最后更新:2022-07-21 15:18:38 手机定位技术交流文章
H3CNE
计算机网络概述
计算机网络定义
计算机网络基本功能
计算机网络的类型
网络拓扑
- 定义
- 分类
- 总线型拓扑
- 所有设备共享公共线路
- 电路故障会导致所有设备关闭通信
- 环型拓扑
- 星型拓扑
- 中央节点故障可能导致网络故障
- 其他节点直接连接到中心节点
- 一个行中断不会影响其他节点
- 树型拓扑
- 网状拓扑
衡量网络性能的指标
数据单位
- 1Kb=1024b
- 1Mb=1024Kb
- 1Gb=1024Mb
- Byte
- bit
协议和标准
网络参考模型
OSI参考模型
- 产生背景
- 主要的IT设备制造商只支持他们自己的私人协议,而且设备的兼容性很差
- 用户购买和维护的高成本
- 不利于网络技术发展
- 概念
- 优点
- 开放标准化接口,协议不再关闭
- 多厂商设备兼容
- 易于理解、学习和更新协议标准
- 实现模块化工程,减少开发难度
- 便于故障排除
- 分层
- 1.物理层
- 定义电压 、 接口 、 电缆标准 、 传输距离 、 传输媒体等物理参数.
- 2.数据链路层
- 3.网络层
- 4.传输层
- 5.会话层
- 6.表示层
- 7.应用层
- OSI参考模型问题
- 太多层被分开,在对话和表示层中没有意义
- IP协议成为唯一真正的网络层协议
TCP/IP参考模型
- 4层划分方法
- 1.网络接口层
- 2.网络层
- 3.传输层
- 4.应用层
- 5层划分方法
- 1.物理层
- 2.数据链路层
- 3.网络层
- 4.传输层
- 5.应用层
数据封装和解封装
- 定义
- TCP/IP层化
- 1.物理层:比特流
- 2.数据链接层:数据框架
- 3.网络层:数据包
- 4.传输层:数据段
- 5.应用层:数据
- 数据包装和解包装过程
- 在传输数据时,上层到下层层
- 在接收数据时,从底部解封至顶部
- 只有删除外包才能看到内包
IP基本原理
IP的定义
- 目前只有网络层协议标准
- 定义数据网络层的包装方法和地址方法
IP头部封装格式
- version
- IHL
- Type of service
- 用于识别DSCP或IP优先次序的服务类型用于识别QOS
- Total length
- Identification
- Flags
- Fragment offset
- Time to Live
- Protocol
- Header Checksum
- Source Address
- Destination Address
- Options
IP地址
- 定义
- 格式
- 32位元长度,点到点十进制
- 网络+主机组成
- 与网络比特长度和数目完全相同的地址属于同一网络段
- 分类
- A类
- B类
- 地址范围
- 128.0.0.0-191.255.255.255
- 网络位划分
- 第一个16位元是网络位元,第二个16位元是主机位元。
- C类
- 地址范围
- 192.0.0.0-223.255.255.255
- 网络位划分
- D类
- E类
- IP地址分类用于区分不同的网络大小
- 特殊地址
- 127.X.X.X
- 主机位全0的地址
- 主机位全1的地址
- 255.255.255.255
- 0.0.0.0
- 公网/私网地址
- 公网地址
- 私网地址
- 本地可用,无法在互联网上找到地址
- 地址范围
- A类:10.0.0.0-10.255.255.255
- B类:172.16.0.0-172.31.255.255
- C类:192.168.0.0-192.168.255.255
ARP协议
- 定义
- 工作原理
- 一个主机以广播的形式发送ARP查询请求,要求MAC地址与B主机的IP相符
- B主机以单播形式响应A主机的MAC地址
- 一个主机将B主机的IP地址和MAC地址之间的映射关系写入ARP缓存表
- 相关命令
ICMP协议
IP数据转发原理
- 如果目标IP和主机IP属于网络的同一部分,则目标IP的MAC地址将直接查询和封锁
- 如果目标IP和主机IP不属于网络的同一部分,则IP地址的Mac地址将被查询和封锁
网关
广域网基本原理
使用的协议及线缆
连接方式
局域网基本原理
使用的协议及线缆
局域网设备
- 集线器
