路由交换HCNA.doc

(完整版)路由交换HCNA
一．企业网络架构
1、区别：
小型企业组网
大型企业组网
扁平网络结构(缺少冗余设备）
多层网络结构
网络拓展能力低
支持网络的拓展与用户的增长
2、 大型企业网络设计的基本思想：
首先考虑企业业务特点，保证网络性能满足业务需求；除此之外还要考虑网络的可用性、稳定性、可扩展性、安全性和可管理性.
二．传输介质简介
1、 作用：
不同传输介质的特性直接影响到通信的诸多方面，例如线路编码方式、传输速度、传输距离等等。

2、 同轴电缆（少应用):
属性
10BASE2细缆
10BASE5粗缆
传输速率
10MbpS
10MbpS
传输距离
185m
50m
接头类型
BNC接头
N型接头
直径
5mm
9.5mm
备注：10—BASE-2表示-—传输速率10MbpS—基带传输—传输距离大约为200米；除此之外T代表双绞线,TX表示4线传输，一对发送另外一对接收，传输介质为5类及5类以上非屏蔽双绞线。
3、 双绞线：
以太网标准
线缆类别
最长有效传输距离
10BASE—T
两对3/4/5类双绞线
100米
100BASE-TX
两队5类双绞线
100米
1000BASE—T
4对5e类双绞线（超5类)
100米
（1） 双绞线较同轴电缆成本低廉、性能优良。双绞线分为屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP）与非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair，STP）。屏蔽双绞线在双绞线与绝缘封套之间有一个金属屏蔽层,可以屏蔽电磁干扰。但是屏蔽双绞线应用条件苛刻，（除非有完善的底线系统）一般是UTP应用较多。
（2） 不同类型的双绞线支持的传输速率一般不同，3类支持十兆、5类支持百兆、超5类支持千兆，迄今为止3、4类已经在市面上不常见(有也只是假5类）。除此之外还有6类及更高版本。
（3） 双绞线利用RJ-45水晶头来链接设备。一般相同设备同级接口为反线，不同设备或不同级别的接口一般为正线。千兆网卡可以自动识别正反线。
a. 正线即直通线（标准568B）:两段线序相同（左至右)——白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕
b. 反线即交叉线（标准568A）:一段为正线线序，一端为（左至右)——白绿、绿、白橙、蓝，白蓝、橙、白棕、棕。
4、 光纤：
以太网标准
线缆类别
最长有效传输距离
接口类型
10BASE—F
单模/多模光纤
2000米
光纤电缆
100BASE-FX
单模/多模光纤
2000米
光接口（光纤）
1000BASE—LX
单模/多模光纤
316米
长距离光接口（1310nm）
1000BASE—SX
多模光纤
316米
短距离的光接口
……ZX
/
/
长距离光接口（1500nm)
备注:光纤支持的传输速率包括10Mbps， 100Mbps, 1Gbps，10Gbps， 甚至更高。 根据光纤传输光信号模式的不同， 光纤又可分为单模光纤和多模光纤。 单模光纤只能传输一种模式的光, 不存在模间色散， 因此适用于长距离高速传输. 多模光纤允许不同模式的光在一根光纤上传输， 由于模间色散较大而导致信号脉冲展宽严重， 因此多模光纤主要用于局域网中的短距离传输.
5、 串口电缆：
线缆类别
速率
V。24
1.2Kbit/s~64Kbit/s
V。35
1。2Kbit/s~2。048Mbit/s
备注：这种接头在上世纪80年代已经淘汰， 但是现在仍在帧中继、 ATM等传统网络上使用。
三．双工模式
1、 分类：
分为单工、半双工与全双工.(收音机、对讲机与电话网络）
2、 冲突域：
冲突域是一个通过共享物理介质进行双向传输的所有节点的集合. 当同一冲突域中的主机同时发送数据时， 数据到达目的地之前可能会发生冲突。
3、 CSMA/CD（采用载波侦听多路访问的冲突检测技术）:
（1） 作用：
半双工模式下， 共享物理介质的通信双方必须采用CSMA/CD机制来避
免冲突。
（2） 工作原理：
先听后发， 边发边听， 冲突停发,随机延迟后重发.
四．以太网帧结构
1、 网络通信协议：
（1） 局域网：IEEE 802、以太网
（2） 广域网：帧中继、PPP、HDLC
2、 分层模型：

