思科CCNA网络基础入门

教程来源：https://www.bilibili.com/video/BV1Qb411G7bD?p=1

第五集，能看到电脑操作：https://ke.qq.com/course/172514?taid=1017443392856546

1.计算机网络

1.1.网络是什么

• 端系统

• 中间系统（NA）

将地理位置不同的多台计算机，

通过通信线路连接起来，

在网络操作系统中，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，

实现资源共享和信息传递的计算机系统。

1.2.网络架构

1.2.1.RS(Router Switch)架构

描述的是中间系统的架构

• PC端

• 交换机

  • Cisco-2900
  • 很多接口
  • 交换机组建的网络，是局域网

• 防火墙（硬件）

  • 火绒（软件）
  • 深信服（软件）

• 路由器

  • Cisco-3640
  • 路由器接口没有交换机的多
  • 路由器有开关，而交换机没有
  • 得办宽带，通过路由器把网线连出去

交换机、路由器的最终目的，是实现通信

端系统是会变化的：PC、手机、IP网络电话

中间系统也是会变化的：WIFI网络

1.3.网络的类型

路由器和交换机能实现什么样的网络？

• 局域网（LAN）：一组终端设备和由共同的组织管理的用户
  - 所有的用户，都接在一台交换机下，局域网就形成了
  - 局域网游戏、通信

• 广域网（WAN）：连接分布于不同地理位置的LAN
  • 分布于不同地理位置的局域网
  • 广域网实质上，就是N多不同的局域网，拼接而成
  • 路由器，是可以把一个局域网的数据，发到另外一个局域网的设备
• 局域网、广域网和Internet之间的关系
  • 路由器出口，连接到哪里？
    • 宽带找谁买的？运营商（ISP）
    • ISP物理层面，可以简单理解为一节一节的路由器
    • ISP的某个路由器，再连接到远程的局域网
    • 最终实现本地和远程通信
  • 不同ISP的局域网（电信、联通、移动）
    • Internet就是，不同ISP的局域网，之间的通信

终端与对端

• 在PC上做的任何事情，都有相应的人，要给你提供服务
  • CS模型
• 凭什么找到对应的服务
  • 下一节

2.OSI-TCP分层

凭什么找到对应的服务

应用程序有很多，路由器交换机的厂商有很多，电脑品牌都有很多

中间的这些数据，是如何精确的，传到想要的对端上的?

OSI分层模型来解释，源是怎样通过不同的应用程序，通过不同的中间系统，到不同的目的端

2.1.OSI分层

• 20世纪70年代后期，ISO创建OSI参考模型，希望不同供应商的网络能够相互协同工作
• OSI：开放互联系统（open system interconnection）
• ISO：国际标准化组织（International Organization for Standardization）

2.1.1.为什么要分层

分层的优点：

1.促进标准化工作，允许各个供应商进行开发

2.各层间相互独立，把网络操作分成低复杂性单元

3.灵活性好，某一层变化不会影响到别层，设计者可专心设计和开发模块功能

类比于快递系统

2.2.OSI&TCP/IP

OSI参考模型	TCP/IP协议
应用层	应用层
表示层	应用层
会话层	应用层
传输层	传输层
网络层	网络互联层
链路层	网络接口层
物理层	网络（链路）接口层

