飞琼君·WebOS

=== 信不信由你 ===

01 NA回顾（2020.0411）

发布于 2020-04-11 | 分类于 HCIP-华为认证 | 20分钟 | 5445字数 | 浏览量：

电子书籍准备

  1. TCP/IP路由技术卷1（IGP）
  2. TCP/IP路由技术卷2（BGP）
  3. OSPF/ISIS详解

HCIE重认证以及考试

证书有效期2年，重认证3年，如在证书有效期2年内通过重认证，证书有效期刷新自成绩发布起计算2年；如在缓冲期1年内通过重认证，证书有效期刷新自原证书截止日起计算2年。
证书挂靠，>4000/年，挂靠除了经济利益之后，升级设备系统或者下载ensp都需要挂靠之后才能取得相应权限。
需要双证，第一证件（身份证、驾照、军官证等）和第二证件或者两个第一证件。

HCIE考试

笔试：90min，600/1000
实验：480min，80/100，上午（3hour）排错和诊断，下午（5hour）环境搭建
面试：60min，通过/不通过，3道题（项目，最重要，时间最长，注意措辞；2道理论）

课程内容

  1. IGP路由（OSPF和ISIS以及路由控制）
  2. BGP部分
  3. 交换知识
  4. MPLS VPN
  5. QoS
  6. 组播
  7. IPv6
  8. IPSEC VPN技术

组织

  1. ISO：国际标准化组织。OSI七层模型
  2. IEEE：国际电子电气工程协会。定义二层标准，例如802.1D、802.1w、802.1s、802.11
  3. IETF：互联网工程任务组。定义RFC文档

知识点

网络模型

  1. 冲突域：CSMA\CD，发送数据之前先侦听，先听后发，边发边听，冲突停发，延迟后发
  2. 广播域：处在同一个逻辑组，属于二层概念
  3. OSI七层协议：
    1. 物理层：传输比特流，规定电平、速率、针脚等，物理设备有双绞线、集线器、中继器、RJ45、同轴电缆、无线电波、光纤
    2. 数据链路层：传输数据帧，Mac，二层交换机
    3. 网络层：传输数据包（报文），IP等，路由器，三层交换机路由器和三层交换机的区别：本质上，路由器的本质是路由转发，三层交换机的本质是数据转发；功能上，路由器有VPN和NAT；使用上，内部网络用交换机，外部网络上用路由器；接口上，路由器可以接串口线，但是交换机没有
    4. 传输层：传输数据段，TCP（面向连接）/UDP（无连接）等，端到端的连接，建立、维护、拆除连接的功能
    5. 会话层：向两个实体提供建立连接和使用连接的方法
    6. 表示层：编码，数据格式转换，加解密
    7. 应用层：应用数据，直接面向用户
  4. TCP/IP
    1. 网络接口层：对应OSI物理层和数据链路层
    2. 网络层：对应OSI网络层
    3. 传输层：对应OSI传输层
    4. 应用层：对应OSI剩下三层

二层：数据链路层

当Type字段值<=1500(0x5DC)时为802.3，>=1536(0x0600)为Ethernet Ⅱ 以太帧

Ethernet Ⅱ 以太帧

  1. 帧格式
    Ethernet Ⅱ 以太帧
  2. Type值对应的协议
    Type值对应的协议

802.3 LLC SNAP以太帧

  1. 帧格式
    802.3 LLC SNAP以太帧

MAC地址

  1. 长度
    6字节（48bit）:前24比特是OUI（厂商标识符），例如AA-BB-CC为思科的标识；后24字节为厂商自定义。
  2. 三种数据帧
    BUM报文：未知单播帧、广播帧、组播帧的统称，收到BUM报文之后进行泛洪处理
    1. 单播第1个字节的第8个比特为0
      已知单播帧，在交换机表项中，根据CAM表项直接转发（三层交换机也维护一张用于二层交换的地址表（通常称为CAM表），该表是MAC地址与出接口的对应关系）
      未知单播帧，不在交换机表项中，泛洪
    2. 组播第1个字节的第8个比特为1
      泛洪，常见组播帧：01-00-5E-xx-xx-xx（IP二层组播地址），33-33-33-xx-xx-xx（IPv6二层组播地址）等等，具体请参考以下两个链接:IEEE分配的OUI，组播地址完整列表
    3. 广播FF-FF-FF-FF-FF-FF
  3. 交换机的工作机制
    交换机根据源MAC地址进行学习，构建CAM表项。收到数据帧根据目的MAC，查找CAM表项，如果匹配直接进行转发，否则进行泛洪。
    MAC地址表的老化时间：300秒