- 内部为总线型拓扑
- 任何时候,只有一个主机占用总线,所有连接的设备都位于同一冲突区域
- 在物理层内工作,没有处理能力,在洪水模式中传输所有数据
- 交换机
- 两个内部接口都有独立的线,每个接口是独立的冲突区
- 基于MAC地址的数据链层工作,数据可以在单点传输
- 冲突域
- CSMA/CD
局域网线缆
- 双绞线
- 光纤
- 多模光纤
- 单模光纤
- 纤维芯较薄,只能传输单一的光源
- 传输距离远
- 成本高
命令行操作基础
H3C路由交换产品连接方法
- 使用 Konsole线本地连接
- 协议串行,接口Com端口,端口速率9600
- 适用于设备的初始调试
- 使用电话网远程访问
- 使用SSH远程访问
命令行使用基础
- 命令行视图
- 用户视图
- 系统视图
- 接口视图
- [H3C-GigabitEthernet0/0]
- 可以对接口修改配置
- 视图的切换
- system-view
- interface g0/0
- quit
- return
- 常用查看命令
- display current-configuration
- display ip interface brief
- display ip interface g0/0
- display version
- display this
- 设备操作命令
- sysname R1
- reboot
- save
- reset saved-configuration
- 命令行帮助
网络设备文件管理
设备存储器
- ROM
- Flash
- 闪存, 如操作系统文件、配置文件等数据的永久存储.
- RAM
- 一个存储当前运行的数据的内存,并且停电数据将丢失。
设备的配置文件
- 当前配置
- current-configuration
- 该设备正在运行的配置信息,并存储在RAM中
- 起始配置
- startup-configuration
- 当设备打开时自动加载的配置信息,存储在Flash
- 起始配置文件的备份
- 通过USB或FTP.cfg启动并启动。 将mdb复制到其他存储器
- 配置还原后,需要通过startup saved‐configuration startup.cfg命令来指定新的配置文件
TCP/UDP原理
端口
- 每个应用程序需要通过一个单独的端口来识别哪些应用程序正在通过端口号码处理数据
- 服务端:固定端口号
- 客户端:1024或多个随机端口
- 知名端口号
- 80 HTTP
- 20 21 FTP
- 23 TELNET
- 25 SMTP
- 53 DNS
TCP的原理
- TCP头部封装格式
- Source Port
- Seq
- Acknowledgement
- Data Offset
- Reserved
- URG
- Ack
- Psh
- Rst
- Syn
- Fin
- window
- Checksum
- Urgent Pointer
- Options
- TCP可靠性机制
- 确认机制
- Seq = last ack
- Ack = last seq+length
- 如果数据没有收到,或者不完整,则会再次向另一方发出请求索引
- 三次握手
- 窗口机制
- 完整性校验
- TCP特征
- TCP的适用场景
UDP的原理
网络设备调试
Debug
- 定义
- 所有接收和发送到相应的协议的讯息都显示在屏幕上
- 用于网络排错
- 开启debub命令
- terminal monitor
- terminal debugging
- 调试协议类型
- 结束dubug
以太网交换原则
以太网
- 定义
- 特征
- Mac地址
- 在生产时写给每个网络设备的独特物理地址
- 48位长度,16英寸格式地址
- 前24位为厂商标识,后24是设备标识
- 以太网帧格式
- 目的Mac地址
- 源Mac地址
- 服务和类型
- DATA
- 帧校验序列
交换机
- 定义
- 交换机数据转发原理
- MAC地址表
- 记录开关的每个端口与连接设备的 MAC地址之间的映射关系
- 一个端口可以与多个MAC地址相符
- Mac地址不能匹配多个接口
- 老化时间:300秒
- 工作机制
- 交换机学习数据帧的源 MAC地址,以获取端口与设备 MAC地址之间的映射关系,并将其写入 MAC地址表
