1-1 网络基础知识

理论学习阶段

姓名：樊永建

电话CIEHCIE学习的四个阶段阶段一：听懂

课堂上认真听老师讲解知识点，并记录笔记（重点、以前不懂的、总结性的、拓扑）。阶段二：运用

在听懂的基础上，课后实验验证理论，完成作业。阶段三：总结

对学的内容进行总结，熟悉掌握每个知识点。阶段四：讲解

把知识点能够清楚正确的讲述出来HCIE高级HCNP中级HCNA初级初级常见的网络物理组件网络的特征速度成本安全性可用性可扩展性可靠性拓扑物理拓扑分类逻辑拓扑总线拓扑所有设备均可接收信号。星型拓扑通过中心点传输。单一故障点。扩展星型拓扑比星型拓扑的复原能力更强。环拓扑信号绕环传输。单一故障点。全网状拓扑容错能力强实施成本高部分网状拓扑在容错能力与成本之间寻求平衡企业网络企业网络已经广泛应用在各行各业中，包括小型办公室、教育、政府和银行等行业或机构。企业网络远程互连分部B出差员工分部A总部

分部C企业网络组网不受地域限制，可以通过各种远程互连技术把分布在不同物理地域的网络连接在一起。企业网络基本架构服务器集群接入层小型企业网核心层汇聚层标准化组织国际标准化组织（ISO）电子电器工程师协会（IEEE）美国国家标准局（ANSI）国际电信联盟（ITU）电子工业协会（EIA/TIA）INTERNET架构委员会（IAB）互联网数字分配机构(IANA)网络通信协议不同的协议栈用于定义和管理不同网络的数据转发规则。TCP/IPOSIIPX/SPXSNA局域网广域网IEEE802帧中继PPPHDLC以太网了解主机到主机通信.为什么要使用分层网络模型？降低复杂性标准化接口API简化模块化设计确保技术的互操作性加快发展速度简化教学分层模型-OSI建立、维护、管理端到端连接7654321为应用程序提供网络服务数据格式化，加密、解密建立、维护、管理会话连接IP寻址和路由选择控制网络层与物理层之间通信比特流传输应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层数据封装数据解封对等通信

TCP/IP协议栈定义了四层第1层到第3层使用不同名称第5层到第7层组合成一个应用层TCP/IP协议栈和OSI模型前言传输层定义了主机应用程序之间端到端的连通性。传输层中最为常见的两个协议分别是传输控制协议TCP（TransmissionControlProtocol）和用户数据包协议UDP（UserDatagramProtocol）。TCP端口号协议端口号FTP21、20HTTP80Telnet23SMTP25主机AHTTP服务器DataS:1027D:80DataS:80D:1027端口号用来区分不同的网络服务。TCP头部20字节SYNFINRSTURG01531DestinationPortSequenceNumberWindowChecksumOptionsSourcePortAcknowledgeNumberHeaderlengthResv.ACKPSHUrgentPointerPaddingTCP建立连接的过程

SendSYN

SendSYN,ACK

SendACK主机A服务器A(seq=a,SYN)(seq=b,ack=a+1,SYN,ACK)(seq=a+1,ack=b+1,ACK)TCP通过三次握手建立可靠连接。TCP传输过程数据段N确认号M+1500确认号M+1500数据段N+1数据段N+2数据段N+3数据段N+4数据段N+5数据段N+3数据段N+4数据段N+5Seq:M-M+499Seq:M+500-M+999Seq:M+1000-M+1499Seq:M+1500-M+1999Seq:M+2000-M+2499Seq:M+2500-M+2999Seq:M+1500-M+1999Seq:M+2000-M+2499Seq:M+2500-M+2999主机A服务器ATCP流量控制ack3073window3072ack6145window3072length1024window4096length1024window3072length1024window3072主机A服务器Alength1024window4096length1024window4096length1024window4096length1024window3072服务器A收到第3个数据段后，缓存区满，第4个数据段被丢弃。length1024window3072length1024window3072length1024window3072TCP关闭连接主机A服务器A关闭关闭主机在关闭连接之前，要确认收到来自对方的ACK。FIN,ACK(seq=a,ack=b)ACK(seq=b,ack=a+1)FIN,ACK(seq=b,ack=a+1）ACK(seq=a+1,ack=b+1)UDPUDP是一种面向无连接的传输层协议，传输可靠性没有保证。请求主机A主机B响应UDP头部UDP头部仅占8字节，传输数据时没有确认机制。UDPHeaderData01516

