华为数据通信笔记

华为 HCDA 认证 1 华为华为 HCDA 认证笔记认证笔记 第一章 网络互连基 1 1 课程介绍 一 网络工程师的证书体系 思科 CCNA CCNP CCIE 华为 HCDA HCDP HDIE 网络工程师发展的方向 1 RS 路由和交换 2 网络安全 防火墙 VPN 3 ISP 运营商 4 无线 5 DC 数据中心 6 云计算 存储 二 本套视频的主要内容 HCDA 考试中的所有知识点 都会由浅入深的和大家讲 零基础的同学 绝对可以看 得懂同时华为有自已的模拟器叫 ENSP 因此我会做大量的实验 帮助大家在实际的 项目中解决问题其次我讲的所有内容 都是华为官方要求 HCDA 掌握的 绝对不会少 请大家放心 1 网络互联基础 2 路由和路由协议基础与实现 静态路由 RIP OSPF 3 以太网交换技术基础与实现 VLAN STP 4 广域网技术基础原理与实现 PPP HDLC FR 5 网络安全基础 防火墙 华为 政府 国有企业 思科 外企 1 2 数据通信基础 一 数据 1 组成 字母和数字 2 如 图片 视频 文字等 二 数据通信 1 数据交换的过程 2 传输介质来进行数据传输 华为 HCDA 认证 2 3 传输介质 网线 无线 光纤等 三 数据通信系统组成 1 发送方 2 接收方 3 传输介质 4 约定 协议 5 数据包 报文 四 数据流的方向 1 单工 只会接收数据 不会发送数据 电视机 显示器 2 半双工 在发送数据的时候 不能接收数据 对讲机 3 全双工 在发送数据的时候 同时也能接收数据 手机 1 3 网络和 Internet 简介 一 常见网络的拓扑结构 二 互联网的组成 局域网 LAN 一所学校 一家公司 由无数个局域网组成互联网 三 局域网常用的设备和特点 HUB 集线器 交换机 路由器 1 距离短 2 延迟小 3 传输速率高 4 传输是可靠的 五 广域网 Internet 的分类 1 ISDN 综合业务数字网 华为 HCDA 认证 3 2 DDN 数据通信网 3 X 25 分组交换网 4 帧中继 Frame relay 5 异步传输模式 ATM 已经被淘汰 1 4 常见的标准化组织 一 数据通信标准的分类 两类 1 事实标准 未经官方认可但已经被人们广泛使用的接收的标准 2 法定标准 由官方认可的标准 二 国际标准化组织 ISO 国际标准化组织 IEEE 电子电器工程师协会 ANSI 美国国家标准局 EIA TIA 电子工业协会 ITU 国际电信联盟 IETF Internet 工程任务委员会 三 IETF 标准的种类 两种 1 Internet Graft 互联网草案 2 RFC 互联网草案 任何人都可以提交 IETF 的很多草案都是由互联网草案产生的 RFC 被采纳并且实施的草案 1 5 IP 网络的基本结构网络的基本结构 一 IP 网络的典型结构 华为 HCDA 认证 4 骨干网 是整个 Internet 的核心 需要连接上一级的城域网 对骨干设备的要求也是极高 的 1 高可靠性 2 灵活性和可扩展性 3 平坦化 扁平化 4 QoS 合理的规划 5 可运营可管理 1 6 OSI 七层模型 一 OSI 参考模型有哪七层以及功能 开发 ISO 国际标准化组织 目的 做兼容 思科 华为 H3C 等协同一致工作 7 应用层 提供应用程序间的通信 6 表示层 处理数据的加密和数据格式 5 会话层 建立 维护和管理会话 以下四层是我们主要学习的内容 4 传输层 建立主机端到端的连接 端口号 3 网络层 寻址和路由选择 2 数据链路层 提供介质的访问和链路的管理 1 物理层 负责比特流的传输 1 0 二 TCP IP 协议栈以及应用 华为 HCDA 认证 5 OSI 是理论上的模型 七层 TCP IP 是实际应用的模型 四层 TCP IP 参考模型 应用层 主要封装的协议 HTTP Telnet FTP TFTP 传输层 主要封装的协议 TCP UDP 网络层 主要封装的协议 IP 网络接口层 主要封装的协议 HDLC PPP FR 1 7 数据的封装和解封装 解 封 装 过 程 封 装 过 程 华为 HCDA 认证 6 1 8 物理层和数据链路层 一 物理层的介质和物理层的设备 介质 1 同轴电缆 电视的有线通 2 双绞线 网线 3 光纤 4 无线 设备 网线 中继器 集线器 这两个设备几乎被淘汰了 二 数据链路层的功能 网络接口层 LLC 子层 逻辑链路控制子层 是用来和网络层传输数据的 MAC 子层 介质控制子层 是用来和物理层进行通信的 数据链路层中典型的设备 交换机 三 数据链路层的协议 HDLC PPP FR 四 E2 帧头的结构 Destination 目的 MAC 地址 Source 源 MAC 地址 什么是 MAC 地址 就是 E2 帧头中的地址 用来给二层交换机选路 二层交换机根据源 MAC 地址和目的 MAC 地址来转发数据的 Type 0 0800 0 该符号后面跟的数字为十六进制 华为 HCDA 认证 7 0800 如果看到 0800 说明 E2 帧头上面承接的是 IP 报头 E2 以太网 2 帧头 E2 称之为帧头 报头 IP 称之为报头 五 华为设备的 MAC 地址 MAC 地址 48bit 长度的大小空间 Bit 也叫位 1 或 0 代表一个 bit