- HCIA回顾课程总结
OSI：开放式系统互联参考模型，分为七层
核心思想：分层，根据作用和目的不同，将不同功能划分到不同层次，每一层都是再下一层提供服务的基础下提供增值服务。
1、控制层面：应用层 表示层 会话层
2、数据层面：传输层 网络层 数据链路层 物理层
应用层：接受用户的数据，人机交互的接口，面向的应用程序。将抽象语言换为编码
表示层：将逻辑语言（编程语言，软件语言）转换为机器语言（二进制语言）-----翻译，加密
会话层：针对传输的每一种数据建立（管理：建立、维持、终止）一条虚链接（为防止不同类型的数据互相影响。维持网络应用和网络服务器之间的会话连接
传输层：实现端口到端口的传输---应用到应用---端口号（传输层地址），区分和标定不同应用，16位二进制构成
作用：1、区分流量 2、定义数据传输方式
1、区分流量
端口号：静态端口，动态端口
端口号：port ID，数值范围1-65535
静态端口：又称为注明端口 范围 1-1023
动态端口：范围1024-65535
常见端口号：
HTTP（超文本传输协议）---80 ,TCP
HTTPS---443,TCP （更安全）
Telnet（远程登录服务）--- 23 ，TCP
SSH(远程登陆（安全性较高，加密，认证)---22 ，TCP
RIP---520,UDP
DNS（域名解析）---53 ，TCP和UDP
TCP：可靠传输，传输控制协议，是一种面向连接的可靠传输协议
如何保证可靠性？
1、确认机制
2、重传输机制
如何面向连接：TCP的三次握手
确认机制：显示机制，隐式机制
优化机制：流动机制（滑动窗口机制）；重排序
UDP：不可靠传输，用户数据报协议，是一种非面向连接的不可靠传输协议
不可靠传输方式流量特点：
1、大流量
2、实时性较高
3、对数据丢失不敏感
数据的分段传输：传输较大数据时按照MTU值进行分段传输。
MTU：最大传输单元，默认为1500字节，可以修改（不建议修改）
PDU：协议数据单元---指对等层次之间传递的数据单位
4层PDU：segment 分段 分片
网络层：提供逻辑寻址，IP地址，逻辑地址，原IP—SIP，目标IP—DIP
访问目标服务器的方法：
已知目标服务器的IP地址，直接通过IP地址访问服务器。
通过域名服务器----DNS协议
通过应用程序或APP来访问服务器
通过广播获取
network 编址 寻址
地址：
IP：互联网协议：IPV4，32位二进制构成，点分十进制；IPV6，128位二进制构成，冒分十六进制
编制协议：IP（IPV4 IPV6） IPX apple talk novell NSAP
IPV4：采用32个二进制编址。
一个二进制 称为1位bit
IP地址：32个二进制，0和1构成，用于编址
网络掩码：32个二进制，连续的1和连续的0构成，连续的1代表网络位，连续的0代表主机位。
网络位 主机位
1101 1000.0001 0001.0000 0001.0000 0001---------216.17.1.1
网络掩码
1111 1111.1111 1111.0000 0000.0000 0000-----------255.255.0.0
书写一个完整的IP地址时：IP地址+网络掩码
地址分类
A类地址： 第一位固定为0
0XXX XXXX---0-127（可用为1-126），网络掩码默认为：255.0.0.0
B类地址：前两位固定为10
10XX XXXX---128-191 ,网络掩码默认为：255.255.0.0
C类地址：前三位固定110
110X XXXX---192-223，网络掩码默认为255.255.255.0
D类地址：前四位固定为1110
1110 XXXX----224-239，组播地址，无掩码
E类地址：前四位固定为1111
1111 XXXX----240-255，科研地址
特殊地址：
1、0.X.X.X 无效地址（保留地址），0.0.0.0 无效地址 占位
2、127.0.0.1 本地测试 （127.X.X.X 测试地址）
3、网络号，网络位不变 主机位全为0 的地址（描述一个网段）
162.1.1.1---------------162.1.0.0
255.255.0.0
