物理层（网线）、数据链路层（交换机）、网络层（IP协议、ARP协议、ICMP协议、路由器）、VLAN（虚拟局域网）、HSRP协议、ACL、NAT
文章目錄
- 物理層（Physic Layer）
- 數(shù)據(jù)鏈路層（2層 Data Link Layer）
- 1、幀結構：
- 2、幀格式：
- 3、工作在數(shù)據(jù)鏈路層的設備： 交換機/網(wǎng)卡
- 4、交換機基本的工作原理：MAC地址表
- 5、交換機的端口：
- 6、交換機5大基本工作模式及命令（支持縮寫，思科）
- 9、快捷鍵
- 10、交換機開機動作
- 網(wǎng)絡層（3層）
- 1、IP包頭分析
- 2、路由器
- 3、路由器基本的原理：路由表，ip協(xié)議
- 4、路由器的工作原理
- 5、ARP協(xié)議
- 6、ICMP協(xié)議
- VLAN：Virtual LAN（虛擬局域網(wǎng)）
- HSRP（Hot Standby Router Protocol）
- ACL
- NAT(Network Address Translations)
物理層（Physic Layer）
1、設備（介質）：網(wǎng)線/光纖/空氣
2、比特bit
8bit=1Byte
1024B=1KB
1024KB=1MB
1024MB=1GB
1024GB=1TB
1024TB=1PB
3、信號
電信號（模擬信號：抗干擾能力弱：放大器、數(shù)字信號：抗干擾能力強：中繼器）
光信號
4、光纖
單模光纖、多模光纖：傳播距離遠的話單模好一點，近距離兩者差不多
5、網(wǎng)線/雙絞線
5類雙絞線
超5類雙絞線
6類雙絞線：基于超5類增強抗干擾能力
7類雙絞線
T568A：白綠、綠、白橙、藍、白藍、橙、白棕、棕
T568B：白橙、橙、白綠、藍、白藍、綠、白棕、棕
網(wǎng)線的用途分類：
1）交叉線：一端為A，一端為B。同種設備（3層及以上的設備可視為同種設備）之間使用！
2）直通線：兩端都為A或B（市面上都是B）。異種設備之間使用！
3）全反線：一端為A，另一端為反A，也稱為console線
數(shù)據(jù)鏈路層（2層 Data Link Layer）
1、幀結構：
2、幀格式：
802.3：有線網(wǎng)卡
802.11：無線網(wǎng)卡
類型：0x0800:IP協(xié)議、0x0806:ARP協(xié)議，長度：2字節(jié)
作用：識別上層協(xié)議，為上層提供服務
MAC地址：全球唯一，長度：48位，6字節(jié)
3、工作在數(shù)據(jù)鏈路層的設備： 交換機/網(wǎng)卡
4、交換機基本的工作原理：MAC地址表
檢查幀頭，根據(jù)源MAC地址動態(tài)的生成MAC地址表，再匹配目標MAC地址，如沒有則廣播轉發(fā)幀，有則單播轉發(fā)
老化時間：PC1和交換機1斷開連接，等待300秒后MAC地址表里的數(shù)據(jù)會自動消失
這時PC2連接到了PC1原來的端口，則交換機1會立即更新PC2的綁定記錄
例如：PC1給PC4發(fā)送信息
1）首先將幀由PC1經(jīng)過端口F0/1發(fā)送到交換機1中
2）交換機1檢查MAC地址表中沒有這個記錄，然后將源MAC地址與接口的對應記錄添加到表中并廣播轉發(fā)
3）PC2收到之后會當作垃圾丟掉，交換機2收到后會檢查自己的MAC地址表，發(fā)現(xiàn)沒有則添加相應的記錄并除接收端外廣播轉發(fā)
4）PC3收到后會當作垃圾丟掉，PC4則成功收到幀，并進行解封裝后收到消息
PC4回復PC1的消息
1）PC4將幀經(jīng)由F0/1端口發(fā)送到交換機2
2）交換機2檢查MAC地址表中沒有源MAC地址這個記錄，然后將源MAC地址與端口的對應記錄添加到表中并發(fā)現(xiàn)有目標MAC地址的記錄，然后將幀經(jīng)F0/2接口單播轉發(fā)至交換機1
