计算机网络技术概述及相关功能配置

前言：

1.网络基本概念与分类；
2.两大核心模型：OSI七层与TCP/IP五层；
3.PDU（协议数据单元）概念解析，数据封装与解封装的全过程；
4.了解IP地址以及进制的转换，IP地址定义，地址组成部分；
5.IP地址分类，地址划分，广播地址，子网掩码相关概念。
6.了解关键的数据链路层设备（交换机）、网络层设备（路由器） 以及传输层核心协议（TCP/UDP） 的功能、特点和工作原理。

目录

一、计算机网络技术概览：

1.1 计算机网络定义

1.2 网络组成要素

1.3 网络分类

二、网络模型：

2.1 OSI七层模型

1. 应用层（Application Layer）

2. 表示层（Presentation Layer）

3. 会话层（Session Layer）

4. 传输层（Transport Layer）

5. 网络层（Network Layer）

6. 数据链路层（Data Link Layer）

7. 物理层（Physical Layer）

2.2 TCP/IP五层模型

关键头部信息

三、数据封装与解封装全流程：  PDU（协议数据单元）概念解析

3.1 发送端封装过程

3.2 接收端解封装过程​编辑

四、IP地址基础概念

1. IP地址定义

2. 进制转换（IPv4）

五、IP地址组成与分类

1. 地址结构

2. IP地址分类

六、特殊地址与广播地址

1. 特殊地址类型

2. 广播地址计算

七、子网掩码与地址划分

1. 子网掩码的作用

2. CIDR表示法

3. 子网划分实例

4. 可用主机数计算

         八、交换机配置

1.以太网MAC地址

2.Ethernet II帧格式​编辑

3.交换机工作原理

实验

4.交换机以太网接口的工作模式

5.Cisco交换机的命令行

6.模式间的转换​编辑

7.命令行的层次关系​编辑

8、命令行帮助

9.常用命令

10.交换机以太网接口的工作模式配置

         九、路由器配置

1.IP数据包格式​编辑

2.广播与广播域

3.ARP协议

（1）ARP协议工作原理

（2）查看arp缓存的命令

4.CISCO路由器配置

5.路由的概念

实验1

实验2

6.路由器的工作原理

7.路由表的形成

8.静态路由

9.默认路由

实验

10.路由器转发数据包的过程

11.交换与路由的对比

12.静态路由和默认路由的配置

配置实例

          十、传输层协议

1.TCP（Transmission Control Protocol ），传输控制协议

2.UDP（User Datagram Protocol ），用户数据报协议

总结

---

一、计算机网络技术概览：

1.1 计算机网络定义

       计算机网络是通过传输介质和网络设备，将地理上分散的计算机系统互联起来，实现资源共享（文件、打印机）、信息交换（邮件、视频）和分布式计算（云计算）的系统。

1.2 网络组成要素

组件类型	核心功能	典型代表
终端设备	生成/消费数据	PC、手机、服务器
传输介质	数据传输通道	光纤、双绞线、Wi-Fi
网络设备	数据转发与路由	交换机、路由器
协议体系	通信规则标准化	TCP/IP、HTTP、DNS

1.3 网络分类

分类维度	类型	典型场景	传输距离
覆盖范围	PAN	智能手表连接	<10米
	LAN	企业办公室	<1公里
	WAN	跨国企业专线	全球范围
拓扑结构	星型	家庭Wi-Fi	-
	网状	5G基站	-

