首页-百事娱乐登录-注册平台本周学习了HCIA的视频课程，主要内容讲了七层模型、交换机的工作原理和路由基础等。通信网络除了包含通信设备本身外，还包含了连接这些设备的传输介质，如同轴电缆、双绞线和光纤等。不同的传输介质具有不同的特性，这些特性直接影响到通信设备的诸多方便，如线路编码方式，传输速度和传输距离等。建立七层模型的主要目的是为了解决不是同一种类型的网络互连时所遇到的兼容性问题。这个参考模型是国际标准组织制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准化体系，一般称为OSI参考模型或七层模型。OSI七层模型有应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。1.在OSI参考模型中，物理层是参考模型的最低层，也是OSI模型的第一层，物理层的主要功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。它实现比特流的透明传达，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。具体就是上面的数据链路层不用考虑网络的具体传输介质是什么。2.数据链路层是OSI模型的第二层，负责建立和管理节点间的链路。该层的主要功能是：在通过物理链路相连接的相邻节点，建立逻辑意义上的数据链路，在数据链路上实现点到点或点到多点的直接通信。在计算机网络中由于各种干扰的存在，物理链路是不可靠的。在物理层提供的比特流的基础上，通过差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变为无差错的数据链路，即提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。3.网络层是OSI模型的第三层，它是OSI参考模型中最复杂的一层。主要任务是：通过路由选择算法，为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。该层控制数据链路层与传输层之间的信息转发，建立、维持和终止网络的连接。具体地说，数据链路层的数据在这一层被转换为数据包，然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制，将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。一般情况数据链路层是解决同一网络内节点之间的通信，而网络层主要解决不同子网间的通信。4.传输层向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制，保证报文的正确传输。OSI下三层的主要任务是数据通信，上三层的任务是数据处理。而传输层是OSI模型的第四层。因此该层是通信子网和资源子网的接口和桥梁，起到承上启下的作用。5.会话层是OSI模型的第五层，是用户应用程序和网络之间的接口，主要任务是：向两个实体的表示层提供建立和使用连接的方法。将不同实体之间的表示层的连接称为会话。因此会话层的任务就是组织和协调两个会话进程之间的通信，并对数据交换进行管理。6.表示层是OSI模型的第六层，它对来自应用层的命令和数据进行解释，对各种语法赋予相应的含义，并按照一定的格式传送给会话层。其主要功能是“处理用户信息的表示问题，如编码、数据格式转换和加密解密”等。表示层的具体功能如下：数据格式处理：协商和建立数据交换的格式，解决各应用程序之间在数据格式表示上的差异。7.应用层是OSI参考模型的最高层，它是计算机用户，以及各种应用程序和网络之间的接口，其功能是直接向用户提供服务，完成用户希望在网络上完成的各种工作。ICMP控制协议报文是网络层的一个重要协议。用来在网络设备间传播各种差错和控制信息，它对于收集各种网络信息，诊断和排除各种网络故障具有至关重要的作用。ICMP协议用来传递差错、控制、查询等信息。报错类型有网络不可达、主机不可达、协议不可达、端口不可达和重定向。ARP协议是网络设备有数据要发送给另一个网络设备时，必须要知道对方的网络层地址（即IP地址）。IP地址由网络层来提供，但是仅有的IP地址是不够的，IP数据报文必须封装成帧才能通过数据链路进行发送。数据帧必须要包含目的MAC地址，通过目的地址来获取目的MAC地址的过程是由ARP协议来实现的。当进行ping包的时候，第一个丢包是去找MAC，触发ARP协议。在同一网段的时候发送广播的形式找目的MAC地址，目标IP收到之后发送单播给源IP。在不同网段会发送网关的MAC地址进行广播。计算机要和网络设备通信，双方就必须遵从同一个约定。不同的硬件、操作系统之间的通信，所有的这一切都需要一种规则。而我们就把这种规则称为协议。TCP/IP是互联网相关的各类协议族的总称，比如：TCP、UDP、IP、FTP、HTTP、ICMP、SMTP 等都属于 TCP/IP 族内的协议。TCP/IP模型是互联网的基础，它是一系列网络协议的总称。协议可以划分为四层，分别为链路层、网络层、传输层和应用层。这些协议如：UDP协议全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。但UDP是一种不可靠的传输协议，当报文发送之后，是无法得知报文是否安全完整到达。当一台计算机想要与另一台计算机通讯时，两台计算机之间的通信要畅通且可靠，这样才能保证正确收发数据。