HCIA的学习（2）
数据链路层
代表设备---网桥、交换机
链路类型
局域网---以太网（MAC地址）
广域网
MAC地址----物理地址----二层地址
前24位：表示厂商ID
后24位：表示产品ID
数据帧
以太网-2格式、IEEE 802.3格式。
先通过原目MAC判断数据帧是否给自己
再通过类型字段填充的是什么（例：0x0800(16进制)--> 00001000 00000000(二进制)-->IP协议 ）
最后通过FCS 校验前面4个----前面生成4字节（32位2进制）不可逆的数据（生成方法：CRC）填充到FCS，然后发送，接收到再重新计算前面4个进行核验）-->保证安全
（D.MAC-- 目的MAC S.MAC--原MAC Type---类型字段 Date -- 数据包 FCS帧校验序列）
帧发送方式
单播（一对一）、广播（一对所有：目的MAC=FFFF:FFFF:FFFF）、组播（一对一组：特殊的广播）
网络层
IP地址----逻辑寻址---全网唯一
IP地址的有类分址-----根据IP地址前八位二进制的数字特征分类
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16。
C：110X XXXX-----192.0.0.0-223.255.255.255----掩码24。
D：1110 XXXX-----224.0.0.0-239.255.255.255
E：1111 XXXX------240.0.0.0-255.255.255.255
A\B\C三类--->单播地址----可以做源地址，也可以做目的地址
D----->组播地址（一组设备共同拥有的一个地址）----只能当做目的地址使用
E----->保留地址（科研地址）日常看不到特殊地址---不能手工配置在电脑上
0.0.0.0-----网络地址（代表所有地址，或代表没有地址）
255.255.255.255----受限广播地址（发送广播报文--范围：全网）
192.168.1.0/24----主机位全0------代表该广播域------网段
192.168.1.255/24---主机位全1-----定向广播地址（发送广播报文--范围：192.168.1所定的广播域）
127.X.X.X----本地测试地址（用来测试本地电脑有没有损坏）
169.254.0.0/16-----本地链路地址
私有地址-----可重复
A类： 10 .0.0.0- 10. 255.255.255----一个地址段（看掩码）
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
公有地址
除了上述私有地址和特殊地址外的所有单播地址。
IP报文头部
Version--版本（例IPv4,IPv6,填充0100或0110，占4比特）
Header Length--头部长度（单位4字节，共4比特：最大1111即15*4=60字节）--图中IP
DS Field--流控制
Total Length--报文总长度(2字节（例：记录图中IP+Date=1000字节这个信息用了两字节)--图中IP+Date
IP分片-----MTU（最大传输单元）---以太网中MTU=1500字节
Identification：标识位----给每一个分片的数据报文分配一个序列号，从小到大，一次加一，用于让接收方重
组数据
Flags:标志位---3bit
第一位----无意义，用0填充
第二位----DF位----若该位置为1，则代表未分片；若为0，则代表分片。
第三位----M位-----表示该报文是否是最后一片。若为1，则代表后续还有报文。
Fragment Offset:片偏移----计算数据报文在源数据报文中的相对位置，单位为8字节。
例：5000字节报文分片 片偏移
1500（报文）-20（IP头部）=1480 DF=0 M=1 0
1480 DF=0 M=1 1480/8=185
1480 DF=0 M=1 370
560 DF=0 M=0 555Time to Live(TTL)--生存时间（数据报文在网络中可以存在多久）--计算1B即最大255 单位：路由器 个数（当数据包被一台路由器转发过一次，TTL减1）
Protocol--协议字段（作用与类型字段相似：告诉网络层把数据传送给TCP(协议号6)还是UDP（17）处理）
Header Checksum--首部校验和（校验IP所有，不校验后面的数据）
Source IP Address--原IP地址
Destination IP Address--目的IP地址
IP Options--选项字段（可有可无）
一行32位二进制，固定五行（所以最少20个字节）
传输层
端口号---标识进程----16位二进制
0-65535
1-1023---著名端口（静态端口）
1024-65535---动态端口----某些协议自动随机生成的
常见端口号
telnet-----23
ftp-----20/21
http----80
https----443
DNS----53
TCP协议----传输控制协议
是一种面向连接的可靠性协议
Source Port--原端口号
Destination Port--目的端口号
Sequence Number--序列号
Acknowledgment Number--确认号
Date Offset--数据偏移
