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网络基础知识整理-by deeper

一、OSI模型和TCP/IP模型

应表会传网数物；TCP/IP协议簇；数据封装过程中各层的作用

1、传输层数据段报文：

  • 1）TCP首部格式：
  • 2）UDP首部格式：
    重点理解TCP中的序号与确认号的关系，以及6个控制位的作用（紧急、确认、急迫、重传、同步、结束）；
  • 3）TCP三次握手：
  • 4）TCP4次挥手：

2、网络层数据包报文

  • 1）IP首部格式：
    重点理解标识符、标志（DF、MF）、段偏移量与IP分片（MTU）之间的关系。

  • 2）ICMP控制消息协议：

    • 理解ping、trace route命令的原理和过程。
    • 错误反馈机制：
    • echo request & echo reply 显示请求和回复
    • sorce quench 源抑制
    • time exceeded 超时
    • destination unreachable 目的不可达
    • fragmentation needed 需要分片

  • 3）ARP地址解析协议：

    • 理解ARP缓存表（IP地址与MAC地址映射表）的建立原理、过程和获取方式。
    • windows中的简单命令：
    • 掌握查看命令：arp -a
    • 绑定静态命令：arp -s ip mac
    • 清除缓存命令：arp -d
    • 理解arp攻击和欺骗的原理和长角牛操作方法

3、数据链路层数据帧报文

  • 1）EthernetⅡ首部格式：
    • 类型值：0800H——>IP数据报，0806H——>ARP请求应答，8035H——>RARP请求应答。
    • 理解MAC地址表的形成原理和过程：
    • 学源——>泛洪（广播）——>反馈记录——>单播
    • 老化时间：默认300s
  • 2）单工、半双工和全双工
    各自工作原理、单工应用范围（多模光纤）、不一致的后果（可能丢包）
  • 3）接口速率
    • 10Base-T，100Base-T，速率协商不一致，链路无法连通。

二、网络传输介质和布线

1、信号

  • 模拟信号与数字信号的区别：连续性、波动幅度
  • 数字信号的优点：抗干扰、远距离高质量
  • 信号失真的影响因素：噪声、衰减

2、介质类型和线序

  • 双绞线：STP与USTP，cat5（百兆）、cat5e、cat6（千兆），串扰
  • 光纤：单模（黄）、多模（橙），区别（成本、距离、光源、纤芯粗细）
  • 同轴电缆：广播电视
  • 双绞线线序：T568A、T568B、直通线、交叉线

3、设备和接口

  • 设备：网线钳、打线钳、测线仪、信息插座（信息模块、面板和底座）、配线架、桥架、线槽、标签
  • 接口：RJ-45、RJ-11、SC大方

4、布线系统

  • 工作区子系统（房间信息插座）——水平子系统（连接插座和管理间）——管理子系统（楼层汇聚中心）——垂直子系统（楼层之间连 接管理间和设备间）——设备间子系统（主机房）——建筑群子系统（连接不同建筑物）

5、实施过程

墙壁打孔——线槽安装——布设线缆——端接线缆——设备上架——连通测试（Fluke）

三、交换机

1、物理特性

  • E口
  • F口
  • G口
  • Console口
  • SecureCRT配置

2、命令行模式和功能 

- 用户模式（Switch>）：查看信息  
- 特权模式（Switch#）：查看和操作部分配置  
- 全局模式（Switch(config)#）：针对整个交换机修改配置参数  
- 接口模式（Switch(config-if)#）：针对相应接口修改配置参数

3、基本查看命令

  • 查看系统版本信息：Switch#show version
  • 查看设备运行信息：Switch#show running-config
  • 查看接口配置信息：Switch#show int f0/1 b
  • 查看mac地址表：Switch#show mac address-table

4、基本配置命令

  • 配置主机名：Switch(config)#host deeper
  • 配置接口的双工：Switch(config-if)#duplex full
  • 配置接口的速率：Switch(config-if)#speed 100
  • 交换机设置默认网关：Switch(config)#ip default-gateway 192.168.1.1
  • 交换机设置域名服务器：Switch(config)#ip name-server 8.8.8.8
  • 交换机设置域名：Switch(config)#ip domain-name deeper.tech
  • 设置端口描述：Switch(config-if)#description XX
  • 设置mac地址表的老化时间：Switch(config)#mac address-table aging-time XX（单位为秒）
  • 设置永久mac地址表：Switch(config)#mac address-table permanent MAC地址 接口
  • 设置静态mac地址表：Switch(config)#mac address-table static MAC地址 接口
  • 一次进入多个接口：Switch(config)#int range f0/1 - 5（注意空格）
  • 还原接口信息：Switch(config)#default int f0/1
  • 保存命令：Switch#write
  • 重启命令：Switch#reload
  • 停止域名解析：Ctrl+Shift+6

5、VLAN配置

  • 原理：分割广播域；

操作过程：创建VLAN——>修改接口封装方式（二层交换机默认802.1q）——>修改接口模式——>加入VLAN

创建VLAN： 

Switch#vlan 10  
Switch#vlan 10,20,30.40

删除VLAN： 

Switch#no vlan 10

修改名称：

Switch(config-vlan)#name shengchan

修改接口模式：

Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-range)#switchport mode access

将接口加入VLAN：

Switch(config-if)#switchport access vlan 10
Switch(config-range)#switchport access vlan 10

查看VLAN信息：

Switch(config)#show vlan b

查看接口的封装方式和状态：

Switch(config)#show int f0/1 sw

Native VLAN：指定两边Native VLAN可以不打标签实现跨交换机通信，只有在802.1q封装下才能使用

6、Trunk(中继)配置

1）原理：为来自不同VLAN的数据帧打上不同标签；作用：使同一VLAN能跨交换机使用；链路类型（接入链路、中继链路）

2）Trunk的封装方式有两种：ISL和802.1q

二层交换机默认封装方式为802.1q，三层交换机需要进行指定（Switch(config-if)#sw tr native vlan 10）

3）常用配置

配置接口的Trunk封装方式：

Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot 1q

配置接口模式： 

Switch(config-if)#switchport mode trunk

禁止Trunk传输VLAN XX的数据： 

Switch(config-if)#sw trunk allowed vlan remove vlan XX

允许Trunk传输VLAN XX的数据： 

Switch(config-if)#sw trunk allowed vlan add vlan XX

4）链路两端的Trunk模式协商：接入、中继、动态企望、动态自动、非协商

5）以太网通道配置：先封装再捆绑 

Switch(config)#int range f0/1 - 2  
Switch(config-range)#channel-group 1 mode on

查看：Switch#show etherchannel 1 summary

7、三层交换机配置

  • 原理：添加虚接口，为虚接口配置IP地址，实现直连路由的功能；

  • 作用：二层交换+三层转发，每个Vlan虚接口就是该网段的网关；

  • 步骤：

创建相应VLAN(#vlan 10)——>开启相应的Vlan虚接口（#int vlan 10）——>配置虚接口的IP地址（#ip add）——>连接二层交换机
的接口配置802.1q封装方式和Trunk模式（#sw tr enc dot1q）——>打开路由功能(#ip routing)

8、VTP技术配置

  • 原理：SC管理模式，要求域名相同、交换机相邻；作用：在一台交换机上修改VLAN配置，其他交换机自动更新；

  • 三种VTP模式：

    • Server（管理者）
    • Client（服从者）
    • 透明（逍遥者）；

VTP通告在Trunk中继链路上传递信息，通告请求（重启后）、汇总通告（定期）、子集通告（配置变化时）；

  • 步骤： 
创建VTP域：Switch(config)#vtp domain C101  
配置VTP模式：Switch(config)#vtp mode server或client  
配置VTP口令：Switch(config)#vtp password haha  
配置VTP版本：Switch(config)#vtp version 2  
配置VTP修剪：Switch(config)#vtp pruning 消减中继链路上不必要的广播  
查看VTP配置：Switch#show vtp status  
查看VTP口令：Switch#show vtp password

四、路由器

1、特性

  • 路由表、网关（局域网出口）
  • 直连路由：优先级最高
  • 静态路由：优先级次之
  • 默认路由：优先级再次
  • 动态路由：优先级最后
  • 所有接口默认 关闭 ，所有路由都是单向的

2、命令行模式与交换机一样，略

3、基本配置命令

配置接口IP： 

Router(config-if)#ip add 192.168.1.10 255.255.255.0  
Router(config-if)#no shutdown

