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大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的基本思想是什么?

倩倩 ? 來源:網(wǎng)絡(luò)工程師筆記 ? 作者:網(wǎng)絡(luò)工程師筆記 ? 2022-09-19 11:05 ? 次閱讀
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Part1企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)

企業(yè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中,包括小型辦公室、教育、政府和銀行等行業(yè)或機構(gòu)。

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企業(yè)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程互連

企業(yè)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)不受地域限制,可以通過各種遠(yuǎn)程互連技術(shù)把分布在不同物理地域的網(wǎng)絡(luò)連接在一起。3ec83a88-37b0-11ed-ba43-dac502259ad0.png

企業(yè)網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)

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企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)很大程度上取決于企業(yè)或機構(gòu)的業(yè)務(wù)需求。小型企業(yè)通常只有一個辦公地點,一般采用扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng)。這種扁平網(wǎng)絡(luò)能夠滿足用戶對資源訪問的需求,并具有較強的靈活性,同時又能大大減少部署和維護(hù)成本。小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)通常缺少冗余機制,可靠性不高,容易發(fā)生業(yè)務(wù)中斷。

大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)的連續(xù)性要求很高,所以通常會通過網(wǎng)絡(luò)冗余備份來保證網(wǎng)絡(luò)的可用性和穩(wěn)定性,從而保障企業(yè)的日常業(yè)務(wù)運營。大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)也會對業(yè)務(wù)資源的訪問進(jìn)行控制,所以通常會采用多層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來優(yōu)化流量分布,并應(yīng)用各種策略進(jìn)行流量管理和資源訪問控制。多層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計也可以使網(wǎng)絡(luò)易于擴展。大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)采用模塊化設(shè)計能夠有效實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隔離并簡化網(wǎng)絡(luò)維護(hù),避免某一區(qū)域產(chǎn)生的故障影響到整個網(wǎng)絡(luò)。公眾:網(wǎng)絡(luò)工程師阿龍

小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)有什么差別?小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)通常采用扁平網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)擴展能力低。如需支持未來不斷增長的用戶,應(yīng)采用多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)用戶較多,通常采用層次化結(jié)構(gòu)以支持網(wǎng)絡(luò)的擴展和用戶的增長。

大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的基本思想是什么?

在設(shè)計大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)時必須首先考慮企業(yè)業(yè)務(wù)的特點,在保證網(wǎng)絡(luò)性能滿足業(yè)務(wù)需求的前提下,必須還要考慮網(wǎng)絡(luò)的可用性、穩(wěn)定性、可擴展性、安全性和可管理性,以保證企業(yè)業(yè)務(wù)的正常運營和發(fā)展。

Part2傳輸介質(zhì)

11.簡單的網(wǎng)絡(luò)

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終端相互傳遞信息和資源共享的需求是網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的主要原因。終端可以產(chǎn)生、發(fā)送和接收數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)是終端建立通信的媒介,終端通過網(wǎng)絡(luò)建立連接。用來傳輸數(shù)據(jù)的載體稱為介質(zhì),網(wǎng)絡(luò)可以使用各種介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,包括物理線纜,無線電波等。網(wǎng)絡(luò)就是通過介質(zhì)把終端互連而成的一個規(guī)模大、功能強的系統(tǒng),從而使得眾多的終端可以方便地互相傳遞信息,共享信息資源。

22.網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)

