华为认证
华为认证有很多方向，例如路由交换、WLAN无线、安全、运营商、存储、云计算等等
路由交换
主要工作是基础网络搭建、路由器交换机的配置，通过学习路由交换的基础知识，考取了华为证书，我们就是一名网络工程师
网络工程师
大部分工作是设备调试，例如调试路由器、交换机
网络工程师需要掌握很多理论知识，例如IP、MAC、路由、路由选择协议、VLAN、STP、隧道、IPSec、MPLS、组播等等
网络建设
网络建设前期需要做的工作有：IP地址规划、VLAN规划，拓扑规划等等
在网络建设完成之后，网络设备运行稳定，我们网络工程师工作就偏向并于网络维护，故障排查，定位故障点，解决问题
网络
给我们的电脑，手机等终端设备提供相互通信的渠道，方式
通信
我们之间说话、写信
说话：通过声音传递，声音传递需要媒介：空气
写信：通过文字传递，纸
通过手机、电脑发送消息，打电话
手机：通过无线网络发送或接收消息、打电话是通过电话网络
无线网：通过电磁波传递通讯信号
电脑：通过无线、有线发送或接收消息
有线网：通过网络线缆传递通讯信号
网络设备
交换机：
提问：为什么需要交换机？它帮助我们解决了什么问题？
电脑一般网卡只有一个，网口也只有一个。当存在大于等于三台电脑需要互联时，电脑网口就无法满足互联需求。
交换机提供大量的网口，各个电脑只需和交换机互联，即可完成互相连接。
举例：微信聊天，平常聊天都是找一个人一对一聊天。如果想同时和多个人聊天，那么一对一私聊的方式就没办法满足我们的多人聊天需求，因此我们创建了微信群。需要进行群聊的人都加入群里，就可以完成多人聊天。这里的微信群就相当于交换机。
路由器：
提问：为什么需要路由器？它帮助我们解决了什么问题？
通过交换机互联组成的网络，是在同一网段的网络，也就是一个二层网络。当电脑需要跨网段访问时，交换机无法提供跨三层的转发功能。
路由器就是将多个二层网络进行连接，组合成的一个网络就是三层网络。通过路由器进行路由转发，电脑才可以访问其他网段中的电脑。
举例：小A是1班的学生，小B是5班的学生，小A和小B是好朋友。有一天，小A忽然发现，小B班上有一个漂亮的小姐姐小C，小A很是心动，就想要到小C的联系方式。但是小A和小C并不认识。那么，接下来要怎么办？这时候小B就出马了！小A把自己的联系方式和交朋友的意愿告诉小B，然后小B把小A的联系方式和意愿转交给小C，小C收到之后，把自己的联系方式给到小B，然后小B在转交给小A。那么小B在这中间就类比路由器的角色
传输介质
线缆：网线(双绞线)、光纤、同轴电缆、串行线缆
双绞线：八根铜线芯，568B线序：橙白|橙|绿白|蓝|蓝白|绿|棕白|棕，传输电信号，最大传输距离100米，目前常用类型：超五类、六类，在线缆外皮上有标记，cat5e为超五类，cat6为六类，有屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线两类
光纤：玻璃纤维，有单模和多模两种，传输光信号，传输距离可达到数十千米
单模光纤：只能传输一种波长的光，传输距离远，带宽高
多模光纤：可以传输多种波长的光，传输距离相对短，带宽相对低
冲突域与广播域的概念
冲突域
通过共享式介质互联的网络是一个冲突域，通过同轴电缆、集线器hub将多个终端设备互联形成的一个网络称为一个冲突域
CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测——先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发
举例：过独木桥的场景
广播域
通过交换机将多个终端设备互联组成的一个网络称为一个广播域。
在一个广播域中，广播报文可以泛洪到整个广播域中
举例：一间教室内，老师在上课。这种场景下，一间教室就是一个广播域。
广播域太大导致的问题：如果广播域很大，容纳的主机数量非常非常多。那么主机通信的时候，会发送ARP的广播请求。这样的广播报文，会传播到广播域中所有的成员。并且成员非常多时，将会充斥大量的广播报文，这将造成大量的网络带宽的浪费，同时增加终端设备的负担。
双工模式
半双工：要么只发送，要么只接收，发送和接收不能同时进行，例如对讲机
全双工：可以同时发送和接收
协议参考模型
OSI参考模型