4、受限广播地址，255.255.255.255
5、定向（直接）广播地址，网络位不变，主机位全为1
200.1.1.1 ---------200.1.1.255
255.255.255.0
6、本地链路地址：link-local { 169.254.0.0 255.255.0.0 }
公有地址：具有全球唯一性标识地址
私有地址：不具唯一性标识的地址
10.0.0.0 255.0.0.0
172.{16-31}.0.0 255.255.0.0
192.168.X(0-255).0 255.255.255.0
三层PDU：packet 包
A B C 类地址称为单播地址
单播：一对一的传输方式
组播：一对多的传输方式
广播：一对所有传输方式
数据链路层：将二进制转换成电信号，控制物理层硬件。在以太网中，可以基于MAC地址实现物理寻址---48位二进制（前24位为厂商标识，后24位为厂商给具体芯片分配的串号）
全球唯一
格式统一---SMAC，DMAC
获取目标MAC地址的方法：ARP----地址解析协议，可以通过一种地址获取另一种地址。
正向ARP：通过IP地址获取MAC地址
工作过程：首先，主机先通过广播的形式发送ARP请求报文，通过IP地址请求MAC地址。因为是广播帧，所以，广播域内所有的设备均能收到这个请求。设备收到请求后，先将数据包中的源IP和源MAC的对应关系记录在本地的ARP缓存表中。再看请求的IP地址。如果请求的IP地址不是自己本地的IP地址，则将直接丢弃该数据包。如果请求的IP地址是本地的IP地址，则将进行ARP应答（单播）。在之后的通讯当中，优先查看本地的ARP缓存表，如果缓存表中存在记录，则直接按照记录获取MAC地址，否则，再发送ARP请求报文获取MAC地址。
反向ARP：通过MAC地址获取IP地址
免费ARP（无故arp）：利用的就是正向ARP的工作原理，请求的IP地址就是自己本地的IP地址。自我介绍，检测地址冲突
代理ARP：路由器收到ARP request时，发现原目ip与自己的接口不处于同一网段时，就会启用代理arp，返回查询者想要的mac地址。（华为中默认关闭）
局域网（以太网 Ethernet）
广域网（PPP HDLC ATM FR）
二层地址：Mac地址（介质访问控制）-----物理地址 硬件地址 烧录地址
LLC层：逻辑链路控制子层
MAC层：介质访问控制子层
Mac地址构成： 48个二进制， 书写使用12个十六进制 （一个十六进制需要使用4个 二进制表示）书写方式：减分十六进制或者点分十六进制
60-F2-62-3C-E3-53-------终端 主机 手机 服务器
60F2.623C.E353-------连接设备上 路由器 防火墙 ASA
前24位：厂商 ID ----OUI（统一资源标识符）
后24位：产品 ID ----interface ID （接口标识符）
二层PDU ：frame 帧
物理层：处理和传输电信号，关注网络硬件的机械特性 光学特性 电学特性
一层PDU：bit 比特流
传输介质：光纤 、双绞线（RJ45）
PDU：协议数据单元
应用层：报文
传输层：段
网络层：包
数据链路层：帧
物理层：比特流
TCP/IP模型允许跨层封装（OSI只能顺序封装）
在直连设备之间的短距离通讯上，会存在跨层封装的现象，主要目的是为了进行快捷封装。
应用层（应用、表示、会话）
端到端层（传输层）
互联网层（网络层）
网络接口层（数据链路、物理层）
- 跨四层封装：OSPF，跨四层封装协议，89
2、跨三，四层封装：STP，智联的交换设备之间
二、详述IPV4数据包结构
第一行：
1.version，IP协议版本号，代表IPV4,大小为4个bit
2.IHL，代表IP包头的大小，大小为4个bit（其中一个bit代表32bit），IHL最小值为4最大值为15，所以IPV4大小在20个字节与60个字节之间
3.Type of Service，服务类型（Tos），对流量进行标记用于做QS（服务质量，用作网络优化，重要流量优先传递），大小为8个bit，利用DSCP（区分服务）方法标记前6位bit（64种不同的服务类别），后2个bit用于ECN（显示拥塞通道）