二、网络模型：

2.1 OSI七层模型

各层核心功能：

1. 应用层（Application Layer）

• 功能：直接为用户应用程序（如浏览器、邮箱）提供网络服务

• 关键协议：

  • HTTP：网页浏览

  • FTP：文件传输

  • SMTP：电子邮件发送

• 示例：当您在浏览器输入URL时，应用层生成HTTP请求

2. 表示层（Presentation Layer）

• 功能：

  • 数据格式转换（ASCII→Unicode）

  • 加密/解密（SSL/TLS）

  • 压缩/解压（JPEG/MP3）

• 典型场景：HTTPS通信中的加密处理

3. 会话层（Session Layer）

• 功能：

  • 建立/维护/终止会话（如视频会议连接）

  • 同步数据交换（断点续传）

• 协议示例：NetBIOS（Windows文件共享）

4. 传输层（Transport Layer）

• 核心职责：

  • TCP：可靠传输（三次握手、重传机制）

  • UDP：高效传输（直播、DNS查询）

• 关键概念：端口号区分应用（80端口=HTTP）

5. 网络层（Network Layer）

• 核心功能：

  • IP寻址（IPv4/IPv6）

  • 路由选择（OSPF/BGP协议）

• 设备代表：路由器实现跨网络通信

6. 数据链路层（Data Link Layer）

• 核心任务：

  • MAC寻址（交换机学习MAC表）

  • 帧同步（以太网帧结构）

  • 差错控制（CRC校验）

• 典型技术：VLAN划分、PPP协议

7. 物理层（Physical Layer）

• 功能重点：

  • 定义电气/光学/无线接口特性

  • 比特流传输（0/1编码）

• 介质示例：

  • 有线：双绞线（Cat6）、光纤

  • 无线：Wi-Fi（2.4GHz/5GHz）

2.2 TCP/IP五层模型

TCP/IP层级	对应OSI层	核心协议	数据单元
应用层	应用+表示+会话	HTTP/DNS	报文
传输层	传输层	TCP/UDP	段
网络层	网络层	IP/ICMP	包
数据链路层	数据链路层	Ethernet	帧
物理层	物理层	802.3	比特

关键头部信息

1. TCP头：

   • 源/目的端口号

   • 序列号/确认号

   • 窗口大小

2. IP头：

   • 源/目的IP地址

   • TTL（生存时间）

   • 协议类型（TCP=6, UDP=17）

关键差异

• TCP/IP合并了OSI的应用/表示/会话层

• 更强调网络层(IP)和传输层(TCP)的核心地位

三、数据封装与解封装全流程：
  PDU（协议数据单元）概念解析

OSI层级	PDU名称	添加的头部信息	典型设备
应用层	报文	HTTP/FTP头部	终端设备
传输层	段/数据报	TCP/UDP头部（端口号等）	防火墙
网络层	包	IP头部（源/目的IP）	路由器
数据链路层	帧	MAC头部+CRC校验	交换机
物理层	比特流	前导码/帧定界符	网卡/中继器

3.1 发送端封装过程

1. 传输层封装：

   • TCP头部添加序列号（保证有序）和校验和（差错检测）

   • 示例TCP头部结构：

     | 源端口 | 目的端口 | 序列号 | 确认号 | 标志位 | 窗口大小 | 校验和 |

2. 网络层封装：

   • IP头部包含TTL（防环路）和协议字段（标识上层协议）

   • IPv4头部示例：

     | 版本 | 首部长度 | TTL | 协议 | 源IP地址 | 目的IP地址 |

3. 数据链路层封装：

   • 以太网帧添加类型字段（0x0800表示IPv4）

   • 帧结构：

     | 前导码 | 目标MAC | 源MAC | 类型 | 数据 | FCS校验 |

3.2 接收端解封装过程

 

1. 数据链路层处理：

   • 通过CRC校验检测帧完整性

   • 检查目的MAC地址是否匹配（否则丢弃）

2. 网络层处理：

   • 路由器根据目标IP决定转发路径

   • TTL值减1，若为0则丢弃并发送ICMP超时报文

3. 传输层处理：

   • TCP通过序列号重组乱序数据段

   • UDP直接提交给应用层（无重组机制）

四、IP地址基础概念

1. IP地址定义

IP地址（Internet Protocol Address）是分配给网络设备的唯一逻辑标识符，用于在网络中定位和通信。当前主流版本包括：

• IPv4：32位地址，格式为192.168.1.1（约43亿个地址）

• IPv6：128位地址，格式为2001:0db8::1（近乎无限地址）

2. 进制转换（IPv4）

IPv4地址本质是32位二进制数，通常转换为点分十进制显示：

二进制：11000000.10101000.00000001.00000001  
十进制：192.168.1.1

转换方法：

• 每个8位组单独转换

• 示例：10101000 → 1×128+0×64+1×32+0×16+1×8+0×4+0×2+0×1=1681×128+0×64+1×32+0×16+1×8+0×4+0×2+0×1=168