MAC 是由 48 个 0 或 48 个 1 之间组成的 16 进制数 前 24bit 代表生产厂商 后 24bit 是该生产厂商自已定义的 华为设备的 MAC 地址前 24bit 是固定 00 E0 FC 一个完整的华为设备的 MAC 地址可能是 00 E0 FC 11 11 11 8bit 也叫位 1Byte 字节 1 9 至 11 网络层协议 一 网络层的功能和设备 功能 是为了在不同的网络之间转发数据 192 168 1 1 和 192 168 2 1 不是在同一个网络中 网络层中典型的设备 路由器 二 常见的网络层协议 IP 协议 ICMP 协议 ARP 协议 三 IP 报头 华为 HCDA 认证 8 1 版本 version IPV4 IP 的版本 4 协议 IPV6 2 报文长度 Header length IP 报头的大小为 20Byte 3 服务器类型 CCIE 4 总长度 Total length IP 报头 IP 报头的上层协议的总长度 注 总长度不包括 E2 帧头的长度 5 生存时间 Time to live 1 TTL 有三个默认的值 64 128 255 如果看到默认的值为 64 说明这个数据 包目的设备的操作系统为 linux 128 说明是 windows 255 说明是一台路由器 2 每经过一台路由器 TTL 的值会减 1 如果减到 0 那么网络中的设备会丢弃该 数据包 3 为了数据包在网络中 不停地被发送 专业的叫法是 防止路由环路 6 协议 protocol 如果 IP 报头中的协议号为 6 说明 IP 报头上承载的是 TCP 协 议 7 报头校验和 header checksum 用来验证 IP 报头的完整性 8 源 Ip 地址和目的 IP 地址 MTU 最 大传输单元 默认网络中一个最大的数据包不能超过 1500byte 如果超过 了 1500byte 路由器或交换机就必须对这个数据包进行分片 9 标志 flags 3 个 bit 第一个 bit 做保留位 没有意义 第二个 bit 如果为 1 代表该数据包可以分片 如果这一位为 0 代表这个数据包 不能被分片 第三个 bit 如果为 0 代表最后一个分片 如果为 1 代表该数据包后面还有其余的 分片 10 标示符 identification 用来表示该分片的数据包是从哪一个完整的数据包中分 片出来的 如果标示符相同 说明这些分片是由同一个数据包分片出去的分片数 据包 11 片偏移 fragment 还叫偏移量 作用 片偏移字段的作用就是当数据包到了目的以后 把该分片进行整理 然后 华为 HCDA 认证 9 在整合成一个完整的数据包 1 12 至 13 TCP 和 UDP 一 传输层的协议及特点 TCP 面向连接 三次握手来建立连接 可靠的 开销比较大 UDP 无连接 不可靠 传送数据的速度快 二 传输层的封装类型 三 常见的端口号 WINDOWS 中存放端号的文件位置 C WINDOWS system32 drivers etc services FTP TCP 20 和 21 号端 Telnet TCP 23 号端 HTTP TCP 80 号端 SSH TCP 22 号端 四 TCP 连接的建立和解除 华为 HCDA 认证 10 三次握手 建立连接 1 client 发送同步号 SYN 里有序列号 2 server 收到了序列号以后 给 client 回复自已的序列号 b 和 ACK a 1 3 client 发送 ACK b 1 给 server 四次握手 解除连接 五 滑动窗口的概念 是不是发送 1bit 数据 就要做一次三次握手呢 否 华为 HCDA 认证 11 一次可以发 100bit 只收到 50bit 说明 client 和 server 之间的网络很拥塞 卡 丢包 滑动窗口的做用 做流量的控制 client 向 server 发送了 100 个包 但是 server 只收到 50 个包 它就会告诉 client 自已只收到了 50 个包 那么 client 下次就会只发送 50 个包 1 14 常见的应用层协议 一 ping 用来检测网络连通性的 C Documents and Settings Administrator ping 192 168 50 1 Pinging 192 168 50 1 with 32 bytes of data Reply from 192 168 50 1 bytes 32 time 1ms TTL 63 Reply from 192 168 50 1 bytes 32 time 1ms TTL 63 Reply from 192 168 50 1 bytes 32 time 3ms TTL 63 Reply from 192 168 50 1 bytes 32 time 4ms TTL 63 Bytes 32 ping 的数据包默认大小为 32 字节 Time 1ms 一个 ping 的数据包从源到目的 然后在从目的返回到源所花费的时间 TTL 63 生存时间 Ping 使用的协议叫做 ICMP Internet 控制消息协议 Ping 的数据结构图 Ping 默认会发两个数据包 request reply Request 的代码为 8 从源到目的 Reply 的代码为 