HCIA-学习总结

一、OSI七层模型

OSI七层模型是一种网络通信协议的参考模型，它将网络通信协议分为七个层次，每个层次都有自己的功能和协议。这七个层次分别是：

1. 物理层（Physical Layer）：负责传输比特流，即0和1的电信号，以及定义物理设备的接口标准和传输介质。

2. 数据链路层（Data Link Layer）：负责将比特流组织成帧，进行差错检测和纠正，以及定义物理设备之间的通信规则。

3. 网络层（Network Layer）：负责将数据包从源地址传输到目的地址，进行路由选择和拥塞控制，以及定义不同网络之间的通信规则。

4. 传输层（Transport Layer）：负责提供端到端的可靠数据传输，进行流量控制和错误恢复，以及定义不同应用程序之间的通信规则。

5. 会话层（Session Layer）：负责建立、管理和终止会话，进行数据同步和检查点恢复，以及定义不同应用程序之间的会话规则。

6. 表示层（Presentation Layer）：负责数据的格式转换、加密和解密，以及定义不同应用程序之间的数据格式规则。

7. 应用层（Application Layer）：负责提供各种应用程序的服务，如电子邮件、文件传输、远程登录等，以及定义不同应用程序之间的通信规则。

二、分层的目的

1. 降低层次之间的关联性，某一层的协议增加或减少不影响其他层协议的工作。

2. 便于标准化的制定。

3. 便于学习和了解计算机层次。

三、数据的封装与解封装

数据的封装与解封装它的顺序我们可以参考 osi七层模型，由上三层产生数据  --第四层 封装（端口号）--第三层封装（ip地址）--第二层封装（mac地址）--并再尾部进行FCS校验

解封装则上述行为倒转过来即可。

上三层产生数据报文，传输层传输数据段，网络层传输数据包，数据链路层传输数据帧，物理层传输比特流。帧是什么呢，我们可以这样理解，视频是一张张图片组成的，那么每一张图片就是一帧。帧为很小段的数据。

四、三次握手和四次挥手

三次握手是TCP协议建立连接的过程，它的目的是确保通信双方都能够正常收发数据。具体来说，三次握手的过程如下：

1. 客户端向服务器发送一个SYN（同步）包，表示客户端请求建立连接，并指定一个初始序列号（ISN）。

2. 服务器收到SYN包后，回复一个SYN+ACK（同步+确认）包，表示服务器已经收到了客户端的请求，并且同意建立连接。服务器也会指定一个初始序列号。

3. 客户端收到服务器的SYN+ACK包后，再回复一个ACK（确认）包，表示客户端已经收到了服务器的确认，并且连接已经建立成功。

这个过程中，第一次握手是客户端向服务器发送SYN包，第二次握手是服务器回复SYN+ACK包，第三次握手是客户端回复ACK包。这样做的目的是为了确保通信双方都能够正常收发数据，避免因为网络延迟等原因导致连接建立失败。

TCP协议中，四次挥手是指在TCP连接的关闭过程中，客户端和服务器端各发送两次FIN和ACK报文，共四次。这是因为TCP连接是全双工的，即客户端和服务器端都可以向对方发送数据。在关闭连接时，需要双方都发送FIN和ACK报文来确认连接的关闭，因此需要四次挥手。具体过程如下：

1. 客户端发送FIN报文，表示要关闭连接。

2. 服务器端收到FIN报文后，发送ACK报文，表示已经收到客户端的关闭请求。

3. 服务器端发送FIN报文，表示服务器端也要关闭连接。

4. 客户端收到服务器端的FIN报文后，发送ACK报文，表示已经收到服务器端的关闭请求，并且连接已经关闭。

这样，四次挥手过程就完成了。四次挥手的过程是为了确保双方都能够安全地关闭连接，避免数据丢失或者重复发送。

 五、为什么三次握手是三次，四次挥手是四次

三次握手是TCP协议建立连接的过程，目的是确保双方都能够正常收发数据。
为什么要三次握手，主要原因是为了防止旧的重复连接引起问题。如果握手为两次，那么它只有接受和拒绝，但它并不知道这次请求是否为正确的请求，可能为网络延迟过高时发送的过期请求，如果是三次握手的话，那么客户端收到服务端seq+1的消息后就可以判断是否历史连接，若为历史连接则直接终止。
TCP是面向连接的可靠性协议，那么在建立 TCP 连接时就需要同步初始化一个序列号来保证 TCP 的稳定性。首先客户端向服务端发送一个带有初始序列号的SYN报文。服务端收到后会回复一个ACK应答报文，表示SYN已经被服务端收到。客户端拿到消息后也会给服务端发送一个ACK报文，这时候我们就可以得到一个可靠的初始序列号了，如果不是三次握手的话，我们就无法确认序列号，则就无法得到一个可靠的序列号了。

