網絡工程師筆記

課程內容
1、計算機網絡基礎知識和OSI參考模型
2、思科路由器的簡單配置
3、路由選擇協議
4、RIP協議
5、EIGRP協議
6、OSPF協議
7、交換機
8、VTP協議
9、VTP協議
10、STP生成樹協議
11、無線網絡
12、廣域網
13、ppp協議
14、幀中繼
15、訪問控制列表
16、網絡安全
17、遠程辦公室VPN
18、DHCP和NET
19、IPV6
20、綜合實驗



1、計算機網絡基礎知識和OSI參考模型
    網絡就是兩台或兩台以上的計算機進行通宵和文件共享等。

    網絡的分類
    ①網絡覆蓋的范圍分
        局域網（LAN - local Area Network）
        城域網（MAN - Metropolis Area Network）
        廣域網（WAN - Wide Area Network）
    ②拓撲結構
    網絡的連接結構
    總線型（共享帶寬）
    環型
    星型
    樹型
    ③按傳輸介質分
    a.雙絞線（直通距離最長100M）
    直通線:不同設備的連接使用直通線。
            計算機---交換機
            交換機---路由器
    交叉線：相同設備的連接使用交叉線。(注意：路由器和計算機相連接需要用交叉線)
            PC---PC
            Switch---Switch
            Router---Router    
    全反線（console線）：配置路由器或者交換機使用的線，通常只有兩米。
            
    b.同軸電纜(成本高很少使用)
    c.光纖
    d.無線網絡
    模擬器：Cisco Packet Tracer模擬器    

ping命令
    ping命令是用來檢測網絡連通性
    基本格式：ping[space]<ip地址>或者<域名>
    基本參數：-t 無限發包

    ping使用的協議：ICMP協議
    ICMP協議
    它是TCP/IP協議族的一個子協議，用於在IP主機，路由器之間傳遞控制消息。
    控制消息指網絡通不通，主機可否達，路由是否可用等。
    ping 命令就是ICMP協議工作的過程。

    例如：
    C:\Users\Administrator>ping 192.168.1.1

    正在 Ping 192.168.1.1 具有 32 字節的數據:
    來自 192.168.1.1 的回復: 字節=32 時間=48ms TTL=62
    來自 192.168.1.1 的回復: 字節=32 時間=47ms TTL=62
    來自 192.168.1.1 的回復: 字節=32 時間=54ms TTL=62
    來自 192.168.1.1 的回復: 字節=32 時間=66ms TTL=62

    192.168.1.1 的 Ping 統計信息:
        數據包: 已發送 = 4，已接收 = 4，丟失 = 0 (0% 丟失)，
    往返行程的估計時間(以毫秒為單位):
        最短 = 47ms，最長 = 66ms，平均 = 53ms
    解釋：其中TTL是64、128、255（64對於Linux操作系統，128對於windows操作系統，255對於一台路由器；數值是可以修改的）
    這個TTL=62，即64-62=2，即中間經過兩台路由器。一個局域網里路由器不超過50台。
tracert
    追蹤中間經過路由器的數量
    TTL的數值加一，TTL計算中間經過的路由器數量，最后一個路由器沒有算。

OSI參考模型介紹
    想要讓兩台PC進行通信，必須使用相同的信息交換規則。我們把計算機網絡中用於規定信息的格式，以及如何發送和接受信息的一套規則稱謂網絡協議或者通信協議。
    我們為了減少網絡設計的復雜，人們往往安功能將計算機網絡划分為多個不同功能的層。
    網絡體系結構：
        應用層
        表示層
        會話層
        傳輸層
        網絡層
        數據鏈路層
        物理層
    

物理層：
        1、物理層的主要功能：
            完成相鄰節點比特流之間的傳輸，控制數據怎么樣被放到通信介質上的，關心的是用什么物理信號來表示0和1，最初的連接是如何建立，或者連接后是如何終止的。
        2、物理層的主要設備：
            中繼器（repeater）：中繼器對信號進行放大，保持於原數據的相同
            集線器（Hub）：相當於多個端口的中繼器，內部構造是總線型共享帶寬的方式
            沖突域、廣播域
    集線器
            廣播方式很多不足為什么還要使用呢
            集線器他是一個物理層的設備，基本不具備“智能”能力，更別說“學習”能力了，它也不具備交換機有具有的MAC地址表，因此他發送數據都是沒有針對性的，只能使用廣播。
            
數據鏈路層
        1、完成網絡之間相鄰結點的可靠傳輸
        2、物理層傳輸的是比特流，那么數據鏈路層傳輸就是幀。
        3、數據鏈路層是通過MAC地址負責主機之間的數據的可靠傳輸。
        設備：
        1、網卡（NIC--network interface card）
        2、網橋（bridge）
        3、交換機（Switch）
    網卡的mac地址（48比特）是生產時，廠家錄到ROM中，是唯一且不可以更改的值。
    查看網卡的地址：
        ipconfig /all
            以太網適配器 本地連接:

               連接特定的 DNS 后綴 . . . . . . . :
               描述. . . . . . . . . . . . . . . : Intel(R) 82579LM Gigabit Network Connecti
            on
               物理地址. . . . . . . . . . . . . : 00-21-CC-6D-CE-01
               DHCP 已啟用 . . . . . . . . . . . : 否
               自動配置已啟用. . . . . . . . . . : 是
               本地鏈接 IPv6 地址. . . . . . . . : fe80::f136:7ed6:27ca:43f3%11(首選)
               IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 192.168.52.123(首選)
               子網掩碼  . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
               默認網關. . . . . . . . . . . . . : 192.168.52.1
               DHCPv6 IAID . . . . . . . . . . . : 234889676
               DHCPv6 客戶端 DUID  . . . . . . . : 00-01-00-01-1E-A8-F8-4A-00-21-CC-6D-CE-01

               DNS 服務器  . . . . . . . . . . . : 202.106.0.20
               TCPIP 上的 NetBIOS  . . . . . . . : 已啟用    
        如果電腦有限和無線都連接到網絡，查看網卡的時候會有兩塊網卡兩個Ip地址，分別對應無線網和本地連接。

    網橋（bridge）
        作用：
        1、將兩個LAN連接在一起，並且按mac地址轉發
        2、分割沖突域

    交換機
        工作過程：根據源MAC地址進行學習，目標MAC地址進行轉發
        交換機有三種轉發方式：
        1、對已知單播幀，只往對應端口轉發
        2、對未知的單播幀，即交換機還沒有學到的目標MAC地址，會進行廣播（發往出接受端口以外的所有接口）
        3、對廣播幀或者組播幀進行廣播。
        
        交換機有幾個端口就有幾個沖突域，且只有一個廣播域

    交換機和網橋的區別？
        1、網橋通常只有2個端口，交換機至少有4個端口，也有24,48或者更多端口的交換機。
        2、網橋是基於軟件轉發，交換機是基於硬件轉發。

    交換機的分類
        按功能可以分為三大類：
        1、傳統的二層交換機
        和集線器比，多了MAC地址表功能，屬於數據鏈路層，有一個廣播域和多個沖突域。
        2、VLAN型交換機
        可以網管的交換機，多了VLAN功能，屬於數據鏈路層，有多個廣播域和多個沖突域。
        3、三層交換機
        VLAN型交換機+路由器，是屬於網絡層的設備處於安全考慮，實際工程中使用三層交換機較多。

網絡層    
    主要功能是完成網絡中主機間的報文傳輸
    網絡層涉及的協議有IP，IPX等，網絡層的設備必須能識別出網絡層的地址，如路由器，三層交換機等都可以根據IP地址做出路徑選擇，他們都是屬於網絡層設備。
    路由器是一種連接多個網絡或網段的設備，它能將不同網絡或網段之間的數據進行“翻譯”，使他們可以相互“讀懂”對方的數據，從而構成更大的網絡。它是應用於不同網段或不同網絡之間的設備。

    不在同一網段的2台機器怎么互相通信，方法3種：
    1、將2台機器配置為同一個網段。
    2、配置子網掩碼。
    3、    網絡中添加一台路由器。

    路由器默認所有端口都是關閉
    交換機默認所有端口都是打開
    
    路由器之所以和起到“翻譯”的作用，因為他已經不是一個純硬件設備，而是一個支持相當豐富的路由協議的軟件和硬件結合的設備。它支持RIP,OSPF，EIGRP等，這些協議都是用來連接不同網段或網絡。
    總結：路由器具有判斷網絡地址和選擇路徑的功能，是網絡層的一種互聯設備，有隔離廣播的作用，它的每一個端口都是一個單獨的廣播域，也是一個單獨的沖突域。
    
    從局域網接入廣域網，使用路由器是最普遍的方式。
    優點：
    1、各互聯的子網保持各子網的獨立性，每個子網可以采用不同的拓撲結構，傳輸介質和網絡協議，網絡結構層次分明。
    2、它可以完全屏蔽公司內部網絡，有些路由器還集成了入侵防御和防火牆功能，可以用來抵御攻擊，保護內部網絡的安全。

傳輸層
        TCP（傳輸控制協議）
        UDP（用戶數據包協議）
    他們涉及服務使用的端口號，主機根據端口號識別服務，區分會話。
    端口：www服務端口號（80）
    Telnet服務器端口號（23）
    
