# 运维小白的成长日记第六天-基础网络构建OSI七层模型-网络层基础知识#

Posted 2020-11-03

# 运维小白的成长日记第六天-

基础网络构建OSI七层模型-网络层基础知识# 

 

      今天和大家分享一下OSI七层模型中的网络层基础知识。

一、网络层功能：

1、定义逻辑地址（IP地址）

2、选择最佳路径（路由）

二、IP包头结构（快递单子）

主要的字段：

（1）版本：ipv4

（2）TTL：Time  To  Live生存时间。以秒为单位，但实际上是每经过一个路由器（或同等设备）就减1。TTL起始值一般是64或128或255。

（3）协议号：表明数据包内封装的数据类型。如果IP包内是TCP数据，写为6，如果是UDP，写为17（十六进制数）

（4）源和目标地址：IP地址

三、ICMP：Internet控制消息协议

1、PING命令采用的是ICMP协议

2、ICMP消息类型

（1）发送端执行ping命令，发送的ICMP消息叫echo-request

（2）接收端回应，发送的ICMP消息叫echo-reply

（3）如果发出ping请求后，一直没有得到回应，将会出现请求超时timeout

（4）如果直接出现目标不可达，原因是没有设置网关

3、ping命令使用

（1）默认ping发送4个包

（2）无限ping，直到按ctrl+c结束

ping  -t  172.163.100.143

（3）通过ping地址，获得IP地址对应的主机名（不一定成功）

ping  -a  172.163.100.143

（4）ping发送的数据包大小为6000字节

ping  -l  6000  172.163.100.1

4、PING的响应时间。

（1）如果是有线网络，PING网关的响应时间一般低于1ms；如果是无线网络，一般是1-3ms

（2）PING远程主机，如果在30ms以内，网络质量良好；如果达到50-60ms，也可以接受。如果达到100ms以上，延迟将会比较大。

 

四、ARP：地址解析协议

1、作用：将IP地址解析为MAC地址

2、网络中通信的时候，我们只需要知道对方的IP地址。但是主机在和目标通信时，数据到达数据链路层进行封装成帧的时候，还需要目标MAC地址。ARP负责进行IP地址到MAC地址的解析

3、ARP的工作方式是：广播

4、查看主机ARP缓存

arp  -a

5、注意：广播不能跨过路由器。ARP以广播方式工作，所以，如果主机与远程其他主机通信，就不能获得目标的MAC地址，它要获得的是网关的MAC地址。

6、跨路由器通信，源和目标的IP地址不变，MAC地址改变。

 

练习：

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、动词：选择路径（把数据包路由到XX）

2、名词：路径（有没有到达XX的路由？）

3、网络通信过程

（1）如果发送方和接收方处于同一网络，那么直接发送

（2）如果发送方和接收方处于不同网络，发送主机先把数据发送至网关（如PC1与PC3通信）

（3）路由器根据路由表转发数据包。如果路由器不知道目的地，则将数据包丢弃。

4、网关：路由器接口上的IP地址，就是网络的网关。局域网主机上网的时候，不管访问哪个站点，都要把数据先发送到路由器，路由器连主机这一侧的IP地址就是网关。

5、路由器连接不同网络，所以路由器的每个端口IP地址，都是不同网段的地址。

 

六、路由器工作原理

（1）路由器根据路由表，决定如何转发数据包

（2）路由表中存储着到达目标的最佳路径

目标网络	我发给谁	从我哪个口发出
192.168.10.0/24	192.168.1.2	e0/0/1

目标网络

   

我发给谁

   

从我哪个口发出

   

192.168.10.0/24

   

192.168.1.2

   

e0/0/1

   

（3）路由器只关心网络，不关心具体的IP地址

七、路由表的形成

1、直连路由：将路由器端口配置上IP地址，路由表中就会标识到达该网络是直连的

192.168.1.0/24  Direct   D  192.168.1.1  GigabitEthernet 0/0/0

2、不直连路由：

（1）可以由管理员手工录入（静态路由、缺省路由）

（2）可以由路由器自动学习（需要配置路由协议）

 

八、数据发送流程

1、PC1发送数据到PC2，首先PC1发现PC2与自己不是同一网络，那么它要将数据发往路由器（网关192.168.1.1）

2、PC1将数据发网关时，要先获得网关的MAC地址，所以采用ARP协议获得。

3、PC1目标IP写上192.168.2.10，源IP写上192.168.1.10。目标MAC写的是网关GE0/0/0的MAC地址，源MAC写的是自己的MAC

4、交换机收到数据帧，看到帧的目标MAC地址是网关192.168.1.1的MAC地址。交换机查找自己的MAC地址表，然后将帧从e0/0/1发出

5、路由器收到数据后，看到数据包的目标IP地址是192.168.2.10。它将查看自己的路由表，路由表表明如果把数据发往192.168.2.0/24网络，只要把数据从g0/0/1发出即可

6、交换机收到数据帧，检查帧的目标MAC地址以及自己的MAC地址表，将帧从e0/0/2发出。

 

九、路由的分类

1、直连路由（接口配置IP即出现）

2、静态路由（管理员手工配置），缺省路由可以看作是特殊的静态路由

3、动态路由（通过路由协议自动学习）

 

十、静态路由

1、如果需要PC1能PING通192.168.2.2，需要让R2知道如何把数据发回到192.168.1.0/24网络

[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，需要让R1知道如何把数据发送到192.168.3.0/24网络

[R1]ip  route-static 192.168.3.0  255.255.255.0  192.168.2.2

 

十一、结论

配置静态路由时，如果需要路由器能访问所有网段，就必须在路由器上配置到达所有网络的路由。