DHCP---动态主机配置协议
1，DHCP客户端---广播包--- DHCP-Discover
传输层--- UDP --- SPORT:68 DPORT: 67
网络层--- IP--- SIP: 0.0.0.0 DIP: 255.255.255.255
数据链路层---以太网--- SMAC:自己的MAC地址DMAC:全F
交换机的转发原理---交换机收到数据帧之后，首先先记录源MAC地址和进入接口的对应关系到MAC地址表中。之后看数据帧中的目标MAC地址，因为目标MA地址是全F，则将进行泛洪---除了数据进入的接口外，所有接口都将转发数据。交换机泛洪的情况---1，广播帧;2，组播帧;3，未知单播帧
 

交换机的转发原理---交换机收到数据帧之后，首先先记录源MAC地址和进入接口的对应关系到MAC地址表中。之后看数据帧中的目标MAC地址，因为目标MAC地址是全F，则将进行泛洪---除了数据进入的接口外，所有接口都将转发数据。交换机泛洪的情况---1，广播帧;2，组播帧;3，未知单播帧
路由器收到广播包之后---路由器收到数据帧之后先看二层封装，因为其目标MAC地址为广播地址，则路由器讲解二层封装。则将根据数据帧中的类型字段将解封装后的数据包交给对应的IP模块进行处理。因为三层头部中目标IP地址为受限广播地址，则路由器将解三层封装。因为三层协议头部中协议字段为17，则路由器将把解封装后的数据段交给UDP模块进行处理。UDP根据目标端口号为67，则将解封装后的DHCP-DISCOVER报文交给对应的DHCP服务进行处理。
2，DHCP服务器---DHCP客户端---- DHCP-OFFER（里面将携带一个可用的IP地址)----单播/广播
传输层---UDP --- SPORT: 67DPORT: 68
网络层---IP --- SIP:自己的IPDIP: 255.255.255.255
数据链路层--- 以太网--- SMAC:自己的MAC地址DMAC:全F ----注意，
华为设备以单播的形式来发送DHCP-offer包
交换机的转发原理---交换机收到数据帧之后，首先先记录源MAC地址和进入接口的对应关系到MAC地址表中。之后看数据帧中的目标MAC地址，则根据目标MAC地址查看MAC地址表，如果MAC地址表中有记录，则将直接按照记录发送;如果没有记录，则泛洪。
3，DHCP客户端---DHCP服务器--- DHCP - request(如果存在多个DHCP-OFFER包，则设备将选择第一个到达的OFFER包)---广播
----1，告诉请求IP地址的服务器，需要请求他的IP地址;2，告诉没有选择的IP地址的服务器，自己已经有IP地址了，可以将他们的IP地址释放。
4，DHCP服务器--- DHCP客户端--- DHCP - ACK ---单播/广播
设备在通过DHCP协议获取一个IP地址的同时，还会获取到网关信息(68.85.2.1)以及DNs服务器的信息（68.87.71.226)
2，打开浏览器，在浏览器中的地址栏上输入需要访问的服务器的URL(资源定位符)
DNS ---域名解析协议
DNS协议存在两种查询方式----1，递归查询;2，迭代查询
设备将从输入的URL中提取到域名信息，根据域名信息通过DNs协议获取web服务器的IP地址
设备将发送DNS请求报文（本地设备会发送递归查询请求到本地DNs服务器)
传输层--- UDP --- SPORT:随机值DPORT: 53
网络层--- IP--- SIP: 68.85.2.101 DIP:68.87.71.226
数据链路层---以太网--- SMAC:自己的MAC DMAC: ? ? ?