TCP协议中，四次挥手是指在TCP连接的关闭过程中，客户端和服务器端各发送两次FIN和ACK报文，共四次。
TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭:当一方完成它的数据发送任务后就发送一个FIN来终止这个方向的连接，对端收到后回复一个ACK报文，这样双向就需要四次交互。
四次的目的完全就是为了确保把未传输完的数据传输过去，以免造成丢包问题。

六、ENSP

 华为官方的模拟器，模拟的是华为的数据通信产品像路由器、交换机、防火墙、其他设备

华为设备操作系统 VRP

 

如何操作网络设备：

1. 有线连接---使用console线连接设备的console口以及电脑，使用secureCRT等终端登录软件连接设备

1. 无线连接---设备接入网络，使用远程登录软件secureCRT等终端登录软件，远程登录至设备

使用secureCRT模拟无线登录，登录至ensp中的设备

第一、打开secureCRT，并点击图下快速连接

• 协议选择telnet，hostname设置为127.0.0.1（注：实际场景中，多半协议为ssh，hostname需要填写设备可以远程登录的接口IP地址。）

• 端口设置与ensp中设备端口号需要保持一致，默认情况下，第一台设备的端口号为2000，依次类推，第二台为2001 第三台 2002 ...2003 2004;ensp中设备端口号可以在设备关机后手动更改

• 点击connect连接
• 由于模拟器原因（真实设备无需进行下方操作），需要更改强制字符

在会话中找到当前会话，鼠标右键选择属性

选择telnet，勾选此项

• 重命名会话连接记录

 

网络设备的配置方式：

1. CLI -- 命令行操作--使用命令来驱动功能
2. GUI --图形界面化操作

进入VRP后，看到的第一个界面为下方

<>代表设备操作模式，此模式为用户视图，在用户视图下只可以进行所有的查看和简单的配置

Huawei 代表设备名称，后续可以更改

用户视图--

 

系统视图--[Huawei]