常用的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)有雙絞線和光纖

33.沖突域

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如圖是一個10BASE5以太網(wǎng),每個主機都是用同一根同軸電纜來與其它主機進(jìn)行通信,因此,這里的同軸電纜又被稱為共享介質(zhì),相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)被稱為共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò),或簡稱為共享式網(wǎng)絡(luò)。共享式網(wǎng)絡(luò)中,不同的主機同時發(fā)送數(shù)據(jù)時,就會產(chǎn)生信號沖突的問題,解決這一問題的方法一般是采用載波偵聽多路訪問/沖突檢測技術(shù)(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)。10BASE510代表傳輸速度為10Mbps,BASE指的是傳輸信號為基帶信號,5指的是單段大致的傳輸距離、使用單段最大傳輸距離為500米的粗纜。
CSMA/CD的基本工作過程如下:公眾:網(wǎng)絡(luò)工程師阿龍1.終端設(shè)備不停地檢測共享線路的狀態(tài)。如果線路空閑,則可以發(fā)送數(shù)據(jù);如果線路不空閑,則等待一段時間后繼續(xù)檢測(延時時間由退避算法決定)。
2.如果有另外一個設(shè)備同時發(fā)送數(shù)據(jù),兩個設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)會產(chǎn)生沖突。
3.終端設(shè)備檢測到?jīng)_突之后,會馬上停止發(fā)送自己的數(shù)據(jù),并發(fā)送特殊阻塞信息,以強化沖突信號,使線路上其他站點能夠盡早檢測到?jīng)_突。
4.終端設(shè)備檢測到?jīng)_突后,等待一段時間之后再進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送(延時時間由退避算法決定)。

CSMA/CD的工作原理可簡單總結(jié)為:先聽后發(fā),邊發(fā)邊聽,沖突停發(fā),隨機延遲后重發(fā)。

44.雙工模式

半雙工:在半雙工模式(half-duplex mode)下,通信雙方都能發(fā)送和接收數(shù)據(jù),但不能同時進(jìn)行。當(dāng)一臺設(shè)備發(fā)送時,另一臺只能接收,反之亦然。對講機是半雙工的典型例子。
全雙工:在全雙工模式(full-duplex mode)下,通信雙方都能同時接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。電話網(wǎng)絡(luò)是典型的全雙工例子。
以太網(wǎng)上的通信模式包括半雙工和全雙工兩種:

半雙工模式下,共享物理介質(zhì)的通信雙方必須采用CSMA/CD機制來避免沖突。例如,10BASE5以太網(wǎng)的通信模式就必須是半雙工模式。
全雙工模式下,通信雙方可以同時實現(xiàn)雙向通信,這種模式不會產(chǎn)生沖突,因此不需要使用CSMA/CD機制。例如,10BASE-T以太網(wǎng)的通信模式就可以是全雙工模式。公眾:網(wǎng)絡(luò)工程師阿龍同一物理鏈路上相連的兩臺設(shè)備的雙工模式必須保持一致。

5什么是沖突域?

沖突域是一個通過共享物理介質(zhì)進(jìn)行雙向傳輸?shù)乃泄?jié)點的集合。當(dāng)同一沖突域中的主機同時發(fā)送數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)到達(dá)目的地之前可能會發(fā)生沖突。

6CSMA/CD的作用?

CSMA/CD是一種在共享式網(wǎng)絡(luò)上檢測并避免沖突的機制。
大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的基本思想是什么?

Part3網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

71.網(wǎng)絡(luò)類型

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍分類有局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WANA)。常見的局域網(wǎng)有企業(yè)、高校、產(chǎn)業(yè)園,常見廣域網(wǎng)有因特網(wǎng)。

82.網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)

帶寬
描述在單位時間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量
以bps(bit per second,比特每秒)為單位

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延遲
描述數(shù)據(jù)傳輸所經(jīng)歷的時間
以ms(毫秒)為單位

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93.網(wǎng)絡(luò)模型

分層思想:將復(fù)雜的流程分解為幾個功能相對單一的子過程 流程更加清晰,復(fù)雜問題簡單化;更容易發(fā)現(xiàn)問題并針對性的解決問題

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10TCP/IP和OSI參考模型

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11常見的協(xié)議

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12數(shù)據(jù)的封裝和解封過程

TCP/IP模型中數(shù)據(jù)封裝和解封過程

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Part4應(yīng)用層

131.應(yīng)用層及其常用協(xié)議

應(yīng)用層:為應(yīng)用軟件提供接口,使應(yīng)用程序能夠使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。下三層協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。

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常用的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議:

  • DNS
  • HTTP和HTTPS
  • SMTP與POP3/IMAP
  • Telnet
  • FTP與TFTP

架構(gòu)背景:

C/S架構(gòu):Client/Server,客戶端/服務(wù)端,例如:QQ、微信。

B/S架構(gòu)::Browser/Server,瀏覽器/服務(wù)端,如:頁游、視頻網(wǎng)站。

142.DNS域名解析系統(tǒng)

DNS:Domain Name System,域名解析系統(tǒng)
作用:
1.建立IP地址與域名之間的映射關(guān)系。
2.將域名解析為IP地址(正向解析)。
3.將IP地址解析為域名(反向解析)。
4.負(fù)責(zé)DNS的就是DNS服務(wù)器。FQDN:Fully Qualified Domain Name,完全限定域名同時帶有域名和主機名就是完全限定域名,比如

完全限定域名:
www.baidu.combaike.baidu.compan.baiu.comtieba.baidi.com

域名
baidu.com

主機名
wwwbaikepantieba

.com是頂級域名baidu是二級域名又叫次頂級域名

DNS查詢方式與過程

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與DNS相關(guān)的命令,使用exit命令退出DNS調(diào)試工具。

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153.HTTP&HTTPS

HTTP & HTTPS:Hypertext Transfer Protocol,超文本傳輸協(xié)議
HTTP:超文本傳輸協(xié)議HTTP協(xié)議被用于在Web瀏覽器和網(wǎng)站服務(wù)器之間傳遞信息,當(dāng)在瀏覽器輸入URL后,從就會從服務(wù)器獲取HTML文件來呈現(xiàn)出內(nèi)容。

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HTTPSHTTP協(xié)議以明文方式發(fā)送內(nèi)容,不提供任何方式的數(shù)據(jù)加密,如果攻擊者截取了Web瀏覽器和網(wǎng)站服務(wù)器之間的傳輸報文,就可以直接讀懂其中的信息,因此,HTTP協(xié)議不適合傳輸一些敏感信息,比如:銀行卡號、支付密碼等重要信息。
為了解決HTTP協(xié)議的這一缺陷,需要使用另一種協(xié)議:安全套接字層超文本傳輸協(xié)議HTTPS,為了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?,HTTPS在HTTP的基礎(chǔ)上加入了SSL協(xié)議,SSL依靠證書來驗證服務(wù)器的身份,并為瀏覽器和服務(wù)器之間的通信加密。

TLS與SSL是在傳輸層與應(yīng)用層之間對網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行加密。

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164.SMTP&POP3&IMAP:郵件服務(wù)

SMTP:簡單郵件傳輸協(xié)議,用于發(fā)送郵件 POP3:郵局協(xié)議版本3,用于接收郵件 IMAP:互聯(lián)網(wǎng)郵件訪問協(xié)議,類似POP3功能更多

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175.Telnet&SSH:遠(yuǎn)程管理服務(wù)

  • 遠(yuǎn)程管理協(xié)議,可以用來遠(yuǎn)程管理各種設(shè)備和系統(tǒng)。
  • 客戶端和服務(wù)端需要保證網(wǎng)絡(luò)可達(dá)。
  • 借助終端工具管理會話,如:Xshell、PuTTY、SecureCRT、MobaXterm等。
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186.FTP&TFTP:文件傳輸服務(wù)

提供上傳和下載等文件操作

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Part5傳輸層

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191.端口

端口號的范圍是0~65535,0到1024的端口已經(jīng)分配給了一些常用的程序。

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202.傳輸層協(xié)議

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TCP會話通過三次握手建立連接:任何基于TCP的應(yīng)用,發(fā)送數(shù)據(jù)前都需要先建立連接。公眾:網(wǎng)絡(luò)工程師阿龍

TCP的三次握手

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TCP的確認(rèn)和重傳:保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?/strong>

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TCP的窗口滑動機制:控制數(shù)據(jù)的傳輸速率

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TCP會話的關(guān)閉-四次揮手:斷開連接,釋放資源

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UDP

  • UDP不提供重傳機制,占用資源小,處理效率高。

  • 一些時延敏感的流量,如語音、視頻等,通常使用UDP作為傳輸層協(xié)議。

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TCP和UDP對比

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Part6網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層的作用:

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211.IP協(xié)議

IP:Internet Protocol,因特網(wǎng)協(xié)議,TCP/IP協(xié)議簇中最核心的協(xié)議。

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IPv4的報文結(jié)構(gòu)

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數(shù)據(jù)包分片與重組:當(dāng)數(shù)據(jù)包比鏈路MTU大時,被分割成多個片段的過程。

MTU:最大傳輸單元用來通知對方所能接受數(shù)據(jù)服務(wù)單元的最大尺寸,說明發(fā)送方能夠接受的有效載荷大小,默認(rèn)值一般是1500b。

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222.TTL

TTL:Time to Live,生存時間(類似生命值)。

  • 防止IP數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)無休止地傳輸(環(huán)路)
  • 每經(jīng)過一次路由TTL值就會減 1
  • 當(dāng) TTL=0 的時候就會丟棄數(shù)據(jù)包
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路由跟蹤:利用TTL特性,可以顯示路徑上的每一跳,一種非常重要的排錯方法。公眾:網(wǎng)絡(luò)工程師阿龍
Tracert 先發(fā)送 TTL 為 1 的回應(yīng)數(shù)據(jù)包,并在隨后的每次發(fā)送過程將 TTL 遞增 1,直到目標(biāo)響應(yīng)或 TTL 達(dá)到最大值,從而確定路由。

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tracert命令tracert命令可以查看本機到達(dá)目標(biāo)IP經(jīng)過的路由和IP地址,有些路由器會隱藏的自己的位置,不讓ICMP Timeout的消息通過,結(jié)果就是在那一跳上始終會顯示星號。

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233.協(xié)議號

協(xié)議號用于標(biāo)識上層協(xié)議442c974e-37b0-11ed-ba43-dac502259ad0.png

244.IP地址

IP地址:IP Address,用來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點或接口,用于尋址。IP地址就像現(xiàn)實中的地址,可以標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點,數(shù)據(jù)就是通過它來找到目的地。
IP地址結(jié)構(gòu):由32位二進(jìn)制(32 bits)組成,采用“點分十進(jìn)制”表示。
192.168.1.1前三部分是網(wǎng)絡(luò)位,最后一部分是主機位。
網(wǎng)絡(luò)部分/網(wǎng)絡(luò)位:標(biāo)識一個網(wǎng)絡(luò),代表IP地址所屬網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)段。
主機部分/主機位:標(biāo)識一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機,能唯一標(biāo)識網(wǎng)段上的某臺設(shè)備。
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IP地址分類:根據(jù)第一組8位二進(jìn)制的不同規(guī)則定義,ABC三類地址是用來分配給主機使用的。

特殊的IP地址

特殊的IP地址 地址范圍 作用
任意地址 0.0.0.0 任何網(wǎng)絡(luò)”的網(wǎng)絡(luò)地址;“這個網(wǎng)絡(luò)上這個主機接口”的IP地址。
有限廣播地址 255.255.255.255 可作為目的地址,發(fā)往該網(wǎng)段所有主機
環(huán)回地址 127.0.0.0/8 測試設(shè)備自身的軟件系統(tǒng)
本地鏈路地址 169.254.0.0/16 當(dāng)自動獲取地址失敗后,隨機分配的臨時通信地址

各類地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼只有ABC三類IP地址會被用于主機使用

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**地址類型

地址類型 備注
公網(wǎng)地址 用于Internet,向ISP付費申請,全球唯一
私網(wǎng)地址 用于企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),不能用于Internet ,免費使用,可以重復(fù)
地址轉(zhuǎn)換 私網(wǎng)地址訪問Internet時必須轉(zhuǎn)換為公網(wǎng)地址,該技術(shù)為NAT

私網(wǎng)地址分類

私網(wǎng)地址空間 范圍 表達(dá)方式
A類 10.0.0.0~10.255.255.255 10.0.0.0/8
B類 172.16.0.0~172.31.255.255 172.16.0.0/12
C類 192.168.0.0~192.168.255.255 192.168.0.0/16