配置静态路由： 

Router(config)#ip route 目的网段 子网掩码 下一跳接口地址

配置默认路由： 

Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 下一跳接口地址

配置静态arp缓存表： 

Router(config)#arp 10.138.208.81 0000.e268.9980 ARPA

清除命令：

清除静态路由：

Router(config)#no ip route 目的网段 子网掩码 下一跳接口地址

清除开机启动配置：

Router(config)#erase startup-config

清除ARP缓存表：

Router#clear arp-cache

注意避免路由环路！

4、基本查看命令

查看接口ip配置：

Router#show ip int b

查看路由表信息：

Router#show ip route

查看设备开机启动配置：

Router#show startup-config

查看设备运行配置：

Router#show running-config

查看ARP缓存表：

Router#show arp

5、DHCP技术

原理：自动为客户端分配IP地址、网络段、网关和DNS；
步骤：
定义IP池：

Router(config)#ip dhcp pool lala

设置动态分配IP地址段：

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0

设置网关：

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.1

设置DNS客户端：

Router(dhcp-config)#dns server 8.8.8.8

设置地址租期：lease 1 (单位为天)
设置保留静态IP地址(如打印机)：

Router(config)#dhcp excluded-address 192.168.1.100

6、单臂路由（与VLAN配合使用）

  • 原理：基于一个物理接口的虚接口(f0/0.1、f0/0.2等)IP地址进行转发；作用：实现不同VLAN之间的数据通信；与三层交换机作用相似；

  • 注意：物理接口必须是no shutdown状态，路由与交换机之间的链路必须是Trunk链路（也就是交换机端接口必须是Trunk模式，路由端虚接口必须手动定义802.1q封装方式）

  • 步骤：

1）交换机配置相应的VLAN和接口模式；
2）路由器物理接口开启：

Router(config-if)#no sh

3）路由虚接口配置封装方式：

Router(config)#int f0/0.1
Router(config-if)#encapsulation dot1q 10(相应VLAN的id号)

4）路由虚接口配置IP地址： 

Router(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0

7、NAT（网络地址转化）技术

  • 原理：通过转化IP地址，节约访问公网时的IP地址数量；

  • 实现方式：静态转换、动态转换、端口多路复用（PAT）；

  • 配置步骤：

1）静态转换（一对一）：

A、设置内部端口、外部端口IP地址
B、创建NAT映射表 

Router(config)#ip nat inside source static local-ip global-ip

C、为内外接口指定模式 

Router(config-if)#ip nat inside或outside

D、最后配置静态路由或默认路由 

Router(config)#ip route XXX XXX XXX

2）动态转换（多对多）：

A、首先设置内部端口、外部端口IP地址
B、定义ACL（访问控制列表） Router(config)#access-list 1 permit 192.168.100.0（本地局部网段） 0.0.0.255（反掩码） C、定义出口地址池（pool） Router(config)#ip nat pool test0 61.159.62.131 61.159.62.190 netmask 255.255.255.192 D、然后创建NAT映射表 Router(config)#ip nat inside source list 1 pool test0 E、为内外接口指定模式 Router(config-if)#ip nat inside或outside F、最后配置静态路由或默认路由 Router(config)#ip route XXX XXX XXX

3）端口多路复用（多对一）：

A、首先设置内部端口、外部端口IP地址 B、定义ACL（访问控制列表） Router(config)#access-list 1 permit 192.168.100.0（本地局部网段） 0.0.0.255（反掩码） C、定义出口地址池（pool） Router(config)#ip nat pool only 61.159.62.131 61.159.62.131 netmask 255.255.255.192 （注意只有一个地址） D、然后创建NAT映射表 Router(config)#ip nat inside source list 1 pool only overload （相比动态多了一个单词） E、为内外接口指定模式 Router(config-if)#ip nat inside或outside F、最后配置静态路由或默认路由 Router(config)#ip route XXX XXX XXX 注意直接复用路由外部接口时，不需要定义pool，此时pool XX =int XX

4）查看NAT信息表：

#show ip nat statistics或translations

五、路由器和交换设备管理

1、设备的特殊接口

本地回环接口：int lo 0
交换机虚接口：int vlan 10
console接口：line con 0
vty远程管理口：line vty 0 4 (5个远程管理口)

2、简单便捷操作命令

1）解决重回初始界面问题： 

(config)#line con 0  
(config-line)#exec-timeout 0 0 (第一个0是分钟，第二个0是秒)

