传输介质

颜色

A类线(T568A)颜色：白绿/绿/白橙/蓝/白蓝/橙/白棕/棕
B类线(T568B)颜色：白橙/橙/白绿/蓝/白蓝/绿/白棕/棕

线

分为两种线：直连线和交叉线

直连线：线的两端使用的是相同类的线，即同时使用A类或者B类
交叉线：线的两端使用的是不同的线，一段为A类，一段为B类

为什么有两种不同的线

输入口和输出口的区别

如果使用的是直连线，则一段的输入端和另一端输入端的位置相同
而使用的是交叉线，则一段的输入端和另一端输入端的位置不同

使用时间

当一段为交换机，另一端不为交换机时，使用直连线
其他情况均使用交叉线

动态主机配置协议(DHCP)

用户利用有线或无线方式随机接入局域网，获得由DHCP服务器分配的临时IP地址

分配过程

• 借助UDP协议、广播方式向局域网中所有DHCP服务器67端口发送DHCP搜索信息(DHCPDISCOVER)
• 每个DHCP服务器收到广播请求后回应一个有效IP地址，并对该IP地址进行锁定(DHCPOFFER)
• 客户机接受第一个回应的IP地址，并广播通知所有DHCP服务器确认接受。除分配该IP地址的服务器外，其他服务器解除对准备分配的IP地址的锁定，放回地址池(DHCPREQUEST)
• 被选中的DHCP服务器收到确认信息后，以广播方式答复确认信息(DHCPACK)

终止DHCP租借

• 超过服务器配置中所设置的时间，DHCP租借自动过期
• 未超过服务器配置中所设置的时间，客户机的TCP/IP配置中可进行手动终止。

域名解析服务(DNS)

域名解析系统，以符号名字代替纯数字（IP地址）对计算机进行标识。例如，将www.baidu.com解析为36.152.44.95

域名分级

例如：www.baidu.com
一级域名为：com
二级域名为：baidu
三级域名为：www

每一级域名的解析服务器(DNS)都知道其下一级域名的服务器的IP，同时也知道根服务器的IP

域名解析过程

• 客户机（PC）向首选DNS服务器发起请求：“你知道www.baidu.com的IP吗？”如果首选DNS服务器知道（一般如果首选DNS服务器曾经解析过，那么会进行一段时间内的缓存，默认三天，如果正好在缓存时间内，那么首选服务器就会知道这个域名的IP）那么首选DNS 服务器就会直接给客户机返回域名的IP 地址
• 若首选DNS 服务器上没有相关信息，就不能直接返回域名的IP 地址，这时候，首选DNS 服务器就会去询问根DNS服务器（所有的 DNS 服务器都知道全球的 13 台DNS根服务器在哪里），根服务器可能不知道这个具体的 www.baidu.com 的IP地址，但是它知道一级域 com 的DNS服务器的IP（也就是说根服务器只负责维护所有的一级域，所以也就几百条数据在这里，虽然数据量少，但是它接受来自全球的请求，所以负载也很大）
• 根服务器将 com 的DNS服务器的IP地址返回给首选 DNS 服务器
• 首选DNS服务器再去请求 “com” DNS服务器：“你知道 www.baidu.com 的IP吗”，但是com DNS服务器也不知道 www.baidu.com 的IP，但是com 的DNS服务器知道 baidu.com 的IP
• “com” 的DNS服务器将这个信息返回给首选 DNS 服务器
• 首选DNS服务器再去请求 “baidu.com” DNS服务器，这时候 baidu.com 服务器当然就会知道 www.baidu.com的IP地址
• “baidu.com”DNS服务器将这个信息返回给首选DNS 服务器
• 首选DNS服务器将获取到的 www.baidu.com 的IP返回给客户机
• 客户机根据获取到的 www.baidu.com 的IP地址来访问WEB服务器
• WEB服务器返回相关的数据

性能优化

• 缓存：将查找到的新域名解析结果置于本地缓存，以提高域名解析响应速度
• 复制：根服务器存在多个副本，为客户机请求提供最快速的响应

Internet服务管理器(IIS)