私有網(wǎng)絡(luò)通過內(nèi)網(wǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)連接到互聯(lián)網(wǎng)

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網(wǎng)絡(luò)地址、主機地址、廣播地址通常一個網(wǎng)絡(luò)位代表的網(wǎng)絡(luò)稱為“網(wǎng)段”
每個網(wǎng)段上都有兩個特殊地址(最小和最大)不能分配給主機

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例子
172.16.10.1/16這個B類地址網(wǎng)絡(luò)地址、主機地址、廣播地址以及可用地址數(shù)分別是?

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255.子網(wǎng)劃分

滿足不同網(wǎng)絡(luò)對IP地址的需求
實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的層次性
節(jié)省IP地址
默認(rèn)子網(wǎng)掩碼可以進(jìn)一步劃分,成為變長子網(wǎng)掩碼(VLSM)
操作核心:網(wǎng)絡(luò)位向主機位“借位”

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計算公式:

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實例

某公司共有生產(chǎn)部、銷售部、財務(wù)部、客服部四個部門,每個部門的主機數(shù)最多不超過 50臺。若該公司獲得了一個C類地址192.168.100.0/24,應(yīng)該如何劃分子網(wǎng)呢?

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劃分4個子網(wǎng),因為借了兩位主機號,所以子網(wǎng)掩碼是:24+2=26位
二進(jìn)制:11111111.11111111.11111111.11000000
十進(jìn)制:255.255.255.192

部門 網(wǎng)段 子網(wǎng)掩碼 有效主機數(shù)
生產(chǎn)部 192.168.100.1~192.168.100.62 255.255.255.192 62
銷售部 192.168.100.65~192.168.100.126 255.255.255.192 62
財務(wù)部 192.168.100.129~192.168.100.190 255.255.255.192 62
客戶部 192.168.100.193~192.168.100.254 255.255.255.192 62
部門 網(wǎng)絡(luò)號 廣播地址
生產(chǎn)部 192.168.100.0 192.168.100.63
銷售部 192.168.100.64 192.168.100.127
財務(wù)部 192.168.100.128 192.168.100.191
客戶部 192.168.100.192 192.168.100.255

266.ICMP

ICMP:Internet Control Message Protocol,因特網(wǎng)控制消息協(xié)議
在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間傳遞各種差錯和控制信息。
對于收集各種網(wǎng)絡(luò)信息、診斷和排除各種網(wǎng)絡(luò)故障等方面起著至關(guān)重要的作用。

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報文結(jié)構(gòu)**

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ICMP作用ICMP協(xié)議主要用來檢測網(wǎng)絡(luò)通信故障和實現(xiàn)鏈路追蹤,最典型的應(yīng)用就是PING和tracerooute。

ICMP功能差錯檢測:診斷網(wǎng)絡(luò)連通性、提供往返時間等。
錯誤報告:診斷連接問題,如:路由追蹤、路由環(huán)路
ICMP重定向:在特定的情況下,當(dāng)路由器檢測到主機使用非最優(yōu)路由的時候,它會 向該主機發(fā)送一個ICMP重定向報文,請求主機改變路由。

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如圖所示,主機A希望發(fā)送報文到服務(wù)器A ,于是根據(jù)配置的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址向網(wǎng)關(guān)RTB發(fā)送報文。網(wǎng)關(guān)RTB收到報文后,檢查報文信息,發(fā)現(xiàn)報文應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)到與源主機在同一網(wǎng)段的另一個網(wǎng)關(guān)設(shè)備RTA ,因為此轉(zhuǎn)發(fā)路徑是更優(yōu)的路徑,所以RTB會向主機發(fā)送一個重定向消息 ,通知主機直接向另一個網(wǎng)關(guān)RTA發(fā)送該報文。主機收到重定向消息后,會向RTA發(fā)送報文,然后RTA會將該報文再轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器A。