退出指令：

Quit - 一层一层退

Return --从其他视图直接退出到用户视图

命令行支持简写（要求：简写的字符可以匹配相应的关键字）

帮助指令：

Tab --自动补全

？ --询问

相应指令：

用户视图--查看

Display

查看时间

修改时间

查看设备当前的配置

查看设备已经保存的配置

保存配置

查看历史的十条命令

查看版本

进入系统视图，输入system-view

修改设备名称

设置登录密码

第一步、进入console接口--线路模式

第二步、设置认证模式，两种认证模式分别为aaa和password

Aaa --    --3A认证  认证 授权 审计（计费）

Password --密码认证

选择password，并将密码设置为huawei

检验是否设置成功--退出再退出

当你输入密码时，自己是看不到的！

设置用户名+密码登录

第一步、进入线路视图，同上

第二步、选择认证模式为aaa

第三步、设置aaa参数

设置用户名+密码，cihper为加密方式，默认选择

设置权限，共计0-15，16个权限，15为最高权限

设置服务类型

检验是否配置正确

如何部署IP地址

Ensp中，默认不显示接口编号

开启接口编号,点击

效果，便于我们更好的配置设备

第一步、进入接口，系统视图下进入

第二步、配置IP地址及掩码

第三步、查看是否配置成功

方法1，查看接口摘要信息

Display ip interface brief

方法2，在接口下查看接口下当前配置-display this

方法3，查看设备当前配置

什么是带宽？--作为今天的作业

接口解释：

GE 0/0/0

GE 代表接口类型 --

GigabitEthernet   --对应的接口带宽为1000M

Ethernet         ---对应的接口带宽为10M /100M

10GigabitEthernet --对应的接口带宽为10000M

0/0/0 代表接口编号

第一个0 代表接口所在板卡位置，为0则表示为内置板卡

0/0代表接口实际编号，路由器中第一个为0，交换机中第一个为1

查看接口摘要信息

表中

Physical -代表物理电/光信号是否正常

三个状态：

UP ：表示接口可以正常识别电信号

Down ：表示接口不能正常识别电信号

Administratively down / *down ：表示接口可以正常识别电信号，但是被人为关闭

人为关闭接口

人为打开接口（默认情况下，华为设备的接口默认都是打开的，cisco设备的默认关闭，需要手工开启）

Protocol 协议--表示接口是否可以正确识别数据

两个状态

Up --表示接口可以正确识别数据

Down --表示接口不能正确识别数据

只有当physical和protocol 都为UP时，数据才能正常收发

路由器的作用：

1. 隔离广播域

--路由器默认每个接口均为一个独立的广播域--

配置IP地址时，每个接口所配置的IP地址不能在同一个网段

1. 连接不同的网络（局域网和广域网、不同广播域之间）

案例分析：PC1与PC2的通信过程

当PC1 ping PC2时，有PC1发出第一个ARP包

此ARP包为ARP request包

源IP 192.168.1.2 目的IP 192.168.2.2

源mac PC1 mac 目的mac ：ff:ff:ff:ff:ff:ff

此包为广播包

此处找寻的是网关的mac地址

此后，由网关设备回复ARP -reply包

源IP 192.168.1.1 目的IP 192.168.1.2

源mac 路由器（网关）接口mac地址 目的mac地址 PC1的mac地址

此处携带的是网关地址192.168.1.1所在接口的mac地址

接下来，PC1发出ICMP包

源IP      192.168.1.2

目的IP    192.168.2.2

源mac    PC1 mac

目的mac  网关的mac

当数据包到达路由器后，路由器会基于数据包中的目的IP地址来查询本地的路由表

如果存在记录，则无条件转发，若不存在则直接丢弃。

路由器查看路由表后，发现存在192.168.2.0/24 ，则无条件转发，从G0/0/1口转发

此后 路由器继续发送ARP -request包 ---广播包

发送者IP               192.168.2.1

希望获得mac地址的IP  192.168.2.2

源mac   网关192.168.2.1 所在接口的mac地址

目的mac ff:ff:ff:ff:ff:ff

此后，路由器收到来自PC2的arp -reply包 携带了PC2 的mac地址

此后，路由器发送ICMP包

重新封装了数据包

源IP   192.168.1.2

目的IP 192.168.2.2

源mac  192.168.2.1所在接口的mac地址（网关的mac地址）

目的mac PC2的mac（刚才通过ARP获得）

ARP 地址解析协议

- ARP缓存表的老化时间 --- 180S

- ARP分类

  - 正向ARP --- 通过IP地址获取MAC地址

  - 反向ARP --- 通过MAC地址获取IP地址

  - 免费ARP --- **1，IP检测冲突，2，自我介绍**

今日作业：自行了解反向ARP和免费ARP相关原理及应用环境

DHCP

做法：

• 创建地址池

• 配置参数

配置所要下放的ip地址段

配置网关

配置DNS

• 开启DHCP服务

• 在接口调用

检验

配置租期

排除地址（在某种特定的场景下，可能需要固定IP地址，可以用下方指令排除相关地址，可以挨个排除，也可以按照一段地址排除）

路由器的路由功能：

当数据包到达路由器后，路由器会基于数据包中的目的IP地址来查询本地的路由表

如果存在记录，则无条件转发，若不存在则直接丢弃。

查看路由表

查看静态 路由的路由表

路由表中默认仅存在直连的路由条目，所有的非直连路由条目为未知网段

获取未知网段的方法：

静态路由 ---管理员手工书写路由条目

动态路由 ---各台路由器之间运行了相应的算法后，相互学习沟通产生的路由条目

静态路由--原理--将未知网段通过手工的方式添加到路由表中

做法：

      静态路由前缀     未知网段及掩码   下一跳地址

下一跳：流量从本地发出后，下一个入接口的IP地址

出接口：流量从本地发出的接口

出接口写法（不常用）：

此写法仅适用于点到点网络

静态路由的扩展配置

环回接口

本地环回地址 127.0.0.1，在华为设备中也存在为内部环回接口

在网络中有一类逻辑接口，用来做测试使用，此类接口需要手工创建

目前学习仅为测试使用，后续课程内容当中另作他用

逻辑接口--物理上不存在，但是拥有物理接口特性-- 隔离广播域

创建环回接口

配置IP地址

1. 路由汇总

当到达多个目标网段时，在本地拥有相同的下一跳，且可以进行汇总运算，那么只需要编辑一条到达汇总网段的路由即可。

汇总前

路由表

汇总后 ---172.16.0.0/22

172.16.1.0/24

172.16.2.0/24

172.16.3.0/24

172.16.0.0/22

路由表

1. 路由黑洞

汇总后，可能会出现网络中不存在的地址，有可能会造成流量有去无回的现象---黑洞

1. 缺省路由

一条不限定目标的路由条目，查表时在查完所有的静态、动态路由条目后，若依然没有可达路径，则使用该条目转发

1. 空接口防环路由

当缺省和黑洞相遇时，必然会产生环路

只需要在黑洞路由器上编辑一条到达空接口的汇总路由条目即可

黑洞路由器--产生黑洞的路由器

路由表中

1. 浮动静态路由

通过修改静态路由默认优先级的方式来达到路径备份的效果

    2、等开销负载均衡

当流量通过设备时，设备会将流量拆分同时传输