ARP---地址解析协议---工作过程---首先，主机以广播的形式发送ARP请求报文。基于已知的IP地址获取MAC地址。所有收到广播帧的设备都会先将数据包中的源IP地址和源MAC地址的对应关系记录在本地的ARP缓存表中。之后，再看请求的IP地址。如果请求的IP地址是本地的IP地址，则将回复ARP应答报文。如果请求的IP地址不是本地的IP地址，则将直接丢弃该数据包。之后，再次发送信息时，将优先查看本地的ARP缓存表，如果存在记录，则将按照记录转发;如果没有记录，则再发送ARP请求。
传输层--- UDP --- SPORT:随机值DPORT: 53网络层--- IP--- SIP: 68.85.2.101 DIP:68.87.71.226
数据链路层---以太网--- SMAC:自己的MAC DMAC:网关的MAC地址
3，网关路由器收到DNS请求报文之后，将先查看数据帧的二层封装，确认该数据帧是给自己的，则将解二层封装看三层，根据目标IP地址查看本地的路由表。
直连路由---直连路由是默认生成的，生成条件1，接口双UP;2，接口需要配置IP地址静态路由--- 网络管理员手工添加的路由条目
动态路由---所有路由器运行相同的路由协议，之后，路由器之间沟通，交流最终计算出到达未知网段的路由条目。
2
4，本地的DNS服务器收到DNS请求信息，则将先查看本地缓存是否有记录，有则直接返回
DNS应答;如果没有，则向DNS根服务器发送迭代查询(TCP 53)。最终将结果返回给设备。
5，本地设备将基于web服务器的IP地址，发起TCP三次握手，建立TCP会话。(主要因为HTTP协议传输层使用的是TCP协议)---建立本地到服务器之间双向的会话
6，本地设备将基于TCP会话通道发送HTTP请求报文---GET
传输层---TCP --- SPORT:随机值DPORT: 80网络层---IP--- SIP:自己的IPDIP: baidu的IP
数据链路层---以太网--- SMAC:自己的MAC DMAC:网关的MAC
7, baidu服务器收到HTTP请求报文，则服务器将解封装，最终回复HTTP应答报文。200 OK
网络类型---根据数据链路层运行的协议进行划分的
P2P ---点到点
MA ---多点接入网络
BMA ---支持广播的多点接入网络NBMA ---非广播型多点接入网络
数据链路层运行的协议
以太网协议---需要在数据帧中封装MAC地址进行寻址。
原因---利用以太网协议组建的网络中可以包含两个或两个以上的接口，每个以太网接口之间都可以通过交互以太网帧的方式进行二层通讯。--- BMA
如果一个网络中只能有两台设备，则这样的网络不需要MAC地址进行区分标识，也可以正常通信，这样的网络，我们称为P2P网络。
T1-- 1.544Mbps
E1 -- 2.048Mbps
以太网做到了一个技术---频分技术---所谓频分，就是一根铜丝上可以同时发送不同频段的电波而互不干扰，实现数据的并行发送。
1，HDLC2，PPP
HDLC ---高级数据链路控制协议
标准的HDLC: ISo组织基于sDLC协议改进得到的
非标的HDLC:各大厂商在标准的HDLc基础上再进行改进而成
(思科设备组建串线网络默认使用的协议是HDLc协议，华为设备组建串线网络默认使用的协议是PPP协议。)
[r1]display interface Serial4/o/0---查看接口的二层特征[r1-Serial4/O/o]link-protocol hdlc ---修改接口协议类型
PPP ---点到点协议
1，兼容性强---拥有统一的版本，并且串线种类比较多，只要支持全双工的工作模式,则可以支持PPP协议。
2，可移植性强--- PPPoE3，PPP协议支持认证和授权
PPP和TCP协议类似，在正式传输数据之前，也需要经历建立会话的过程。
1，链路建立阶段--- LCP(链路控制协议)建立
2，认证阶段---可选项
3，网络层协议协商阶段---NCP(网络控制协议)协商---IPCP协议
PPP协议包含若干个附属协议

