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1.网络基础基础了解

一、环境准备，软件包

ensp（先装下面三个）
virtualbox
winpcap
wireshark

二、数据通信的原理

从个方面说：

（1）IP地址：

（2）路由技术：

（3）DNS域名系统

1、IP地址

1）、IP的基本认识

IP 在 TCP/IP 参考模型中处于第三层

1️⃣：应用层，是一些协议（如：ftp文件传输，ssh远程登录，http网络请求）

2️⃣：传输层，tcp，udp协议（MAC地址+IP地址+端口号）他的功能就是端口到端口的通信（如：我们有了mac地址和ip地址，我们还需要一个参数，表示这个数据包到那个进程（程序使用），相比之下网络层就是建立主机到主机的通信）

3️⃣：网络层，IP协议（mac地址+IP地址）

4️⃣：网络接口层，（数据链路层+物理层）线路，无线电，光纤

2）、ip传输流程

计算机A主机传送表情包到计算机B，

这个数据包就像一个包裹，上面有，源ip地址，目标ip地址，下一跳ip地址，网关ip地址

数据包发送给网关路由器，路由器就会找目标的ip，然后根据路由找到下一个节点（也是一个路由，继续相同操作，直至发送到目标主机），，

‍

3）、ip地址的格式

‍

192.168.1.1

网络位+主机位（划分网段，方便管理）

网络位：是为了确定你属于那个网段

192.168.1.x

另一个地址是192.168.1.23，就和我在相同的网段，

172.16.1.1 不在相同网段

由什么来决定网络的长度？

由子网掩码来决定是三段还是两段（192.168.1.1 255.255.255.0 :三个255代表192.168.1是网络位，如果是两个255代表192.168.是网络位（一个网段））

主机位：

‍

4）、DHCP作用

作用就是自动给电脑分配ip地址

4.1)、自动获取地址案例

  1.给路由器配置一个ip
  [Huawei]interface g 0/0/0
  [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip a 192.168.1.1 255.255.255.0
  
  2.把路由器当成dhcp服务器让他去分发ip
  [Huawei]dhcp enable //开启dhcp服务
  [Huawei]interface g 0/0/0 //选择一个接口开通dhcp的功能
  [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select interface //选择接口
  
  3.pc1 pc2 pc3设置中开启dhcp配置即可，用ipconfig查看

‍

5）、案例：配置接口ip

配置两台路由设备互联物理接口地址

ar2220

  
  AR01
  <Huawei>system-view   ##系统视图
  [Huawei]interface GigabitEthernet 0/0/0  #进入0/0/0接口
  [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 #给0/0/0配置IP地址
  
  AR02
  <Huawei>system-view   ##系统视图
  [Huawei]interface GigabitEthernet 0/0/0  #进入0/0/0接口
  [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.2 255.255.255.0 #给0/0/0配置IP地址
  [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]quit 
  
  [Huawei]ping 192.168.1.2
    PING 192.168.1.2: 56  data bytes, press CTRL_C to break
      Reply from 192.168.1.2: bytes=56 Sequence=1 ttl=255 time=20 ms
      Reply from 192.168.1.2: bytes=56 Sequence=2 ttl=255 time=20 ms
      Reply from 192.168.1.2: bytes=56 Sequence=3 ttl=255 time=30 ms
      Reply from 192.168.1.2: bytes=56 Sequence=4 ttl=255 time=20 ms
      Reply from 192.168.1.2: bytes=56 Sequence=5 ttl=255 time=20 ms
  
    --- 192.168.1.2 ping statistics ---
      5 packet(s) transmitted
      5 packet(s) received
      0.00% packet loss
      round-trip min/avg/max = 20/22/30 ms

6）、通过网址去访问（dns域名）

添加dns服务器

  
  AR1
  [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp server dns-list 192.168.1.100