Reserved保留字段（用于填充）
标志位--每个都是一比特
Window--窗口大小
Checksum--校验和（校验图中全部））
Urgent Pointer--紧急指针（与标志位URG一起使用）
Padding--保留的
一行32位二进制，固定五行（所以最少20个字节）
可靠性
确认机制：传输确认，每收到一个数据段，均需要进行一次确认（例：接受到一个序列号为X的报文，回复一个X+1报文；希望下一个发送X+1报文）
重传机制：当一个数据段中的某个报文丢失，会提醒要求重新传输该丢失报文（例：有X,X+1000,X+2000三个报文，若第一个丢了，不发确认包。若第二个丢了，第三个没丢，发X+1的确认包，提醒重发二，三报文）
排序机制：传输一个数据段，被分为多个报文，从不同路径传输，最终到达目的地的顺序会被打乱，需要重新排列组合恢复原始报文内容
流控机制（滑动窗口机制）：调节窗口大小来对流量进行控制（指发送数据前先发送windor来协商窗口大小，回复4000，代表可发送4000数据）
窗口大小：指无需等待确认就可以连续发送的最大数据量
TCP分段
TCP协议封装的数据不允许在IP层面进行分片操作。（例：若有三台设备A,B,C,A一次性发送1500字节（MTU=1500）给C，中间要经过B转发，B转发只能一次性转发500字节（MTU=500），若B重新分片发送，则序列号要改变，导致中途数据丢失，A接受到新的序列号辨别不出来，直接丢弃）
MSS（最大传输段）= MTU-IP头部-TCP头部（在源头直接分好）
PMTU---路径MTU发现协议
（例：若有三台设备A,B,C,A一次性发送1500字节（MTU=1500）给C，中间要经过B转发，B转发只能一次性转发500字节（MTU=500），先打包A-C数据包（MTU=1500;用0填充）发送给B，B看转发到C最大500字节，就重新打包B-A数据包告知MTU=500，A重新打包A-C数据包（MTU=500）,B直接转发给C，C接受到发送C-A数据包经过B传送给A，A看是C发送的，就开始打包数据（MTU=500）正式发送）
面向连接
三次握手
标志位：SYN=1---请求建立连接 ACK=1---代表这个报文为确认报文（确认报文不需要确认）
序列号：seq=x(x：随机生成)
客户端-->服务端：请求建立连接，序列号为x
服务端-->客户端：确认报文，确认序列号为x+1(请求下一个报文序列号为x+1); 请求建立连接，序列号为y
客户端-->服务端：确认报文，确认序列号为y+1; 序列号为x+1(与上一个确认序列号对应)
（例：第一个报文丢了，客户端重传，服务器不做操作；
第二个报文丢了，客户端重传，服务器重传；
第三个报文丢了，客户端不做操作（因为确认报文不用确认，不知道它丢了），服务器重传）
四次挥手
标志位：FIN=1--- 请求释放连接
序列号：seq=u (u:上一个服务器发出的确认序列号的值；v:上一个服务器发出的序列号(v-1) +1的值;w：随机生成)
MSL:数据在网络中传输的最大时间（2分钟）
客户端-->服务端：请求释放连接，序列号为u
服务端-->客户端：确认报文，确认序列号为u+1,序列号为v; 服务端连接取消
服务端-->客户端：请求释放连接，序列号为w; 确认报文，确认序列号为u+1;
客户端-->服务端：确认报文，确认序列号为w+1，序列号为u+1; 客户端连接取消
（例：第一个报文丢了，客户端重传，服务器不做操作；
第二个报文丢了，客户端重传，服务器不做操作；
第三个报文丢了，客户端不做操作，服务器重传;
第四个报文丢了，客户端不做操作（但延迟2MSL关闭），服务器重传）
UDP----用户数据报协议
是一种非面向连接的不可靠传输协议。（没有分段，可以进行IP分片）
Source Port--原端口号
Destination Port--目的端口号
Length--长度
Checksum--校验和
data octets...(optional)--数据（应用层）
一行32位二进制，固定两行（所以最少8个字节）
优点：快（适用于视频传输等对数据完整性不高的；TCP适用于文件传输等对数据完整性有要求的）
若加入重传和确认机制，UDP将变得可靠
VLSM技术----可变长子网掩码（无类分址）---子网划分
实现方法---通过从主机位借位到网络位的方式，达到将一个大的网段划分为多个小的网段。而借出去
的位称为子网位，决定了能划分的网络个数。
192.168.1.0/24--------256个
192.168.1.0 0000000/25------192.168.1.0/25--128个
192.168.1.0 0 000000/26---192.168.1.0/26
192.168.1.0 1 000000/26---192.168.1.64/26
192.168.1.1 0000000/25------192.168.1.128/25--128个
192.168.1.1 0 000000/26----192.168.1.128/26
192.168.1.1 1 000000/26----192.168.1.192/26
10.0.0.0/8 划分为10个网段
10.0 0000000.00000000.00000000/9
10.0 0 000000.00000000.00000000/10
10.0 0 0 00000.00000000.00000000/11