- 交换机检查数据帧的MAC地址,以确定从MAC地址表中的映射关系中从哪个端口发送数据帧
- 交换机用于MAC地址的MAC地址表中不存在的数据帧进行广播
- 数据传输模式
- 数据帧的转发方式
- 对于一个具有已知的MAC地址的单个广播帧,交换机查询将传输的MAC地址表
- 对于未知的MAC地址的单播帧,交换机进行广播处理
- 对于广播帧,开关继续进行广播处理
- 广播域
- 可以接收相同的广播消息的网络中的设备
- 默认情况下,所有开关端口属于同一广播区域
弗兰和特里尼克
VLAN的定义
- 一个虚拟区域网络,用于隔离两个层次的网络中的广播区域。
- 不同的VLAN设备不能在两层网络中互相通信
VLAN传输过程实例
- 计算机将数据帧发送给交换机,然后将数据帧输入到vlan标签上;vlan标签中的vlanID是数据帧接收机的vlan;一旦数据帧输入到vlan标签上,它就成为802.1Q格式的Frames
- 2.交换机检查数据帧的目标MAC地址,以便作出判断;如果目标MAC相应的接口允许标签中的VlanID传递,则数据帧可以传输;否则,帧被丢弃
- 3.数据帧将从端口发送到PC之前从vlan标签中剥离,并恢复到标准的Ethernet帧格式
802.1Q
- 在源Mac地址和类型之间载有vlan标签的帧格式,计算机无法识别
VLAN工作原理
- 交换机端口类型
- Access
- 必须加入到一个vlan,只能加入到一个vlan;从access端口收到的帧,会打上该端口所属vlan的tag;从access端口发出的帧会剥离tag
- 一般用于连接PC或路由器
- 默认的H3C开关是所有端口属于vlan1的访问类型;Huawei是混合式
- Trunk
- 可以允许多个vlan的数据通过;从trunk端口发出的帧保留vlan tag,但是缺省vlan除外;trunk端口收到未打tag的帧,重新输入缺失的vlan标签
- 一般用来连接交换机
- Hybrid
- 允许通过多个vlan数据;手动配置由混合端口发出的帧,哪一个Vlan保留标签,哪一个vlan剥去标签,缺失的vlan必须删除标签;Hybrid接收了没有标签的帧,重新输入缺失的vlan标签
- 可以连接个人电脑/路由器以及开关
- PVID
- 定义
- 表示一个终端的缺失vlan;任何类型的终端将传输一个与标签中的vlan id和pvid匹配的帧将剥离标签
- 特征
- 访问端口vlan是pvid,不需要配置,默认vlan1
- Trunk端口需要手动pvid配置,默认vlan1
- 混合端口需要pvid的手动配置,默认的vlan1
- 总结
- 接收未分段帧的任何终端将键入丢失的vlan标签
- 任何没有Vlan标签的传输帧的终端将删除标签
VLAN类型
- 基于端口的VLAN
- 基于Mac的VLAN
- 一个具有相同的Mac地址的设备被绑定到vlan上,而vlan不变地被分配,不管它连接到哪个端口
- 必须为Hybrid配置端口类型
- 基于协议的VLAN
- 该三层协议是与vlan结合的,而相同的协议的消息,不管它从哪个端口接收,仍然是vlan
- 必须为Hybrid配置端口类型
- 基于IP子网的VLAN
- 该IP段被绑定到vlan,同一IP子网的设备,不管它连接到哪个端口,vlan属于不变的
- 必须为Hybrid配置端口类型
- VLAN归属优先级
- Mac地址vlan>IP子网vlan>协议vlan>端口vlan
VLAN常用命令
- [h3c]vlan ‘vlan id’
- [h3c-vlan10]name 'text’
- [h3c-vlan10]port ‘port id’
- [h3c-GigabitEthernet1/0/1]port link-type ‘access/trunk/hybrid’
- [h3c-GigabitEthernet1/0/1]port trunk permit vlan ‘vlan-id-list/all’
- [h3c-GigabitEthernet1/0/1]port trunk pvid ‘vlan id’
- [h3c]display vlan '‘vlan id’
- [h3c]display vlan brief
- [h3c]display port trunk
生成树协议
二层环路带来的问题