DNS-server

‍

7)、网关讲解

作用：网关的作用是用于不同子网/网段之间的通信

7.1）、一个网关测试

如上图：100.100.100.100和192.168.1.200很明显不在同一网段，需要通过网关来实现通信，如何实现如下图

  
  1、给AR1的0/0/1接口配置ip
  [Huawei]int g 0/0/1
  [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip add 100.100.100.1 255.255.255.0
  2、给pc5配置网关，ip等信息
  3、用pc2  ping  pc5
  
  PC>ping 100.100.100.100
  Ping 100.100.100.100: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
  From 100.100.100.100: bytes=32 seq=1 ttl=127 time=47 ms
  From 100.100.100.100: bytes=32 seq=2 ttl=127 time=31 ms
  From 100.100.100.100: bytes=32 seq=3 ttl=127 time=32 ms
  From 100.100.100.100: bytes=32 seq=4 ttl=127 time=31 ms
  From 100.100.100.100: bytes=32 seq=5 ttl=127 time=47 ms

路由器是如何判断该从那个口转发呢？(通过路由表)

  
  [Huawei]display ip routing-table
  Route Flags: R - relay, D - download to fib
  ------------------------------------------------------------------------------
  Routing Tables: Public
           Destinations : 10       Routes : 10   
  
  Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
  
    100.100.100.0/24  Direct  0    0           D   100.100.100.1   GigabitEthernet 0/0/1
    100.100.100.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet 0/0/1
  100.100.100.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet 0/0/1
        127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
        127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
  127.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      192.168.1.0/24  Direct  0    0           D   192.168.1.1     GigabitEthernet 0/0/0
      192.168.1.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet 0/0/0
    192.168.1.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet 0/0/0
  255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

7.2）、多个网关

  
  1、AR1配置
  [Huawei]sysname RA
  [RA]INT G0/0/0
  [RA-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.10 255.255.255.0
  [RA-GigabitEthernet0/0/0]int g 0/0/1
  [RA-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.2.1 255.255.255.0
  
  2、AR2配置
  [Huawei]sysname RB
  [RB]int g 0/0/0
  [RB-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.2.10 255.255.255.0
  [RB-GigabitEthernet0/0/0]int g 0/0/1
  [RB-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.3.1 255.255.255.0
  
  3、配置好pc端和server端的IP地址
  
  4、配置完后发现pc端ping不通server端
  原因是因为网关AR1并没有去server端的路由（查看路由）
  <RA>display ip routing-table 192.168.3.10
  <RA>为空值
  ***解决方法*******
  添加一条去往AR2的静态路由
  [RA]ip route-static 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.10
  *********192.168.3网段的网络都去下一跳的地址192.168.2.10
  
  查看路由表
  [RA]display ip routing-table 192.168.3.10
  Route Flags: R - relay, D - download to fib
  ------------------------------------------------------------------------------
  Routing Table : Public
  Summary Count : 1
  Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
  
      192.168.3.0/24  Static  60   0          RD   192.168.2.10    GigabitEthernet
  0/0/1
  下一跳地址192.168.2.10
  
  发现还是ping不通，pc端能server端但是回不来所以配置AR2到AR1的路由
  
  5.AR2配置
  [RB]dis ip routing-table 192.168.1.1
  [RB]ip route-static 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1
  [RB]dis ip routing-table 192.168.1.1
  Route Flags: R - relay, D - download to fib
  ------------------------------------------------------------------------------
  Routing Table : Public
  Summary Count : 1
  Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
  
      192.168.1.0/24  Static  60   0          RD   192.168.2.1     GigabitEthernet
  0/0/0
  
  然后就能ping通了
  PC>ping 192.168.3.10
  
  Ping 192.168.3.10: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
  From 192.168.3.10: bytes=32 seq=1 ttl=253 time=15 ms