10.0 0 1 00000.00000000.00000000/11
10.0 0 000000.00000000.00000000/10
10.0 1 0 00000.00000000.00000000/11
10.0 1 1 00000.00000000.00000000/11
10.1 0000000.00000000.00000000/9
10.1 0 000000.00000000.00000000/10
10.1 1 000000.00000000.00000000/10
......(划分个数=2^n（n=借的位数）)
一次性划分
10. 0000 0000.00000000.00000000/12---10.0.0.0/12
10. 0001 0000.00000000.00000000/12---10.16.0.0/12
10. 0010 0000.00000000.00000000/12---10.32.0.0/12
10. 0011 0000.00000000.00000000/12---10.48.0.0/12
10. 0100 0000.00000000.00000000/12---10.64.0.0/12
10. 0101 0000.00000000.00000000/12---10.80.0.0/12
10. 0110 0000.00000000.00000000/12---10.96.0.0/12
10. 0111 0000.00000000.00000000/12---10.112.0.0/12
10. 1000 0000.00000000.00000000/12---10.128.0.0/12
10. 1001 0000.00000000.00000000/12---10.144.0.0/12
10. 1010 0000.00000000.00000000/12---10.160.0.0/12
10. 1011 0000.00000000.00000000/12---10.176.0.0/12
10. 1100 0000.00000000.00000000/12---10.192.0.0/12
10. 1101 0000.00000000.00000000/12---10.208.0.0/12
10. 1110 0000.00000000.00000000/12---10.224.0.0/12
10. 1111 0000.00000000.00000000/12---10.240.0.0/12CIDR技术（无类域间路由）
将小的网段汇聚成大的网段
方法：取相同位，去不同位。
满足条件
母网相同（同属于同一类）
掩码一致
例1：
172.16.1.0/24
172.16.2.0/24
172.16.3.0/24
172.16.4.0/24
172.16.0000 0001.0
172.16.0000 0010.0
172.16.0000 0011.0
172.16.0000 0100.0
172.16.0000 0000.0/21---172.16.0.0/21-----子网汇总（汇总后的掩码（21）>主类掩码（16））
例2：
192.168.1.0/24
192.168.2.0/24
192.168.3.0/24
192.168.4.0/24
192.168.0000 0001.0/24
192.168.0000 0010.0/24
192.168.0000 0011.0/24
192.168.0000 0100.0/24
192.168.0000 0000.00000000/21--192.168.0.0/21---超网（汇总后掩码（21）<主类掩码（24））练习：
10.1.1.0/24
10个网段，但是其中8个网段要求容纳主机数为12台，2个网段容纳22个
10.1.1.0000 0000/28
10.1.1.0001 0000/28
10.1.1.0010 0000/28
10.1.1.0011 0000/28
10.1.1.0100 0000/28
10.1.1.0101 0000/28
10.1.1.0110 0000/28
10.1.1.0111 0000/28(16个)
10.1.1.1000 0000/28
10.1.1.1001 0000/28
10.1.1.1000 0000/27--10.1.1.128/27(32)
10.1.1.1010 0000/28
10.1.1.1011 0000/28
10.1.1.1010 0000/27--10.1.1.160/27(32)
10.1.1.1100 0000/28
10.1.1.1101 0000/28
10.1.1.1110 0000/28
10.1.1.1111 0000/28ICMP---网络中的哨探（网络层）
除了最后一个是请求，其余全是答复
网络不可达：跨广播域通讯，网关路由器中路由表没有，则路由器回复网络不可达
主机不可达：主机离开网络
协议不可达：协议功能未打开
端口不可达：端口断开
重定向：回复优化发送路径
ping
用于检测网络连通性
ping IP地址或www.baidu.com（域名）
-a ----指定ping包中的源IP地址
ping -a 源IP 目的IP
-c ----指定发送报文的次数，缺省情况下发送5次
-h ----指定TTL值tracert
用于逐跳跟踪报文的转发路径
TTL足次加一，用于查看经过的设备