4.Total Length，描述的是一个完整IPV4数据包的大小（总长度），很多时候描述的是没有被分段切割的数据，大小为16位bit，IP 包最大长度 65535 字节（16位长的二进制最大表示：2的16次方-1）
第二行：
1.Identification，标识符，在三层对流量进行标记，针对同一个流量包被分成很多片其每一片的标记符一样，占16bit。该字段和 Flags 和Fragment Offest字段联合使用，对大的上层数据包进行分段（fragment）操作。
2.Flage，标记位，作用于后面方便数据重排序重组。第一个bit为（R保留位不使用）；第二个bit（DF，Don’t Fragment不分片位），DF位设为 1 时表明路由器不能对该上层数据包分段，如果一个上层数据包无法在不分段的情况下进行转发，则路由器会丢弃该上层数据包并返回一个错误信息；第三个bit（MF，More Fragment更多分片位），当路由器对一个上层数据包分段，除了最后一个分段的MF 为 0 外，其它所有分段的 MF 位均为 1，直到接受到 MF 位为0 的分段说明数据结束，占3bit。
3.Fragment Offset，分片偏移，指的时该分片距离没分片完整数据包头部的偏移值（比如第一个分片的偏移值就是0，第二个分片的偏移值则为第一个分片的大小），占13bit，该字段对包含分段的上层数据包的 IP 包赋予序号。由于 IP 包在网络上传送的时候不一定能按顺序到达，这个字段保证了目标路由器在接受到 IP 包之后能够还原分段的上层数据包。到某 个包含分段的上层数据包的 IP 包在传送是丢失，则整个一系列包含分段的上层 数据包的 IP 包都会被要求重传。因此，容易发生故障的数据链路会造成时延不成比例。另外，如果由于网络拥塞造成分段丢失，那么重传整段分组会进一步加重网络拥塞。
第三行：
1.Time To Live，生存时间（默认为255s），占8个bit，当 IP 包进行传送时，先会对该字段赋予某个特定的值，该值不以s为单位。当 IP 包经过每一个沿途的路由器的时候，每个沿途的路由器会将 IP 包的 TTL 值减少 1。如果 TTL 减少为 0，则该 IP 包会被丢弃。这个字段可以防止由于故障而导致 IP 包在网络中不停被转发。 TTL 常用的值是 15 和 32，但是建议缺省值是 64.
2.Protocol，协议号（0255，可用1255），用作描述上层是用什么协议（例如TCP=6，UDP=17，OSPF=89，ICMP=1，EIGRP=88），占8个bit
3.Header Checksum，包头校验和，用于计算IP包头的完整性，占16个bit，由于 IP 包头是变长的，所以提供一个头部校验来保证 IP 包头中信息的正确性。如果数据包没有发送错误，那么结果应该16 位全部为1，由于每一台路由器都会降低 TTL 的值，所以每台路由器都必须重新计算校验和。
第四行：
Source Address，源地址，占32个bit
第五行：
Destination Address，目的地址，占32个bit**
第六行：
大小要不为0，要不为32bit，要不为32bit的倍数
1.Options，可选字段（长度可变），该字段由起源设备根据需要改写可选项目有：松散源路由，严格源路由，路由记录，时间戳
（1）松散源路由（Loose source routing）：给出一连串路由器接口的 IP 地址。 IP 包必须沿着这些 IP 地址传送，但是允许在相继的两个 IP 地址之间跳过多个 路由器。
（2）严格源路由（Strict source routing）：给出一连串路由器接口的 IP 地 址。IP 包必须沿着这些 IP 地址传送，如果下一跳不在 IP 地址表中则表示发生错误。
（3）路由记录（Record route）：当 IP 包离开每个路由器的时候记录路由器的出站接口的 IP 地址。
（4）时间戳（Timestamps）：当 IP 包离开每个路由器的时候记录时间。
2.Padding，填充项，通过在可选字段后面添加0来补足32位，这样保证报头长度是32位的倍数。
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