F--- FLAG --- 01111110
--- Address --- 111111111 --- Coltrol --- 00000011
1，链路建立阶段--- LCP(链路控制协议)）建立
所谓链路建立，其实就是参数协商的过程
MRU --- PPP帧中数据部分允许携带的最大长度（字节)---默认1500字节是否需要进行认证以及认证的方式
 

2，认证阶段--- PAP，CHAP --- AAA
PPP的认证支持单向认证以及双向认证
PAP ---密码认证协议---被认证方将用户名和密码信息以明文的形式发给认证方，对方回应ACK则代表认证成功，如果回复NAK，则代表认证失败。
 

CHAP---挑战握手协议---通过比对摘要值的方式来完成认证。
摘要值--- HASH算法---散列函数---将任意长度的输入转换成固定长度的输出。
1，不可逆性
2，相同输入，相同输出3，雪崩效应
MD5 --- 可以将任意长度的输入，转换成128位输出
 

 

3，网络层协议协商阶段---NCP(网络控制协议)协商--- IPCP协议
1，IP报文的压缩格式;2，IP地址
 

IP地址一旦被认可，对方将学习到达这个地址的主机路由。
 

获取IP地址方:
[r1-Serial4/0/0]ip address ppp-negotiate
给予方配置:
[r2-Serial4/0/0]remote address 10.0.0.1
PAP认证的配置
认证方:
1，在AAA中申请用户名和密码
[r1-aaa]local-user admin password cipher 123456[r1-aaa]local-user admin service-type ppp
2，在接口做PAP认证
[r1-Serial4/0/0]ppp authentication-mode pap
被认证方
[r2-Serial4/O/0]ppp pap local-user admin password cipher 123456
注意，PPP会话是一次性会话，会话一旦建立，再配置认证将不生效，再下次会话建立时才生效。
chap认证
认证方:
[r1-Serial4/0/0]ppp authentication-mode chap
被认证方:
[r2-Serial4/0/0]ppp chap user admin
[r2-Serial4/0/0]ppp chap password cipher 123456
GRE，MGRE VPN 

物理专线--- 1，成本;2，地理位置限制
VPN ---虚拟专用网---隧道技术---封装技术
GRE ---通用路由封装
希望的走法
SIP: 192.168.1.1DIP:192.168.2.1数据
实际的走法
sIP: 12.0.0.1  DIP: 23.0.0.2数据
SIP: 12.0.0.1 DIP:23.0.0.2 GRE
SIP:192.168.1.1  DIP: 192.168.2.1数据
隧道技术---在隧道的两端，通过封装和解封装技术在公网上建立一条数据通道，使用这条通道进行数据传输。
GRE的配置
1，创建隧道接口
[R1]interface Tunnel 0/0/?
<0-511> Tunnel interface interface number[R1]interface Tunnel 0/0/0
[R1-Tunnel0/0/0]
2，隧道接口配置IP地址
[R1-TunnelO/0/0]ip address 192.168.3.124
3，定义封装方式
[R1-TunnelO/0/0]tunnel-protocol gre
4，定义封装内容
[R1-TunnelO/O/0]source 12.0.0.1[R1-Tunnel0/0/0]destination 23.0.0.2
MGRE ---多点通用路由封装协议
NHRP ---下一跳解析协议---需要在私网中西安选出一个物理接口IP地址不会变的作为NHRP中心(NHS ---下一跳解析服务器）。剩下的分支都需要知道中心的隧道接口IP地址和物理接口的IP地址。然后，NHRP要求所有分支将自己物理接口IP地址和隧道接口IP地址的映射关系上报给NHS。这样，NHS将把所有的映射关系记录在本地，发送信息的时候，查询即可。分支如果出接口的IP地址发生变化，则将把最新的映射关系上报给中心。分支之间需要通信，则可以先从中心获取映射关系表，之后，依据关系表进行封装转发。--- HUB-SPOKE架
构。--- MGRE在数据传输时搭建的还是一个点到点的隧道---所以，MGRE环境是一种类似于NBMA的网络环境
MGRE配置
中心:
1，创建隧道接口
[R1]interface Tunnel 0/0/?
<0-511> Tunnel interface interface number[R1]interface Tunnel 0/0/0
[R1-TunnelO/0/o]
2，隧道接口配置IP地址
[R1-TunnelO/0/0]ip address 192.168.3.124
3，定义封装方式
[r1-TunnelO/O/0]tunnel-protocol gre p2mp
4，定义封装的源IP
[r1-Tunnel0/0/0]source 15.0.0.1
5，创建NHRP域
[r1-Tunnel0/0/0]nhrp network-id 100
分支
1，创建隧道接口
[R1]interface Tunnel 0/0/?
Tunnel interface interface number[R1]interface Tunnel 0/0/0
[R1-TunnelO/O/0]
2，隧道接口配置IP地址
[R1-TunnelO/O/0]ip address 192.168.3.124
3，定义封装方式
[r1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre p2mp
4，定义封装源IP
[r2-TunnelO/0/0]source GigabitEthernet 0/0/1 ---通过出接口来定义
5，加入中心创建的NHRP域
[r2-TunnelO/0/0]nhrp network-id 100
6，找中心上报映射信息
[r2-TunnelO/0/0]nhrp entry 192.168.5.1 15.0.0.1 register
中心隧道接口IP地址中心物理接口的IP地址
[r1]display nhrp peer all --- 可以查看隧道接口和物理接口映射关系表
在MGRE环境下使用RIP获取未知网段的路由信息:
1，只有中心获取分支的路由，但是，分支获取不到路由信息
原因--- MGRE环境是一种类似于NBMA的环境，不支持组播解决方案---在中心上开启伪广播。
[r1-TunnelO/0/0]nhrp entry multicast dynamic
2，分支在中心开启伪广播后，只能学习到中心的网段信息，不能学习到其他分支的路由信息。
原因--- RIP的水平分割
解决方案--- [r1-TunnelO/0/0]undo rip split-horizon
OSPF ---开放式最短路径优先协议
LSA---链路状态通告
1，OSPF的数据包类型
hello包---周期性发现，建立，保活邻居关系。
hello时间---默认10S (30S)
Deadtime --- 4倍的hello时间
RID --- 1，全网唯一;2，格式统一--- IP地址1，手工配置
2，自动生成---首先先看自己环回接口的IP地址，选择其中数值最大的作为RID;如果没有环回接口，则取物理接口中IP地址最大的作为RID。
DBD包---数据库描述报文--- LSDB ----链路状态数据库（存放LSA信息的数据库)
LSR包---链路状态请求报文---基于DBD包请求本地未知的LSA信息
LSu包---链路状态更新报文---真正携带LSA信息的数据报
LSACK包---链路状态确认报文---确认包
OSPF存在每30MIN一次的周期更新
2，OSPF状态机 