318字节DestinationportLengthSourceportChecksumIPHeaderUDP传输过程使用UDP传输数据时，由应用程序根据需要提供报文到达确认、排序、流量控制等功能。主机A主机BIP报文头部VersionDSFieldTotalLengthIdentificationFlagsFragmentOffsetTimetoLiveProtocolHeaderChecksumSourceIPAddressDestinationIPAddressIPOptions0 16 3120Bytes固定长度20-60BDataIPHeaderLengthIP包分片主机A主机BVersionDSFieldTotalLengthHeaderChecksumSourceIPAddressDestinationIPAddressIPOptionsHeaderLengthProtocolTimetoLiveFragmentOffsetFlagsIdentification生存时间主机ATTL=255TTL=254TTL=253主机BVersionDSFieldTotalLengthHeaderChecksumSourceIPAddressDestinationIPAddressIPOptionsHeaderLengthFragment

OffsetFlagsIdentificationProtocolTimetoLive协议号IPDataProtocolVersionDSFieldTotalLengthHeaderChecksumSourceIPAddressDestinationIPAddressIPOptionsHeaderLengthFragment

OffsetFlagsIdentificationTimetoLiveProtocolIP编址.0192.168.1.0000000011000000.10101000.00000001.255192.168.1.1111111111000000.10101000.00000001网络地址广播地址网络位主机位网络位主机位二进制、十进制和十六进制进制字符范围基值二进制

0—12十进制0—910十六进制0—9，A—F16在IP网络中，二进制和十六进制是常用的编码方式。二进制和十进制转换1.网络位主机位192.168.100000001.11000000.10101000.000000012027+2627+25+2320二进制十进制IP地址分类A类Host(24bit)B类C类D类E类~55~55~55~55~55

0网络位(8bit)主机位(24bit)10网络位(16bit)主机位(16bit)110网络位(24bit)主机位(8bit)1110组播1111保留IP地址类型私有地址范围~55~55~55特殊地址~5555网络通信1.网络位主机位192.168.02.192.168.0主机A主机B主机C主机D子网掩码192.168.1.011000000.10101000.00000001.00000000网络位主机位11111111.11111111.11111111.00000000255.255.255.0子网掩码默认子网掩码A类B类C类255.0.0.0255.255.0.0255.255.255.0地址规划主机数:

2n110000001010100000000001000000001100000010101000000000010000011111111111111111111111111100000000IP地址网络地址(二进制)网络地址子网掩码256254可用主机数:2n-2地址规划举例IP地址主机数:

2n可用主机数:2n-2网络地址子网掩码??根据给出的IP地址和子网掩码，请算出此网络中包含的主机地址数量以及可用主机地址的数量。有类IP编址的缺陷在设计网络时使用有类IP地址会造成地址的浪费。/24/24/2430个主机10个主机20个主机变长子网掩码110000001010100000000001000000001100000010101000000000010000011111111111111111111111111110000000IP地址子网掩码主机数:

2n网络地址128126可用主机数:2n-2变长子网掩码举例现有一个C类网络地址段/24，请使用变长子网掩码给三个子网分别分配IP地址。30个主机10个主机20个主机无类域间路由/24/24/24通告路由/22/24CIDR增强了网络的可扩展性。网关主机A主机B5353网关用来转发来自不同网段之间的数据包。终端之间的通信数据链路层控制数据帧在物理链路上传输。主机A主机BHeaderData帧Trailer帧格式Ethernet_IIIEEE802.3D.MACDataS.MACTypeFCSD.MACDataS.MACLengthFCSLLCSNAPLength/Type>=1536(0x0600) Ethernet_IILength/Type

<=1500(0x05DC)IEEE802.3主机A主机BEthernet_II帧格式D.MACDataS.MACTypeFCS6B6B2B46-1500B4B0x08000x0806IP 0x0800(2048)ARP 0x0806(2054)Ethernet_II帧类型值大于等于1536(0x0600)。以太网数据帧的长度在64-1518字节之间。IEEE802.3帧格式D.MACDataS.MACLengthFCSLLCSNAPOrgCodeType6B6B2B38-1492B4BS.SAPControlD.SAP1B1B1B3B2B3B5BIEEE802.3帧长度字段值小于等于1500(0x05DC)。数据帧传输数据链路层基于MAC地址进行帧的传输。D.MACMAC：00-02-03-04-05-06MAC：00-03-04-05-06-07MAC：00-03-04-05-06-07主机A主机B以太网的MAC地址24bits24bits48bitsOUI由供应商分配MAC地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。其中前24位代表该供应商代码，由IEEE管理和分配。剩下的24位序列号由厂商自己分配。单播单播48bits7bits0主机A主机B主机C主机D广播48bits广播主机A主机B主机C主机D组播组播48bits7bits1主机A主机B主机C主机D数据帧的发送和接收当主机接收到的数据帧所包含的目的MAC地址是自己时，会把以太网封装剥掉后送往上层协议。MACBDataMACA0x0800FCS主机A主机BDataFCSETH_II简单网络主机A主机B物理介质两个终端，用一条能承载数据传输的物理介质（