Part7數(shù)據(jù)鏈路層

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271.以太網(wǎng)介紹

以太網(wǎng),Ethernet:當(dāng)今主導(dǎo)地位的局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)。

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282.以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)

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以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)的字段:協(xié)議類型:標(biāo)識上層的協(xié)議,如:0x0800 代表 IPv4,0x86DD是IPv6。
幀校驗:如果接收方(根據(jù)接收的幀內(nèi)容)計算的FCS與發(fā)送方計算的FCS (包含于幀中)不相等,則視該幀無效并將其丟棄。
MAC地址:標(biāo)識一個網(wǎng)卡,每個網(wǎng)卡都需要且唯一的一個MAC地址。廣播幀的mac地址全是F
用于在一個IP網(wǎng)段(廣播域)內(nèi),尋址找到具體的物理設(shè)備。工作在數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備,如:以太網(wǎng)交換機,會維護(hù)一張MAC地址表,用于指 導(dǎo)數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)。
工作在數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備,如:以太網(wǎng)交換機,會維護(hù)一張MAC地址表,用于指 導(dǎo)數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)。
MAC地址與IP地址的關(guān)系:源IP地址和目標(biāo)IP地址,不會變化(NAT除外)
源MAC地址和目標(biāo)MAC地址,一直在變化(每個廣播域都會變化)

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293.ARP地址解析協(xié)議

ARP:Address Resolution Protocol,地址解析協(xié)議,根據(jù)已知的IP地址解析獲得其對應(yīng)的MAC地址。

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ARP工作流程主機A的IP地址為192.168.1.1,MAC地址為0A-11-22-33-44-01;主機B的IP地址為192.168.1.2,MAC地址為0A-11-22-33-44-02;
當(dāng)主機A要與主機B通信時,地址解析協(xié)議可以將主機B的IP地址(192.168.1.2)解析成主機B的MAC地址。

工作流程:
第1步:根據(jù)主機A上的路由表內(nèi)容,IP確定用于訪問主機B的轉(zhuǎn)發(fā)IP地址是192.168.1.2。然后A主機在自己的本地ARP緩存中檢查主機B的匹配MAC地址。

第2步:如果主機A在ARP緩存中沒有找到映射,它將詢問192.168.1.2的硬件地址,從而將ARP請求幀廣播到本地網(wǎng)絡(luò)上的所有主機。源主機A的IP地址和MAC地址都包括在ARP請求中。本地網(wǎng)絡(luò)上的每臺主機都接收到ARP請求并且檢查是否與自己的IP地址匹配。如果主機發(fā)現(xiàn)請求的IP地址與自己的IP地址不匹配,它將丟棄ARP請求。

第3步:主機B確定ARP請求中的IP地址與自己的IP地址匹配,則將主機A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP緩存中。

第4步:主機B將包含其MAC地址的ARP回復(fù)消息直接發(fā)送回主機A。

第5步:當(dāng)主機A收到從主機B發(fā)來的ARP回復(fù)消息時,會用主機B的IP和MAC地址映射更新ARP緩存。本機緩存是有生存期的,生存期結(jié)束后,將再次重復(fù)上面的過程。主機B的MAC地址一旦確定,主機A就能向主機B發(fā)送IP通信了。

ARP報文結(jié)構(gòu)

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ARP 報文總長度為 28 字節(jié),MAC 地址長度為 6 字節(jié),IP 地址長度為 4 字節(jié)。其中,每個字段的含義如下:

  • 硬件類型:指明了發(fā)送方想知道的硬件接口類型,以太網(wǎng)的值為 1。
  • 協(xié)議類型:表示要映射的協(xié)議地址類型。它的值為 0x0800,表示 IP 地址。
  • 硬件地址長度和協(xié)議長度:分別指出硬件地址和協(xié)議的長度,以字節(jié)為單位。對于以太網(wǎng)上 IP 地址的A請求或應(yīng)答來說,它們的值分別為 6 和 4。
  • 操作類型:用來表示這個報文的類型,ARP 請求為 1,ARP 響應(yīng)為 2,RARP 請求為 3,RARP 響應(yīng)為 4
  • 發(fā)送方 MAC 地址:發(fā)送方設(shè)備的硬件地址。
  • 發(fā)送方 IP 地址:發(fā)送方設(shè)備的 IP 地址。
  • 目標(biāo) MAC 地址:接收方設(shè)備的硬件地址。
  • 目標(biāo) IP 地址:接收方設(shè)備的IP地址。