3、 数据封装：

这种协议栈逐层向下传递数据， 并添加报头和报尾的过程称为封装。
4、 帧格式：
数据帧中封装的信息决定了数据如何传输，数据帧有两种格式,格式的选择由网络层决定。

5、以太网II帧格式:

①　 以太网II:类型值大于1536
②　 长度：64-1518
③　 类型值0x0800：IP
④　 类型值0x0806：ARP
6、IEEE802.3帧格式：

IEEE802.3帧格式：
（1）Lengh字段定义了Data字段包含的字节数。
(2）占用了Data字段的8个字节作为LLC和SNAP字段。
（3）逻辑链路控制LLC由目的服务访问点DSAP、源服务访问点和Control字段组成。
（4）SNAP(Sub—network Access Protocol) 由机构代码(Org Code）和类型（Type） 字段组成。 Org Code三个字节都为0。 Type字段的含义与Ethernet_II帧中的Type字段相同。IEEE802.3帧根据DSAP和SSAP字段的取值又可分为以下几类：
a） 当DSAP和SSAP都取特定值0xff时， 802.3帧就变成了NetwareETHERNET帧， 用来承载NetWare类型的数据。
b）当 DSAP 和 SSAP 都 取 特 定 值 0xaa 时 ， 802.3 帧 就 变 成 了ETHERNET_SNAP帧。 ETHERNET_SNAP帧可以用于传输多种协议。
c）DSAP和SSAP其他的取值均为纯IEEE802.3帧。
五。MAC地址
1、MAC地址的作用与组成：
(1）数据链路层基于MAC地址进行帧的传输。以太网在二层链路上通过MAC地址来唯一标识网络设备。
（2)MAC地址共48bit，前24bit代表供应商代码(OUI组织唯一标识符），由IEEE管理和分配。剩下的24位序列号由厂商自己分配。(华为的网络产品的MAC地址前24比特是0x00e0fc ）
2、MAC地址与局域网帧的发送方式：
每个主机接口由一个MAC地址唯一标识,MAC地址的OUI中，第一个字节的第8比特表示发送方式（地址类型）。
(1）单播:单一的源端发送到单一的目的端。（第8比特固定为0)
(2)广播:单一的源发送到共享以太网的所有主机上.（目的MAC：十六进制全F)
（3)组播：选择性广播，主机侦听特定的组播地址.（第8比特为1）
3、接收数据帧：
(1）检查目的MAC
(2)检查帧校验序列FCS
(3）根据Type值交给上层协议
六。IP编址
1、IP报文头部：

（1） IP报文头部信息用于指导网络设备对报文进行路由和分片。
（2） 路由：同一个网段内的数据转发通过链路层即可实现,不同网段的数据转发需要网络设备进行路由
（3） 分片：数据包超过一定长度是，需要分成不同的片段才能在网络中传输。