五、IP地址组成与分类

1. 地址结构

组成部分	描述	示例（192.168.1.1）
网络部分	标识所属网络	192.168.1
主机部分	标识具体设备	.1

2. IP地址分类

IPv4地址按首字节范围分为五类：

类别	首字节范围	默认子网掩码	私有地址范围	用途
A类	1-126	255.0.0.0	10.0.0.0 ~ 10.255.255.255	大型网络（政府/跨国企业）
B类	128-191	255.255.0.0	172.16.0.0 ~ 172.31.255.255	中型网络（高校/机构）
C类	192-223	255.255.255.0	192.168.0.0 ~ 192.168.255.255	小型网络（家庭/办公室）
D类	224-239	无	无	组播地址
E类	240-255	无	无	实验保留

六、特殊地址与广播地址

1. 特殊地址类型

地址类型	示例	用途
网络地址	192.168.1.0	标识网络本身（主机位全0）
直接广播地址	192.168.1.255	向特定网络所有主机广播（主机位全1）
受限广播地址	255.255.255.255	向本地网络所有主机广播
环回地址	127.0.0.1	测试本机网络协议栈

2. 广播地址计算

以C类地址192.168.1.0/24为例：

• 网络地址：192.168.1.0

• 广播地址：192.168.1.255

• 可用主机范围：192.168.1.1 ~ 192.168.1.254

七、子网掩码与地址划分

1. 子网掩码的作用

• 标识IP地址中网络部分与主机部分

• 示例：255.255.255.0 → 前24位为网络地址

2. CIDR表示法

• 格式：IP地址/网络前缀位数

• 示例：192.168.1.0/24 → 子网掩码255.255.255.0

3. 子网划分实例

需求：将192.168.1.0/24划分为4个子网
步骤：

1. 确定子网位数：2n≥42n≥4 → n=2n=2

2. 新子网掩码：24 + 2 = 26 → 255.255.255.192

3. 子网地址范围：

   子网1：192.168.1.0/26（可用IP：1-62）
   子网2：192.168.1.64/26（可用IP：65-126）
   子网3：192.168.1.128/26（可用IP：129-190）
   子网4：192.168.1.192/26（可用IP：193-254）

4. 可用主机数计算

• 公式：2(32−网络前缀位数)−22(32−网络前缀位数)−2

• 示例：/26 → 2(32−26)−2=64−2=622(32−26)−2=64−2=62台主机

  八、交换机配置

  1.以太网MAC地址

  以太网地址用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备。

  2.Ethernet II帧格式

  3.交换机工作原理

  实验

  1.初始状态
  1）首先打开cisco模拟器，搭建一个包含三台主机的局域网选择一台二层交换机（2960）（接口标号都从0/1开始）
  
  
  2）为主机分别配置IP，先写出IP规划192.168.1.0/24，三台主机IP规划为1.1、1.2、1.3；

  
  3）点击主机进行配置网络，在局域网网关无需给，同一段网络；
  
  

  4）通信之前打开交换机进入用户模式（交换机只有一个MAC地址，交换口无法配IP，交换机本身可以配置IP）
  

  5）输入enable进入特权模式，输入show-mac-adderss-table查看到交换机未进行学习

  2.MAC地址学习（源MAC）
  1）mac学习过程：主机和交换机内部实现通信（IP地址），才能让交换机学习到mac，交换机需要知道每一个主机的消息；

  2）配置IP地址通信，ping192.168.1.2产生一个ICMP包和地址解析协议ARP（将IP地址解析为MAC地址）让PC1知道PC0的MAC地址进行封装，所以就要发送这个ARP请求；

  3）点击转发PC0发送ARP请求发送给交换机，此时MAC地址发生了第一次学习，形成数据包因为有IP（里面包含Fa0/1接口数据帧）至此交换机进行解析到来自Fa0/1接口的帧，但此时交换机不认识这个数据帧则进行学习并记录；
  

