OSI七层参考模型—————OSI1979年由IOS提出先有协议后有模型应用层表示层会话层传输层数据段 1——1023静态端口号 后面两种可以动态分配 1024——49151注册端口号 49152———65535动态端口号网络层数据包数据链路层数据帧物理层比特流ARP协议————地址解析协议正向ARP通过已知IP地址获取未知MAC地址并储存在缓存表中老化时间180s反向ARP通过已知MAC地址获取未知IP地址免费ARP利用正向ARP的原理请求自己的IP地址进行自我介绍冲突检测TCP/IP标准模型共四层————应用层OSI前三层传输层互联网层网络层网络接口层数据链路物理层TCP/IP对等模型共五层PDU---协议数据单元IP协议0x0800协议类型ARP协议0x0806跨层封装为了提高速度跨四层封装越过第四层需要通过协议号进行处理---仅仅运用于直连路由之间例如ospf跨三四层封装---仅仅运用于直连交换设备之间IP地址IPV4IPV4点分十进制网络位主机位 子网掩码由连续的1和连续的0组成单播地址一对一组播地址一对多广播地址一对所有相同广播域的所有有类分址A8子网掩码B16C24根据二进制前8位数字特征分类A0xxx.xxxx 私网地址段10.0.0.0--10.255.255.255B10xx.xxxx 私网地址段172.16.0.0--172.31.255.255C: 1110.xxxx 私网地址段192.168.0.0--192.168.255.255D: 1110.xxxxE: 1111.xxxx特殊IP地址环回地址127.0.0.1--127.255.255.254本地链路地址169.254.0.0 /16受限广播地址255.255.255.255直接广播地址主机位全一网段地址主机位全0代表所有IP地址代表没有地址0.0.0.0VLSM可变长子网掩码做子网划分思路从主机位向网络位借位被借的位称为子网位CIDR无类域间路由做子网汇总思路去相同去不同动态主机配置协议--DHCP二进制---电信号 处理传输电流信号 1001101 标准化---协议 ISO--七层参考模型 1979--ISO国际标准化组织 分层1.更利于标准化2.每个层次之间可以独立的发展 应用层—人机交互的窗口作用 表示层—统一编码格式将人类语言转换为二进制 会话层—建立维护和断开一次会话通讯 会话—主机和服务器之间建立的逻辑通道 分区 新分区1 的第2 页 会话—主机和服务器之间建立的逻辑通道 1.提供会话层地址账号2.建立主机和服务器之间的逻辑通道 传输层—端到端的传输---应用到应用之间的传输利用传输层地址端 口号进行应用和服务的区分 端口号本质是16位二进制数量是65536个取值范围0-65535 其中0作为保留端口号--实际范围1-65535 1-1023—知名端口号著名 端口号SSH--22端口 应用层-- TCP SPORT 5000 DPORT 80 应用层--HTTP TCP sport 80 dport 5000 分区 新分区1 的第3 页 TCP sport 80 dport 5000 网络层---通过IP地址实现逻辑寻址 访问服务器的一下方式获取目标服务器IP地址的方式 1.直接获取到目标服务器的IP地址 2.通过域名进行访问---DNS 3.通过APP或者应用程序去获取 4.通过广播获取 数据链路层---MAC—通过MAC地址进行物理寻址—在以太网中独有的地 址MAC 二进制---电信号控制物理层 物理层---处理和传输电流信封装与解封装 PDU--协议数据单元 应用层数据—数据报文 传输层—数据段 网络层—数据包 数据链路层—数据帧 物理层—比特应用层存在封装--使用不同的应用层协议进行封装 封装从应用层开始一直到数据链路层结束物理层不需要封跨层封装- OSPF--跨四层封装的协议--可以提升数据包转发效率 利用协议字段区分上层协议 TCP---6 UDP--17 OSPF--89 分区 新分区1 的第7 页 STP---生成树协议跨三四层进行封装 静态配置IP地址 DHCP--动态主机配置协议--应用层协议 UDP c---68 s---67 1.首次获取ip地址 1.1 C—S dhcp-discover--寻址网络中可能存在的DHCP服务器 UDP SPORT 68 DPORT 67 SIP 0.0.0.0 DIP 255.255.255.255 SMAC PC DMAC FF-FF..FF 1.2 S—C dhcp-offer报文---携带一个可用的IP地址 UDP SPORT 67 DPORT 68 SIP FWQ DIP 可用的IP地址/255.255.255.255 Smac fwq dmac pc/ff..FF 1.3C—S---dhcp request--请求报文请求一个IP地址 UDP SPORT 68 DPORT 67 SIP 0.0.0.0 DIP 255.255.255.255 SMAC PC DMAC FF-FF..FF 1.通知请求的服务端我使用了你下发的IP地址 2.告知网络中其他dhcp服务端你的地址没有使用可用释放掉 1.4 S—C dhcp-ack报文---携带一个可用的IP地址 UDP SPORT 67 DPORT 68 SIP FWQ DIP 可用的IP地址/255.255.255.255 Smac fwq dmac pc/ff..FF 分区 新分区1 的第8 页 Smac fwq dmac pc/ff..FFACK--NAK 1.在次获取ip地址 租期--24h 1.3C—S---dhcp request--请求报文请求一个IP地址--单播发送 UDP SPORT 68 DPORT 67 SIP 获取到的地址 DIP fwq SMAC PC DMAC FWQ 1.4 S—C dhcp-ack报文---携带一个可用的IP地址 UDP SPORT 67 DPORT 68 SIP FWQ DIP 可用的IP地址/255.255.255.255 Smac fwq dmac pc/ff..FF T1时间---50%租期 12h T2时间--87.5%租期 21H ARP协议--地址解析协议 分区 新分区1 的第9 页 ARP协议--地址解析协议 已知一种地址获取另外一种地址的协议 正向ARP--通过IP地址获取MAC地址 反向ARP- 免费ARP- 交换机转发首先收到数据帧之后需要基于接受该数据帧的接口和数据 帧中源MAC地址信息记录对应关系到MAC地址表中之后根据数据帧 中的目标MAC进行转发一旦存在记录则直接单播转发只从某一个记 录的接口发出如果没有记录或者的mac是全FF则洪范——除了接 收该数据帧的接口外想剩下所有接口复制转发一份该数据帧 路由器的转发原理当一个数据包来到路由器路由器会根据自身的路由表 查看数据包中的目标IP地址进行转发如果存在记录则直接转发如果没 有记录则直接丢弃VLAN---作用在一台交换机利用VLAN可以实现将一个广播域 逻辑上拆分为多个虚拟的广播域 LAN--局域网—— MAN--城域网 WAN--广域网 VID ---VLAN-ID作用区分和标识划分出来的虚拟局域网 数量4096个 取值范围0-4095 实际的取值范围1-4094设备 默认存在VLAN-1 1.创建VLAN创建VLAN-ID [Huawei]vlan 2--单纯创建VLAN定义接口链路类型 如果将接口配置为Access接口那么该接口发出的所有数据均 不携带VLAN标签 [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port link-type access [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 2——定义接口链路类 型并且将接口绑定VLAN的配置 当数据来到交换机交换机会记录数据帧中源MAC地址和接口的对应关 系并且会记录接口绑定的VLAN-ID之后基于目标MAC进行转发当 MAC地址表存在记录则单播如果没有记录则洪范给具有相同VLAN-ID混杂接口---通过配置混杂接口可以做到针对二层业务数据进行访问控 制的效果可以将VLAN的逻辑根据需求做到更加灵活的处理 配置 [sw1]vlan batch 2 3 4 [sw1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type hybrid [sw1-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid pvid vlan 2 [sw1-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid untagged vlan 2 3 4--允许接口放 通VLAN数据不携带VLAN标签 [sw1-GigabitEthernet0/0/3] port hybrid tagged vlan 2 to 4--允许接口放通 VLAN数据携带VLAN标华为设备接口默认的链路类型是混杂 PVID---接口绑定的VID [Huawei-GigabitEthernet0/0/5]port trunk pvid vlan 2--trunk接口可以修 改接口PVID 华为设备规定所有交换机内部的流量必须携带标STP—生成树作用专门设计出来解决 二层环路问题 1.广播风暴- 2.MAC地址表的偏移漂移 二层环路问题的协议 每一次循环都会导致交换机来回刷新MAC地址表记录 3.多帧复制-- STP—生成树---需要将原本的环型拓扑结构转换为最短路径树生成树通过逻 辑上阻塞一些接口从而生成最短路径树达到解决环型拓扑的目标并且 会实时的监听整个拓扑环境是否发生结构突变会自动将原本阻塞的一些接 口重新打开 STP---生成树协议 PVST PVST----思科 Rstp---快速生成树 Mstp---多生成树 STP---传递的报文——BPDU 配置BPDU--STP用来协商参数的报文 TCN-BPDU---会实时的监听整个拓扑环境是否发生结构突变一旦检测到结 构变化会通告TCN-BPDU 分区 新分区1 的第1 页 PVI--协议版本号 STP--0 RSTP--2 MSTP--3 ROOT BID ID----- RID 网桥 ID 1. 作用 用来标识和区分不同的运行 2. 用来协商生成树角色 组成前 16 stp 的交换机设备身份 位二进制是优先级后 48 位二进制是设备的 生成树所有协商的参数均为越小越优先 RPC- PORT 前4 根路径开销---- ID- 16 设备接口到达根桥的开销值 位二进制 位是优先级后 12 位是发出该配置 MAC 地PVI--协议版本号 STP--0 RSTP--2 MSTP--3 ROOT BID ID----- RID 网桥 ID 1. 作用 用来标识和区分不同的运行 2. 用来协商生成树角色 组成前 16 stp 的交换机设备身份 位二进制是优先级后 48 位二进制是设备的 生成树所有协商的参数均为越小越优先 RPC- PORT 前4 根路径开销---- ID- 16 设备接口到达根桥的开销值 位二进制 位是优先级后 12 位是发出该配置 MAC 地址 BPDU 的接口编号生成 分区 新分区1 的第2 页 TCN-BPDU-- TCN-BPDU--作用 1.通告网络结构发生变化 2.用来刷新MAC地址表中的错误记录---存在逐级上报的机制避免重复的刷 新MAC地址表 远端设备检测到自身网络结构发生变化会主动向所有运行了stp的接口发 送TCN-BPDU其他设备收到之后会回复TCA-标志位置为1的配置BPDU用 来做确认其次会不断逐级转发一直到根桥设备之后根桥设备会主动发送 TC标志位拓扑变更标志位为1的配置BPDU最终该报文会传递到整个 交换网络所有设备这些设备收到该TC置1报文会将自身MAC地址老化时 间设置为15S用来刷新错误信息设备仅转发由根桥产生的配置BPDU 生成树一共要选举四种角色 根网桥RB--整个交换网络必须选择唯一的一个根桥设备 根端口RP--所有非根设备必须选择唯一一个端口成为根端口用来接收根桥 发送的配置BPDU 指定端口DP--一段链路需要选举唯一的一个角色用来转发根桥发送的配置 BPDU 非指定端口NDP--剩下所有没有角色的端口就是非指定端口最终需要被阻 塞的端口-- 根网桥RB--整个交换网络必须选择唯一的一个根桥设备 会比较BID最小的设备成为根网桥 BID 网桥 ID 1. 作用 用来标识和区分不同的运行 2. 用来协商生成树角色 组成前 16 stp 的交换机设备身份 位二进制是优先级后 48 位二进制是设备的 生成树所有协商的参数均为越小越优先 比较规则先比较优先级在比较 mac 地址1.会比较接口的入向RPC值会选择入向RPC值更小的接口作为根端口 入向RPC值----接口收到的配置BPDU中携带的开销值 2.如果IRPC一致那么会比较收到的配置BPDU中对端设备的BID大小会选 择BID更小的所对应的接口 3.如果对端设备BID一致那么会比较对端设备的PID选择更小PID对应的 接口 4.如果对端设备PID一致那么会比较自身设备的PID选择更小PID对应的 接口 生成树 RPC 开销的计算公式 等于沿途所有入接口的开销[Huawei]undo stp enable--直接禁用STP协议 [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo stp enable---仅关闭一些接口的STP协议 一般对于三层接口建议接口关闭STP协议阻塞状态作用所有运行STP协议的接口最先进入的状态为了避免此时协 议刚起到还没有彻底收敛就已经出现环路问题 分区 议刚起到还没有彻底收敛就已经出现环路问题 初次收敛时因为所有设备的接口都是阻塞状态会导致没有任何设备发送 BPDU报文无法协商参数所以设备会自动关联最大寿命如果20S没有收 到任何BPDU报文那么会视为根桥故障会自动进入侦听状态主动发送 BPDU报文 侦听状态STP进行角色选举的状态一旦接口被选举未根端口或者指定端 口均会进入下一个状态会经过15S的选举时间为了让所有设备所有接口 均完成角色选举避免临时环路---一些设备任处于选举过程中角色没有选 完自然不会阻塞接口如果接口被选举未非指定端口那么该接口最终 回退到阻塞状态被阻塞 学习状态STP为了尽量避免初次访问时产生大量的广播报文影响通讯质 量尽量记录本设备用户的MAC地址信息 STP首次收敛至少50S才能完成收敛收敛速度很慢