0 目的到源 二 telnet 是一个远程登入工具 课后思考 1 OSI 网络参考模型分为哪几层 2 TCP IP 协议栈各个层次的功能 3 TCP IP 协议栈中报文封装和解封装过程 4 MAC 地址和 IP 地址有什么区别 5 TCP 如何提供可靠性 6 TCP 滑动窗口技术的目的 华为 HCDA 认证 12 1 15 至 22 IP 编址 一 IP 地址位于数据包的哪个位置 位于 IP 报头中 二 十进制和二进制互转 1 十进制转二进制 十进制数 100 凑数法 2 82 72 62 52 42 32 22 12 0 2561286432168421 001100100 二进制数 1100100 2 二进制转十进制 二进制数 1010101 2 82 72 62 52 42 32 22 12 0 2561286432168421 001010101 十进制数 64 16 4 1 85 三 IP 地址的地址空间大小是多少 表示格式是什么以及 IP 地址的组成 19216811 IP 一共分为 4 块 每一块的大小为 8bit 8 个 0 或 8 个 1 1 当为 8 个 0 的时候 转换成十进制数为 0 2 当为 8 个 1 的时候 转换成十进制数为 255 所以每一块的大小是不可能大于 255 的 因为每一块的大小为 8 个 bit 一共有 4 块 所以 IP 地址的空间大小为 32bit 因为每一块中是用十进制数来表示的 并且块和块之间用点来分隔 所以称之为点分 十进制格式 IP 地址的组成 由两部分组成 IP 地址 网络地址 网络位 主机地址 主机位 四 IP 地址的分类 华为 HCDA 认证 13 IP 地址一共分为 5 类 分别为 A B C D E 通常使用的是 A B C 这三类地址 D 用于组播 E 用于科研 第一块的范围 00000000 11111111 A 0 127 00000000 01111111 每一个网络中可以划分 2 24 2 个主机 B 128 191 10000000 10111111 每一个网络中可以划分 2 16 2 个主机 C 192 223 11000000 11011111 每一个网络中可以划分 2 8 2 个主机 D 224 239 11100000 11101111 E 240 255 11110000 11111111 网络地址 主机全是 0 的地址 代表网络地址 192 168 1 0 它是一个网络地址网络地址代表网络本身 是不能分配给任何主机使用的 广播地址 主机位全是 1 的地址 代表广播地址 192 168 1 255 它是一个广播地址广播地址也不能分配给任何主机使用的 局域网中的所有 设备 都会收到该地址发送的报文 广播地址是无法 ping 通的 五 特殊的 IP 地址 1 网络地址 2 广播地址 3 127 0 0 1 本地换回地址 即使 PC 无法上互联网 ping 这个地址是通的 如果不能 说明你的网卡出现了问题 本地换回地址的范围 127 0 0 1 127 255 255 254 4 0 0 0 0 1 默认路由 2 DHCP 客户端缶 DHCP 服务器请求地址时的源地址 网络位 8bit 主机位 8bit 主机位 8bit 主机位 8bit 网络位 8bit 网络位 8bit 主机位 8bit 主机位 8bit 网络位 8bit 网络位 8bit 网络位 8bit 主机位 8bit 华为 HCDA 认证 14 5 255 255 255 255 全网广播地址 全网都可以收到 6 169 开头 DHCP 客户端缶 DHCP 服务器请求地址失败的时候 客户端所使用的 地址 还会不断地 DHCP 服务器去请求地址 六 私有 IP 地址范围 私有地址是只有在局域网中使用的地址 该地址是不会再任何一台公网上的设备使用 的 如果公网上收到一个目的地址为私有地址的数据包 那么公网上的设备会丢弃该 数据包 私有地址的出现就是为解决 IP 地址空间不足的问题 范围 A 类 10 0 0 0 10 255 255 255 同常是给我们的路由器使用的 子网掩码 255 0 0 0 B 类 172 16 0 0 172 31 255 255 同常是给我们的服务器使用的 子网掩码 255 240 0 0 C 类 192 168 0 0 192 168 255 255 同常是给我们的主机 PC 使用的 子网掩码 255 255 0 0 七 子网掩码概念 1 是用来区别 IP 的网络部分和主机部分 2 子网掩码的表示格式是和 IP 地址一样的 点分十进制格式 3 IP 地址的网络部分 子网掩码用 1 来表示 主机部分用 0 来表示 八 各类地址的默认子网掩码 A 类默认的子网掩码为 255 0 0 0 8 B 类默认的子网掩码为 255 255 0 0 16 C 类默认的子网掩码为 255 255 255 0 24 后面的数子表示有多少个 1 bit 如果两个 IP 地址的网络位不同 那么就不再同一个网络中 网段中 不再同一个网 段中地址是不能互访 如果想要让不同网段的地址互访 那么需要使用路由器 或对该地址进行子网划分 九 子网的划分 重点 请问 192 168 1 1 和 192 168 2 1 是否在同一网络中呢 答 说明他们不是在同一网络中的 如何在不改变 IP 