3）交換機1發(fā)現(xiàn)沒有源MAC地址的記錄，然后將相應的記錄添加至表中，再檢查到有目標MAC地址的記錄，單播轉發(fā)至PC1，解封裝后收到信息
5、交換機的端口：
E:10Mb
F:100Mb
G:1000Mb
Te:10000Mb
F0/1:0是模塊號，1是端口號
接口速率自適應：1000/100/10Mb自適應
速率工作模式可以是1000/100/10任何一種狀態(tài)
端口狀態(tài)：up/down
down的三種可能：
1）人工down掉
2）速率不匹配down掉
3）雙工模式不匹配（雙工duplex）
雙工模式：單工、半雙工、全雙工
6、交換機5大基本工作模式及命令（支持縮寫，思科）
第一次配置網(wǎng)絡設備，需要使用console線，在pc上需要使用“超級終端”軟件。
1）用戶模式：
switch>
可以查看交換機的基本簡單信息，但不能做任何修改配置！
2）特權模式：用戶模式輸入命令enable簡化---->en命令進入特權模式
switch#
可以查看交換機的所有配置，不能修改配置，但是可以做測試、保存、初始化等操作
reload:重啟，內存中的數(shù)據(jù)都會丟失
show:查看，例如show mac-address-table:查看MAC地址表，show ip interface brief:查看接口狀態(tài)列表
write|cpoy running-config startup-config:將設置保存到硬盤
erase startup-config:清空配置文件
特權模式的命令前面加do后都可以在其他模式使用，但是不能自動補全了
3）全局配置模式：特權模式下輸入configure terminal簡化---->conf t進入全局配置模式
switch(config)#
默認不能查看配置，可以修改配置，且全局生效！
hostname 新用戶名：修改用戶名，立即生效
enable password 新密碼|enable secret 新密碼：設置明文/密文（在running-config文件中是否加密）特權密碼，兩個同時配置明文密碼失效
no ip domain-lookup:關閉自動解析功能
ip defalut-gateway ip:配置網(wǎng)關
line vty 0 4:全局配置模式中，進入虛擬終端，開啟遠程控制，默認打開23（telnet），可以有4個同時控制
int vlan 1:全局配置模式下，進入虛擬端口，配置遠程控制telnet，可以給這個端口（有一臺虛擬pc）配IP，然后就可以同網(wǎng)段遠程管理了，跨網(wǎng)段的話還需要配置網(wǎng)關
4）接口配置模式：全局配置模式下輸入interface 接口名簡化---->int 接口名進入接口模式
switch(config-if)#
默認不能查看配置，可以修改配置，且對該接口生效！
exit:退出一級
end:直接退到特權模式
shutdown:手工關閉接口
no 以前配置的命令:刪除這條命令，在哪模式配的在哪刪
ip address ip 子網(wǎng)掩碼：為3層端口配IP（只有3層及3層以上的設備才有IP地址，另外3層設備的端口默認是人工關閉的，需要手動開啟no shut，2層設備的端口默認是開啟的）
5）console口/線/控制臺模式：全局配置模式下輸入line console 0---->line co 0進入console口模式
switch(config-line)#
默認不能查看配置，可以修改配置，且對console口生效！
password 密碼：設置用戶密碼
login：開啟身份驗證
exit
7、字母+？可以提示命令
8、Tab補全鍵
9、快捷鍵
ctrl+u：快速刪除光標前所有的字符
ctrl+a：快速定位光標到行首
ctrl+e：快速定位光標到行尾
10、交換機開機動作