  4）查看包结构交换机只能认识到数据链路层PC0的MAC地址和MAC地址的最大值的一个数据帧

  3.广播未知数据帧的源MAC（不学目的地址）
  1）当不知道对方的MAC地址是谁我就封装为MAC地址的最大值（MAC广播地址）交换机从而触发广播(点击转发)； 此时收到未知数据帧一看是广播地址一定会广播，询问谁是1.2IP的MAC地址；

  2）真正的1.2IP地址主机会回应掉这次广播，不是1.2IP地址主机不会回应并丢弃（因PC2IP地址为1.3）；

  4.接收方回应，交换机再次学习MAC地址
  1）PC1返回之后交换机发生了第二次学习Fa0/2并记录，再将数据包给到PC0

  2）（前面广播时并没有从Fa0/1接口广播回去）一定不会从接收未知数据帧的接口再重新广播回去，形成以后再从PC0pingPC1时就不会进行广播，形成定点包；
  

  3）再次生成一个ICMP的包（现无需进行ARP，ICMP已封有IP1的MAC）此时交换机只认识MAC地址;

  4）此时再转发，发现没有三层网络层的数据包（因为交换机不认识，无法解包，所以看不到网络层数据，里面封装的MAC地址为PC0、PC1的）；

  5.交换机实现单播通信
  1）交换机再转发发送消息在PC1又变成了三层包，因认识网络层所以能看到，此时再转发一共ping四次，完成通信

  2）最后一次ping包，发完结束；ping完，再转发就没有了

  3）此时再让PC0ping1.3，产生一个包（ARP），因现还不认识PC2，1.3MAC不认识

  4）点击转发，包过来之后最大MAC地址进行广播；

  5）此时向PC2广播依然也会向PC1广播（交换机只是不会向接收到未知数据帧的接口广播）除了Fa0/2接口都进行广播，即使Fa0/2写着和Fa0绑定关系也会广播（因为Fa0随时会改变，因为Fa0/2接口变了，条目还没有更新）此时广播就会找不到（交换机不会依据MAC表里有什么而不广播）只根据Fa0/1接口从哪里接收到数据帧而不往回广播。

  6）此时只有PC2回应，因地址里写着目的IP为1.3；

  7）PC2回应完之后此时转发回去，此时交换机发生了一次学习，就会把Fa0/3接口所对应的MAC学习到自己的MAC地址表中；

  8）此时转发回去给PC0（因PC0要发送数据包时需要绑定这个MAC）再把ARP的包转发回去，就可以最后通信；

  9）最后通信到交换机这指向性的转发出去，这就叫单播过程（一对一）；

  10） 实现以后一直为单播。（MAC地址表是有超时时间为300S）过了300S后学习到的MAC地址都会被抹除，清空后依然有广播。 （交换机原理无需带ARP协议，但传输一定要带ARP协议，因为需要封装必须要请求ARP，理解为纯二次通信）

  4.交换机以太网接口的工作模式

  （1）交换机以太网接口双工模式

  单工

         两个数据站之间只能沿单一方向传输数据

  半双工

         两个数据站之间可以双向数据传输，但不能同时进行

  全双工

         两个数据站之间可双向且同时进行数据传输

  （2）交换机以太网接口速率

  接口连接时进行协商

  协商失败则无法正常通信

  5.Cisco交换机的命令行

  用户模式

• switch>

  特权模式

• ​​​​​​switch>enable
  
  switch#

  全局配置模式

  switch#config terminal
  
  switch(config)#

  接口模式

  switch(config)# interface fastethernet 0/1
  
  switch(config-if)#
  
  #命令的含义
  
  interface：关键字
  
  fastethernet：接口类型
  
  e、fa、gi和te
  
  0/1：“0”表示模块号，“1”表示端口号
  

  6.模式间的转换

  7.命令行的层次关系

  8、命令行帮助

   Switch#show interfaces [f0/1]

  9.常用命令

  配置主机名

  Switch(config)#hostname sw1
  
  sw1(config)#

  显示系统IOS名称以及版本信息

  Switch#show version

  查看交换的MAC地址表

  Switch#show mac-addess-table [dynamic] #超时时间：300s

  查看接口状态

  Switch#show interfaces [f0/1] 