常用的是TCP/IP

2.2.1.物理层

部署一个网络，先有第一层

• 物理层的主要作用，是产生并检测电压发送，和接收带有数据的电气信号

• 物理层是不提供数据的纠错服务的，但是在物理层上，能对数据的传输速度作一定的控制，并能检测数据的出错率

• 在物理层传输电器信号的载体我们称之为，位流或比特流

物理层部署的就是网线，就是接线

物理层里面走的是数字信号，即比特流

物理层设备

• 屏蔽双绞线（STP）
• 非屏蔽双绞线（UTP）
• 集线器
  • 让比特流信号质检，能够相互交通
• 转化器
• 中继器
  • 还原/放大比特流信号的

猫（调制解调器）不是上网设备，是用来转信号的，数模转换，将数字信号转换为模拟信号，才可以通网

除了网线，还有光纤、无线，都属于物理层接线设备

2.2.2.数据链路层

• 数据链路层决定数据通讯的机制，差错检测
• 提供对网络层的服务
• 合成传输的帧数据

主要对应的是网卡上的Mac地址，类比于车牌号

只有设备上，有Mac地址，才能证明该设备是一个网络设备

数据链路层设备

• 交换机

  • 依赖Mac地址来管理、连接所有的硬件设备

• 网桥

• 网卡

Mac地址

Mac地址的结构

由48位二进制数组成，通常表示为12个16进制数

前24位是标准组织（IEEE）制定的，后24位是厂家自己制定的节点标识符，例如：00-IC-25-91-65-48

2.2.3.网络层

因为Mac地址都是唯一的，想要找到对方，就没有什么计算方法

范围一旦扩大，难度就增加了

所以，网络的分层，在有了网线，有了接口Mac，承认它是一个网络设备的基础之上，为了能够把数据在全球范围，又快又准的找到对方，就增加了IP的概念

• 为网络设备提供逻辑地址
  • 不再是看得见，摸得着的东西了
  • IP是用逻辑算法编译出来的地址
  • 既然是逻辑算法编译，就可以通过逻辑算法来选路，找一个最快的路径，这就是为什么我们现在上网这么快
  • 这样的地址，叫做因特网地址，也叫做公网IP？？
  • Mac地址对应的网络，叫做以太网，IP地址对应的网络，叫做因特网
• 负责数据从源端发送到目的端
• 负责数据传输的寻址和转发

网络层设备

• 路由器
  • 依靠IP地址进行逻辑选路最优最快的算法， 把数据传递到目的端，这就是IP存在的意义
• 为什么交换机不能上网？
  • 因为交换机不识别IP，而路由器能

一二三层，满足的是中间系统，接下来就是端系统的分层，都是属于逻辑层

2.2.4.传输层

为了端系统上面的应用程序，一旦想要向网络中转发数据，就需要用到传输层为它传输

也就是说，传输层是专门为应用层提供，端到端的服务的

所以，有应用层，才有传输层，如果应用层不存在，传输层也就不存在

先了解下一小节的应用层

传输层到底为应用层，提供了什么样的服务

• 传输层负责建立端到端的连接，负责数据在端到端之间的传输
• 传输层通过端口号区分上层服务
• TCP（传输控制协议）
  • 面向连接
  • 可靠传输
    • 丢包重传
  • 流控及窗口机制
  • 使用TCP的应用
    • Web浏览器、电子邮件
    • 文件传输程序
• UDP（用户数据报协议）
  • 无连接
  • 不可靠传输
  • 尽力而为的传输
  • 使用UDP的应用
    • 域名系统（DNS）、视频流
    • IP语音（VoIP）

2.2.5.应用层

• 应用层的作用主要是为应用软件，提供接口，从而使得应用程序能够使用网络服务
• http,ftp,telnet,dns,smtp…
• 常见端口号，类比于110、112公共的电话号码
  • 每一个端口号，都是对应一个应用程序

应用程序	默认端口号
HTTP	80
FTP	21
Telnet	23
SMTP	25
DNS	53
TFTP	69
SNMP	161
RIP	520

• 一个应用程序，就对应于一个服务端口
  • 端口号就是区分应用程序的
  • 应用层提供端口号，传输层按照提供的服务端口，去找到对端的服务程序
  • 这是端到端之间的关系

2.3.借助OSI模型来理解数据传输过程

核心：封装&解封装

pc通过qq产生了数据，这样的数据被称为应用层数据，只有pc才能明白，这是什么东西，而同样能理解应用层数据的，是对端的服务器。

现在数据要向外传输，应用层就提供了端口号（qq的端口是4000，4000就代表了qq这个应用程序的编号）

应用程序一旦产生，传输层就要提供端到端的服务，传输层与应用层，由于分层不同，传输层要传输应用层数据，不可能直接发到对端的应用层，而只能是传到对端的传输层

为了保证传输层能够传递（通信），在发数据之前，传输层协议，会在数据流之前进行打包（类比于寄快递前打包裹），以阐明用的是TCP还是UDP（假设传输层，使用的是UDP为QQ进行服务）