生成树定义
STP相关概念
STP的选举机制
- 在所有交换机中选举出一台作为根网桥(Root bridge)
- 选举规则
- Brideg-id
- 定义
- 格式
- 优先级+Mac地址
- 默认优先次序为32768,必须是4096的乘数
- 每台非根网桥(交换机)选举出一个根端口(Root port)
- 选举规则
- 1.通往根桥是开支的一个小优先事项
- 2.小前端开关BID优先级
- 3.端口ID小优先级
- 开销
- 成本代表路径的成本和带宽的成本,带宽越大,费用越小
- 每个物理段上选举出一个指定端口(Designated port)
- 选举规则
- 1.通往根桥是开支的一个小优先事项
- 2.初级BID小优先级
- 3.端口ID小优先级
- 剩下没有角色的端口就是闭塞端口(Blocked Port)
STP初始化流程
- 交换机端口状态
- 禁用:禁用状态,关闭端口
- blocking:闭塞状态
- 接收BPDU,但不发送BPDU,不学习Mac地址,不传输数据
- listening:监听状态
- 接收和发送BPDU,不学习Mac地址,不传输数据,15秒
- 学习:学习状态
- 接收和发送BPDU,学习Mac地址,不发送数据,持续15秒
- forwarding:转发状态
STP计时器
- Hello time
- Max age
- Forwarding delay
STP拓扑变更机制
- 1.最大年龄超时/与接口更改为转移状态,确定拓扑变化发生,启动TCNBPDU到根网桥
- 2.接收TCNBPDU的交换机继续向根桥传输TCNBPDU,直到它到达根桥
- 3.网络桥接收TCNBPDU并向所有终端启动T位置配置BPDU
- 4.在交换机收到TC位置配置BPDU后,Mac地址簿的老化时间减少到15秒
STP的问题
- 收敛速度很慢,故障切换时间太长
- 网络中的大量主机经常上下,这可能导致大量TCNBPDU被传输
RSTP
- 快速生成树协议
- 端口状态减少到3种
- 端口角色增加到4种
- 根端口和指定端口不变
- 闭塞端口细分为2种
- 替代端口(Alternata port)
- 备份端口(Backup port)
- 边缘端口机制
- 当链被激活时,端口立即进入继电器状态并不参与STP计算
- 边缘端子上/下不触发拓扑变化
- 建议将连接的PC端口配置为边缘端口
MSTP
- 多生成树协议
- 将多个vlans绑定到生成树实例中,每个实例独立计算生成树
- 基于不同STP计算结果,实现了不同Vlan的流量负荷平衡
STP常用命令
- [h3c]display stp
- [h3c]display stp brief
- [h3c]stp global enable
- [h3c-GigabitEthernet 1/0/1]undo stp enable
- [h3c]stp mode ‘stp/rstp/mstp’
- [h3c]stp priority ‘priority’
- [h3c-GigabitEthernet 1/0/1]stp cost ‘cost’
- [h3c-GigabitEthernet 1/0/1]stp edged-port
链路聚合
定义
功能
负载分担
分类
常用命令
- [h3c]interface bridge-aggregation ‘number’
- [h3c-GigabitEthernet 1/0/1]port link-aggregation group ‘number’
- [h3c]display link-aggregation summary
交换机端口安全技术
802.1X
- 定义
- 它源自Wi-Fi 802.11协议,解决LAN端口的访问身份验证问题
- 认证方式
- 端口接入控制方式
端口隔离技术
- 用于同一个vlan中隔离用户
- 同一隔离群端口不能通信,而不同的隔离群端口可以通信
IP子网划分
子网掩码
- 产生背景
- 通过自然分类分离网络的大小将造成大量IP地址的废物
- IPv4地址资源已经耗尽
- 定义
- 一个由连续1或0组成的32位编码,以测量IP地址网络位数的长度
- 相应的部分是网络 bit
- 0相应的部分主位置
- 分类
- 主类掩码
- VLSM
- 可变长子网掩码
- 通过扩展子网面具将分段分成多个子网.