地址的情况下 让他们处于同一网络中呢 除了路由器外 我们可以 做的就是对该地址进行子网划分 IP 地址 192 168 1 1 二进制格式 IP 地址 192 168 2 1 IP 地址11000000101010000000000100000000 子网掩码11111111111111111111110000000000 华为 HCDA 认证 15 二进制格式 划分后的 IP 地址和子网掩码为 192 168 1 1 22 255 255 252 0 192 168 2 1 22 255 255 252 0 1 因为 C 类地址默认的子网掩码为 255 255 255 0 但是我们人为的对它的子网掩码 进行划分 使它默认的子网掩码变长或变短 该技术称为可变长度的子网掩码 VLSM 2 因为 C 类地址默认的子网掩码为 255 255 255 0 该子网掩码对应的主机个数为 2 8 2 但是人为把该子网改成了 255 255 252 0 这 个时候我们可以划分的主机个数就变成 2 10 2 范围变大了 这样的划分子网的方 式 我们称为超网 CIDR 无类域间路由 十 做大量 IP 地址练习题 直到掌握 1 192 168 1 0 27 可以划分几个子网 每个子网地址是多少 以及每个子网的网络 地址和广播地址分别为多少 只看第四块的内容 IP 00000000 掩码11100000子网网络地 址 子网广播地 址 第一个子网0000000000000000 000111110 31192 168 1 0192 168 1 31 第二个子网00100100000 0011111132 63192 168 1 32192 168 1 63 第三个子网01001000000 0101111164 95192 168 1 64192 168 1 95 第四个子网01101100000 0111111196 127192 168 1 96192 168 1 127 第五个子网10010000000 10011111128 159192 168 1 128192 168 1 159 第六个子网10110100000 10111111160 191192 168 1 160192 168 1 191 第七个子网11011000000 11011111192 223192 168 1 192192 168 1 223 第八个子网11111100000 11111111224 255192 168 1 224192 168 1 255 注意 问 192 168 1 0 27 可以划分几个子网 正确的是 6 个子网 因为路由器默认是不支 持全是 0 和全是 1 的子网 第二章 路由和路由协议基础与实现 2 1 eNSP 模似器的安装 一 eNSP 的安装过程 安装包获得方法 1 华为官网下载 IP 地址11000000101010000000001000000000 子网掩码11111111111111111111110000000000 华为 HCDA 认证 16 2 去 51 自学网下载 安装注意 1 安装目录不能有中文 2 安装过程中 需要打勾的地方 都要打上勾 二 运行模拟器可能会出现的问题 1 Win7 64 位系统中请以管理员身份运行 eNSP 2 若 Windows 防火墙开启 请关闭 Windows 防火墙 3 Win8 系统中请以 Win 兼容模式运行 eNSP 4 如果报 AR base 注册失败 请删除它重新注册 5 查看网络连接 VirtulBox Host Only Network 是否存在 或是否被你关闭 6 如果还不行 只能删除 删除干净 特别是 VirtualBox 在重新安装 2 2 ARP 的概念 一 ARP 图一 主机 A ping 主机 B ping 10 0 0 2 A ping B 的数据包结构封装示意图 A 是如何知道主机 B 所对应的 MAC 地址的呢 因此 A ping B 之前要云询问 B 10 0 0 2 所对应的 MAC 地址 这个过程就成为 ARP 华为 HCDA 认证 17 ARP 地址解析协议 把对方的 IP 地址 解析成 MAC 地址的协议 ARP 的工作方 式是广播 然后在主机 A 中会产生一张缓存表 ARP 缓存表 在主机 A 中使用命令 arp a 来查 看 ARP 缓存表 如果缓 存表中有对方的 MAC 地址 那么直接根据缓存表中的 MAC 地址来做转发 二 代理 ARP 图二 路由器如果收到个广播报文 会隔离广播报文 问题 如果网络 B 中的主机去 ping 网络 A 中的主机 网络 B 中的主机的 MAC 地址 为多少 答 为路由器接口的 MAC 地址 2 3 至 5 VRP 的基本配置 一 什么是 VRP VRP 通用的路由平台 就类似于操作系统的概念 特点 1 网络操作系统 2 是支持多种设备的软件平台 路由器 交换机 防火墙 3 提供 TCP IP 路由服务 二 现实中 PC 和路由器的互连方式 和思科是一样 准备两根线 1 console 线 华为 HCDA 认证 18 2 RS232 需装驱动 一端连接是 PC 的 USB 接口 另一端是和 console 口互连 三 命令简介 1 进入 退出视图命令 用户视图 system view 进入系统视图 Huawei