Web访问过程

• 输入想要访问的网站的域名或者IP
• DNS 解析网站的域名得到 IP
• 访问对方的 IP 的80端口找到对方的 web 服务器上的对应的网页
• 将网页下载到本地
• 浏览器渲染页面并显示出来

FTP访问过程

• 输入想要访问的FTP的域名或者IP
• DNS 解析网站的域名得到 IP
• 访问对方的 IP 的21端口找到对方的 FTP 服务器上的对应的文件夹
• 打开FTP站点目录

交换机(Switch)

工作在OSI参考模型的第二层，即数据链路层

通常交换机只能看到数据包的mac地址，并不知道数据包所要发往的IP地址

基本概念

mac地址

• mac 地址与电脑硬件(网卡)有关
• 是网卡的硬件地址，全球唯一

mac地址表

存放物理地址与交换机端口映射关系的数据库

交换机工作原理

数据转发

• 数据包信息到达交换机
• 交换机根据数据包中封装的目的主机的MAC地址信息查找MAC地址表，同时根据源主机MAC地址信息更新自己的MAC地址表
  • 如果表中存在该目的主机的MAC地址，则从其对应的端口将数据包发送出去
  • 如果表中不存在该目的主机的MAC地址，则将该数据包被泛洪到所有端口
• 目的主机PC2接收到数据包后，回复响应数据包给PC1，该过程与PC1发送数据包给PC2类似，但此时，PC2是源主机，PC1是目的主机
• 当PC2发送的响应数据包到达交换机时，交换机在转发数据包的同时，根据源主机MAC地址更新MAC地址表（在2.2的情况下，即在MAC地址表中添加一条PC2的MAC地址信息——MAC地址自动学习）

  自动老化功能

• 存在于MAC地址表中的MAC地址，如果长时间没有从该MAC地址收到包，则该MAC地址将被删除
• 当再次收到该MAC地址发送的包时，把该包作为广播包处理，重新学习

转发

交换机向MAC地址X转发数据包

过滤

交换机收到一个数据包，查表后发现该数据包的来源地址与目的地址属于同一网段。交换机将不处理该数据包

如果交换机的每个端口都只连接一台 PC，那么交换机会正常进行转发而不会进行过滤

使用

所有绿色内容都为需要根据实际情况填写

交换机的命令列表

特权模式下

全局配置模式

配置模式

路由器(Router)

网络段计算公式

1

IP & 掩码

例如，IP为192.168.1.1，掩码为255.255.255.0
则其网络段为
11000000.10101000.00000001.00000001 &
11111111.11111111.11111111.00000000 =
11000000.10101000.00000001.00000000
即，网络段为：192.168.1.0

交换机只能交换同一个网络段的数据包，不能交换不同网络段的数据包

使用

路由器命令列表

特权模式下

全局配置模式

配置模式

注意，别忘记给PC设置网关

Ping 的返回结果含义

Requesttimed out 超时

• 对方已关机
• 对方和我不在同一个网段
• 对方防火墙设置了ICMP数据包过滤
• 错误设置IP地址

Destinationhost Unreachable(无法到达)

• 对方与自己不在同一网段内，而自己又未设置默认的路由(网关)
• 网线出了故障

BadIP address(错误的IP)

• DNS服务器未设置
• IP地址不存在

Sourcequench received

• 对方或中途的服务器繁忙无法回应

Unknownhost(不知名主机)

该远程主机的名字不能被域名服务器（DNS）转换成IP地址

• 域名服务器有故障
• 名字不正确
• 网络管理员的系统与远程主机之间的通信线路有故障

Noanswer

• 中心主机没有工作
• 本地或中心主机网络配置不正确
• 本地或中心的路由器没有工作
• 通信线路有故障

网络协议分析

ARP(地址解析协议)

• 工作在数据链路层
• 将IP地址转化成物理地址(mac)

在以太网协议中规定，同一局域网中的一台主机要和另一台主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。而在TCP/IP协议中，网络层和传输层只关心目标主机的IP地址。这就导致在以太网中使用IP协议时，数据链路层的以太网协议接到上层IP协议提供的数据中，只包含目的主机的IP地址。于是需要一种方法，根据目的主机的IP地址，获得其MAC地址。这就是ARP协议要做的事情。所谓地址解析（address resolution）就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。