共七层，从高到低依次为：应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层
TCP/IP参考模型
共四层（或称为五层），从高到低一次为：应用层，传输层，网络层，网络接口层（网络接口层可以分为数据链路层和物理层）
数据封装
在上层协议产生的数据添加报头
提问：为什么要进行封装，不封装会有什么后果？
如果不进行数据封装，下层协议将无法识别处理数据，进而无法进行数据转发；数据封装同时也提供了寻址的作用
举例：寄快递时，我们如果不打包装盒，运输过程中会乱作一团，甚至损坏。通过打包装盒之后，运输过程中就可以保证运输过程中物品不会轻易损坏。同时，快递运输需要通过快递单上面的地址进行运输，否则就不知道这份快递是谁寄出的，也不知道需要既往哪里。
以太网帧结构
802.3帧结构
EthernetII帧结构
目前常用的帧格式是EthernetII类型的帧格式
字段说明：
D.MAC：目的MAC地址，类比发快递时快递单号上的收件人
S.MAC：源MAC地址：类比发快递时快递单号上的发件人
Type：描述上层协议是什么类型的协议，例如取值0x0800时，上层协议为IP协议，
Data：上层协议的数据
FCS：帧校验结尾，提供完整性检查和差错控制
MAC地址共48 bit，前24位代表供应商代码OUI，后24位由厂商进行分配
表示格式，由12个十六进制数表示，例如5C-80-B6-8F-3A-C2------>01011100-80
分为单播，组播，广播三种类型
单播地址，从左往右数第8位为0
组播地址，从左往右数第8位为1
广播地址，所有位都为1
提问：MAC地址有什么用？没有MAC地址可以吗？可以有相同的MAC地址吗？
MAC地址用来唯一标识一台设备，相当于我们自己的名字。那么，我们没有名字可以吗？答案肯定是不可以的，那么相同的，MAC地址也不可以没有。
一般情况下，不会出现两个设备的MAC地址完全一致的情况。不过，即便有相同的MAC地址，只要不在同一广播域中，就没有关系。比如，两个人的名字一样。只要在不同的班级，我们在某一个班级喊这个名字，就不会出现两个人同时应答的情况。
IP编制
分为IPv4和IPv6两个版本，当前广泛使用的是IPv4地址，IPv6地址目前正在迁移
IPv4长度共32 bit，IPv6长度共128bit
IPv4地址格式：
表示方法：使用点分十进制方式表示，每8 bit用一个点分隔开，共计四小段，例如192.168.1.1--------->10100000.101010000.00000001.00000001（二进制表示方法）
分为ABCDE五类地址：
A类：0.0.0.0-127.255.255.255
B类：128.0.0.0-191.255.255.255
C类：192.0.0.0-223.255.255.255
D类：224.0.0.0-239.255.255.255
E类：240.0.0.0-255.255.255.255
其中我们可以使用的地址为ABC三类，也是单播地址，D类为组播地址，用于发送组播流量，E类为保留地址，有特殊用途。
分为网络位和主机位两部分，通过子网掩码进行确为认网络位数
提问：如何区分网络位和主机位？怎样通过子网掩码进行确认网络位数？
要确认网络位和主机位，我们需要先把IP地址和子网掩码转换成二进制表示格式，例如IP地址192.168.1.1，子网掩码255.255.255.0
转换成二进制为
11000000.10101000.00000001.00000001-------192.168.1.1的二进制表示格式
11111111.11111111.11111111.00000000-------255.255.255.0的二进制表示格式
从上面的二进制表示格式中，我们可以看出，子网掩码是由24个二进制1来表示的。我们认为，一个二进制数代表1个bit位，那么255。255.255.0这个子网掩码我们一般称为24位子网掩码，通常也可以用/24来表示。将子网掩码中为1的位和IP地址进行一一对应，我们可以在IP地址的二进制格式中得到同样的24个bit位。那么通过这种通过子网掩码和IP地址的二进制对应关系，我们就可以得知，IP地址192.168.1.1，子网掩码255.255.255.0（也可以简写成192.168.1.1/24）这个IP的网络位是前24位，剩余的部分就是主机位。