  保存配置

  Switch#write
  
  Switch#copy running-config startup-config
  
  #running-config：正在运行的配置
  
  #startrp-config：存储下来的配置，在交换机开机时会读取。
  
  ##扩展：网络设置存储类型：
  
  #RAM：具有易失性，断电会丢失数据，相当于计算机的内存；用来运行交换的程序。
  
  #ROM：具有非易失性，断电不丢失数据，相当于计算机的硬盘；用来保存交换的镜像文件。
  
  #NVRAM：具有非易失性，断电不丢失数据，主要用于存储保存的配置。
  
  #FLASH：具有非易失性，断电不丢失数据，相当于计算机的硬盘；用来保存交换的镜像文件。

  配置管理IP地址

  sw1(config)#int vlan 1
  
  sw1(config-if)#ip address 192.168.1.5 255.255.255.0
  
  sw1(config-if)#no shutdown

  10.交换机以太网接口的工作模式配置

  指定接口的双工模式

  Switch(config-if)#duplex {full | half | auto}

  指定接口的通信速率

  Switch(config-if)#speed {10 | 100 | 1000 | auto}

  九、路由器配置

  网络层作用：

  定位，路由，流控；

  封装IP头部

  1.IP数据包格式

  MAX TTL（每经过一个路由器减1）：

  windows： 64

  linux：128

  网络设备：255

  2.广播与广播域

  广播与广播域

  广播：将广播地址做为目的地址的数据帧

  广播域：网络中能接收到同一个广播所有节点的集合

  MAC地址广播

  广播地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF

  IP地址广播

  广播MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF

  广播IP地址为IP地址网段的广播地址

  3.ARP协议

  Address Resolution Protocol，地址解析协议

  将一个已知的IP地址解析成MAC地址

  （1）ARP协议工作原理

  PC1发送数据给PC2，查看缓存没有PC2的MAC地址

  PC1发送ARP请求消息（广播）

  所有主机收到ARP请求消息

  PC2回复ARP应答（单播）

  其他主机丢弃

  PC1将PC2的MAC地址保存到缓存中，发送数据

  （2）查看arp缓存的命令

  Cisco系统中的ARP命令
   

  #查看ARP缓存表
  
  Router#show arp
  
  #清除ARP缓存
  
  Router#clear arp-cache
  
  #ARP绑定
  
  Router(config)#arp ip-address mac-address arpa

  4.CISCO路由器配置

  设备连线口诀：

  路由器与PC机是同种设备

  同种设备用交叉线

  异种设备用直通线

  交换机之间两者皆可

  5.路由的概念

  跨越从源主机到目标主机的一个互联网络来转发数据包的过程

  实验1：
  1.初始化
  1）局域网要连接其他网络，其他网络有另一台交换机连接它的局域网中两台主机PC3、PC4，形成两个局域网通过一个路由器直接连接；

  2）第二个局域网配置网段192.168.2.0/24， 路由器连接的两个网段不能相同（不然就没有路由特性），点击路由器关机并进行扩展两个接口后开机（最多四个口）；

  （路由器接口表示形式)FastEthernet0/0：0/代表模块号、/0代表接口号；路由器只有两个模块：模块0和模块1。

  3）路由器接口需要配置IP地址，来识别不同的局域网将局域网内部网络配置IP地址2.1/2.2；

  2.配置IP地址与接口网关 1）2.0的网络要把数据发送给1.0的网络要经过路由器（2811）从Fa0/1接口出去（所以这个接口地址就是2.0网络的网关）； 将两个主机的网关地址分别配置Fa0/1的接口IP提前规划为192.168.2.254/24，Fa0/0的接口IP规划为192.168.1.254/24 Fa0/1。
   注意：接口一定要和当前所连接的局域网在同一个地址段（一般情况下将这个地址设置为最小IP和最大IP）；

