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OSI七層------第三層網絡層

OSI

一、網絡層功能:
1、定義邏輯地址(IP地址)
2、選擇最佳路徑(路由)
二、IP包頭結構(快遞單子)
主要的字段:
(1)版本:ipv4
(2)TTL:Time To Live生存時間。以秒為單位,但實際上是每經過一個路由器(或同等設備)就減1。TTL起始值一般是64或128或255。
(3)協議號:表明數據包內封裝的數據類型。如果IP包內是TCP數據,寫為6,如果是UDP,寫為17(十六進制數)
(4)源和目標地址:IP地址
三、ICMP:Internet控制消息協議
1、PING命令采用的是ICMP協議
2、ICMP消息類型
(1)發送端執行ping命令,發送的ICMP消息叫echo-request
(2)接收端回應,發送的ICMP消息叫echo-reply
(3)如果發出ping請求後,一直沒有得到回應,將會出現請求超時timeout
(4)如果直接出現目標不可達,原因是沒有設置網關
3、ping命令使用
(1)默認ping發送4個包
(2)無限ping,直到按ctrl+c結束
ping -t 172.163.100.143
(3)通過ping地址,獲得IP地址對應的主機名(不一定成功)
ping -a 172.163.100.143
(4)ping發送的數據包大小為6000字節
ping -l 6000 172.163.100.1
4、PING的響應時間。
(1)如果是有線網絡,PING網關的響應時間一般低於1ms;如果是無線網絡,一般是1-3ms
(2)PING遠程主機,如果在30ms以內,網絡質量良好;如果達到50-60ms,也可以接受。如果達到100ms以上,延遲將會比較大。

四、ARP:地址解析協議
1、作用:將IP地址解析為MAC地址
2、網絡中通信的時候,我們只需要知道對方的IP地址。但是主機在和目標通信時,數據到達數據鏈路層進行封裝成幀的時候,還需要目標MAC地址。ARP負責進行IP地址到MAC地址的解析
3、ARP的工作方式是:廣播
4、查看主機ARP緩存
arp -a
5、註意:廣播不能跨過路由器。ARP以廣播方式工作,所以,如果主機與遠程其他主機通信,就不能獲得目標的MAC地址,它要獲得的是網關的MAC地址。
6、跨路由器通信,源和目標的IP地址不變,MAC地址改變。

練習:

PC1: 192.168.1.10/255.255.255.0/192.168.1.1
PC2:192.168.1.20/255.255.255.0/192.168.1.1

PC3:192.168.2.10/255.255.255.0/192.168.2.1
[Huawei]interface GigabitEthernet 0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.2.1 255.255.255.0

五、路由route
1、動詞:選擇路徑(把數據包路由到XX)
2、名詞:路徑(有沒有到達XX的路由?)
3、網絡通信過程
(1)如果發送方和接收方處於同一網絡,那麽直接發送

(2)如果發送方和接收方處於不同網絡,發送主機先把數據發送至網關(如PC1與PC3通信)

(3)路由器根據路由表轉發數據包。如果路由器不知道目的地,則將數據包丟棄。
4、網關:路由器接口上的IP地址,就是網絡的網關。局域網主機上網的時候,不管訪問哪個站點,都要把數據先發送到路由器,路由器連主機這一側的IP地址就是網關。
5、路由器連接不同網絡,所以路由器的每個端口IP地址,都是不同網段的地址。

六、路由器工作原理
(1)路由器根據路由表,決定如何轉發數據包
(2)路由表中存儲著到達目標的最佳路徑
目標網絡 我發給誰 從我哪個口發出
192.168.10.0/24 192.168.1.2 e0/0/1
(3)路由器只關心網絡,不關心具體的IP地址
七、路由表的形成
1、直連路由:將路由器端口配置上IP地址,路由表中就會標識到達該網絡是直連的
192.168.1.0/24 Direct D 192.168.1.1 GigabitEthernet 0/0/0
2、不直連路由:
(1)可以由管理員手工錄入(靜態路由、缺省路由)
(2)可以由路由器自動學習(需要配置路由協議)

八、數據發送流程

1、PC1發送數據到PC2,首先PC1發現PC2與自己不是同一網絡,那麽它要將數據發往路由器(網關192.168.1.1)
2、PC1將數據發網關時,要先獲得網關的MAC地址,所以采用ARP協議獲得。
3、PC1目標IP寫上192.168.2.10,源IP寫上192.168.1.10。目標MAC寫的是網關GE0/0/0的MAC地址,源MAC寫的是自己的MAC
4、交換機收到數據幀,看到幀的目標MAC地址是網關192.168.1.1的MAC地址。交換機查找自己的MAC地址表,然後將幀從e0/0/1發出
5、路由器收到數據後,看到數據包的目標IP地址是192.168.2.10。它將查看自己的路由表,路由表表明如果把數據發往192.168.2.0/24網絡,只要把數據從g0/0/1發出即可
6、交換機收到數據幀,檢查幀的目標MAC地址以及自己的MAC地址表,將幀從e0/0/2發出。

九、路由的分類
1、直連路由(接口配置IP即出現)
2、靜態路由(管理員手工配置),缺省路由可以看作是特殊的靜態路由
3、動態路由(通過路由協議自動學習)

十、靜態路由

1、如果需要PC1能PING通192.168.2.2,需要讓R2知道如何把數據發回到192.168.1.0/24網絡
[R2]ip route-static 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1
2、如果希望PC1能PING通192.168.3.10,需要讓R1知道如何把數據發送到192.168.3.0/24網絡
[R1]ip route-static 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2

十一、結論
配置靜態路由時,如果需要路由器能訪問所有網段,就必須在路由器上配置到達所有網絡的路由。

一、網絡層功能:
1、定義邏輯地址(IP地址)
2、選擇最佳路徑(路由)
二、IP包頭結構(快遞單子)
主要的字段:
(1)版本:ipv4
(2)TTL:Time To Live生存時間。以秒為單位,但實際上是每經過一個路由器(或同等設備)就減1。TTL起始值一般是64或128或255。
(3)協議號:表明數據包內封裝的數據類型。如果IP包內是TCP數據,寫為6,如果是UDP,寫為17(十六進制數)
(4)源和目標地址:IP地址
三、ICMP:Internet控制消息協議
1、PING命令采用的是ICMP協議
2、ICMP消息類型
(1)發送端執行ping命令,發送的ICMP消息叫echo-request
(2)接收端回應,發送的ICMP消息叫echo-reply
(3)如果發出ping請求後,一直沒有得到回應,將會出現請求超時timeout
(4)如果直接出現目標不可達,原因是沒有設置網關
3、ping命令使用
(1)默認ping發送4個包
(2)無限ping,直到按ctrl+c結束
ping -t 172.163.100.143
(3)通過ping地址,獲得IP地址對應的主機名(不一定成功)
ping -a 172.163.100.143
(4)ping發送的數據包大小為6000字節
ping -l 6000 172.163.100.1
4、PING的響應時間。
(1)如果是有線網絡,PING網關的響應時間一般低於1ms;如果是無線網絡,一般是1-3ms
(2)PING遠程主機,如果在30ms以內,網絡質量良好;如果達到50-60ms,也可以接受。如果達到100ms以上,延遲將會比較大。

四、ARP:地址解析協議
1、作用:將IP地址解析為MAC地址
2、網絡中通信的時候,我們只需要知道對方的IP地址。但是主機在和目標通信時,數據到達數據鏈路層進行封裝成幀的時候,還需要目標MAC地址。ARP負責進行IP地址到MAC地址的解析
3、ARP的工作方式是:廣播
4、查看主機ARP緩存
arp -a
5、註意:廣播不能跨過路由器。ARP以廣播方式工作,所以,如果主機與遠程其他主機通信,就不能獲得目標的MAC地址,它要獲得的是網關的MAC地址。
6、跨路由器通信,源和目標的IP地址不變,MAC地址改變。
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五、路由route
1、動詞:選擇路徑(把數據包路由到XX)
2、名詞:路徑(有沒有到達XX的路由?)
3、網絡通信過程
(1)如果發送方和接收方處於同一網絡,那麽直接發送
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(2)如果發送方和接收方處於不同網絡,發送主機先把數據發送至網關(如PC1與PC3通信)
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(3)路由器根據路由表轉發數據包。如果路由器不知道目的地,則將數據包丟棄。
4、網關:路由器接口上的IP地址,就是網絡的網關。局域網主機上網的時候,不管訪問哪個站點,都要把數據先發送到路由器,路由器連主機這一側的IP地址就是網關。
5、路由器連接不同網絡,所以路由器的每個端口IP地址,都是不同網段的地址。

六、路由器工作原理
(1)路由器根據路由表,決定如何轉發數據包
(2)路由表中存儲著到達目標的最佳路徑
目標網絡 我發給誰 從我哪個口發出
192.168.10.0/24 192.168.1.2 e0/0/1
(3)路由器只關心網絡,不關心具體的IP地址
七、路由表的形成
1、直連路由:將路由器端口配置上IP地址,路由表中就會標識到達該網絡是直連的
192.168.1.0/24 Direct D 192.168.1.1 GigabitEthernet 0/0/0
2、不直連路由:
(1)可以由管理員手工錄入(靜態路由、缺省路由)
(2)可以由路由器自動學習(需要配置路由協議)

八、數據發送流程
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1、PC1發送數據到PC2,首先PC1發現PC2與自己不是同一網絡,那麽它要將數據發往路由器(網關192.168.1.1)
2、PC1將數據發網關時,要先獲得網關的MAC地址,所以采用ARP協議獲得。
3、PC1目標IP寫上192.168.2.10,源IP寫上192.168.1.10。目標MAC寫的是網關GE0/0/0的MAC地址,源MAC寫的是自己的MAC
4、交換機收到數據幀,看到幀的目標MAC地址是網關192.168.1.1的MAC地址。交換機查找自己的MAC地址表,然後將幀從e0/0/1發出
5、路由器收到數據後,看到數據包的目標IP地址是192.168.2.10。它將查看自己的路由表,路由表表明如果把數據發往192.168.2.0/24網絡,只要把數據從g0/0/1發出即可
6、交換機收到數據幀,檢查幀的目標MAC地址以及自己的MAC地址表,將幀從e0/0/2發出。

九、路由的分類
1、直連路由(接口配置IP即出現)
2、靜態路由(管理員手工配置),缺省路由可以看作是特殊的靜態路由
3、動態路由(通過路由協議自動學習)

十、靜態路由
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1、如果需要PC1能PING通192.168.2.2,需要讓R2知道如何把數據發回到192.168.1.0/24網絡
[R2]ip route-static 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1
2、如果希望PC1能PING通192.168.3.10,需要讓R1知道如何把數據發送到192.168.3.0/24網絡
[R1]ip route-static 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2

十一、結論
配置靜態路由時,如果需要路由器能訪問所有網段,就必須在路由器上配置到達所有網絡的路由。

OSI七層------第三層網絡層