现在在外面，看不到QQ的数据了，能看到的就只是UDP的包而已

现在要向外传，不知道里面是什么了，对端也不好辨别里面的内容，所以把应用层提供的端口号，放在传输层的报头里

此时UDP报头写着4000端口号，就意味着UDP里面的，是QQ

现在传输层掌握的信息是，我要找对端服务端口号是4000的，但是，只掌握这些信息，能够传嘛？

明显是不够的

就要借助传输层的底层，网络层。网络层提供的是IP地址，也就意味着，要利用提供的IP地址，去寻找对端服务所在的IP地址，到底在哪里

同理，要利用IP去传输的话，包就不能这么传了，IP也要对数据进行一层封装，于是又在数据前面盖了一个报头（IP的部分）

同理，现在在外面，看不到UDP报头里的信息了，能看到的就只是IP的包而已，

为了对数据进行辨别，所以在IP里面有一个叫协议号的东西，用来表明，未来拆掉IP，里面放的是什么传输协议，什么内容（UDP在IP里对应的协议号，是17，这些都是定死的）

此时IP报头写着17的协议号，就意味着拆掉IP后，没有惊喜，里面就是UDP

IP还要有什么呢？要有源IP和目的IP

通过源IP和目的IP，按照IP的逻辑寻址，最快的找到服务所在的IP的那一点，就OK了

至此，IP就已经是一个数据包的形态了，能够向外进行转发了，只要PC能够发到路由器，一跳一跳的，就能找到对方

然而这个数据包，最终是要从物理接口发出，IP只是物理接口的逻辑地址，物理接口上还有一个Mac地址

所以我们的硬件接口要对数据包进行最后一层封装，以太网封装

同理，要加上type（类型位），现在在4层报头中，2层叫类型位，3层叫协议号，4层叫端口号，虽然表示的内容不一样，但是本质上类似，都是表示拆掉之后，我封装的那个东西是什么

除此之外，还有什么信息呢？还有源Mac地址和目的Mac地址，现在数据的封装才算完整。

数据包从PC端发出，第一个承接的，是交换机，交换机是一个二层设备，只可以识别Mac地址

交换机按照源Mac和目的Mac，在局域网进行短距离的传输，传递给路由器

路由器是一个三层设备，在看完源Mac和目的Mac没问题之后，还要按照三层IP的报文去分析，从而进行转发，因为路由器是按照源IP和目的IP去转发的

数据对于路由器而言，被二层挡住了，路由器要看到三层封装的数据，必须要解封装，拆掉之后要看到IP的部分，要看目的IP到底是谁，到底要进行怎样的转发

而路由器往外发的时候，又会封装一个新的以太网，继续去发送

最后到了服务器

服务器是一个七层的，以太网、IP、UDP识别完依次拆掉之后，最后看端口号4000提供的服务的，我也有，是QQ的

服务器的应用程序，对数据进行处理之后，再返回过去，重复上述的全部过程

所以，从应用层到物理层，从上到下，是一个加封装的过程，反之

整个数据的传输过程，就是加封装、解封装重复的过程，只不过中间系统的层数没那么多而已

这也就解释了，为什么厂商不同，应用程序不同，最后还能够传递网络精确匹配？

因为中间的这堆设备，包括源、目的两端，在处理数据的时候，都是按照数据包头进行处理的，只要识别包头就可以了，不用管应用层内部传的是什么内容，类比快递，只要识别地址就够了，不用管里面寄的是什么东西

• 封装时一些专有名词

原始的应用层数据，称为payload（负载）

每个协议的小块，称为报头

被传输层UDP封在了里面，单独的，每一层的协议，像UDP报头的那一小块，称为Head，原来的payload称为数据，数据+报头加在一起，称为报文，UDP那一段的报文，称为segment（段）