- CIDR
- 无类域间路由
- 缩短子网面具将多个分段合并为一个分段
VLSM算法
- 1.得出下列参数
- 2.计算划分结果
- 划分出的子网数
- 每个子网可用的IP地址数目
- 每两个子网的位数
- 3.列出每个子网
- 举例1
- 举例2
一般子网分布相关性
DNS
域名
- 产生背景
- 通过IP地址访问目标主机,对内存不方便
- 通过容易记住域名来识别主机位置
- 域名的树级结构
定义
DNS查询模式
- 递归查询
- DNS服务器将返回一个准确的查询结果
- 客户端向DNS查询
- 迭代查询
- DNS服务器将返回一个已知的其他 DNS服务器,由请求者查询
- 从DNS服务器到DNS服务器的查询
H3C配置DNS代理
- [h3c]dns proxy enable
- [h3c]dns服务器'公共DNS地址'
- 针对原始路由器的内部网络终端DNS服务器
文件传输协议
FTP
- 定义
- 文件传输协议
- 具有认证功能的客户端/服务器模型
- 双TCP连接
- 端口
- 数据传输方式
- 主动方式
- 服务器启动数据连接
- 控制连接:21端口
- 数据连接:20端口
- 被动方式
- 客户端发起的数据连接
- 控制连接:21端口
- 数据连接:服务器随机生成终端
TFTP
- 简单文件传输协议
- UDP-based port 69
- 只有数据传输功能, 没有认证, 目录列表等.
常用命令
- [h3c]ftp server enable
- ftp ‘ip address’
- ftp>ls
- ftp>get ‘fliename’
- ftp>put ‘filename’
- ftp>bye
DHCP
产生背景
- 本地网络中静态IP地址的手动配置是繁琐的,容易产生错误
定义
- 动态主机配置协议
- 用于动态分配本地网络中的主机IP地址和相关信息
- 使用客户端/服务器模式
- 服务端口UDP67
- 客户端端口UDP68
工作原理
- IP地址工作流程的分布
- 1.客户在全网广播形式启动IP地址请求
- 2.服务器以全网广播的形式向客户提供IP地址。
- 3.客户选择IP地址后,服务器以全网广播的形式通知结果
- 4.服务器以全网广播的形式向客户发送IP地址确认
- 特殊情况的处理
- 当网络中有多个DHCP服务器时,客户端将优先提供第一个IP地址
- IP地址租约更新
- 租赁期达到50%,如果客户在线,则向服务器提出续租请求
- 租赁期满时为87.5%,如果客户在线,则将向服务器提出续租请求
DHCP中继代理
- 用于分发IP地址跨网络分段
- IP地址请求的相应消息被广播,不能通过网络传输,因此需要在中间路由器中打开 DHCP继发代理函数
相关命令
- [h3c]dhcp enable
- [h3c]dhcp server ip-pool ‘name’
- [h3c-dhcp-pool1]network ‘network’ mask ‘mask’
- [h3c-dhcp-pool1]gateway-list ‘ip address’
- [h3c-dhcp-pool1]dns-list ‘ip address’
- [h3c-dhcp-pool1]expired ……
- [h3c]dhcp server forbidden-ip ‘start ip address’ ‘end ip address’
- [h3c-GigabitEthernet 0/0]dhcp select relay
- [h3c-GigabitEthernet 0/0]dhcp relay server-address ‘ip address’
- [h3c]display dhcp server statistics
VLAN间路由
定义
实现方式
- 单臂路由
- 在开关上分隔多个VLAN
- 调用路由器单线连接
- 路由器接口
- 分开几个子接口,子接口的IP是下面的vlan连接器,并绑定相应的vlan
- 交换机接口
- 三层交换
- 在三层交换机上启用三层接口,配置为网络IP
- 自动生成所有向所有Vlans的直接链接路径
常用命令
- [h3c]interface ‘sub-interface’
- [h3c-GigabitEthernet0/0.1]vlan-type dot1q vid ‘vlan-id’