另外，当发送主机和目的主机不在同一个局域网中时，即便知道对方的MAC地址，两者也不能直接通信，必须经过路由转发才可以。所以此时，发送主机通过ARP协议获得的将不是目的主机的真实MAC地址，而是一台可以通往局域网外的路由器的MAC地址。于是此后发送主机发往目的主机的所有帧，都将发往该路由器，通过它向外发送。这种情况称为委托ARP或ARP代理（ARP Proxy）。

工作原理

• 有目的主机IP地址对应的MAC地址，直接转发
• 没有目的主机IP地址对应的MAC地址，在本网段发起ARP请求广播包进行查询
• 根据源主机的MAC地址信息，更新ARP列表

数据包

• 硬件类型：如以太网（0x0001）、分组无线网
• 协议类型：如网际协议(IP)（0x0800）、IPv6（0x86DD）
• 硬件地址长度：每种硬件地址的字节长度，一般为6（以太网）
• 协议地址长度：每种协议地址的字节长度，一般为4（IPv4）
• 操作码：1为ARP请求，2为ARP应答，3为RARP请求，4为RARP应答
• 源硬件地址：n个字节，n由硬件地址长度得到，一般为发送方MAC地址
• 源协议地址：m个字节，m由协议地址长度得到，一般为发送方IP地址
• 目标硬件地址：n个字节，n由硬件地址长度得到，一般为目标MAC地址
• 目标协议地址：m个字节，m由协议地址长度得到，一般为目标IP地址

前14字节为以太网首部，后28字节为ARP请求/应答

TCP(传输控制协议)

• 工作在传输层
• 实现进程到进程的可靠的数据流传送服务
• 标识主机位置：地址(IP)
• 标识进程：端口

三次握手

• 客户端（通过执行connect函数）向服务器端发送一个SYN包，请求一个主动打开。该包携带客户端为这个连接请求而设定的随机数X作为消息序列号(seq=X)
• 服务器端收到一个合法的SYN包后，把该包放入SYN队列中；回送一个SYN/ACK。ACK的确认码应为X+1，SYN/ACK包本身携带一个随机产生的序号Y(seq=Y,ack=X+1)
• 客户端收到SYN/ACK包后，发送一个ACK包，该包的序号被设定为X+1，而ACK的确认码则为Y+1。然后客户端的connect函数成功返回(seq=X+1 ack=Y+1)

四次挥手

貌似不考

数据包

实验操作

交换机配置静态路由

PC

1

C:\>ipconfig /all

获取FastEthernet0的物理地址(Physical Address)为00E0.A3BA.8021

交换机

1

Switch(config)# mac-address-table static 00E0.A3BA.8021 vlan 1 interface fa0/1

即完成了将mac地址为00E0.A3BA.8021的PC与fa0/1端口绑定

路由器设置端口

路由器

1
2

Router(config)# interface fa0/0
Router(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

完成将fa0/0端口的IP设置为192.168.1.1，掩码为255.255.255.0

三层交换机实现Vlan间通讯

交换机1

1
2
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5
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12
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15

enable
configure terminal
vlan 10
exit
vlan 20
exit
interface fa0/1
switchport access vlan 10
exit
interface fa0/2
switchport access vlan 20
exit
interface fa0/3
switchport mode trunk
exit

交换机2

1
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15

enable
configure terminal
vlan 10
exit
vlan 20
exit
interface fa0/1
switchport access vlan 10
exit
interface fa0/2
switchport access vlan 20
exit
interface fa0/3
switchport mode trunk
exit

交换机3

1
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6
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10
11
12
13

enable
configure terminal
vlan 10
exit
vlan 20
exit
interface vlan 10
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
exit
interface vlan 20
ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
exit
ip routing

单臂路由

交换机

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enable
configure terminal
vlan 10
exit
vlan 20
exit
interface fa0/1
switchport access vlan 10
exit
interface fa0/2
switchport access vlan 20
exit
interface fa0/3
switchport mode trunk
exit

路由器

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12
13
14

enable
configure terminal
interface fa0/0
no shutdown
interface fa0/0.1
encapsulation dot1Q 10
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
no shutdown
exit
interface fa0/0.2
encapsulation dot1Q 20
ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
no shutdown
exit