2）解决日志消息打断输入问题： 

(config)#line con 0  
(config-line)#logging synchronous （日志同步）

3）禁用DNS查询： 

(config)#no ip domain-lookup

3、路由和交换机的启动过程

ROM——驻留Bootstrap
Flash——存储IOS
NVRAM——驻留Configuration Register和startup-config
RAM——运行running-config
开机的过程就是ROM—Flash—NVRAM依次将文件加载到RAM中的过程
0x2102默认正常启动，0x2142从Flash中启动不加载NVRAM，0x2101从Bootram中启动用于更新系统，0x2141从BootRAM启动不加
载NVRAM。

4、设备管理基本命令

查看运行在RAM中的配置：#show running-config  
查看开机启动的配置：#show startup-config  
复制当前配置到开机配置：#copy running-config startup-config  
所以就很容易理解  
#write=copy running-config startup-config  
#erase nvram=erase startup-config

配置console口密码： 

(config)#line con 0  
(config-line)#password haha  
(config-line)#login

配置特权模式密码： 

(config)#enable password hehe （明文）  
(config)#enable secret hehe （密文）

同时设置明文和密文，密文会生效
加密明文密码： 

(config)#service password-encryption

配置远程管理vty密码： 

(config)#line vty 0 4  
(config-line)#password haha  
(config-line)#login

注意vty密码可以和console密码不一样，远程管理必须设置特权密码，console管理可以不设；
远程管理交换机时需要先设置相应的int Vlan，如果不在同一网段还需要设置默认网关；

5、路由密码恢复

在开机过程中按Ctrl+Break进入rommon模式

1）修改启动顺序： 

rommon>confreg 0x2142  
rommon>reset （重启）

2）正常启动后用startup-config覆盖running-config： 

#copy startup-config running-config

3）修改密码： 

(config)#enable password hehe

4）将修改后的配置保存到startup-config 

#write

5）将开机启动顺序改为正常启动： 

(config)#config-register 0x2102

6、交换机密码恢复

方法：在“switch：”模式，修改配置文件名称，使之不能被系统加载；

1）拔电重启，重启时按住mode键，进入“switch：”模式

switch：rename flash:config.text flash:config.old
switch：boot

2）重启进入系统，将配置文件名称改回来，以方便加载之前的配置 

#rename flash:config.old flash:config.text

3）手动加载配置文件 

#copy flash:config.text system:running-config

4）修改密码或no掉密码
略

5）保存，然后reload

7、系统恢复、备份和升级

1）利用TFTP恢复路由器IOS（注意大小写）
进入ROMMON模式 

rommon>IP-ADDRESS=  
rommon>IP_SUBNET_MASK=  
rommon>DEFAULT_GATEWAY=  
rommon>TFTP_SERVER=  
rommon>TFTP_FILE=  
rommon>sync （保存）  
rommon>set （查看）  
rommon>tftpdnld （下载恢复）

恢复后配置不变

2）通过TFTP对IOS备份和升级

A、pc安装TFTP软件；
B、设置TFTP的路径；
C、为pc设置IP地址、网关，为路由设置在同一网段；
D、连接路由con口控制，连接路由f0/0与pc网口（用于传输文件）
E、备份： 

(config)#copy flash: tftp:  
(config)#192.168.1.100（TFTP的IP地址）  
(config)#XXXX （文件的名称）  
(config)#确认

F、升级： 

(config)#copy tftp: flash:  
(config)#192.168.1.100（TFTP的IP地址）  
(config)#XXXX （文件的名称）  
(config)#确认

3）通过FTP对IOS备份和升级 (可以突破32MB文件限制)

A、pc安装FTP软件，配置文件路径、登录用户名和密码；
B、路由配置FTP用户名和密码： 

(config)#ip ftp username XX  
(config)#ip ftp password XX

C、复制镜像： 

(config)#copy ftp: flash:  
(config)#192.168.1.100（FTP的IP地址）  
(config)#XXXX （文件的名称）  
(config)#确认

六、其他网络知识补充

1、IPv6

背景和优势：IPv4地址已经分配完毕，IPv6空间更大，更高效、更安全、更好的QoS
冒号十六进制表示：8段，每段16位，压缩表示法
地址前缀：如21DA：D3::/48，相当于子网掩码
地址类型：链路本地地址（FE80::/64）、全局单播地址、回环地址（::1）

2、IP分片

MTU
原理：
标识符——标识——段偏移量
16位——3位——13位
同一包的分片标识符是一样的，标识的DF决定是否允许分片，MF决定是否是最后一个分片，段偏移量决定本分片开始位置。
分片针对数据划分，不包括原来的IP报头，但是MTU是计算整个报文大小的

3、子网划分

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