IP学习——oneday

1.什么是网络？为什么需要网络？

空间，时间；传统的邮件传输要考虑到距离，网络解决了空间距离（太远）、解决了时间问题（旧音乐等）

云:面向客户的虚拟化服务
运营商公司主营业务：“云服务”  +  “微服务”

2.网络的构成：

①中间系统：负责转发流量功能；

实例：路由器（基于IP做转发） 交换机（基于mac做转发）

特点： 快 （带宽、延迟：面向语音类和视频类）、准 、稳（高可用网络）

②终端系统：应用数据处理（发送数据，接受数据）

客户端与服务器之间的通信（一般通信类型）

客户端与客户端之间的通信（实时性）

服务器与服务器之间的通信（定时性）

3.OSI七层模型：

（1）为什么需要分层？

①层与层之间相互独立，相互没有影响

②高层看低层是透明的

③任意下层可以承载任意上层协议

4.封装与解封装

MTU（Maximum Transmission Unit）值，即最大传输单元，是指单个数据报在特定数据通信链路上可以具有的最大字节数。MTU的默认值为 1500 字节。
现实中调制的都是 2000

二次分片 在路由器和交换机（数通设备）上

防火墙：防的是内网设备

传输设备：调制解调器（Modem）

数据设备：路由器和交换机

5.TCP/IP协议栈和OSI七层模型

TCP/IP协议栈由厂家组成的一个联盟（1977年）

OSI由ISO组织定义标准

网络的网络标准：CLNP协议（1984年）

网络层协议：IP、IPX、CLNP、AppleTalk、NETBLOS

⬆（任意下层可以承载任意上层结构，物理与）

链路层： 以太网、FDDI、令牌环。。。

目前网络通信通道：光纤 （数据设备）

MSTP（传输通道）

链路层架构：

①非广播多路访问(54K-2.048M)：FR帧中继、ATM

②点到点：PPP(point to point)，dhlc 专用链路：T1、E1

③广播性多路访问：以太网(最低带宽10M-最高带宽100G) 链路：光缆，PON光纤

serial端口到serial之间的端口
e接口 10 M的，f接口 100 M的，g接口 1000 M的，在物理环境中只能使用g对g，e对e

下代网络：SDN（Software-Defined Networking）即软件定义网络，是一种新型的网络架构和理念，它允许网络管理者通过软件程序来定义、控制和管理网络流量和服务，而不是依赖于传统的硬件设备和物理连接。SDN将网络的控制平面（负责决策和路由信息）与数据转发平面（负责实际的数据包转发）分离，使得网络更加灵活、可编程和易于管理。
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SDN的核心组件通常包括：
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控制层（Control Layer）：这是SDN的大脑，由一个或多个控制器组成，负责收集网络的全局视图，并根据业务需求和网络策略来制定数据转发的决策。控制器使用标准的南向接口（如OpenFlow）与转发设备通信。
数据转发层（Data Forwarding Layer）：也称为基础设施层，由交换机、路由器等网络设备组成，负责实际的数据包转发。这些设备不再像传统网络中那样进行复杂的路由决策，而是根据控制器的指令来转发数据包。
应用层（Application Layer）：通过北向接口与控制层交互，允许开发者编写网络应用程序，这些应用程序可以动态地定义网络策略、优化网络性能、实现网络虚拟化等。

6.Internet协议特征（IPv4）

运行于OSI网络层

面向无连接的协议

独立处理数据包

分层编制

尽力而为传输

无数据恢复功能

7.IP报头

1.TTL用于防止环路，数据包在网络上可以存在的最大跳数（经过的路由器数）。每当数据包经过一个路由器时，其TTL值就会减1。当TTL值减到0时，数据包就会被丢弃，同时发送方会收到一个超时通知。