  2）点击路由器中配置Fa0/0和Fa0/1接口的IP，在路由器里一定要no shutdown打开否则接口状态不对；
  （配置Fa0/0的IP）

  （show interfaces f0/0查看Fa0/0指令接口是否启动）
  

  （配置Fa0/1的IP）

  （show interfaces f0/1查看Fa0/1指令接口是否启动）

  3)接口颜色变绿表示地址配置完成（配置完成后路由器形成路由条目并记录）

  show ip route查看路由条目，C类型为直连（被连接的）此路由条目为直连路由。
  注意：只要接口连到某个局域网并且配置了路由器的某个接口IP会自动生成直连路由条目。 所以现在路由器已经认识了两个网络1.0/2.0

  3.数据转发 给主机PC4写上网关192.168.2.254，主机PC0写上网关192.168.1.254，此时写了网关的两台主机则可以实现通信了
  

  数据的转发过程：

  1）ping PC4的网络192.168.2.2，产生一个ARP包；

  2）PC0产生的ARP包现在要出去通过Fa0/0接口找到PC4,所以Fa0/0的接口要知道，不然在局域网无法通信，局域网要通信就需要MAC地址，但此时PC0通过路由器是无法得到PC4的MAC的（因MAC地址不能跨网络学习）因此路由器就要隔离广播，所以到路由器时广播则停止，其实ARP最大MAC地址在进行广播；
  所以PC0只能学到Fa0/0的MAC，此时封装的数据包就有变化

  3）此时点击转发进行广播，只找Fa0/0网关192.168.1.254
  4）此时PC0就有了网关的MAC，重新封装ICMP的包；
  

  Q&A:为什么会去找网关，因找的不是同一个地址段所以说，在通信时，要拿自己的子网掩码与192.168.2.2进行&运算，发现不是同一段就会去找网关了，因此上来之后请求的就是网关MAC地址B401。

  Fa0/0接口的MAC地址为000D.BD77.B401

  5）此时转发ping包，到达路由器的Fa0/1接口后又发现走不了了，因为从Fa0/1接口出来后连接的是另一个网络；
  注意：Fa0/1此时不认识PC4的2.2的MAC地址，此时Fa0/1又生成了ARP包。

  6）点击转发进行广播，将包交给交换机再进行广播，2.2回应，再将包交给Fa0/1接口；

  此时路由器获得了PC4的MAC地址

  注意：再ping包重新发出，此时发现ICMP包为正常， 网络层1.1要ping2.2，封装的数据链路层发生了变化，它封的不再是2.2的MAC了，而是网关的MAC了B101，一看我是2.2不认识2.2不是这层网络里的一定会找网关，因此网关通信时数据链路层一定会封网关的MAC，但是IP头一定不会封装为1.254（不然目的地址就变成了1.254而不是2.2）

  7）点击转发经过交换机，信息不变，经过路由器后网络层不变1.1依旧找2.2；

  但MAC封装时发生了变化，因一开始源地址为1.1，目的MAC为1.254，通过Fa0/1接口出去之后因为MAC地址不能跨网络学习，因另一个网络不认识Fa0/0，所以在Fa0/1处将MAC地址重新封装，将数据出口Fa0/1接口的MAC地址封装为源MAC，目的MAC为所连接网络的目标主机2.2的MAC55C4

  此时包就可以正常转发了，此时点击转发返回PC0实现通信。
  注意：第一次会显示为Request timed out，因之前一直在ARP，数据包是有超时时间，在这个时间段没有回来就会timed out(一旦跨网络ping一定会timed out，必须为连续timed out，不能是间断的timed out则说明网络不稳定)。 直到正确的每一个网络里面的所每一个经过的节点之间的MAC地址都相互学习到了就不会再丢包了。