提问：网络号是什么？网络地址是什么？网段又是什么？广播地址是什么？有效的网络地址是什么？有效的主机地址是什么？为什么一个网段的可用IP数量是2的n次方-2，这个2是哪里来的？
网络号和网络地址，其实是同一种特殊的IP地址，只不过说法不同，实际上代表的是同样的东西。它的特点是，IP地址的主机位全为0的特殊地址。例如上面的例子，192.168.1.1/24这个IP地址的网络号（或者说网络地址，都一样）为192.168.1.0/24
网段，根据字面意思，“段”就是一段的意思，一个范围，网段就代表一个IP地址范围。这个范围就是从主机位全0到主机位全1的一个范围。例如上面的例子，192.168.1.1/24的网络地址为192.168.1.0/24，那么这个网络的IP地址范围就是从192.168.1.0到192.168.1.255这样的一个范围，通常我们称一个网段的时候，不会去特意说明其地址范围，一般用网络号（或者说网络地址）代替。例如，192.168.1.1/24这个地址属于192.168.1.0/24这个网段。
广播地址，同样是一个特殊的IP地址，刚好与网络地址相反，即主机位全为1的特殊IP地址。例如上面的例子，192.168.1.0/24这个网段的广播地址为192.168.1.255
经过上面的分析，我们知道了一个网段中，主机位全为0代表一个网络的网络号，主机位全为1代表这个网络的广播地址。这两个特殊的地址不可以在主机上使用。那么一个网段的可用地址数量，就是二进制主机位的排列组合。例如上面的例子，192.168.1.1/24，主机位有8位，因此对应网段的IP地址总数量为2的n次方，这里n等于8，即2的8次方，256个地址。由于网络号和广播地址这两个特殊地址不能用在主机上，因此需要将这两个减去，才是我们这个网段的可用IP地址数量，即256-2=254个可用IP地址
提问：IP地址有什么用？网络位代表什么？主机位代表什么？没有IP地址可以吗？IP地址可以重复吗？
IP地址，就相当于我们实际的地理位置。例如：我们学校的地址是河南省郑州市荥阳市学院路1号。那么网络位就可以理解为河南省郑州市荥阳市学院路。在学院路上有很多地点，那么就需要有一个编号来唯一标识我们的学校，因此地址中的1号，就代表主机位。那我们学校会不会是没有地址呢？答案肯定是一定有地址，那么IP地址也一定要有。那么IP地址可以重复吗？我们同样类比一下，我们中国，会有两个河南省郑州市荥阳市学院路1号一模一样的地址吗？肯定是没有的。那假如真的存在两个一模一样的地址在不同的地理位置，会发生什么情况？我们回学校，应该去第一个位置呢还是第二个位置呢？
私有地址，用于局域网内部使用，ABC三大类中均有一段私有地址
A类：10.0.0.0-10.255.255.255
B类：172.16.0.0-172.31.255.255
C类：192.168.0.0-192.168.255.255
除了以上三个段的地址以外，其他地址均为公有地址
提问：私有地址有什么用？为什么要有私有地址？没有私有地址可以吗？私有地址可以重复吗？
私有地址仅仅是在公司或学校等局域网内部使用的地址。比如我们学校的1号宿舍楼，2号宿舍楼。那同样的，我们学校有1号楼和2号楼，其他学校也会有1号楼和2号楼。总不能因为我们学校给两栋楼命名了1号楼和2号楼之后，其他任何地方都不能用1号楼和2号楼去表示他们的楼宇了吧。私有地址的意义就在于此。由此可见，私有地址是可以重复的。只不过是有范围限制，只能在局域网中使用
至于为什么要有私有地址，就涉及到地址空间的问题了。我们IPv4地址有2的32次方个，约为42.9亿个。按照当今的网络规模，这个地址远远不够用的。因此，我们选择在局域网内部使用私有地址，可以缓解地址不够用的问题。例如10.0.0.0这个网段的私有地址，在我们学校可以使用，在其他学校，同样可以使用。也就类似于，我们可以有1号楼，其他学校也可以有1号楼。
特殊地址：
0.0.0.0
255.255.255.255
127.0.0.0-127.255.255.255
特殊地址不能配置在设备上
子网掩码
用来表示不同网段的辅助工具。假如没有子网掩码，那么192.168.10.1这个地址属于哪个网段的呢？我们没有办法只从IP地址来判断所属网段，因此引入了子网掩码。
表示格式：类似于IP地址，也是点分十进制表示方法。不同的是，子网掩码从左往右依次用1进行填充