先去硬盤中查找有無startup-config文件，如果沒有，則在內存中創(chuàng)建一個新的running-config文件，如果存在，則復制到內存中并改名為running-config。真正有效的是running-config文件，startup-config文件只是為了保證關機不消失。
網(wǎng)絡層（3層）
1、IP包頭分析
長度：20（最小）-60字節(jié)
版本（4bit）：表示IPV4或者IPV6
首部長度（4bit）：單位是4字節(jié)，表示IP包頭的長度
優(yōu)先級與服務類型（8bit）：前3位表示優(yōu)先級，中間4位表示服務類型，最后一位沒啟用
總長度（16bit）：IP包的長度
IP分片（網(wǎng)絡層，為了防止DDOS攻擊現(xiàn)在一般在應用層進行）：一個幀只能存1500個字節(jié)的上三層數(shù)據(jù)，所以總長度超過1500要進行分片。分幾片就復制幾份IP包頭，IP包頭除底下這三個值（還原的時候看）不一樣之外，其他都一樣。
標識符（16bit）：標識同一個報文內的所有分片。
標志（3bit）：第一位沒啟用一直是0；第二位是1則代表沒分片，0代表分片；第三位是1則代表不是最后一個分片，0代表是最后一片。
段偏移量（13bit）：決定分片的先后順序（一般是1480*（n-1），n表示第幾片）。
TTL（8bit）：Time To Live：存活時間，0-255，防止一個數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡上永久的循環(huán)下去（每經(jīng)過一臺路由器就減一）
協(xié)議號（8bit）：和類型的作用一樣，用來標識上層封裝的協(xié)議是誰，6是TCP，17是UDP，1是ICMP
首部校驗和（16bit）：校驗的是IP包頭
原地址（32bit）：IP地址
目標地址（32bit）：IP地址
2、路由器
路由：跨越源主機到目標主機的一個互聯(lián)網(wǎng)絡來轉發(fā)數(shù)據(jù)包的過程（路由器為IP包選擇路徑的過程）
路由器：擁有路由能力的機器，作用：連接不同網(wǎng)段的（內網(wǎng)與外網(wǎng)）
3、路由器基本的原理：路由表，ip協(xié)議
路由條目存儲的是網(wǎng)段和端口的對應關系
直連路由條目：配好IP，開啟端口之后就會自動形成，用C表示
靜態(tài)路由條目：手工配置的，用S表示ip route 目標網(wǎng)段 子網(wǎng)掩碼 下一跳IP地址
默認路由條目：用S*表示，網(wǎng)段和子網(wǎng)掩碼都為0，表示所有網(wǎng)段，適合邊緣路由器ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 下一跳IP地址
浮動路由條目：作為備用選項，配置管理距離值，優(yōu)先級低的會隱藏起來ip route 目標網(wǎng)段 子網(wǎng)掩碼 下一跳IP地址 管理距離值
路由表里有相應的路由條目才會進行轉發(fā)，沒有則丟棄，進行反饋
管理距離值：在路由表里C的默認值為0，S默認為1，S*默認為無窮大
優(yōu)先級和管理距離值成反比
路由器的一些命令
show ip route:特權模式，查看路由表
ip domain-name 域名：全局模式下，起個域名（不是真的域名只是叫這個而已）
crypto key generate rsa 長度:全局模式下，生成rsa的密鑰對
line vty 0 4:全局配置模式中，進入虛擬終端，開啟遠程控制，默認打開23（telnet），可以有4個同時控制
password 新密碼：設置telnet連接密碼
login:啟用密碼驗證
transport input 協(xié)議名:可以切換遠程控制協(xié)議
login local:啟用本地數(shù)據(jù)庫驗證
username xxx password xxx:全局配置模式下，創(chuàng)建用戶名和密碼
4、路由器的工作原理