quit 返回上一级 save 保存路由器的配置 如果要为某个接口配制 IP 地址 必须进入接口视图 使用 Tab 键可以补全命令 Huawei interface GigabitEthernet 0 0 0 进入接口视图 Huawei GigabitEthernet0 0 0 Huawei GigabitEthernet0 0 0 return 直接退出到用户模式 无论在任 何模式下 2 命令行的在线帮助 使用 Huawei int 显示所有 int 开头的命令 Huawei 可以显示该模式下所有的命令 3 配置路由器名称 Huawei sysname R1 4 配置系统时钟 在华为配置命令 所有的查看命令都是用 display R1 dis clock 查看系统时钟 clock datetime Specify the time and date 修改的是系统时间 daylight saving time Configure daylight saving time 夏令时 timezone Configure time zone 时区 clock datetime 20 59 00 2015 10 1 修改系统时间 5 IP 地址的配置 配置完 IP 地址端口直接打开了 R1 interface GigabitEthernet 0 0 0 进入端口模式 R1 GigabitEthernet0 0 0 ip address 12 1 1 1 24 配置 IP 12 1 1 1 24 6 查询配置命令 R1 GigabitEthernet0 0 0 display ip interface brief Interface IP Address Mask Physical Protocol GigabitEthernet0 0 0 12 1 1 1 24 down down 华为 HCDA 认证 19 GigabitEthernet0 0 1 unassigned down down GigabitEthernet0 0 2 unassigned down down NULL0 unassigned up up s Physical UP 或 down 说明什么问题 说明物理接口没有打开 华为默认配完物理接口以后 就自动打开了 R1 GigabitEthernet0 0 0 shutdown 关闭一个接口 R1 GigabitEthernet0 0 0 undo shutdown 打开一个接口 undo同 cisco 里的no是一样的 Physical 如果是 down 的 protocol 肯定 down Physical如果是 UP 的 protocol 有可能是 down 如果 down 前面有 号说明是管理员手动关闭的 Protocol UP 或 down 说明什么问题 Physical 如果是 UP 的 protocol 有可能是 down 本端和远端的协议不匹配无法传 输数据包 R1 GigabitEthernet0 0 0 dis this 查看当前模式下所做过的配置 display current configuration 查看路由器的所有配置 排错的时候 经常使用的 3 个命令 7 开启 telnet 功能 注意 要 telnet 成功 两边的路由要可以相互 ping 通 需求 让 R1 可以远程 telnet 到 R2 也就是说 R1 可以控制 R2 R2 user interface vty 0 4 开启 5 条虚拟线路 也就是说 最多允许 5 个 用户远程 telnet 到 R2 R2 ui vty0 4 authentication mode password Please configure the login password maximum length 16 123 用户的权限默认为 0 属于参观 3 是最高管理权限 2 配置权限 1 调试可以使用 display debug 命令 3 以后的都是管理员权限 华为 HCDA 认证 20 R2 user interface vty 0 4 R2 ui vty0 4 user privilege level 3 把这 5 条线路的用户权限提高到 管理员权限 如果管理员修改了权限 用户没有退出并且重新登入的话 用户该是什么权限就是什么 权限 2 8 至 12 路由协议基础 一 什么是路由 路由 本身 源 到目标网络的所经过的路径 二 路由器工作过程以及原理 华为 HCDA 认证 21 路由器 当一个数据包进入路由器后 路由器会把这个数据包解开 由下往上一层层解开 直 到解到网络层为止 路由器会查看网络层中的目的 IP 地址 然后查询它的路由表 根 据路由表中的目的 IP 地址 进行数据的转发 交换机 当一个数据包进入交换机后 交换机会把这个数据包解开 由下往上一层层解开 直 到解到链路层为止 交换机会查看链路层中的目的 MAC 地址 然后查询它的 MAC 地址表 根据 MAC 地址表中的目的 MAC 地址 进行数据的转发 三 路由协议分类 按照作用范围 IGP 内部网关路由协议 企业内部所运行的路由协议 EGP 外部网关路由协议 Internet 上运行的所有路由协议叫做 EGP 也叫 BGP BGP 的前生就 EGP 现在 