IP的报头，与UDP和应用层的部分，IP报头是HEAD，UDP和应用层的部分，又变成了数据，IP的整个报头加数据，称为Packet（数据包）

以太网，又把后面所有的东西封装在一起，对于以太网头部来说，IP部分又变成了数据，以太网头部加数据，称为Frame（帧）

都是一个东西，只不过是封装的层数不一样，交换机转发的是帧，路由器转发的以及网络上传输的是数据包，至于分段、负载都是每个应用层的端去处理的

网工玩的主要是网络层，入门的就是第一件事，就是分配一个合理的IP地址

3.IP地址及子网掩码划分

3.1.十进制VS二进制数

• 十进制数由0到9表示
• 二进制数由一连串的1和0表示

十进制	二进制
0	0
1	1
2	10
3	11
4	100
5	101
6	110
7	111
8	1000
9	1001
10	1010
11	1011
12	1100
13	1101
14	1110
15	1111
16	10000
17	10001
18	10010
19	10011

IP地址是三个点分，四个小节

每个小节都是8个比特，十进制的每个小节的大小，是取决于二进制每个小节的大小

由于位数的限制，所以每个小节的最大值是八个一，换算成十进制，是255

所以IP地址的范围是0.0.0.0~255.255.255.255，对于学习IP来说，不需要把32位所有的二进制，全换算成十进制，只需要搞清楚每个小节的换算就可以了

下表，表示每个比特，值为一时代表的十进制数

128	64	32	16	8	4	2	1
1	0	0	0	0	0	0	0	=	128
1	1	0	0	0	0	0	0	=	192
1	1	1	0	0	0	0	0	=	224
1	1	1	1	0	0	0	0	=	240
1	1	1	1	1	0	0	0	=	248
1	1	1	1	1	1	0	0	=	252
1	1	1	1	1	1	1	0	=	254
1	1	1	1	1	1	1	1	=	255

3.2.地址分类

分类	起始	结束
A类	1.0.0.1	126.255.255.254
B类	128.0.0.1	191.255.255.254
C类	192.0.0.1	223.255.255.254
D类	224.0.0.1	239.255.255.254
E类	240.0.0.1	255.255.255.254

127的地址段，分给了操作系统，作为环回地址了

在pc中，可以从内存中，虚拟出一个ip地址，环回接口就可以理解为这个内存接口

如果能ping通127.0.0.0，证明网卡是好的

127非要分类，算A类

用途

实际使用的，只有A、B、C三类

每一个不同分类的ip地址，区别在于系统默认的子网掩码，是不一样的

3.3.子网掩码

分类	范围	默认掩码
A类	1.0.0.1~126.255.255.254	255.0.0.0	==/8
B类	128.0.0.1~191.255.255.254	255.255.0.0	==/16
C类	192.0.0.1~223.255.255.254	255.255.255.0	==/24

子网掩码的作用

将一个ip地址，规划为两个部分

如一个常见的ip地址，192.168.1.1

这是一个C类地址，默认的子网掩码是255.255.255.0

255对应的是1，被1盖住的部分，称之为网络位：192.168.1

没有被盖住的部分，称为主机位：1

子网掩码要求必须是连续的，不存在11111110 11111111这样的

地址数量

分类	可容纳主机数量
A类	2^24-2 = 16777214
B类	2^16-2 = 65534
C类	2^8-2 = 254

按照不同的分类，部署不同的网络

网络地址（Network）：也可以称作网络号，唯一指定了每个网络。同一个网络地址中，每个计算机都共享相同的网络地址，并用它作为自己的IP地址的一部分，它定义了IP地址所属的网段。

结点地址（主机地址 Host）：也可以称作主机地址，是在一个网络中用来标识每台计算机的，它也是唯一的标识符。相对于网络而言，它是用来独立标志指定计算机的。

192.168.1.0这个地址，代表了这个网络下的所有地址，是不能够被分配的，在路由的时候要用到

192.168.1.255这个地址，称为广播地址，你往这个地址发一个信息，这个网络内的所有地址，都可以收到，也不能够被分配给主机

特殊的IP地址：0.0.0.0代表所有的网络地址

3.4.VLSM

变长子网掩码（Variable-Length Subnet Masks VLSM）的出现是打破传统的以类（class）为标准的地址划分法，是为了缓解IP地址紧缺而产生的