5、ARP協(xié)議
1、廣播與廣播域
- 廣播：將廣播地址作為目的地址的數(shù)據(jù)幀
- 廣播域：網(wǎng)絡中能接收到同一個廣播所有節(jié)點的集合（越小越好）
交換機不能隔離廣播域，路由器可以（圈代表廣播域）
2、MAC廣播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF（所有）
3、IP廣播地址：255.255.255.255（全局廣播）、網(wǎng)段廣播：主機位為255
4、什么是ARP協(xié)議
ARP：Adress Resolution Protocol：地址解析協(xié)議
作用：在內網(wǎng)將已知的IP地址解析成MAC地址
5、ARP原理
-
發(fā)送ARP廣播請求
- PC1發(fā)送數(shù)據(jù)給PC2，查看緩存沒有PC2的MAC地址，PC1發(fā)送ARP請求消息（廣播）
ARP報文內容：我是10.1.1.1 我的mac：AA 誰是10.1.1.3 你的mac：？
- PC1發(fā)送數(shù)據(jù)給PC2，查看緩存沒有PC2的MAC地址，PC1發(fā)送ARP請求消息（廣播）
-
接收ARP單播應答
- 所有主機收到ARP請求消息，PC2回復ARP應答（單播），其他主機丟棄
PC1將PC2的MAC保存在緩存中，發(fā)送數(shù)據(jù)
內網(wǎng)通信請求的是目標主機的MAC地址，外網(wǎng)通信請求的是網(wǎng)關（路由器）的MAC地址
ARP報文：28字節(jié)
Windows系統(tǒng)中的ARP命令：arp -a：查看本機的ARP緩存表 arp -d：清除ARP緩存 arp -s：ARP綁定Cisco系統(tǒng)中的ARP命令：Router#show arp:查看本機的ARP緩存表 Router#clear arp-cache:清除ARP緩存 Router(config)#arp ip地址 MAC地址 arpa:ARP綁定ARP緩存表是后來居上（后響應的ARP報文會覆蓋原來的數(shù)據(jù)），ARP協(xié)議沒有身份驗證機制，不管是單播還是廣播都會存進緩存中
6、ARP攻擊原理
通過發(fā)送偽造的虛假的ARP廣播或者單播報文以及虛假偽造的MAC地址來進行攻擊
目的：終止通信/斷網(wǎng)，容易被發(fā)現(xiàn)
7、ARP欺騙原理
中間人攻擊
通過發(fā)送偽造的虛假的ARP廣播或者單播報文和自己的MAC地址來實現(xiàn)欺騙
目的：監(jiān)聽、竊取、篡改、控制流量，但不中斷通信！
-
ARP欺騙主機
-
ARP欺騙網(wǎng)關
也可以說是攻擊者通過虛假偽造的ARP報文對受害者進行ARP緩存投毒
8、ARP攻擊的防御
缺點：工作量大！建議用在公司的主要服務器上
缺點：網(wǎng)關受不了了，增加網(wǎng)絡負擔，成功率不是100%
DAI技術：D：DHCP、AI：ARP檢測偵察技術（依賴于DHCP記錄表），將攻擊拍死在萌芽之中
交換機支持端口做動態(tài)ARP綁定（配合DHCP服務器）或做靜態(tài)綁定
6、ICMP協(xié)議
作用：網(wǎng)絡探測與回饋機制，適用于任何協(xié)議
1.網(wǎng)絡探測
2.路由跟蹤 Windows：tracert ip地址、Linux或路由：traceroute ip地址
3.錯誤反饋
ICMP封裝格式：
ICMP頭：ICMP類型、代碼
ICMP類型：8代表ping請求、0代表ping應答、3代表目標主機不可達、11代表TTL超時
代碼：目標主機不可達時分類
VLAN：Virtual LAN（虛擬局域網(wǎng)）
控制廣播=隔離廣播域
路由器隔離廣播（物理隔離）:缺點：成本高、不靈活
1、VLAN是干什么的？
采用新的技術VLAN來控制廣播，VLAN技術是在交換機上實現(xiàn)的，且是通過邏輯隔離劃分的廣播域
不同VLAN之間不能通信，交換機首先查看是從哪個端口出來的然后比對VLAN表看是在哪個VLAN，然后再根據(jù)MAC地址表轉發(fā)，經(jīng)過端口時會再次查看VLAN表進行比對，不是同一VLAN則丟棄幀
2、一個VLAN=一個廣播域=一個網(wǎng)段
VLAN是二層技術
3、VLAN 的類型
-
靜態(tài)VLAN：手工配置，基于端口劃分的VLAN
-
動態(tài)VLAN：手工配置，基于MAC地址劃分的VLAN
4、靜態(tài)VLAN命令
每個交換機都有默認的VLAN1，所有端口默認都在VLAN1中
5、Trunk：解決跨交換機的相同VLAN通信的問題
中繼鏈路：不屬于任何VLAN，同時允許任何VLAN的數(shù)據(jù)從這里通過
通過在數(shù)據(jù)幀加上標簽（交換機上）來區(qū)分不同VLAN的數(shù)據(jù)
標簽：802.1q標簽：公有協(xié)議，所有廠家都支持，標簽大小4字節(jié)，屬于內部標簽。
交換機端口鏈路類型：
配置trunk命令：
int f0/xswitchport trunk encapsulation dot1q/islswitchport mode trunkexit6、單臂路由：解決不同VLAN之間無法通信的問題
第一步：配置路由器的接口，3層接口無法設置trunk
第二步：將F0/3設為trunk端口
int f0/3switchport trunk encapsulation dot1qswitchport mode trunkexit原理：
PC1（左）給PC2（右）發(fā)信息，首先查看是否在同一網(wǎng)段，發(fā)現(xiàn)不是則發(fā)給網(wǎng)關，發(fā)現(xiàn)沒有網(wǎng)關的mac地址，則發(fā)送ARP廣播請求網(wǎng)關的mac地址，得到網(wǎng)關的mac地址后發(fā)送至交換機，交換機查看vlan表發(fā)現(xiàn)是vlan10來的數(shù)據(jù)，然后查看MAC地址表進行轉發(fā)，經(jīng)過端口F0/3時加上標簽10，f0/0.1收到數(shù)據(jù)后轉給f0/0.2,f0/0.2加上標簽20后發(fā)往交換機，交換機進行轉發(fā)。
單臂路由缺點：1.網(wǎng)絡瓶頸、2.容易發(fā)生單點物理故障（所有子接口依賴于總物理接口）、3.vlan間通信的每一個幀都要進行單獨路由
DHCP中繼
可以讓DHCP廣播包單播轉發(fā)給DHCP服務器
在路由器上配置：哪個VLAN需要幫助就在哪個接口上配，只有DHCP服務器所在的接口不用配
在三層路由器上部署DHCP服務器：
7、三層交換技術
實現(xiàn)不同VLAN的通信，代替單臂路由
1）三層交換機=三層路由器+二層交換機
2）三層路由引擎可以自由關閉
3）三層交換機的優(yōu)點：
與單臂路由相比：解決了網(wǎng)絡瓶頸問題、解決了單點故障（虛擬接口不再依賴物理接口）、一次路由永久交換
4）三層交換機上開啟虛接口（配置VLAN的網(wǎng)關）
5）二層端口升級為三層端口,可以連接外網(wǎng)
int f0/xno switchportexitHSRP（Hot Standby Router Protocol）
HSRP：Cisco私有的協(xié)議
VRRP：公有的協(xié)議
原理都差不多一樣
熱備份路由協(xié)議：實際上備份的是網(wǎng)關，在路由器上配置
作用：在一個網(wǎng)關出現(xiàn)故障的時候，可以自動的切換到另一個備份網(wǎng)關上面，繼續(xù)上網(wǎng)
原理：員工網(wǎng)關指向虛擬路由器，由虛擬路由器轉發(fā)給活躍路由器
兩個網(wǎng)關加入同一個HSRP組：id1-255，無大小之分
加入同一個組之后在這個組里會產(chǎn)生一個虛擬路由器（也連接到這個局域網(wǎng)），配置虛擬IP地址standby 1 ip xxxxx