Internet 上运行的路由协议都是 BGP 按算法 距离矢量型路由协议 RIP BGP 路径矢量路由协议 链路状态型路由协议 OSPF IS IS 按业务的应用 单播路由协议 RIP OSPF BGP IS IS 组播路由协议 PIM DM PIM SM 华为 HCDA 认证 22 四 路由表的组成 Destination mask 显示的是目标的网络和掩码 NextHop 数据包交给的地址 下一跳地址 Interface 数据包出去的接口 Proto 该路由的来源 Direct 表示该路由是从直连的接口学来的 Rip 表示该路由是从 rip 动态路由协议学到的 Ospf 表示该路由是从 ospf 动态路由协议学到的 1 路由优先级 Pre 干什么用的 选路用的 当路由器到一个目的地有两条或两条以上的路由时 路由器会优先把 优先级小的路由 放入到路由表中 华为各种路由协议默认的优先级 2 路由的度量 Cost 从源到目标经过路径的花费 当路由器到一个目的地有两条或两条以上的路 由时 路由器会把 cost 值小的路由放入路由表中 例 1 12 1 1 0 24 10 50 2 12 1 1 0 24 100 10 上面两条路由中哪一条路由会被加入到路由表中呢 华为 HCDA 认证 23 先比较优先级 优先级相同的情况下比较花费 cost 3 等价路由 ECMP 同一个路由协议 到同一个目的地有多条相同 cost 的路径时 这些路由都会被加 入到路由表中 去往该目标的数据包 会进行负载分担 负载均衡 4 路由表的匹配原则 一个数据包源 192 168 1 1 目的 12 1 1 1 最长子网掩码匹配 有明细路由就找明细 没有明细就根据网络号找下一跳 5 路由环路 概念 数据包在两个或两个以上的路由之间循环 称为路由环路 TTL 值 64 128 255 每经过一台路由器该值会减一 如果减到 0 了以后 路由 器会丢弃这个数据包 主要作用就是为了防止路由环路 华为 HCDA 认证 24 2 13 至 17 静态路由配制 1 静态路由的基本配置 R2 ip route static 192 168 1 0 24 12 1 1 1 去往哪里 交给谁 这里必须是网络号 2 默认路由的基本配置 也叫缺省路由 默认路由 路由器把不知道去往哪里的数据包都交给默认路由 R1 ip route static 0 0 0 0 0 12 1 1 2 默认路由很不安全 默认路由通常是用在企业的边界路由器上 和外网互联的一台 路由器称为边界路由器 为什么在边界路由器上配置边界路由 因为企业的员工要上互联网 运行默认路由的这台路由器 就把不知道去往哪里的数据 华为 HCDA 认证 25 包都往互联网上扔 3 静态路由和动态路由的对比 静态路由 需要管理员手动指定路由器 如果拓扑的机构发生变化 需要管理员手 动去更改 动态路由 无需管理员手动指定 可以自己来学习路由 并且随着拓扑的变化会自已变 化 4 静态路由的负载分担 5 静态路由的路由备份 浮动静态路由 当我网络正常的情况下 数据只有某一条链路 当该链路出现故障后 才走另一条链 路 通过修改优先级来影响路由选路 添另一条浮动静态路由 将它的优先级改为 120 R1 ip route static 2 2 2 0 255 255 255 0 13 1 1 2 preference 120 2 18 动态路由协议基础 1 常见的动态路由协议 RIP OSPF IS IS BGP 2 衡量动态路由协议好坏的指标 1 正确性 能够正确的找到最优的路由 并且不会产生环路 2 快收敛 当网络的拓扑结构发生了变以后 能够迅速学习到网络中的路由 这个学习速度 计快慢 我们称为收敛时间 3 低开销 协议自身的开销 内存 CPU 网络带宽等 华为 HCDA 认证 26 4 安全性 协议自身不易受到攻击 有安全机制 5 普适性 该协议是否可以使用各种拓扑结构及网络规模 3 思考问题 1 常见的动态路由协议有哪些 2 动态路由协议按照使用范围可以分为哪几类 按照使用算法呢 3 静态路由的负载分担和备份的区别是什么 4 什么是缺省路由 默认路由 5 什么是等价路由 6 路由表由哪几个要素组成 以及每个要素的作用 7 如何创建一个 Telnet 用户 2 19 至 28 RIP 动态路由协议 1 RIP 动态路由协议的基本配置 R1 rip 启动 RIP 进程 R1 rip 1 network 1 0 0 0 宣告直连网络 必须宣告的是主类网络地址 2 RIP 动态路由协议的工作过程 R1R2R3 网络出接口跳数网络出接口跳数网络出接口跳数 1 0 0 0Lo002 0 0 0Lo003 0 0 0Lo00 12 0 0 0G0 0 0012 0 0 0G0 0 1023 0 0 0G0 0 10 2 0 0 0G0 0 0123 0 0 0G0 0 002 0 0 0G0 0 11 23 0 0 0G0 0 011 0 0 0G0 0 1112 0 0 0G0 0 11 3 0 0 0G0 0 023 0 0 0G0 0 011 0 0 0G0 0 12 运行 RIP 的路由器 每过 30 秒 会把自已完整路由表发送给邻居 并且发送出去的时 候以跳数 1 发出去 在 RIP 中是以跳数作为度量值的 华为 HCDA 认证 27 