  最后再点击转发进行ping就会一直单播，完成通信

  这种一个路由连接两个不同网络只需要配置地址不需要配路由条目。
  
  实验2：
  1.构建新网络
  （1）一个路由器连接三个网络，路由器与路由器之间也是一个局域网（跨路由）；

  （2）规划路由器网段192.168.3.0/30，底下PC5、PC6配置网段192.168.4.0/24；

  2.规划网络地址
  （1）让三个局域网进行相互通信时路由就需要进行其他配置

  （2）Fa1/0接口配置地址192.168.3.1

  （3）Router1 Fa0/0接口配置地址192.168.3.2

  （4）Router1 Fa0/1接口配置地址192.168.4.254

  现Router0与Router1可以通信。

  （5）主机PC5、PC6配置地址和网关

  3.实现通信

  （1）让4.1去ping1.1，先请求网关，广播，获得网关MAC地址，重新封装ICMP包；

  到达Router1之后返回，因不认识1.1网络，无法转发

  （2）想要4.1数据包转换到1.1Router1一定要认识1.1 Router0肯定认识1.1与1.1直连，所以就要写一个让 Router1能认识1.1的网络的路由条目（静态路由）。
  （3）ip route 到1.0网段，从Router0的接口通过去，为什么要下一条，因为从Router1到Router0正好碰上了，所以下一条的入口地址为192.168.3.1，Fa1/0接口。

  show ip route查看到Router1认识1.0网段了，通过3.1就可以到达1.0网段，via192.168.3.1下一条地址。

  （4）PC5再次ping192.168.1.1地址，让Router1和Router0之间进行MAC地址学习，Router0返回Router1完成学习

  （5）持续点击转发后PC5主机的ICMP包出现，重新发包了，4.1找1.1，网关也知道了，点击转发，包上到Router1，因为Router0认识1.1了并帮忙转发，Router0一看路由表Router0认识，路由器工作的第一步就是查看路由表有则转发，没有则丢弃。

  （6）点击转发Router0到达1.0网络段交换机之后到达PC0，但这一次不算通路ICMP包还得返回被Fa0/0被拒绝，查看错误包信息因为1.1找4.1，Router0不认识4.1。

  show ip route 查看到Router0只认识3个网段（因为这三个网络段为直连，唯独4.0网段不认识，无法回去进行通信，查看PC5timed out）

  再次点击转发只能往回返，此时PC0接收到不知道的信息。

  （7）此时就要让Router0认识4.0网络，通过Router1的Fa0/0接口的下一条via192.168.3.2的地址到达4.0网段，这样Router0就认识了4.0网络。

  此时查看Router1认识1.0、3.0、4.0的网络，现在是1.0网络和4.0网络通信，刚好两个路由器都认识1.0和4.0网络，此时就能正常通信。

  （8）再一次让PC5ping192.168.1.1，让ICMP包到PC0，再返回到PC5，完成一次通信，中间通过了两个路由器（此模拟器是用的Linux的内核模拟的所以是TTL=126，每经过一个路由器-1）

  此时我想让4.0和2.0也能实现通信，所以要将Router1配上通向2.0网段的路由条目就行，Router1下一条依然通过via192.168.3.1的地址到达2.0网段 。

  show ip route查看到Router1都认识到了四个网段

  （9）然后让PC5主机去ping192.168.2.2PC4主机，也可以实现正常通信，此时整个网络互通

  要点：想要整个网络里的网络都能互通，只需要看到路由器的路由条目就可以，只要是全路由1.0、2.0、3.0、4.0四个网络都有，那一定就能全网互通，如果不能通则查找PC的问题是否配置网关。

  6.路由器的工作原理

  7.路由表的形成

  路由表

         路由器中维护的路由条目的集合

         路由器根据路由表做路径选择
  路由表的形成

         直连网段

         配置IP地址，端口UP状态，形成直连路由 非直连网段

  静态配置

  动态学习

  8.静态路由

  静态路由

         由管理员手工配置的，是单向的，路由较少时，路由连接状况单一时，缺乏灵活性

  9.默认路由

  默认路由

         当路由器在路由表中找不到目标网络的路由条目时，路由器把请求转发到默认路由接口，默认路由只能配置在末节网络，只能有一个出口就行，如果有两个出口就无法配置路由，因为形成了路由环路

