HCIP Datacom学习04——IP编址、IP路由基础、静态路由基础、单臂路由实验
HCIP Datacom学习 Day04
一、IP编址
（一）、IP头部（报文字节固定长度为20字节）
1、Version：版本。目前常用的版本为IPV4、IPV6。
2、DS Field：用于QoS(Quality of Service）服务质量。可以给数据设置优先级
3、Identification：标识符。
作用：帮助拆分数据包后数据的分类，给每个数据包打上类标签，使其属于哪一类数据，为了便于重组。
4、Flags：标记。
作用：用于确认该报文是否是这一类数据的最后一个报文。是则是 0，不是则是1。
5、Fragment Offset：片偏移。
作用：用于确认该报文和这一类第一个报文的距离。以上三个字段的作用：用于数据包的拆分与重组。
6、Time to Live(TTL)：生存时间/次数
最大取值为255，每经过一台三层设备，TTL值-1。TTL变为0后，该报文直接被丢弃。避免三层环路造成的影响。
7、Protocol:协议。
用来描述传输层协议是什么协议。
（二）IP编址
1、IP地址分为网络部分和主机部分
2、IP地址由32个二进制位组成，通常用点分十进制形式表示
3、网络位：用于描述该IP地址属于哪一个网络
4、主机位：用于描述该IP地址是一个网络内的哪台主机
5、网络位+主机位：唯一确定某个网络中的一台主机
6、网络地址：网络位不变，主机位全0.表示某一网络名称。一般在配置路由协议中使用。
广播地址：用于该网络中的广播，网络位不变，主机位全1。广播地址可作为目的地址，不能作为源。
7、进制转换
8、IP地址分类
A类地址：第一位固定为0，前八位固定为网络位
B类地址：前两位固定为10，前十六位固定为网络位
C类地址：前三位固定为110，前二十四位固定为网络位
9、私有地址范围
10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.31.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255
10、特殊地址
测试地址/环回地址：127.0.0.0~127.255.255.255（测试网卡是否正常）
默认路由/缺省路由：0.0.0.0（指代了全世界的IP地址）
全网广播地址：255.255.255.255
（三）网络通信
1、网络位相同代表属于同一网络，可以直接通信。
网络位不同代表不属于同一网络，必须通过路由协议通信。
2、子网掩码
（1）特点：必须是从头到尾连续的1，就像一把尺子，丈量了网络位的长度。
（2）有类IP地址默认子网掩码长度：A/8,B/16,C/24
3、地址规划举例
4、有类IP编址的缺陷：会造成地址的浪费
5、可变长子网掩码
6、无类IP地址环节了有类IP地址造成的地址浪费问题，核心是将有类IP地址的固定长度子网掩码变成可变长子网掩码，目的是灵活分配可用主机数。
7、 网关
二、IP路由基础
1、路由选路
路由器负责为数据包选择一条最优路径，并进行转发
2、路由器每个接口都要属于不同网段。
路由器如何进行路由选择选择最优路径转发？
查表走包
3、路由器查询IP路由表进行查表走包的工作
4、华为路由器查看IP路由表：
Display ip routing-table
5、Destination/mask：目的网段/子网掩码。若想要访问的网络不在路由表的目的网段中，则直接丢弃。
6、路由查表第一原则：最长掩码匹配原则。因为掩码越长主机数越少，越精确。
7、路由表中的路由条目由路由协议产生。
（1）Direct 直连路由协议是默认产生 0
（2）OSPF 10
（3）IS-IS 15
(4) STATIC 60
（5）RIP 100
(6) BGP 255
8、路由查表第二原则：比较不同协议优先级，优先级数字越小越优。
9、路由查表第三原则：同一协议比开销。
10、RIP开销计算：基于跳数计算，每经过一台三层设备+1，开销为跳数总和。最大跳数15跳。
OSPF开销计算：链路带宽开销之和。参考带宽（100M）/实际带宽。参考带宽可以修改。
11、下一跳：下一跳必须和本地出接口IP地址在同一网络上，下一跳是出接口对面三层设备如接口的IP地址。
12、本地出接口：转发出该网络的接口。
13、路由器转发数据包：
想要访问哪一个网络就从某个出接口把数据丢给下一跳。
实验：配置IP地址
三、静态路由基础
1、静态路由应用场景：管理员手动配置和维护的路由
2、静态路由的配置
1.配置IP路由
1.1配置R1的IP地址
[Huawei]sysname R1
[R1]interface GigabitEthernet 0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 24
[R1]display ip routing-table
1.2配置R2的IP地址
[R2]interface GigabitEthernet 0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
[R2]interface GigabitEthernet 0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.2 24
[R2]display ip routing-table
1.3配置R3的IP地址
[R3]interface GigabitEthernet 0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.2.2 24
2.配置R3的静态路由
[R3]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.2.1
/*192.168.1.0为目标网段 24为子网掩码 192.168.2.1为下一跳IP地址*/
3.ping R3的IP地址
[R1]ping 192.168.2.2
注：在路由器跨网段访问时（非直连），无法直接通信，必须通过路由协议访问。
3、拓展实验
1.配置R1~R4的IP路由
2.配置R2的静态路由
[R2]ip route-static 192.168.3.0 24 192.168.2.2
3.配置R3的静态路由
[R3]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.2.1
4.配置R4的静态路由
[R4] ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.3.1
[R4]ip route-static 192.168.3.0 24 192.168.3.1
4.ping 192.168.3.2是否可以通信
[R1]ping 192.168.3.2
4、网络类型：