当 R2 收到 R1 的路由表以后 先检查自已路由表 如果自已的路由表中没有就学习 如 有则比较度量值 跳数 R2 会把度量值小的路由放到路由表中 3 解决距离矢量型路由协议环路的办法 解决路由环路的方法 1 触发更新 一旦链路出现了故障以后 马上通知给邻居 触发跟新 不是用来解决环路的 而用来避免环路的发生 RIP 默认就启用的一个功 能 2 RIP 是以跳数作为度量值 他的有效跳数人有 15 跳 当到一个目 的要 16 的时候 RIP 会认为该目的是不可达的 那么 RIP 会丢弃这个数 据包 因为 RIP 有这样的特性 所以不能应用在大型的网络中 3 水平分割 路由器不会把从一个接口学习到的路由 在从该接口 发送出去 默认也是启用的 4 路由中毒 毒性反转 路由毒化 路由器中的某一条路由出现了故 障 路由器会马上向外发送一条该路由跳数为 16 跳的数据包 5 RIP计时器 Update time 30 sec Age time 180 sec Garbage collect time 120 sec RIP 每过 30 秒会发送自已完整的路由表给他的邻居 如果在 180 内 没有收到邻居的路由表 那么该路由器会认为邻居出现了故障 但这 个时候该路由器还认为即使邻居出现了帮障 但是它相信邻居会重新和我 连接 所以 180 秒后 邻居的路由还在我的路由表中 然后在开始倒计时 120 秒 如果 120 秒内邻居还没有和我建立连接 那么该路由器就会认为 邻居出现了故障 从而在自已的路由表中删除该邻居的路由信息 4 RIPv1 和 RIPv2 的区别以及报头格式 1 允许 RIP 的路由器会发送一个 request 和 response 两种植类型的数据包和对 方建立邻居关系 request 是请求 response 是给 request 的应签 2 RIP 使用的单播和广播来建立邻居关系 并且使用广播的方式来发送路由更新 默认 RIP 运行的都是 v1 3 RIP 的封装结构示意图 IP 报头中 如果是 1 代表的是 ICMP 17 代表的是 UDP E2IPUDPRIP 华为 HCDA 认证 28 RIP 使用的是 UDP 的源和目的的 520 端口 在 RIP 报头中 request 的协议号是 1 response 的协议号是 2 4 RIPv1 不连续子网的问题 因为 RIPv1 会对路由进行自动汇总 所以就产生了 不连续子网的问题 要解决这个问题 需要使用 RIPv2 RIPv2 不会对路由进行自 动汇总 R1 rip 1 version 2 运行版本 2 RIPv2 手动汇总 作用 可以减小路由表的大小 从而提高路由器的性能 注意 如果我删除了所有的明细路由 那么汇总路由也会消失 如果地址汇总写错 了是不会有效果的 RIPv1 和 RIPv2 的区别 1 v1 会对所有的路由在主类网络的边界进行自动汇总 v2 支持自动汇总且可以手动汇总 注意 默认在水平分割开启的情况下不会自动汇总 关闭的情况下会自动汇总 2 v1 使用广播进行路由更新 v2 使用的是组播进行路由更 新 且组播地址为 224 0 0 9 3 v1 是不支持验证的 v2 是可以支持验证的 4 v1 不支持 VLSM 可变长度的子网掩码 和 CIDR 无 类域间路由就是超网 v2 支持 VLSM 不支持 CIDR 5 RIP 的验证 RIP 支持两种 明文 抓包看得见 密文 抓包看不见 明文验证 R1 GigabitEthernet0 0 0 rip authentication mode simple 123 密文验证 R2 GigabitEthernet0 0 0 rip authentication mode md5 usual 123 6 引入外部路由 不想把 33 3 3 3 的路由宣告进 RIP 但是又想 RIP 中的路由器学习到 33 3 3 3 的路由 就需要把直连路由引入到 RIP 中 R3 rip 1 import route direct 引用直连路由到 RIP 7 附加度量值 R1 rip 1 preference 30 修改本地 RIP 路由协议的默认优先级 R1 GigabitEthernet0 0 0 rip metricout 5 用度量值为 5 发出去 R1 GigabitEthernet0 0 0 rip metricin 10 进来的路由的度量值加 10 华为 HCDA 认证 29 2 29 至 37 OSPF 动态路由的配置 1 OSPF 的基本配置 R2 ospf 1 启动 OSPF 进程 进程号为 1 进程号只具有本地意义 R2 ospf 1 router id 1 1 1 1 在 OSPF 进程后面可以加 router id 的 参数 router id 用来标识一台 OSPF 路由器 并且该标识使用点分十进制格式来表示 且几乎所有的 OSPF 报文中都会携带 router id 参数 注意 如果一开始启动了 OSPF 进程 没有配置 router id 那么 OSPF 路由器会自动选举 router id 当他自已选定以后 该 router id 就会生效 这个时候我在去手动指定的话 需要重启 OSPF 进程 那么我手动指定的 router id 才会生效 reset ospf process 重启 