三层：网络层

IP

  1. IP报文格式
    IP报文格式
  2. 特殊的IP地址
    1. 默认路由：0.0.0.0/32
    2. 环回地址：127.0.0.0/8
    3. DHCP获取失败产生的地址（Windows）：169.254.0.0/16
    4. 广播地址：255.255.255.255
    5. 定向广播（即子网内广播）：网段192.168.10.0/24内的广播地址为192.168.10.255
    6. DHCP请求报文的源地址：0.0.0.0/32
    7. 私有地址：A类-10.0.0.0-10.255.255.255；B类-172.16.0.0-172.31.255.255；C类-192.168.0.0-192.168.255.255

ARP/RARP(反向ARP)

严格来讲属于2.5层

  1. ARP报文格式
    ARP报文格式

MAC地址表和ARP表的区别？MAC地址表，老化时间300s(5m)，二层转发，接口和MAC关联；ARP地址表：老化时间1200s(20m)，IP和MAC关联
交换机的一个接口是否可以关联多个MAC？可以。交换机A接口1连接交换机B接口2，交换机B上连接n台设备，此时交换机A的接口1可以学习到交换机B上连接的那n台设备的mac地址
交换机的多个接口是否可以关联一个MAC？不可以。否则mac地址震荡(flapping)
总结：一个接口对应多个mac，一个mac只能对应一个接口

  1. ARP分类
    1. 免费ARP：用来检测IP地址冲突；在VRRP时使用（在主机没有配置网关时）；通过让网关定期发送免费ARP来防护MAC地址欺骗；通过定期发送免费ARP报文来防止ARP表项的老化。华为设备首先发送 Arp Request报文，思科首先发送Arp Reply报文，如果收到响应，则IP地址冲突
    2. ARP代理：局域网中，终端没有配置网关的情况下，请求的目标地址在路由器或者交换机的路由表中，则由路由器或者交换机代替目标地址作为应答。

ICMP

  1. 报文格式
    ICMP报文格式
  2. ICMP重定向
    ICMP重定向
    在同一个局域网中，网关和数据的下一跳在同一个网段中，从该接口收到的数据要从该接口再发送出去
    解决次优路径问题，ICMP报文中类型为5，代码为0
  3. tracert和traceroute区别
  • traceroute是Linux场景。发送的是UDP报文，端口号大于30000。第一个报文端口是33434，ttl=1；第一个报文端口是33435，ttl=2；......未到达目的之前回应的ICMP传输期间生存为0报文，达到目的主机之后，目的主机回应端口不可达
  • tracert是Windows场景。发送的是ICMP request报文（请求回显），第一次报文ttl=1,第二次报文为ttl=2,......未到达目的之前回应的ICMP传输期间生存为0报文，达到目的主机之后，目的主机回应回显应答报文

四层：传输层

TCP

  1. 报文格式
    TCP报文格式
  2. 3次握手
    3次握手
    第1次握手：建立连接时，客户端发送syn包（syn=x）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）
    第2次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=y），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态
    第3次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=y+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手
  3. 4次挥手
    4次挥手
    第1次挥手：客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。
    第2次挥手：服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
    第3次挥手：服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
    第4次挥手：客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。
  4. 常见问题
    1. 为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？
      因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。
    2. 为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？
      虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复，但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK，将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭，它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器，等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN，那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL，Client都没有再次收到FIN，那么Client推断ACK已经被成功接收，则结束TCP连接。
    3. 为什么不能用两次握手进行连接？
      3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好)，也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子，考虑计算机S和C之间的通信，假定C给S发送一个连接请求分组，S收到了这个分组，并发 送了确认应答分组。按照两次握手的协定，S认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。可是，C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道S 是否已准备好，不知道S建立什么样的序列号，C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，C认为连接还未建立成功，将忽略S发来的任何数据分 组，只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。
    4. 如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？
      TCP还设有一个保活计时器，显然，客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。