2.tracert追踪路由

8.计算机获取IP地址的方式：

1.静态配置

2.DHCP动态

3.系统分配 （windows）默认地址169.254.0.0/16

UDP：目的端口号，源端口号

TCP：目的端口号，源端口号，序列号，确认序列号（三次握手、四次挥手）

P2P终结者（应用：用来控制局域网其他主机流量和服务的软件）

ARP种类：

①普通ARP：IP转Mac地址

②代理ARP：Linux

③无故ARP（免费ARP）：检测局域网IP地址冲突

④反向ARP

⑤逆向ARP FR网络环境中 拿2层的DLCI号找对应的IP地址

arp -a 查看PC机的ARP表

通信

1.局域网内通信

ping request（请求）源向目标发送

ping reply（回复）目标向源发送

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icmp是IP协议的第一子协议；

                                    icmp数据包信息：
源IP：192.168.1.1
目标IP：192.168.1.2
源MAC：AD-DA-5F-BC-D8-27
目标MAC：FF-FF-FF-FF-FF-FF(意思是空的，通过arp数据包获取目标MAC后再发送数据包)

                                    ARP数据包：
源IP：192.168.1.1
目标IP：192.168.1.2
源MAC：AD-DA-5F-BC-D8-27
目标MAC：空
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源MAC：AD-DA-5F-BC-D8-27
目标MAC：FF-FF-FF-FF-FF-FF(意思是空的，通过arp数据包获取目标MAC后再发送数据包)

                                    通信步骤：1.封装        4个地址     3个已知     1个未知DMAC      先放一边
2.PC1查看自身的ARP表， arp -a  ，有没有去往目标IP的MAC地址
3.结果：有，跳转到第8步无，发送ARP报文找对方的MAC地址
4.在发送ARP报文的时候需要判定，目标终端和自身是否在一个广播域PC1拿自己的IP和自己的掩码做与运算，得到源IP的网段信息PC1拿PC2的IP和自己的掩码做与运算，得到目标IP的网段信息如果两个网段相同，一个子网，一个广播域，直接发广播arp request 找目标IP的mac地址如果两个网段不同，不在一个广播域，发广播arp request 找网关的mac地址
5.PC2收到PC1发送的arp request，把PC1的IP和MAC的映射关系存放在ARP表中
6.PC2向PC1发送ARP、REPLAY应答
​
7.PC1收到应答的时候，把PC2的IP和MAC的映射关系存放在ARP表中
8.把PC2MAC地址封装到ping request报文中，目标MAC
9.PC1向PC2发送ping request
10.pc2收到Ping request报文，并做了relpy响应
11.PC1收到PC2的reply应答。

2.局域网之间的通信

1.封装        4个地址     3个已知     1个未知DMAC
2.PC1查看自身的ARP表， arp -a  ，有没有去往目标IP的MAC地址
3.发送ARP报文找对方的MAC地址，判定。。。
4.发ARP找网关的MAC地址，网关收到ARP REQUEST报文，把PC1的IP地址和MAC地址的映射关系存放到自身的ARP的表中，路由器查看ARP表，使用的命令是： display arp
5.R1 G0/0/0 做ARP reply   PC1收到应答后把网关的IP和MAC的映射关系存放到ARP表中去
6.把网关的MAC地址封装icmp request报文，DMAC
7.PC1把ping request发送到网关，网关查看目标MAC地址和接受接口的是否相同
8.拆到MAC封装，读取目标IP，查找路由表，找到出口G0/0/1
9.重写二层   smac：出口的MAC地址   dmac：2.2
10.是否有2.2的MAC地址？查看ARP表，如果有直接封装，如果没有，发ARP request
11.把2.2的MAC地址封装到ping request报文
12.PC2收到PC1的ping request报文。做ping reply应答
13.R1的G0/0/1 拆2层，查路由表 ，在G0/0/0转发重写2层
14.PC1收到PC2的reply应答，通信完成

路由器的每个接口都有一个对应的网卡

数据经过一次路由器，数据都会重写mac地址