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OSI、MAC地址以及路由器的原理和配置方式

OSI

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网络设备管理：
软件：
系统文件
配置文件
启动配置文件 --startup-config
正在运行的配置文件 --running-config
硬件
flash-系统文件
nvram-startup-config
ram -running-config (save)(cisco-write)
管理：
本地管理 -console
远程管理 -telnet

MAC：
作用
在全球范围内 唯一的 标识一个网络设备；
表示
共48个bit，即6个字节；
通过16进制进行表示的；
结构：
左边24位，表示厂商代码；
右边的24位，表示该厂商自定义的一个设备号码；

注意：
MAC地址是物理地址，不可以改变的；
相当于人类世界中的建筑物的地址；

  中网络世界中，必须同时借助IP地址和MAC地址，
  才可以唯一的确定一个通信设备

为了能够获得一个IP地址对应的MAC地址，所以需要ARP
ARP:address resolution protocol:地址解析协议
基于一个IP地址，解析出其对应的MAC地址。

 2层头部(MAC /Ethernet头部):共14个字节Byte
      目标MAC+源MAC+类型
destination source type
    6Byte   6Byte  2Byte
 2层尾部：FCS，frame checksum，帧校验和，共4Byte
    作用：
       基于一个IP地址，解析出其对应的MAC地址
       为了实现数据的完整封装
    类型：静态ARP条目：一直存在于ARP表中；
          动态ARP条目：在有效时间内存在ARP表中；
                       网络设备的ARP有效时间为4小时；
    查看
        终端设备：arp -a
        网络设备：display arp | show ip arp
        思科设备：
           静态ARP-arp 192.168.1.254 xxxxxx arpa
        终端设备：
           静态ARP-arp -s 192.168.1.254 xxxxx
    注意：MAC地址全为1，表示的是广播MAC地址；
          MAC地址全为0，表示的是未知的MAC地址；
    原理：1、源主机，以广播的方式发送，ARP请求包；
          2、目标主机，接收ARP请求包以后，首先检查
              2层头部的目标MAC，是否与自己相同，或者是否为
              广播地址；如果是，则分析2层头部后面的ARP报文：
              如果其中的“目标IP”与自己相同，则首先将发送方
              的IP与MAC的对应关系，记录下来，放在自己本地的
              ARP表中
          3、目标主机，以单播的方式返回，ARP回应包；
          4、源主机，接受ARP响应报文以后，进行与步骤2相同的
             数据处理，在本地形成ARP表。
    类型：
        普通ARP：基于IP地址，解析出对应的MAC地址；
        反向ARP：基于MAC地址，获得对应的IP地址；
        代理ARP
              善意代理
              恶意代理

gratuitous ARP 无故ARP：APP请求的地址是自己，用于发现与自己
使用重复的IP地址，即IP地址冲突检测。
0x0800 IP协议
0x0806 ARP协议
418838267@qq.com

路由：
定义：
不同网段之间互通，叫路由；
实现：
通过具备路由功能呢的设备来实现“路由”，
比如路由器、多层交换机；
核心：
路由表
查看路由表：show ip route
分析路由表：
路由器的工作原理：
1、路由仅仅关心IP地址，而不是MAC地址；
2、路由器仅仅关心目标IP地址，不关心源IP地址；
3、收到数据包以后，会将其中的“目标IP”提出来，
进行“路由表”条目的匹配：
过程如下：
#首先分析路由条目的子网掩码长度；
#其次，依据子网掩码的长度，提取
目标IP地址中响应长度的位，
#再次，将提出出来的位，与路由条目
进行比较；
相同则匹配住，从相应端口转发
出去，
不同，则表示没匹配住，则丢弃
数据包；
路由查看与配置：
查看：
show ip route
配置：
静态路由配置：
(ip config)#ip route 192.168.23.0 255.255.255.0 fas0/0
ip route 192.168.23.0 255.255.255.0 192.168.12.2
建议使用此方式

排错思路：
三层不通，看路由；
show ip route+目标IP
1、掌握正常情况下的数据转发路径；
2、分段处理
3、在每个段中，基于OSI模型和“数据转发模式”进行排错；
debug ip icmp查看流程
debug arp流程查看状态（调试协议）

验证命令：
show ip interface fas0/0->代理ARP的状态；
show interface fas0/0->看端口的MAC地址；
show ip arp ->查看ARP表；
debugARP->在设备上查看ARP的工作过程；
undebug all -->关闭设备上的所有的调试命令；
debug ip icmp -->查看ping的工作过程；
R2：
R2(config)#interface fas0/0
R2(config-if)#no ip proxy-arp
建议：
配置静态路由时，下一跳使用IP地址；
display ip routing-table
ip route-static IP +掩码+下一跳 

terminal debugging
terminal monitor

华为静态路由配置命令：
system-view
[R1]ip route-static 192.168.3.0 255.255.255.0
192.168.2.1

[R3]ip route-static 192.168.2.0 255.255.255.0
                                         192.168.3.3

验证与测试：
display ip routing-table
ping 192.168.3.3
ping 192.168.2.1
开启debug调试命令：
terminal monitor //开启终端监控功能；
terminal debugging //开启对debugging的监控
debugging ip icmp //开启对icmp的调试功能
实验结果：
PC----PC4，互相ping通；
192.168.1.1----192.168.4.1
“网关”


名称栏目：OSI、MAC地址以及路由器的原理和配置方式
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