OSPF 进程 这样手动指定的 router id 才会 生效 Warning The OSPF process will be reset Continue Y N y OSPF 选举 router id 的过程 1 如果手动指定 router id 为最优 2 如果没有手动指定 那么就选择最大已经激活的环回口的地址 如 lo0 1 1 1 1 和 lo1 2 2 2 2 lo1 口为最大的环回口 3 如果即没有手动指定 也没有环回接口 就选择最大的已经激活的物理地址 如 192 168 1 1 和 10 10 1 1 192 口为 router id R1 ospf 1 area 0 进入区域 0 区域 0 也叫主干区域 宣告直连网络进区域 0 R1 ospf 1 area 0 0 0 0 network 1 1 1 1 0 0 0 0 R1 ospf 1 area 0 0 0 0 network 12 1 1 0 0 0 0 255 OSPF 的区域表示格式 R1 ospf 1 area 0 可以用十进制表示一个区域 也可以用点分十进制格式来表示 一个区域 无论是用十进制来写 还是点分十进制格式来写 路由器中放的肯定是点 分十进制格式 十进制和点分十进制的相互转换 0 0 0 0 0 10 0 0 0 10 1000 0 0 3 232 反向子网掩码 也叫通配符掩码 作用 匹配的 IP 地址的范围 二进制 0 表示精确匹配 二进制 1 表示一个范围 即可以是 0 也可以是 1 华为 HCDA 认证 30 network 1 1 1 1 0 0 0 0 表示精确匹配该 IP 地址 network 12 1 1 0 0 0 0 255 表示匹配的 IP 地址范围是 12 1 1 0 12 1 1 255 OSPF 有六种邻居状态机制 1 init 2 two way 3 exstart 4 exchange 5 loading 6 full OSPF 是相互发送 Hello 包来建立邻居关系的 2 OSPF 数据结构封装示意图 E2IPOSPFF 如果 IP 协议号为 89 那么上层封装的是 OSPF 路由协议 OSPF 使用组播地址 224 0 0 5 和 224 0 0 6 3 OSPF 协议的特点 1 支持无类域间路由 CIDR 2 支持区域的划分 3 肯定不会产生环路 4 路由的收敛速度非常快 5 使用组播地址来接收和发送数据 6 支持多条的负载均衡 7 支持报文的验证 4 OSPF 和 RIP 的比较 OSPFRIPv2RIPv1 协议类型链路状态距离矢量距离矢量 CIDR 支持不支持 实验 支 持 不支持 VLSM 支持支持不支持 自动聚合 自动汇总 不支持支持支持 手动汇总支持支持不支持 路由的泛红组播更新周期性地组播更新周期广播 路径的开销 度量值 带宽跳数跳数 路由的收敛速度快慢慢 华为 HCDA 认证 31 跳数的限制没有 1515 邻居认证支持支持不支持 分层网络支持 区域 不支持不支持 路由更新事件触发更新路由表更新路由表更新 路由的计算方法Dijkstra 最短路 径算法 Bellman fordBellman ford 5 链路状态算法的路由计算过程 1 发送链路状态通告 LSA 2 路由器收到 LSA 后 会把他们放在自已的数据库 LSDB 当完成了 LSA 泛红 后 LSDB 是一样的 3 根据自已的数据库 以自己为根 定点 节点 使用 SPF 算法计算至目标的 最短路径 并且把这条最短的路径放入到路由表中 6 OSPF 的报文类型 Hello 报文 DD 报文 数据库的描述报文 可以该报文理解成整个数据库的目录 LSR LSA request 请求 LSU LSA update LSACK LSA 的确认 这 5 个报文其实和 OSPF 的 6 个邻居状态机 结合起来使用的 7 邻居和邻接的关系 华为 HCDA 认证 32 邻居 如果两台路由器的状态达到了 Two way 我们就说这两台路由器的关系是邻 居 邻接 如果两台路由器的状态达到了 full 我们就说这两台路由器的关系是邻接 8 OSPF 定义的网络类型 点到点网络 p2p BMA 广播型的多路访问 NBMA 非广播型的多路访问 帧中继 华为 HCDA 认证 33 针对这几种网络类型 OSPF 有自已独有特征 9 DR 和 BDR DR 指定路由器 BDR 备份的指定路由器 DR 和 BDR 的出现就是为减少 OSPF 网络的流量泛红 DR 和 BDR 的选择举 1 优先级高的将成 DR 次高的将为 BDR 默认所有运行 OSPF 的路由器的优先级都为 1 如果优先级为 0 则不参与 DR 和 BDR 的 选举 2 比较 route id route id 大的将成为 DR 次的将成为 BDR DR 和 BDR 具有抢占机制 谁先启动谁就成为 DR 或 BDR 10 单区域和多区域的 OSPF 配置和概念 为什么要划分区域呢 目的就是为减少网络中的 LSA 泛洪 网络运行时候 LSA 只会在本区域内泛洪 华为 HCDA 认证 34 区域是针对于接口的 OSPF 无法建立邻居关系的几种 1 route id 重复 2 区域号不一致 区域 0 也称为骨干区域 IR 非区域 0 内的路由器 ABR 连接两个或两个区域以上的路由器 B