ARP 數(shù)據(jù)包分為請求包和響應(yīng)包,對應(yīng)報文中的某些字段值也有所不同。

  • ARP 請求包報文的操作類型(op)字段的值為 request(1),目標(biāo) MAC 地址字段的值為 Target 00:00:00_00:00:00(00:00:00:00:00:00)(廣播地址)。
  • ARP 響應(yīng)包報文中操作類型(op)字段的值為 reply(2),目標(biāo) MAC 地址字段的值為目標(biāo)主機的硬件地址。

免費ARP用來檢測IP地址是否沖突

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代理ARP可以幫助同一網(wǎng)段、不同物理網(wǎng)絡(luò)上的計算機之間實現(xiàn)通信。

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304.ARP欺騙

APR欺騙是針對以太網(wǎng)地址解析協(xié)議(ARP)的一種攻擊技術(shù),通過欺騙局域網(wǎng)內(nèi)訪問者PC的網(wǎng)關(guān)MAC地址,使訪問者PC錯以為攻擊者更改后的MAC地址是網(wǎng)關(guān)的MAC,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不通。

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Part8物理層和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程

311.物理層介紹

根據(jù)物理介質(zhì)的不同,將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成光信號、電信號或者是電磁波信號。47642c88-37b0-11ed-ba43-dac502259ad0.png

物理層常用的傳輸介質(zhì)

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322.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的過程

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網(wǎng)關(guān):Gateway
位于不同網(wǎng)絡(luò)間的主機要實現(xiàn)通訊,必須把數(shù)據(jù)包發(fā)送給網(wǎng)關(guān)。
網(wǎng)關(guān)就是一臺具有路由功能的三層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,如:路由器、三層交換機、防火 墻、服務(wù)器等。公眾:網(wǎng)絡(luò)工程師阿龍網(wǎng)關(guān)地址就是設(shè)備的接口地址。

Part9單播、組播、廣播

在IPv4網(wǎng)絡(luò)中,不同的應(yīng)用會發(fā)送不同的數(shù)據(jù)包,根據(jù)目的地址,可分為三類。

331.單播

單播 Unicast:發(fā)送給單個目標(biāo)
MAC地址 = 網(wǎng)卡地址(第8位bit=0) IP地址 = 主機地址

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342.廣播

廣播:Broadcast,發(fā)送給所屬廣播域內(nèi)的所有目標(biāo)。
MAC地址 = FFFFFFFFFFFF
IP地址 = 廣播地址
廣播地址:主機位全為1的地址是廣播地址;192.168.1.0網(wǎng)段的廣播地址是192.168.1.255

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353.組播

組播:Multicast,發(fā)送給一組目標(biāo)
MAC地址 = 01-00-5E開頭(第8位bit=1)
IP地址 = D類組播地址
D類地址:224.0.0.0~239.255.255.255

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364.接收規(guī)則

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丟棄不匹配的MAC地址;接收匹配的MAC地址,將數(shù)據(jù)提交給上層處理。

375、沖突和廣播

術(shù)語 備注
沖突 Collision,多個設(shè)備如果同時連接在一個傳輸信道上,發(fā)生的沖撞會導(dǎo)致信號破壞
沖突域 Collision Domain能產(chǎn)生沖突的設(shè)備的集合(區(qū)域)
廣播 Broadcast發(fā)送給所有目標(biāo)
廣播域 Broadcast Domain能收到廣播的設(shè)備的集合(區(qū)域)
集線器 Hub,不分沖不分廣(所有接口都屬于一個沖突域和廣播域)
交換機 Switch,分沖不分廣
路由器 Router,分沖分廣

審核編輯 :李倩


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