①　 接收端根据分片报文中的标识符(Identification），标志(Flags),及片偏移（Fragment Offset）字段对报文进行重组.
②　 标识符(Identification）：用于识别属于同一个数据包的分片，保证分片被正确的重新组合。
③　 标志（Flags）：用于判断是否已经收到最后一个分片。最后一个分片的标志字段设为0，其他分片设为1。
④　 片偏移（Fragment Offset)：表示每个分片在原始报文中的未知。第一个分片的片偏移被置为0，下一个分片的片偏移表示紧跟这个分片后的第一个比特位置。
（4） 生存时间（Time to Live）：为避免环路导致的网络拥塞，IP报文头部的TTL值每经过一台三层设备就会减一.当TTL值降为0时，报文会被丢弃，同时丢弃报文的设备会根据报文的源IP向源端发送ICMP错误消息。
（5） 协议号（Protocol）:标识了将会继续处理报文的协议,与以太网的Type字段类似，为一个十六进制数.可以标识网络层协议如ICMP，也可以标识上层协议如TCP（0x06）、UDP（0x11）。
2、IP编址
（1）32比特，点分十进制
（2）分为网络为和主机位，标识所属网段和网段内的唯一设备
（3） 主机为全为0代表网络地址，全为1为该网段的广播地址-—不能分配给主机作为IP地址

3、IP地址分类：
(1)A类：0-—0.0.0.0~127。255.255.255
（2）B类：10--128.0.0。0～191。255.255.255
（3)C类:110——192.0.0。0～223.255.255.255
（4)D类（组播)：1110—-224.0.0.0~239.255。255.255
（5）E类（保留）：1111——240。0。0。0~255。255。255.255

4、IP地址类型：
（1）私有地址:
l 10.0。0.0~10。255。255.255
l 172.16。0.0~172。31.255.255
l 192。168。0.0~192。168。255.255
l IPv4支持的最大地址数4,294，967,296
（2)特殊地址：
l 127。0.0.0~127。255。255.255（环回地址，诊断网络是否正常）
l 0.0。0.0（表示任何网络）
l 255。255。255.255（0。0。0.0网段中的广播地址）
5、子网掩码：
（1） 子网掩码用于区分网络部分和主机部分
（2） 子网掩码的表示法与IP相同，但是1是连续的。1表示网络位，0表示主机位.

6、变长子网掩码:
(1）有类IP编制的缺陷是地址使用率低。
（2）可变长子网掩码缓解了使用缺省子网掩码导致的地址浪费问题， 同时也为企业网络提供了更为有效的编址方案。

7、无类域间路由:
（CIDR——Classless Inter Domain Routing ）：即路由汇聚，减小了路由表的规模。

8、 网关:
（1） 网关用来转发来自不同网段之间的数据包。
（2） 网关是指接收并处理本地网段主机发送的报文并转发到目的网段的设备。
（3） 网管设备上连接本地网段的接口即为该网段的网管地址。

七． ICMP协议
ICMP，网络控制消息协议，Internet Control Message Protocol，网络层协议.
1、 ICMP作用：
TCP/IP协议簇的核心协议之一，用于在IP网络设备之间发送控制报文，传递差错、控制、查询等消息.

2、 ICMP重定向：

（1） 重定向消息用于支持路由功能。
（2） 主机A根据默认网管向服务器A发送报文，RTB接收后检测到报文应转发到另一网段RTA，RTB向主机A发送Redirect消息,主机A收到消息后，向RTA发送报文。
3、 ICMP差错检测：
(1)ICMP Echo消息：常用于诊断源和目的地之间的网络连通性，同时提供其他信息，如报文的往返时间等。
（2）ICMP Echo Request 和 ICMP Echo Reply 分别用于查询和响应某些信息,进行差错检测。
4、ICMP错误报告：
（1）用于诊断网络连接性问题
（2）TTL超时
（3)目的网络不可达
(4)目的主机不可达
5、ICMP数据包格式：

（1） ICMP消息封装在IP报文中
（2） ICMP消息的格式取决于Type和Code字段
（3） Type字段为消息类型
（4） Code字段包含消息类型的具体参数
（5） 校验和字段用于检查消息是否完整
（6） 消息中包含32比特的可变参数
①　 这个字段一般不用，通常设为0
②　 在ICMP Redirect消息中,这个字段用来指定网关IP地址
③　 在 Echo请求消息中，这个字段包含标识符和序号.源端根据这两个参数将受到的回复消息与本端发送的Echo 请求消息进行关联.
6、ICMP消息类型和编码类型: