CCNA

Posted 2021-01-05

Cisco Certified Network Associate（思科网络工程师认证）

学习课程的目的
本课的最终目的是为客户组网

网络的定义
网络是由终端系统，介质，网络设备组成。网络是为应用程序服务，应用程序是装载在操作系统之上的，而操作系统是装载在终端系统上的。网络的连接依靠的是介质，网络连接的对端并不是一台其他终端，通常是一台网络设备，网络设备通过介质，把我们的终端连在一起，这样所组成的整体叫做网络。

计算机网络的概念
计算机网络是计算机硬件，线缆，网络设备和让计算机能相互通信的计算机软件的集合。

带宽Bandwidth：网络传输能力

网络组件
1.终端系统（pc）

2.介质
承载计算机所收发的数据（传输数据的媒介，包括有线介质和无线介质。有线介质包括网线等，无线介质包括WiFi等）。
其中双绞线是最常用的，双绞线包括直通线和交叉线。两段的线序一致为直通线，两段的线序不一致，是交叉线。它是由四组八根线芯组成，由8个固定颜色，四组线分别是橙，橙白，蓝，蓝白，绿，绿白，棕，棕白。和他结合的是RJ45型水晶头，它的排序也是有规律的，分别是EIA/TIA568A和EIA/TIA568B。
EIA/TIA568B的线序从左往右是橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕。
EIA/TIA568A的线序从左往右是绿白，绿，橙白，蓝，蓝白，橙，棕白，棕
同类设备互联，使用交叉线
异类设备互联，使用直通线
在一定的情况下，相同设备也可以用直通线，前提是设备的接口有自适应，比如pc连接switch，就要用直通线。pc连接Router，就要用交叉线。switch连接switch用交叉线，switch连接router，用的是直通线。
数据是以二进制传输的，二进制是以0,1为内容，单位为bit比特，一个比特就是一个二进制的位，一个二进制是由0和1组成。多个比特组成比特流。

3.网络设备
（中间系统，包括一层设备Hub集线器，二层设备Switch交换机（隔离冲突域，终结网络。它分为二层交换机，也叫以太网交换机，和多层交换机，MLS。它的接口分两种，其中交换机和交换机相连接的叫级联接口、与pc连接的叫下联接口。他们的区别是下联接口一般都是下联接口，级联接口都是光纤。），也是现在运用最多的网络设备。三层Router路由器等）
这其中终端和介质是必须存在的，而网络设备出现时间并不长，早期的网络设备叫工作组，它的缺点是覆盖范围小，服务设备少，它包括以下设备：
LAN：也成为局域网，由若干台的pc，直通线，和二层交换机所组成。 一个交换机可以连接很多台pc，再加上交换机和交换机相连，另一台交换机又可以连接很多台pc，这样的连接理论上可以连接很多，但是这样连接我们的设备就不会正常的工作了。因为一个网络等同于一个广播域，如果这个范围内的设备过多，发送的广播也就越多，其他设备会强制接收这个广播，造成带宽和设备资源的浪费。这时我们就需要一个路由器来切割一个网络。路由器切割后就形成了两个网络，虽然两个网络的pc可以通信，但是不能形成局域网通信，就好像游戏的局域网对战，跨网络就不能完成。
单播：一个人发，一个人收
组播：一个人发，很多人收，不带有强制性。一对多的流量。
广播：一个人发，发送范围是范围内的所有成员，而且是强制接收。
网卡：现在的主板上都集成了一个网卡，服务器上可能会有两个，但在正常情况下这样的话单个设备相连可以，但是三台设备就不能相互通信。以A,B,C为例，如果想连，那么A→B，B→C，C→A，这样的连接叫做Full Mesh全互联，这样做起来很麻烦。不管有多少主机，都要有N-1个网卡。
Client（客户端） Server（服务器）：CS架构，也叫客户端服务器架构。所有的客户端连接服务器，用服务器做一个中转点，用它把他们连在一起，可以彼此访问。

Network网络=Hub集线器+Switch交换机，互联若干个计算机。
Internetwork：互联网就是把若干个网络组合在一起，形成的一个超大型混合的环境，就叫互联网。它是通过若干个Router路由器把若干个网络连接而成的，就叫互联网。
Internet：它是由各国的运营商彼此联系，联合在一起形成的超大型网络。

拓扑结构
原则
我们的网络在研究的时候要以一个单位来研究，这个单位成为Campus Network（园区网）。他是覆盖一个园区范围的一组局域网的融合网络所组成的就叫园区网，它是由一组连续的局域网组建而成，它的覆盖范围是一栋大楼或一组大楼所组成的园区的一个网络就叫园区网。它的特点是这个网络中的所有设备和介质属于相同组织，并且这些网络设备都是同一组人来给他们做策略配置，他们拥有相同的管理者。
园区网分为两级，一级是客户园区网（Client），一级是运营商园区网（ISP）。
客户园区网要通过三级架构去连接运营商，第一级是Access Layer接入层。第二级是Distributed Layer汇聚层。第三极是Core Layer核心层。

1.Access Layer接入层：它包括端口密度比较高，比较廉价，高速率转发设备。包括集线器，交换机，一般都用12×××换机，放在每层的配线间。
2.Distributed Layer汇聚层：多层交换机，它具有路由器的功能，通过光纤连接各层的交换机。建议连接两台，以防其中一台挂掉，网络瘫痪。
3.Core Layer核心层：这里要放最高端的设备，多层交换机。尽量把安全策略和服务质量策略配置到汇聚层。因为如果放到核心层会影响转发，导致网络拥堵。

物理拓扑：新建立一个网络的时候需要画物理拓扑。
逻辑拓扑：一般都画三层拓扑图，在排错，升级用逻辑拓扑。

主机到主机的通信条件
组建一个网络，当我们将设备用网线连接好后暂时还不可以通信，因为我们还不清楚主机的地址。主机连接到以太网后，每个设备的网络接口都有地址，这个地址叫MAC地址，这个不需要我们配置，厂商直接分配，它是由48bit，每个厂商的MAC地址格式不尽相同，而且每台设备的MAC地址是唯一的。但是我们在主机间通信的时候不会用这个地址，首先，这个地址不可控，其次他不能端到端的来标识主机。

网络通信分为两种，一种是网络间通信，一个是网络内通信。网络内通信是需要MAC地址（二层地址）的，而网络间通信则不需要。就好比一个网络就是一个国家，网络内通信就是在国内，彼此知道×××号就可以，而网络间通信则是和国外通信，由于两个国家的×××号架构不一样，所以即使知道对方的MAC地址也是没法通信的。

我们更多使用的地址是三层地址，即IPv4和IPv6。IPv的意思是Internet Protocol Version因特网协议版本，后面的数字是版本号。这个地址是我们自己配置的，可以手工配置，也可以使用dhcp去自动获取。并且这个地址是和在哪个位置有关，比如我们在网络A是一个地址，当我们的设备移动到网络B的时候，这个地址是会改变的。

手动配置ip：1.打开网络连接的图标，打开网络共享中心。
2.点击更改适配器设置。
3.双击要配置的网卡，然后点击属性，找到Internet 版本协议4，点击属性，选择使用下面的IP地址。
IP地址分为两个位，高位和低位。高位是网络位（前三位），例如192.168.218。低位是主机位（后一位），例如最后的1。
相同网络内的所有主机IP地址网络位必须相同，主机位彼此不同。不同网络主机IP的网络位必须不同，主机位可以相同。

如果一台主机只有IP和子网掩码，那他只能访问相同网段内的主机，想跨越网间访问就必须要有网关Gateway。网关是一个网络的出口，也是连接路由器的接口。网关的地址一般都用最后一个可用地址254。这些都是三层地址，而且只有三层设备才有IP地址，而二层设备是没有IP地址的，比如交换机和集线器。

协议与协议栈
Protocol 协议 规则或约定。
协议约束了网络上的各个环节，网络上有很多条协议，他们协同在一起，保证的了网络的畅通，那么这么多条协议在一起就叫做协议栈，也叫协议集。
比较著名的协议栈有OSI，TCP/IP，IPX/SPX，AppleTalk。当前使用的是TCP/IP的协议栈。
LAN：局域网，覆盖范围小， 涵盖节点较少的小型网络。它的协议是Ethernet（以太网）和FDDI（光纤分布数据接口），也可以叫MAN（城域网）。
局域网（以太网）它的介质是以双绞线，光纤和同轴电缆（澳洲主要的网线，现在基本已淘汰）为主。
WAN：广域网，覆盖范围广，含该节点多的大型网络。它的协议是HDLC（高级数据链路控制协议），PPP（点到点协议），Frame Relay（帧中继协议），ATM（异步传输模式协议）。它的介质是Serial（串行线缆），他可以兼容多种协议，这要看你怎样去设置。

网络模型
网络模型分为两种，一种是OSI：开放标准互联（参考模型），一种是TCP/IP（实际模型）。
网络模型解决的问题：1.层次化
2.权责清晰
3.方便排错
4.方便开发新内容

OSI网络分层：
1.物理层：最基本的底层数据传输，比如底层的接口，底层的传输方式，底层的传输标准。包括介质标准。
2.数据链路层：数据的基本格式和数据在线缆上如何传输，怎样去进行表示。定义如何访问底层介质。
3.网络层：主要功能是IP编址和路由功能。路由功能是提供了在不同的网络之间进行数据转发的能力。
4.传输层：端到端的连接。这里主要的协议是tcp和udp。他定义了如何在一个源和目标之间的数据传输和传输速度和传输效率，传输的可靠性。
5.会话层： 利用传输层提供的服务，使应用建立和维持会话，并能使会话获得同步。
6.表示层：定义数据的格式。比如txt，jpeg，mp4等，也有加密功能。
7.应用层：客户端的应用软件。

TCP/IP网络分层：
1.物理层+数据链路层（网络访问层）
2.网络层（IP层）（internet互联网层）
3.传输层（TCP、UDP层）
4.应用层（应用程序）（包括会话，表示，应用）

IP协议详解
IP：
IP的两个基本作用就是寻址和分段。
寻址：
寻址就是路由功能，分段就是IP编址。IP可以根据数据包包头中包括的地址将数据包传送到目的地址，在这个过程中，IP负责选择传输的道路。而这种选择道路被称为路由功能。
分段：
是指IPV4地址有类别的划分，用来标记不同网络当中网络地址和主机地址的不同长度，比如有A,B,C,D,E五类地址。