于是就用到了TCP。TCP协议全称是传输控制协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。广播域：广播帧传输的网络范围，一般是由路由器来设定的边界，原因是路由器不转发广播。冲突域：在以太网中多个节点同时传输数据时，从多个设备发出的帧将会碰撞，在物理介质上相遇，彼此数据都会被破坏，这样的共享介质网段就叫冲突域。交换机在数据链路层，转发数据帧。交换机的转发行为有泛洪、转发、丢弃。交换机收到广播帧和未知的单播帧会进行泛洪。当知道目的端口会发送单播帧进行转发。当收到的数据帧是要发送的目的端口和源端口是同一地址，则丢弃不转发。交换机转发行为可能会带来广播风暴、造成环路堵塞、网络中的主机会收到重复的数据帧以及MAC地址表不稳定等问题，进而会影响到用户的通信质量。此时需要用到生成树STP协议，选举根桥和指定端口，可以在提高网络的同时又能避免环路带来的各种风险。数据转发过程知道目的IP地址，目的MAC地址（涉及到ARP协议：不同网段需要用到网关的MAC地址），执行数据链路层的封装，有可能TCP/UDP封装，进行三次握手，建立完成后发送接收数据。路由器收到先做校检，查看目的MAC地址和目的IP地址，查看路由在进行二层封装转发给目的IP。路由基础是以太网工作在数据链路层，用于在网络内进行数据转发，而企业网络的拓扑结构一般会比较复杂，不同部门或总部和分支可能不在同一个网络中，此时就需要使用路由器连接不同的网络，实现网络之间的数据转发。路由是网络层的一个术语，是指从某一个网络设备出发去往另一个目的地的路径。而路由表是若干条路由信息的一个集合体。路由信息的生成方式有三种：设备自动发现的直连路由，手工配置的静态路由，动态协议自动生成的动态路由。静态路由是网络管理员手工配置和维护的路由，调优先级可以实现负载均衡和备份。动态路由是网络设备通过运行路由协议而获取到的路由被称为动态路由，它在内部网关协议（也称为AS内）以下几种RIP、OSPF、ISIS、IGERP(思科在用，华为没有用这个协议)；在外部网关协议（AS之间）有BGP、EGP。动态路由协议按照算法分为距离矢量路由协议（RIP、BGP）和链路状态路由协议(OSPF、ISIS)。路由表只存在于终端计算机和路由器中（以及三层交换机中），二层交换机是不存在路由表的。RIP是一种基于距离矢量算法的IGP协议，其优先级的值为100，RIP协议只能以跳数来定义路由的开销。跳数就是指到达目的地需要经过的路由器的个数。但RIP不适合大规模的网络，它的跳数最大是15跳。RIP路由表的更新算法非常简单，但也会导致路由环路，RIP协议提供了3种不同的方法解决,分别是：触发更新、毒性反转、水平分割。触发更新指路由信息发生变化时，立即向邻居发送报文。但毒性反转和水平分割不能同时存在，区别如下，水平分割路由器从某个接口接收到的更新信息不允许再从这个接口发回去。毒性反转是路由器从某个接口上接收到某个网段的路由信息之后，并不是不往回发送信息了，而是发送，只不过是将这个网段的跳数设为无限大，再发送出去。RIP协议在更新和维护路由信息时主要使用四个定时器：更新定时器、老化实时器、垃圾收集定时器、抑制定时器。开放式最短路径优先协议OSPF是链路状态的内部网关路由协议。RIP存在着收敛慢、易产生环路、可扩展性差等问题，目前已被OSPF逐渐取代。因为OSPF无环路（采用SPF算法）、收敛快、扩展性好、支持认证等特点。RIP协议是UDP作为传输层协议，RIP封装在UDP报文中的。OSPF是没有传输层协议，OSPF报文时直接封装在IP报文中的。 OSPF报文类型hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文。如何建立邻接关系，首先发hello报文来发现和维护OSPF邻居关系，在双向通信以后，在以太网里进行发送hello报文选举根DR和BDR，（选举DR优先级和route id），在Exstart里选举主从关系，主从关系是控制路由交互过程的序列号，保证是可靠的传输。相互交互DD报文确认使用的信息，在进行加载。OSPF过程是发送hello报文，建立邻接关系，形成链路状态数据库，在进行SPF算法形成路由表。在大型企业网络中，会有大量的主机或设备获取IP地址等网络参数。如果采用手工配置，工作量大且不好管理。使用动态主机配置协议DHCP来分配IP地址等网络参数，可以减少管理员工的工作量，避免员工手动配置网络参数造成的地址冲突。报文类型有寻找、提供、请求、确认。具体过程如下：客户端广播用来寻找DHCP服务器，DHCP服务器响应寻找的报文，单播给这个报文带来各种配置信息，客户端请求配置确认，或续租（租约过半时，发送单播请求；当达到87.5%时，没有收到服务器响应，发送请求进行广播），服务器对请求报文确认响应。FTP是用来传送文件的协议，使用FTP实现远程文件传输的同时，还可以保证数据的可靠性和高效性。使用FTP传输数据时，需要在服务器和客户机直接建立控制连接和数据连接。连接有两种模式，一种主动模式，一种被动模式。如果企业网络中有一台或多台网络设备需要远程进行配置和管理，管理员可以使用Telnet远程连接到每一台设备上，对这些网络设备进行集中管理和维护。基于tcp连接来传输命令，为了安全要有认证AAA，需要有账户和密码来访问。本课程主要学习了网络的基础配置，详细讲了标准化体系的七层模型的二层交换基础和三层路由的基础协议。