Two-Way ---标志着邻居关系的建立。
(条件匹配)---条件匹配成功，则进入下一个状态，匹配失败，则仅停留在邻居关系，使用hello包进行周期保活。
 

主从关系选举 --- 通过比较RID，RID大的为主。为主的可以优先获取LSA信息。并且可 以主导隐形确认。 

FULL ---- 标志着邻接关系的建立。只有邻接关系，才可以交换LSA信息，而邻居关系仅使用hello包进行保活。

Down状态---启动OSPF，发出hello包之后进入下一个状态
Ilnit(初始化)状态---收到hello包中存在本地RID，进入到下一个状态2-way (双向通信)---标志着邻居关系的建立
(条件匹配）条件匹配成功，则进入下一个状态，匹配失败，则仅停留在邻居关系，使用hello包进行周期保活。
exstart（预启动)状态---使用未携带数据的DBD包进行主从关系选举，RID大的为主，为主可以优先获取LSA信息。
Exchange(准交换）状态---使用携带数据的DBD包交换目录信息
Loading (加载）状态---使用LSR包基于DBD包请求未知的LSA信息，对方发送LSU包携带LSA信息，需要LSACK进行确认
FULL状态---标志着邻接关系的建立
3，OSPF的工作过程
启动配置完成后，OSPF向本地所有运行协议的接口以组播224.0.0.5的形式发送hello包,hello包中携带本地的RID以及本地已知邻居的RID，之后，将收集到的邻居关系记录在本地的邻居表中。
邻居表建立完成后，将进入条件匹配环节，失败，则将停留在邻居关系，仅使用hello包进行周期保活。
如过成功，则将开始建立邻接关系。首先，使用未携带数据的DBD包进行主从关系选举，之后使用携带数据的DBD包共享数据库目录信息。之后，本地使用LSR/LSU/LSACK获取未知的LSA信息。完成本地数据库的建立---LSDB ---生成数据库表。
最后，基于本地的链路状态数据库，生成有向图，及最短路径树。之后，计算本地到达未知网段的路由信息，将其添加到本地的路由表中。
收敛完成后，OSPF会周期使用hello包进行保活，并且，每30min—次进行周期更新。
结构突变:
1，突然新增一个网段2，突然断开一个网段
3，无法沟通----死亡时间