作用：节约IP地址空间

注意：使用VLSM时，所采用的路由协议必须能够支持它，这些路由协议包括RIPv2,OSPF ,EIGRP和BGP（有类/无类）

VLSM划分子网的简单方法：

举例：某公司现有一C类网段192.160.1.0/24，目前有以下几个部分：销售部/59台，技术部/27台，业务部/121台，会计部/10台。需求：将一个C类网段合理分配给如下几个部门，保证地址合理分配

192.168.1.0

255.255.255.0000 0000

255.255.255.1000 0000 2^7 = 128 个主机

划分两个子网：

192.168.1.0 1-126 127

192.168.1.128 129-254 255

255.255.255.1100 0000 2^6 = 64个主机

划分四个子网：

192.168.1.0 1-62 63

192.168.1.64 65-126 127

192.168.1.128 129-190 191

192.168.1.192 193-254 255

…….

255.255.255.1111 1100

4个主机，2个可用，所以有效的子网掩码范围到/30

上面的C类地址的规划

B类地址的子网规划：

1和0在哪个小节发生碰撞，就在哪个小节计算，不要放一起

172.16.0.0/20

255.255.1111 0000.0

这里只看第三段，16个网络，16个主机（有多少个1就有多少个子网，有多少个0就有多少个主机）

172.16.0.0 ~ 172.16.15.255

172.16.16.0 ~

172.16.32.0

对于一个C类地址，192.168.1.0/25

255.255.255. 1 000 0000

​ 网络位 子网 主机位

所以在规划一个地址的时候，要清楚这个地址，默认它是属于哪一类，弄清楚它的网络位

然后，再把多出来的定义为子网位，

看子网位有多少个1，然后算2的几次方就可以了

最后是主机位

以上是IP地址的规划

回到案例：某公司现有一C类网段192.160.1.0/24，目前有以下几个部分：销售部/59台，技术部/27台，业务部/121台，会计部/10台。需求：将一个C类网段合理分配给如下几个部门，保证地址合理分配

这里先考虑的是主机数量，2^6=64刚好比59大，

意味着子网掩码是255.255.255.1100 0000

我们可以分出4个网络段来：

192.168.1.0

192.168.1.64

192.168.1.128

192.168.1.192

在这里面，随便给销售部分配一个子网掩码就可以了

但是，一般我们规划的时候，规划数量最多的121台

2^7=128刚好比121大，意味着子网掩码是255.255.255.1 000 0000，可以分出2个网络段来：

192.168.1.0

192.158.1.128

随便给业务部分配一个，

业务部

IP地址：192.168.1.0 ~ 127

子网掩码：255.255.255.128

第二多的59台，

子网就是刚开始的4个段：

192.168.1.0

192.168.1.64

192.168.1.128

192.168.1.192

这里注意的是，前两个段，第一次划分的时候，已经没了

现在剩下的，只有

192.168.1.128

192.168.1.192

销售部分配是这样的

IP地址：92.168.1.128 ~ 191

子网掩码：255.255.255.192

以此类推。

3.5.CIDR

与VLSM相反，是把子网变短

192.168.0.0

255.255.255.0 –> 255.255.0.0

相当于把网络汇总了，在路由中用到

3.6.私有IP地址

1.A类地址中：10.0.0.0到10.255.255.255

2.B类地址中：172.16.0.0到172.32.255.255

3.C类地址中：192.168.0.0到192.168.255.255

注：私有IP一般用于公司内部，私有地址可以相同，这会涉及到后面要讲的–NAT

4.基础命令集汇总

软件：

• packet tracer
• gns3

4.1.以太网技术的线缆标准

T-568A=绿白-绿-橙白-蓝-蓝白-橙-棕白-棕

T-568B=橙白-橙-绿白-蓝-蓝白-绿-棕白-棕

标准网线：不同设备用直通线，即两头都是568A或者都是568B

交叉网线：同等设备用交叉线，即一头为568A，一头为568B

因为要做信号对冲，所以反过来

全反线：一般用于配置线缆，两端线序刚好相反

在模拟器中，左下角找到connectiosn–Copper Cross-Over，虚线代表交叉线

如果是pc的话，要用笔记本连接console线，一台一台的去配置

点击左边路由器，进入cli界面，一开始界面上输入no，否则就要进行各种的配置

4.2.基础命令集汇总

4.2.1.基础命令集

>enable

#configure terminal

// 进入接口才可以配置Ip(快速以太网口)
// f0/0 f0/1 f0/2 表示一个插槽上，有好几个接口
// f0/0 f1/0 表示有好几个插槽
(config)#interface fastEthernet 0/0