    C:\Windows\System32\drivers\etc\services
    存放了多個端口號對應的服務。
    
    命令：netstat[空格] -n
            可以獲取其他應用使用的端口和IP等。
            
會話層
TCP/IP模型一共四個層        
應用層
表示層
會話層                                應用層
-------------------------------------------------------------
傳輸層                                傳輸層        
-------------------------------------------------------------
網絡層                                網際層
網絡訪問層的功能包括IP地址與物理地址硬件地址的映射，以及將IP地址封裝成

網絡層可以看到數據鏈路層的地址，因為可以看到源地址和目標mac地址
他是TCP/IP協議的最底層，輔助接收從網際層傳來的IP數據包，並且將IP數據報通過底層物理網絡發出去。或者從底層的物理網絡上接收物理幀，解封裝IP數據包給網際處理。

    IP協議
        1、負責把數據從源傳到目的，但是不負責保證傳輸的可靠性，流控制，報順序和其他主機到主機協議等。
        2、實現兩個基本功能：尋址和分段。根據數據報報頭中的目的地址將數據傳送到目的地址，在這個過程中IP負責選擇傳送路線，這種線路就叫做路由功能。

        版本（4）    報頭長度（4）    優先級和服務類型    數據包總長度（16）
        存活期（B）        協議        報頭校驗
        源IP地址
        目標IP地址
        選項
        數據（可變）

-------------------------------------------------------------
數據鏈路層                            網絡訪問層
物理層


    sniff（抓取數據包的程序）
    ICMP協議
        IP不提供可靠地傳輸服務，也不提供端到端或點到點的確認，如果出錯可以通過ICMP報告來看，它在IP模塊中實現。TPC/IP協議設計了ICMP就是為了彌補IP協議的不足。
        它是TCP/IP協議族的一個子協議，用於在IP主機。路由器之間傳遞控制消息。控制消息指網絡通不通，主機可否達，路由是否可用等。這些控制消息傳遞的並不是用戶數據，但是對用戶數據的傳輸起到了重要的作用。
        作用：負責差錯控制，擁塞控制，傳輸控制
        工作過程：ping是ICMP協議的工作過程，本機發送一個ICMPEchoRequest的包，包含64個字節接受方返回一個ICMPEchoReply，包含了接受到數據拷貝和一些其他命令。
    tracert命令也是基於ICMP協議的。
    
        ICMP報文是包含在IP數據報中，屬於Ip一個用戶，所以IP報頭就在ICMP報文前面
        ICMP報文包括：IP頭部，ICMP頭部和ICMP報文。
        IP頭部中protocol=1說明是ICMP報文
        ICMP頭部中type說明ICMP報文的作用和格式。code說明報文的類型。
    ARP協議
        ARP（Address Resolution Protocol）地址解析協議，負責將相應的IP地址解析成MAC地址。
        在局域網中，網絡中世紀傳輸的是幀，幀里面包含了目的主機的MAC地址。ARP就是用來獲取目標主機MAC地址。
        ARP的功能就是通過目標主機IP查詢其MAC地址。
    arp -a #可以查看對於的IP對於的物理地址表。
    arp -d #刪除對於的地址表。

    
    
    
    代理ARP(Aproxy ARP)
    因為路由器有阻住廣播的作用，如果我們要訪問一台遠端的主機，那么我們封裝的並不是遠端的目的MAC地址，而是我們網關的MAC地址。
    如果當我們網關出現故障了，怎么辦？那么就需要給他重新配置一個新的網關。
    代理ARP在這種情況下，會自動的幫組某個子網中的主機，不需要配置網關，就也可以訪問遠端的主機。
    
    
    RARP(reverse address resolution protocol)反向地址轉換協議，顧名思義就是將MAC地址解析成IP地址。
        但是它不能跨路由器，不能實現不同網段直接的請求。因此我們使用BOOTP協議和DHCP協議。
        DHCP和BOOTP協議差不多，但是DHCP協議更強，所以當今普遍使用的就是DHCP。

        ARP協議時跨越OSI模型的二層和三層，因此處於網絡層的防火牆對APR攻擊就顯的無能為力。
        簡單講下ARP欺騙過程。
        Switch--->pc1
    
    

    UDP協議（用戶數據報協議）是TCP/IP協議中無連接的傳輸協議。
    TCP協議面向連接的傳輸協議，提高可靠地數據傳輸。開始傳輸前，必須建立端點之間的連接。
    
    
    
三次握手
    TCP協議的三次握手
    TCP協議時面向連接的，所以在傳輸數據前必須建立連接。
    建立連接方法
    SYN（同步序號）
    seq(序列號)
    ACK()
------------------------------------------------
    hostA                hostB
    發送1                接受1；發送ACK2
    接受ACK2，發送2        接受2；發送ACK3
    接受ACK3，發送3        接受3；發送ACK4
    ...                    ...
    