默认子网掩码：
A类：255.0.0.0----------->11111111.00000000.00000000.00000000
B类：255.255.0.0-------->11111111.11111111.00000000.00000000
C类：255.255.255.0---->11111111.11111111.11111111.00000000
将IP地址和子网掩码都转换成二进制数，然后进行与运算，得出的结果就是IP地址所属网段的网络号了。
子网划分，即通过向主机位借位的方式，将一个网段拆分成多个网段的方法。
网关
一个网络的出口。把我们学校类比一个网段的网络的话，网关相当于我们的学校大门。我们要去学校以外的地方的时候，首先要从大门走出去。同样的，我们的数据要去其他网段的话，就要从我们的网关转发出去。
IP报文头部的重要字段：
Version：用来表示IP的版本号
Time to Live：生存周期，用来表示当前IP包还能转发多少次
Protocol：表示上层协议使用的是什么，例如TCP或UDP
ICMP协议
协议作用：在IP网络设备之间发送控制报文，传递差错、控制、查询等信息
常用功能：
ICMP重定向
用于告知终端设备正确的数据转发方向。当黑夜中的你迷失方向时，ICMP重定向功能会指引你正确的道路~~
ping工具
用来检测网络的连通性，实际上就是发送ICMP Echo Request报文，对方收到之后会回复ICMP Echo Reply
举个例子：
A想知道B能不能听见自己说话，就对B喊：“喂！能听见我说话吗？！”------------>A向B发送了ICMP Echo Request报文
将会有两种结果
1.B听到了，并且回应A：“我能听到你说话！”----------->B向A回应了ICMP Echo Reply报文，代表网络连通性没有问题，网络畅通
2.B没有听到------------------------------------------------------>B没有向A回应，ICMP 报文超时，代表网络连通性有问题，网络不通
tracert工具
用来探测自己到目的中间经过的三层网络设备
举个例子：
张三给自己的朋友李四送一份礼物。但是路上遇到一些地痞，这些地痞要收过路费。好在收费不高，每个人只要1块钱。
第一次出发的时候，张三带了1块钱。遇到了第一个地痞A，A向张三收了一块钱过路费之后，问张三还有钱吗？张三发现没钱了。A就对张三一顿臭骂：”没钱了还想往后走？没门！滚回去！“(TTL=1的ICMP报文，探测到了第一跳三层设备的信息)
第二次出发的时候，张三带了2块钱。遇到了第一个地痞A，A向张三收了一块钱过路费之后，问张三还有钱吗？张三说还有。于是A放张三通过了。张三走着走着又碰到第二个地痞B了。B又向张三收过路费，然后问张三还有钱吗，张三又没钱了，B对张三又是一顿臭骂：“没钱了还想往后走？滚回去！”(TTL=2的ICMP报文，探测到了第二跳三层设备的信息)
（假如张三一路上总共会遇到5次地痞）（省略了第三、四、五次的过程，和上面过程一样）
第六次出发的时候张三带了6块钱。遇到了第一个地痞A，A向张三收了一块钱过路费之后，问张三还有钱吗？张三说还有。于是A放张三通过了。张三走着走着又碰到第二个地痞B了。B又向张三收过路费，然后问张三还有钱吗，张三说还有。于是B放张三通过了。张三走着走着又碰到第三个地痞C了。C又向张三收过路费，然后问张三还有钱吗，张三说还有，于是C放张三通过了……张三走着走着又碰到第五个地痞E了。E又向张三收过路费，然后问张三还有钱吗，张三说还有，于是E放张三通过了。张三接着走，然后就找到了李四，跟李四哭诉说：”你知道我这一路多心酸吗，我遇到了ABCDE五个地痞，非要我过路费……“（通过每一跳的探测，发送方获悉了去往目的地沿途经过的三层设备是哪些。）
ICMP报文格式
ICMP消息编码
有什么用？网络设备没办法直接识别我们说的话，当然需要代码来理解我们的内容啦。例如我们发送ICMP Echo Request报文时，需要将ICMP报文中的Type字段设置为8，Code字段设置为0。当路由器收到我们发送的ICMP报文之后，通过查看Type和Code字段的值，就可以知道我们发送的是ICMP Echo Request报文而不是重定向报文。