//接口模式
//配置IP，IP + 子网掩码
(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
// 同步设置不关闭，把接口打开
(config-if)#no shutdown

// 退出命令
// 回到上一级
exit
// 直接回到特权模式
end

// 查询命令
// show 命令
// running-config 保存在ram中，关机就没了
#show running-config
// 不查询所有，只查ip
#show ip interface brief

// 配置主机名，便于辨识
(config)#hostname r1
// 设置进入特权模式的密码
(config)#enable password 111111

// 删除操作
// 一般情况下，当初在哪个模式下，怎么输的，在前面加 no 就可以
// 如果是有自己决定的参数，删除时可以不加
no 

// 类似于 enable password，但是可以避免别人 show run 查询密文密码 
(config)#enable secret 111111

4.2.3常见模式

4.2.4.命令语法检查

4.2.5.快捷键

4.2.6.工程三招

// 关闭域名解析（防止特权模式下，测试时敲错命令查询），如果真敲错了，可以用ctrl+shift+6中断
(config)#no ip dommain lookup
// 测试完之后，一定要再打开
(config)#ip dommain lookup

// 全局模式下，进入控制台
(config)#line console 0
// log当前显示信息同步，实际配置时，各种配置需要等一会才会同步生效的
// 这样可以让，延迟显示的信息，和自己敲的命令，不会混在一起
(config-line)#logging synchronous 
// 关闭会话超时，防止一段时间不操作自动退出
(config-line)#no exec-timeout 

5.静态路由协议

5.1.接线：R1 f0/0 – R2 f0/0

Router>enable 
Router#conf ter
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Router(config)#int f0/0
Router(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0
Router(config-if)#exit
Router(config)#hostname r1
r1(config-if)#no sh
r1(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

链路协议开启

f0/0上的ip协议被开启

// 查询路由表
r1#show ip route
或者
r1(config-if)#do show ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
       i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
       * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
       P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

C    192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

// C 表示直连

R2的f0/0必须要是1.0网络的，

至于R2配置的到底是不是f0/0，得看你接线的时候，接的是哪一个

配置R2 f0/0

r2>enable
r2#conf ter
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
r2(config)#int f0/0
r2(config-if)#ip add 192.168.1.2 255.255.255.0
// 配置完一定要打开
r2(config-if)#no sh

r2(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up

// 在全局模式下，想要执行特权模式下的show，可以不用exit，直接加do
r2(config-if)#do ping 192.168.1.1

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.1.1, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 0/0/0 ms
// 感叹号表示通了，至于第一个为什么没通，涉及到ARP，下一节讲

可以看到，左边的线变绿了，表示线路连通

5.2.接线：R2 f0/1 – R3 f0/0

问：R2 的 f0/1接口，需要配什么样的ip地址呢？可不可以配 1.0 的网络呢

不能，如果你还配1.0的网路，那就是两个局域网，连成了一个更大的局域网了

而路由器是连接两个不同的ip地址段的，所以路由的每个接口，涉及的一定是不同的ip地址段

如果你要连接相同的ip地址段，就没有必要用路由器了

所以，路由器有一个特性：隔离广播域，隔离掉每个地址段

答：只要不是1.0网络，都可以配

配置R2 f0/1

r2>en
r2#conf ter
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
r2(config)#int f0/1
r2(config-if)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0
r2(config-if)#no sh

r2(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/1, changed state to up

查看R2的路由表

r2(config-if)#do show ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
       i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
       * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
       P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

C    192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
C    192.168.2.0/24 is directly connected, FastEthernet0/1