- [h3c]interface vlan-interface ‘vlan-id’
- 创建一个Vlanif三层接口并输入Vlanif接口视图
IPv6基础
IPv4的问题
- 地址资源已耗尽
- 终端用户配置不够简单
- 该协议本身没有安全和QOS特性
IPv6的优势
- 几乎无尽的地址空间
- 终端用户不需要任何配置,甚至不需要 DHCP
- 协议自联安全及QOS特性
地址格式
地址书写压缩
- 段内前导0压缩
- 全0段压缩
- 有连续值0的段落可以用来表示:
- 在IPv6地址中,只允许一个完整的0-部分压缩
网段划分
地址分类
- 单播地址
- 未指定地址
- 本地环回地址
- 链路本地地址
- FE80::/10
- 仅为同一网络段自动生成内部通信
- FE80::接口标识器/10
- 站点本地地址
- 全球单播地址
- 组播地址
- 任播地址
- 用于智能路径检索,寻找最新下一个跳跃
- 从单播地址中分配
IPv6邻居发现协议
- 类似ARP的地址分析
- 邻居关系建立和维持
- 路由器检测/前缀检测
- 地址自动配置
- 1.端口发送RD消息,请求路由器的前缀和前缀长度
- 2.Router返回主机前缀和前缀长度
- 3.端口使用路由器响应前缀+接口标识符/前缀长度自动生成IPv6全球单播地址
- 地址重复检测
常用命令
- [h3c-GigabitEthernet 0/0]ipv6 address ‘ipv6 address’
- [h3c-GigabitEthernet 0/0]ipv6 address auto
- [h3c-GigabitEthernet 0/0]undo ipv6 nd ra halt
IP路由原理
定义
- 路由器负责在IP段之间传输数据信息
- 路径是引导路由器如何传输数据的路径信息
IP连通的前提
- 每个路径上的路由器包含到目的地网络的路径信息。
- 路径是单向路径信息,每个路由器在路径上都有双向路径信息
路由表
- 作用
- 字段内容
- Destination/mask
- Proto
- Pre
- Cost
- Nexthop
- Interface
- 最长掩码匹配规则
- 当一个包在路由表中匹配多个路由和不同的掩护长度时,它会根据最长的掩护路由传输
- 路由迭代规则
- 当路由下一个跳跃是非线性网络分段地址时,路由器将再次在路由表中查询下一个跳跃地址,直到下一个跳跃是线性地址
- 来源
- 直连路由
- 静态路由
- 定义
- 特点
- 配置和维护繁琐复杂
- 没有协议费用来减轻设备和带宽压力
- 动态路由协议
- 定义
- 特点
- 配置简单,维护便捷
- 协议费用将消耗设备资源和供应链资源
- 常见路由协议
- 路由表写表规则
- 1.不同来源的高(数量小)路线优先
- 同样的来源路线是小成本优先的
- 同源成本等价路径形成等价路径
- 路由优先级
- 直连路由(Direct)
- OSPF内部路由
- 静态路由
- RIP
- OSPF外部路由
- BGP
常用命令
- [h3c]display ip routing-table
- [h3c]display ip routing-table ‘network’ ‘mask’
静态路由
配置要点
- 下面的跳动是点到点接口,通过指向接口可以配置静态路由
- 下一个跳跃位置的接口是Ethernet接口,只能通过指向下一个跳跃来配置
默认路由
- 目标网络段为0
- 如果包不匹配路由表中指定的路由,则默认将发送它们
常用命令
- [h3c]ip route-static ‘network’ ‘mask’ ‘nexthop/interface’
- [h3c]ip route-static ‘network’ ‘mask’ ‘nexthop/interface’ preference ‘number’
路由协议概述
定义
路由协议的功能
路由协议的分类
- 按照使用位置分类
- IGP
- 内部网关协议
- 在自主系统内运行的路由协议
- RIP,OSPF,IS-IS
- EGP
- 自治系统
- AS
- 一个由IGP路由器组成的统一管理和运行网络范围的组
- 一般来说,不同的城市网络是不同的,不同的运营商是不同的
- 按照协议算法分类