  实验：
  路由环路
  主机1

  主机2

  路由器1

  路由器2

  规划完成

  1）在Router0配置默认路由，它没有目标地址就输入0.0.0.0 0.0.0.0代表任意目标，下一条地址via192.168.3.2 Fa0/0接口一条；

  2）再Router1配一个往返的路由下一条地址via192.168.3.1 Fa0/1接口一条

  3）show ip route发现Router1默认会在静态的基础之上加一个*号

  Router0

  4）现在ping已知IP地址一定会通信 PC0pingPC1

  从PC0到PC1ARP通过两个路由器一定会超时两次

  PC1pingPC0

  注意：ping一个未知IP192.168.4.1，无法找到，但是路由器1Router0会认识（认识全网）但是找不到4.1，PC0到Router0没有4.1条目读过后会转发出去，到Router1后也没有4.1条目读过后又会转发回到Router0。

  （网络设备TTL=255，Router0和Router1 256/2转发了128回，假设PC0发出多个类似这种的包，网络就会崩溃造成路由环路）。
  情况一：假设两个网络都是末节网络而且有两个路由器相连，两个分别配置默认路由就会出问题。

  情况二：删掉PC1不连了，但又重新连接一个Router2路由形成的末节网络也不行，当Router1配了默认依旧会找不到出现问题。

  规定：除了末节网络有唯一出口之外并且对端连接的不是另一个末节网络就可以配置默认否则不建议。打破循环（一端配默认，一端不配默认）就没事。

  10.路由器转发数据包的过程

  特点：（IP不变，MAC变源）IP和目的IP不变，源MAC和目的MAC一定会变

  11.交换与路由的对比

  路由工作在网络层

         根据“路由表”转发数据

         路由选择

         路由转发

  交换工作在数据链路层

         根据“MAC地址表”转发数据

         硬件转发
  12.静态路由和默认路由的配置

  静态路由的配置

  Router(config)# ip route network mask {address | interface}

  默认路由的配置

  Router（config）# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 address

  配置实例

  1）实现两台主机互通

  2）配置静态路由实现全网互通

  20网段-->30网段：
  
  R2-->R1-->R3
  
  30网段-->20网段：
  
  R3-->R2
  
  10网段-->20网段：
  
  R1-->R2
  
  20网段-->10网段：
  
  R2-->R3-->R1

  十、传输层协议

  TCP/IP协议族的传输层协议主要有两个：

  1.TCP（Transmission Control Protocol ），传输控制协议

         TCP是面向连接的、可靠的进程到进程通信的协议

         TCP提供全双工服务，即数据可在同一时间双向传输

  TCP报文段

         TCP将若干个字节构成一个分组，叫报文段（Segment）

         TCP报文段封装在IP数据报文中

  序号：发送端为每个字节进行编号，便于接收端正确重组

  确认号：用于确认发送端的信息

  窗口大小：用于说明本地可接收数据段的数目，窗口大小是可变的

  SYN：同步序号位，TCP需要建立连接时将该值设为1

  ACK：确认序号位，当该位为1时，用于确认发送方的数据

  FIN：当TCP断开连接时将该位置为1
  
  TCP建立连接的过程称为三次握手

  TCP断开连接的的四次挥手
  
  
  
  2.UDP（User Datagram Protocol ），用户数据报协议

  无连接、不可靠的传输协议

  花费的开销小

  UDP报文的首部格式

  UDP长度：用来指出UDP的总长度，为首部加上数据。

  校验和：用来完成对UDP数据的差错检验，它是UDP协议提供的唯一的可靠机制

  总结：

         1.本文向各位讲述了计算机网络技术，网络概述和网络的协议与标准，网络模型，OSI七层模型，TCP/IP五层模型，数据的封装与解封装过程,掌握网络模型，能够精准定位故障（如ping通但无法上网→应用层问题），并为学习云计算、网络安全等领域奠定基础。
         2.理解网络协议，就是掌握互联网如何从物理信号一步步转化为您屏幕上的社交媒体动态。从比特流到应用数据，每一层协议都在精密协作。 
         3.理解IP地址分类决定了默认网络规模，子网掩码用于灵活划分网络，广播地址是网络通信的关键机制。
         4.理解交换机、路由器和TCP/UDP的工作原理及其相互关系，是掌握计算机网络基础架构和进行网络设计、管理、故障排除的关键。