R2有1.0和2.0两个网络，显示可能会有3~5分钟延迟，可以先去配R3 f0/0，再回来查看R2的路由表

配置R3 f0/0

Router>
Router>en
Router#conf ter
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Router(config)#hostname r3
r3(config)#int f0/0
r3(config-if)#ip add 192.168.2.2 255.255.255.0
r3(config-if)#no sh

r3(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up

查看R3的路由表

r3(config-if)#do show ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
       i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
       * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
       P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

C    192.168.2.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

R3 只有一个直连的2.0网络

5.3.连通情况与未连通情况

• 现在的连通情况是

  R1 f0/0 和 R2 f0/0是通的

  R3 f0/0 和 R2 f0/1是通的

• 未连通情况是：

  R1 f0/0 和 R2 f0/1是不通的

  R3 f0/0 和 R2 f0/0是不通的

路由器转发数据的过程：

ping发包遵循的ICMP协议，是一个三层包，没有传输层和应用层，是靠源IP和目的IP进行转发的

我们用R1的1.0网络，去pingR2的2.0网络：

r1(config-if)#do ping 192.168.2.1

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.2.1, timeout is 2 seconds:
.....
Success rate is 0 percent (0/5)

ping动作发生时，路由器会根据数据包里面，IP头部的目的IP，去查询自己的路由表，看看有没有到达目的IP的路由

现在ping的是2.1，R1 路由表没有2.0的网络

R1路由表：

C    192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

R1需要2.0的网络，干嘛呢？

去确认出口在哪里

1.0的网络路由表，告诉了路由器是直连，1.0网络从f0/0这个口，向外发包

所以，此时R1没有2.0网络，无法确认数据从哪个接口发出去

所以，没有路由的情况下，发不出去数据包

这三台设备，要想实现互相通信，都要有彼此的路由条目信息

要在R1上面，用静态路由的办法，给R1写上2.0的路由

r1(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0

最后还要加上下一跳，也是一个ip地址，这里表示的R1到R3，经过R2时的入接口，应该是R2的f0/0，也就是192.168.1.2

r1(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.1.2

再看一下路由表：

C    192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
S    192.168.2.0/24 [1/0] via 192.168.1.2

S表示静态

但是，下面这条路由，没有出接口，意味着没有源IP

下一跳这种设置，会造成递归查询，

路由器会查询，是不是有1.2的路由表，有的，

最后数据从f0/0的接口出去

我们在R1 ping一下2.1的网络：

r1(config)#do ping 192.168.2.1

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.2.1, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms

一去一回才叫通，此时R2是有1.0的路由表，所以能返回给R1

而如你去Ping R3的话，数据包可以到R3，但是R3不能返回来，因为R3没有配1.0的路由

相应的，R3设置一下1.0的路由：

r3(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1
r3(config)#do show ip route
S    192.168.1.0/24 [1/0] via 192.168.2.1
C    192.168.2.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

此时，R1是可以ping通2.2的

r1(config)#do ping 192.168.2.2

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.2.2, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 0/0/0 ms

如下设置，匹配的是单独的主机：

r1(config)#ip route 192.168.2.1 255.255.255.255

静态路由的第二种写法，先删除之前的配置：

r1(config)#no ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.1.2

配置的时候，不写下一跳，直接设置出接口：

r1(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 f0/0
r1(config)#do show ip route
C    192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
S    192.168.2.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