4.1点对点网络：使用串行线连接，无法拓展接口
4.2广播型网络：使用以太网线连接，可以使用交换机扩展接口
4.3广播型网络配置静态路由必须配置下一跳。
5、特殊的静态路由
5.1负载分担等价路由，两条静态路由除下一跳出接口外其余皆相同，并且并排存在于两设备之间，形成等价路由，分担流量。
5.2浮动静态路由：在等价路由的基础上，修改某条静态路由的协议优先级，使其成为备份条目，当主链路故障时启用。
5.3默认路由/缺省路由：指代了任何一条网络。若想要访问任何在路由表中不存在的路由条目，则交给默认路由转发。由于默认路由掩码为0，在最长掩码匹配原则中优先级最低，故不会影响正常明细路由的转发。
6、默认路由配置
1.配置IP地址
1.1R1
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip ad 192.168.1.1 24
1.2R2
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip ad 192.168.1.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip ad 192.168.2.1 24
1.3R3
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip ad 192.168.2.2 24
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip ad 192.168.3.1 24
1.4R4
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip ad 192.168.3.2 24
2.配置默认路由
2.1R1
[R1]ip route-static 0.0.0.0 0 192.168.1.2
2.2R2
[R2]ip route-static 0.0.0.0 0 192.168.2.2
2.3R3
[R3]ip route-static 0.0.0.0 0 192.168.2.1
2.4R4
[R4]ip route-static 0.0.0.0 0 192.168.3.1
3.配置明细路由
[R3]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.2.1
注：1.目标网段和子网掩码都为0
2.默认路由过去，明细路由回来
7、网关：PC的下一跳地址。由于PC是终端设备，所以PC访问任何访问都经过一个接口与真正的路由器相连，所以给PC设置一个网关（该路由器如接口IP地址）就能访问外网。
四、配置单臂路由实验
实验一、
1、每个VLAN给一个物理连接
2、单臂路由：解决了路由器分配接口不够的问题，并且可能出现的线路浪费问题
1.配置PC1、PC2基础配置
2.配置R1的IP地址
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.254 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.2.254 24
3.配置SW1的vlan
[SW1]int g0/0/1
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type access
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 10
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/1
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[SW1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type access
[SW1-GigabitEthernet0/0/2]port default vlan 20
[SW1-GigabitEthernet0/0/2]int g0/0/3
[SW1-GigabitEthernet0/0/3]port link-type access
[SW1-GigabitEthernet0/0/3]port default vlan 10
[SW1-GigabitEthernet0/0/3]int g0/0/4
[SW1-GigabitEthernet0/0/4]port link-type access
[SW1-GigabitEthernet0/0/4]port default vlan 20
[SW1-GigabitEthernet0/0/4]q
4.展示结果
4.1[SW1]display port vlan
4.2PC>ping 192.168.2.1
实验二、配置单臂路由
在路由器上
1.创建子接口
[R1]interface GigabitEthernet 0/0/0.10
2.配置子接口IP地址，配置dot1q封装，开启arp广播
2.1配置子接口IP地址
2.1.1
[R1-GigabitEthernet0/0/0.10]ip address 192.168.1.254 24
2.1.2
[SW1-GigabitEthernet0/0/3]undo port default vlan
[SW1-GigabitEthernet0/0/3]port link-type trunk
[SW1-GigabitEthernet0/0/3]display this
#
interface GigabitEthernet0/0/3
port link-type trunk
#
return
[SW1-GigabitEthernet0/0/3]
2.1.3
[SW1-GigabitEthernet0/0/3]port trunk allow-pass vlan 10 20
2.2配置dot1q封装
[R1-GigabitEthernet0/0/0.1]dot1q termination vid 10
[R1-GigabitEthernet0/0/0.1]arp broadcast enable
[R1-GigabitEthernet0/0/0.1]q
[R1]interface GigabitEthernet 0/0/0.2
[R1-GigabitEthernet0/0/0.2]ip address 192.168.2.254 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0.2]dot1q termination vid 20
[R1-GigabitEthernet0/0/0.2]arp broadcast enable