2、TCP/UDP讲解

tcp/udp：都工作在传输层，用于程序之间的数据传输

两者的区别，在于连接和非链接

1）、TCP协议

tcp特点：传输可靠（不考虑时间因素）比如：一问一答

解决网络不可靠的连接

tcp的发起过程

三次握手
传输确认
四次挥手

1.1）、如何解决丢包和乱序问题？

TCP将要传输的每个字节都进行了编号，序号是本报文段发送的数据组的第一个字节的编号，序号可以保证传输信息的有效性。比如：一个报文段的序号为300，此报文段数据部分共有100字节，则下一个报文段的序号为401。

tcp协议中会携带序列号和长度，接收端收到数据后需要回复确认号，确认报文中的ack=序列号+长度=下一包的起始序列号。

TCP将每个字节的数据都进行了编号，即序列号：

1.2）、超时重传机制

超时重传有两种可能：数据报丢了或者ACK丢了

‍

主机A给主机B发送数据之后可能因为种种原因，数据没有到达主机B
如果主机A在一定时间间隔内没有收到主机B发来的ACK，就会进行重发

如果是ACK丢了

主机A一直收不到主机B的ACK，就会进行重传，那么主机B就会收到很多重复的数据，那么TCP协议需要能够识别出哪些包是重复的并且去掉，此时利用序列号和确认序号就可以达到去重的效果。

确认序号表示告诉发送方，前面的数据都已经正常接收了。比如主机A收到1001，就表示1-1000之间的数据已经成功传输。

1.3）、连接管理机制(重要，三次握手四次挥手)

正常情况下，TCP要要经过三次握手建立连接，四次挥手断开连接

上图可以这么理解：客户端：咱建立连接吧！可好？服务器：好啊好啊客户端：行！

客户端和服务器开始传输数据

客户端：我这边没啥了，咱关闭连接吧服务器：好，我看看我这边还有啥服务器：我这边也没数据了，咱可以关闭连接了客户端：好的

1.4）、滑动窗口

确认应答机制中，每发一次数据，都要等待一个ACK，发送方收到ACK之后，才可以发送下一个数据。这样做有一个缺点：性能差，耗时

那么可以一次发送多条数据，就会大大提高性能了。

‍

窗口大小指的是无需等待确认应答就可以继续发送数据的最大值。上图的窗口大小是4000个字节
发送前四个段的时候，不需要等待任何ACK，直接发送
收到第一个ACK后，窗口向后移动，继续发送第五个段的数据
依次类推，窗口就像是在滑动一样向后移
操作系统内核为了维护这个滑动窗口，需要开辟发送缓冲区来记录当前还有哪些数据没有应答；只有确认应答过的数据，才能从缓冲区删掉
窗口越大，则网络的吞吐率就越高，性能就越好

情况一：ACK丢了

这种情况下，ACK丢失无所谓，可以通过后面的ACK进行确认。

情况二：数据包丢了

当某一段报文段丢失之后，发送端会一直收到 1001 这样的ACK，就像是在提醒发送端 “我想要的是 1001” 一样
如果发送端主机连续几次收到了同样一个 “1001” 这样的应答，就会将对应的数据 1001 - 2000 重新发送
这个时候接收端收到了 1001 之后，再次返回的ACK就是7001了(因为2001 - 7000)接收端其实之前就已经收到了，被放到了接收端操作系统内核的接收缓冲区中

2）、UDP协议

相当于寄信

无连接：只需要知道对方的IP和端口号，就可以直接发送数据，不需要建立连接
不可靠：没有确认机制和重传机制；如果因为网络故障该段无法发到对方，UDP协议层也不会给应用层返回任何错误信息
面向数据报：不能灵活的控制读写数据的次数和数量。应用层交给UDP多长的报文，UDP原样发送，既不会拆分，也不会合并
有最大传输长度限制：UDP报文头部中有一个数据报长度字段，最大数字是65535字节,限制了一个完整 UDP报文的长度不能超过64k，不适合传输大数据

‍

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本文作者：今天大晴天

本文链接：https://www.cnblogs.com/j-qingtian/p/18108627

posted @ 2024-04-01 15:50 今天大晴天阅读(17) 评论(1) 编辑收藏举报

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