这两种写法，有什么区别呢，还得涉及到下一节ARP的知识

第三种写法：

r1(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 f0/0 192.168.1.2

这种写法，写上出接口的同时，又写上了下一跳，在GNS3里可以，但在packet tracer提示无效输入

静态路由缺点就是繁琐，优点就是省开销

不适用大型的网络，但应用还是很多

第四种写法，表示全网络，也不设置掩码：

r1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 f0/0 192.168.1.2

该设置表示，我要通过192.168.1.2，去往所有的网络（你能去哪，我就去哪）

这种写法，只适用于末梢网络（只有一条路可以出去的网络），只适合在最左边的设置

如果不再末梢设置，而中间设置：

0.0.0.0/0 via 192.168.1.2
              192.168.2.2
              192.168.3.2

在中间的路由表里，会出现三个并列的下一跳，这叫负载均衡

一旦匹配走第二个路由的时候，1.2/2.2/3.2都会发一个包

有可能你找的目的地址，只在1.2后面，而2.2、3.2都没通，会导致网络不稳定

并且，路由表有一个相对掩码最长匹配规则：

优先级：

12.1.1.1/32
12.1.1.0/24
12.0.0.0/8
0.0.0.0/0

路由表是在没有匹配的情况下，才会匹配0.0.0.0/0

应用场景：公司网关的路由器，通过运营商到所有网络

6.ARP协议

上一节留的坑：

1.为什么ping的时候，第一下会是一个点（表示不通）？

2.为什么设置静态路由的地方，把下一跳设置，换成出接口，会和ARP有关系？

6.1.什么是ARP协议

ARP：Address Resolution Protocol，地址解析协议

ARP的作用：将已知的IP地址解析为Mac地址

ARP在请求的时候，是广播请求，单播响应

一开始的时候，是没有Mac地址，所以一开始是不会通的

广播的IP是255.255.255.255，那么广播的Mac地址是什么呢？是FF-FF-FF-FF…，所有都是F

这里使用GNS3软件

新建文件，重新配置下：

R1:

outer>
Router>enable
Router#config ter
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Router(config)#int f0/0
Router(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0
Router(config-if)#no sh
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

R2：

Router(config-if)#ip add 192.168.1.2 255.255.255.0

R1向R2发包，ping 192.168.1.2，返回一个点，4个叹号

使用GNS3自带的抓包工具，可以看到ARP包：

在f0/0口，抓了8个ICMP包和2个ARP包（2层）

点开ARP包：

可以看到它目的Mac，全是ff

其他的一些信息：

目的Mac是我们想要求的，所以是空的

以上是请求的ARP包。

接下来看1.2的ARP包是如何回复的：

回复中，由于是单播回复，目的Mac就是1.1的Mac

那1.2在回复的时候，是如何得知1.1的Mac呢？

因为1.1一开始发的ARP是广播请求，当1.2发现1.1中，请求的目标是自己的时候，它会把1.1发的ARP包中的源Mac和源IP给学习（记录）下来

而网段内的其他路由器，发现请求的不是自己，就直接忽略了

所以，是1.2先有的1.1的Mac和IP，1.2也就可以给1.1单播回复一个ARP的响应

类比：在50人教室大喊，谁是张三？张三听到了，回复：我是张三！

下面是1.2单播回复的ARP响应：

所以，第一次ping会有一个点，因为那个时候在发ARP

特权模式下，查看ARP映射表：

show arp

以上是同一个ip地址段进行广播，

如果请求的目的ip，不在同一网段下，该怎么办呢？

事实上ARP请求的，并不是对方的Mac，而是下一跳的Mac：

这里我们ping 2.1和2.2，ping通后再查看arp映射表：

发现只有1.2的

PC也是，它也是只解析网关的

事实上，以太网的头部，每经过一个网段（路由器），都会重写源Mac

另外一个问题：代理ARP

当我们的路由没有下一跳的时候，就会触发代理ARP

更改一下路由表：

查看路由表，只有出接口，没有下一跳

此时，我们再都ping一下，之后查看arp映射表：

这种情况，就是代理arp（思科路由器都是默认开启的）

关闭掉代理arp后，再ping是不通的

代理arp可以会有多个，原则是后到优先

所以只写出接口的话，会依赖代理ARP，同时会写大量的arp映射，并且存在次优选路的问题

6.2ARP攻击（欺骗）

由于是广播，所以如果假冒是你请求的ip地址，再去访问你一次，就算你之前访问过了真的ip地址，由于后到优先的原则，你就会把Mac重新记录

而下一次你再访问的时候，就不是通过网关访问Internet，而是直接把数据发到了攻击者的电脑上

虽然arp是一个二层，实际信息并不会泄露太严重，但一个直观的感受，就是你的网断了

有一种arp病毒，会仿造各种ip地址，局域网中不定期就会出现ip冲突，网就上不去了

解决办法：网关绑定Mac

所以IPV6中，取消了arp机制

7.RIP协议