    
    
    
    
    
IP地址
    1、TCP/IP屬性中的一些參數。
        IP地址，子網掩碼，默認網關，DNS服務器
    
    2、IP地址采用32位二進制格式，為了方便記憶用十進制來表示。
    IP地址：192.168.100.10
    二進制：11000000.10101000.1100100.1010

    IP地址32位，所以每一段是一個字節，一個字節=8位
    最小數位：00000000（二進制）  =  0（十進制）
    最大數位：11111111（二進制）  =  255（十進制）
    

    
IP地址分類（看截圖）
    IP地址組成：
    IP地址由網絡號和主機號組成
    網絡號是由英特網權利機構分配
    主機號也叫主機地址是由網絡管理員分配
    因此確保了IP地址的全球唯一性（私有地址除外）
    
    為了適應不同的網絡，IP地址空間被分為五類，分別是ABCD和E類，其中ABC類最常用，D類用於組播，E類用於科研
    IP地址類型    字段1    字段2    3    4

    127作為測試TCP/IP地址的環回地址，實際A類可用1-126
    保留地址
    ip地址都減去2，那是因為網絡中有一些地址被保留，不能分配給網絡設備使用。
    網絡地址：網絡地址不變，主機位全0的IP地址代表網絡的本身。（192.168.52.0）
    廣播地址：網絡地址不變，主機位全1的IP地址代表網絡的廣播。（192.168.52.255）
    
    IP地址具有全球唯一性，而且數量是有限，隨着Internet的發展，共有IP地址幾乎枯竭。所以提出了VLSM，CIDR以及IPv6等機制。
    
    另外一種有效的方法是使用私有地址。但是私有地址是無法連接到Internet。因為我們需要使用代理或者NAT的能力把私有地址轉換成共有地址。原則上說，私有地址可以使任何地址。
    
私有IP地址段（公網上是看不到這些地址噠）
    IP地址類型        范圍
    A                10.0.0.0  -  10.255.255.255
    B                172.16.1.1-  172.31.255.255
    C                192.168.0.0- 192.168.255.255
    
    網絡上市沒有私有地址的，這些地址是給我們內部使用的。
    
    
IP子網的划分（划分子網都用的都是私有地址划分的好像）
    /24代表網絡位有24位，主機有8位，相當於255.255.255.0
    同一組內的可以通行，不同組的不能通行
    
192.168.1.1
11000000.1000100.1.1
255.255.255.0
----------------------
11000000.1000100.1.0


192.168.2.21
11000000.1000100.10.10101
255.255.255.0
----------------------
11000000.1000100.10.0

與出來的結果網絡號不一樣，經過判斷需要將原來的網絡號借兩位給主機號即是：255.255.11111100.0（255.255.252.0）
255.255.252.0子網掩碼為這個時候與出來的結果就是一樣的了，這樣連個主機就能夠通過這個來通行。
    
    
封裝和解封裝

    封裝數據包
    先檢查ARP緩存中        

    
2、思科路由器的簡單配置
路由器

兩個串行口接口，用於廣域網的連接

console：連接電腦可以進行路由器配置
以太網口：可以和交換機進行連接
VPN可以連接到路由器
AUX：控制解調器進行配置路由器
交換模塊可以當交換機使用


路由器的硬件組成
中央處理器（CPU）
閃存（Flash memory）
只讀存儲器（Read Only Memory ROM）
隨機存取存儲器（Random Access Memory RAM）
非易失性隨機存取存儲器（NonVolatile RAM NVRAM）
輸入/輸出端口（input/Ooutput）

路由器引導
1、執行POST：加電自檢
2、加載引導程序：ROM中的引導程序拷貝到RAM中
3、定位和加載IOS
4、定位和裝入配置文件

路由器的操作模式（Router>）
    用戶模式：Router>
        ？#命令可以顯示出可以的操作命令
        
    特權模式(Router#)
        Router>enable
        Router#
        用戶模式輸入：enable     #用戶模式切換到特權模式
    全局配置模式(Routner<config>#)
        Routner#configure terminal #進入全局配置模式
        Routner<config>#
        
        hostname R1    #hostname命令將Routner名字改為了R1
    其他模式

    exit命令可以返回到之前的模式。

    上下箭頭可以調出十條命令，叫做歷史緩存命令

    時間設置
        clock set
        clock set 8:00:00 10 june 2016  #設置路由器時間
    設置時區
        conf terminal
        clock timezone GMT +8  #設置為中國的時區

        interface serial 1/1
        R1<config-if>#                #進入到其他模式
        ip address 12.1.1.1  255.255.255.0   #設置路由器IP地址
        no shutdown            #打開路由器接口

文件管理
路由器上的文件有：IOS，運行配置文件（running-config），啟動配置文件（startup-config）

我要自學網的課程學習筆記。