HSRP組里的成員：
虛擬路由器（老大，無優(yōu)先級）
活躍路由器
備份路由器
其他路由器
HSRP優(yōu)先級：1-255standby 1 priority 優(yōu)先級
默認為100，越大優(yōu)先級越高
HSRP組成員通過定時發(fā)送hello包來交流，默認每隔3秒
hello時間3秒，堅持時間10秒（得不到回信備份路由器就篡位了）
占先權preempt：不用等堅持時間standby 1 preempt
當檢測不到對方（路由器網(wǎng)關接口壞了）或檢測到對方優(yōu)先級比自己低，立即搶占活躍路由的名分。
配置跟蹤track，跟蹤外網(wǎng)的端口狀態(tài)，一旦外網(wǎng)端口down掉就自降優(yōu)先級！
STP協(xié)議：生成樹協(xié)議
交換機物理環(huán)路，會產(chǎn)生廣播風暴，STP協(xié)議會邏輯down掉一個接口，取消環(huán)路
ACL
Access Control List：訪問控制列表，一種包過濾技術，基于三層IP包頭的IP地址、四層TCP/UDP頭部的端口號[5層數(shù)據(jù)]來過濾
ACL在路由器上配置，也可以在防火墻上配置（一般稱為策略）
ACL主要分為兩大類：標準ACL/擴展ACL
表號：1-99
特點：只能基于源IP對包進行過濾
命令：
表號：100-199
特點：可以基于源IP、目標IP、端口號、協(xié)議等對包進行過濾
命令：
ACL表必須應用到接口的進或出的方向才生效！
一個接口的一個方向只能有一張ACL表！
進還是出方向取決于流量控制總方向
ACL表是嚴格自上而下檢查每一條，所以要注意書寫順序，越嚴格就越靠前
每一條是由條件和動作（permit允許、deny拒絕）組成，當流量沒有滿足某條件，則繼續(xù)檢查下一條
先判斷ACL寫的位置（哪個路由器的哪個接口的哪個方向？？？）
標準ACL盡量寫在靠近目標的地方
擴展ACL盡量寫在靠近源IP的地方
再考慮如何寫？
首先判斷最終要允許還是拒絕所有，然后將嚴格的控制寫在前面
一般情況下，標準或擴展ACL表一旦編寫好，無法修改或刪除某一條，也無法修改順序，無法在中間添加，只能在最后一條添加新的條目，或者刪了ACL重新寫一個表
作用：可以對標準或者擴展ACL進行自定義命名
優(yōu)點：自定義命名更加容易辨認，也便于記憶，可以任意修改或刪除某一條，也可以往中間插入
NAT(Network Address Translations)
NAT：網(wǎng)絡地址轉換，主要是實現(xiàn)公私有IP地址的轉換，一般是在路由器外網(wǎng)接口或防火墻上來完成，不建議在三層交換機上配置！
作用：解決ipv4地址嚴重不夠用了的問題 A B C三類可用
IP地址分為公網(wǎng)IP和私網(wǎng)IP
公網(wǎng)IP只能在公網(wǎng)上使用，私網(wǎng)IP只能在內網(wǎng)使用
公網(wǎng)上不允許出現(xiàn)私有IP！！!
私有IP可以重復在內網(wǎng)使用
私有地址范圍：在ABC三類中拿一些出來
NAT三大類：
靜態(tài)NAT：公司內部服務器使用，1對1映射，（靜態(tài)PAT，端口映射技術，手動在NAT地址轉換表配置IP和端口的對應）
動態(tài)NAT
PAT（Port Adress Translation：端口地址轉換也叫端口復用技術）
通過端口號來區(qū)分內網(wǎng)不同的人的，路由器自己生成的
命令：
總結
以上是生活随笔為你收集整理的物理层（网线）、数据链路层（交换机）、网络层（IP协议、ARP协议、ICMP协议、路由器）、VLAN（虚拟局域网）、HSRP协议、ACL、NAT的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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