UDP

  1. 报文格式
    UDP报文格式

数据传输过程

数据传输过程
  1. 第一阶段：判断新浪网是否在同一网段
  • 如果在同一网段，直接进行2层转发
  • 如果不在一个网段，则需要进行3层转发（进入第二阶段）
  1. 第二阶段：查找网关
  • 如果本地有网关的mac，直接封装数据发送至网关（进入第三阶段）
  • 如果本地没有网关mac，
    则会发送ARP请求(源IP为PC1的IP,源mac为PC1的mac,目的IP为AR1-g0/0/0的IP,目的mac为全F),
    网关回复ARP请求(源IP为AR1的IP,源mac为AR1-g0/0/0的mac,目的IP为PC1的IP,目的mac为PC1的mac),
    PC1封装数据发送至网关(源IP为PC1的IP,源MAC为PC1的mac,目的IP为server的IP,目的mac为AR1-g0/0/0的mac),
    （进入第三阶段）
  1. 第三阶段：数据传输
  • 网关已经设置NAT：
    AR1如果有AR2的mac直接封装数据发送，否则进行ARP。
    数据封装发送（源IP为AR1-g0/0/1的IP，源mac为AR1-g0/0/1的mac,目的IP为新浪服务器IP，目的mac为AR2-g0/0/1的mac）
    （进入第四阶段）
  • 网关没有设置NAT：
    AR1如果有AR2的mac直接封装数据发送，否则进行ARP。
    数据封装发送（源IP为PC1的IP，源mac为AR1-g0/0/1的mac,目的IP为新浪服务器IP，目的mac为AR2-g0/0/1的mac）
    （进入第四阶段）
  1. 第四阶段：数据到达服务器
  • AR3到AR4,AR4至SW1,SW1至新浪服务器之间的数据传输源目IP不变，但是mac地址为传输段两端的mac

五层：应用层

RIP

RIP的计时器

  • 更新定时器：30s，会更新本地路由表给邻居
  • 老化定时器：180s，如果180s没有收到邻居发送过来的更新报文，会认为该路由失效（不可达，但不删除）
  • 垃圾收集定时器：120s，在路由标记为无效后不会立刻从路由表中删除，只是会标记为不可达，再经过I垃圾收集定时器才会从路由表中删除
  • 抑制定时器：华为默认0

其他RIP相关知识

  • RIP的16跳即不可达
  • RIP是UDP协议承载的，端口号是520
  • RIP两种报文传播方式：广播和组播（地址224.0.0.9）
  • RIP的防环：
    • 水平分割：从一个接口收到的路由不会再从该接口发送出去
    • 毒性反转：从一个接口收到的路由，会从该接口发送会去，但是跳数改为16
    • 触发更新：只要路由信息发生变化，就立刻更新出去

FTP协议

端口：21（控制）和20（主动模式数据传输）

工作方式

  • 主动模式：PORT方式，Standard。首先客户端主动与服务器的21端口建立连接，然后服务器使用任意端口主动连接客户端的20端口。
  • 被动模式：PASV方式，Passive。首先客户端主动与服务器的21端口建立连接，然后服务器随机开放一个端口（>1023），通知客户端来连接本端口，最后客户端去连接那个端口进行数据传输。如果客户端与服务器中间有防火墙，建议服务器使用被动模式。

路由协议

路由协议的分类

  • 按照工作的范围：
    • IGP内部网关协议：RIP、OSPF、ISIS、EIGRP（思科）
    • EGP外部网关协议：BGP
  • 按照工作原理：
    • 距离矢量：RIP（贝尔曼斯特算法）、EIGRP（弥散修正算法DUAL）、BGP（路径矢量算法，一跳为一个AS）
    • 链路状态：OSPF（SPF，迪杰科斯特拉算法）、ISIS（SPF算法）
  • 按照更新时是否携带掩码：
    • 有类（不带掩码，使用默认的ABC类）：RIPv1
    • 无类（带掩码）：RIPv2、OSPF、ISIS、EIGRP、BGP等等

静态路由和默认路由的区别

默认路由是静态路由的一种，默认路由是0.0.0.0 0.0.0.0。
思科的管理距离==华为的优先级

静态路由配置

  • 指明下一跳：意为着目标网络本地不可达，请求的是下一跳的地址**（在以太网中配置下一跳）**
  • 指明出接口：意为着目标网络本地可达，请求的是出接口的地址**（在PPP链路中配置出接口）**

迭代路由（递归路由）

对于需要迭代的路由，其下一跳不在路由器直连的网段内。在转发时，必须将此非直连下一跳地址做一次或多次迭代处理，以找出一个直连的下一跳地址，从而进行二层寻径。使用迭代的路由可以是静态路由、BGP路由。路由迭代功能可以使路由表项比较灵活，不依赖于特定的接口。缺省情况下，BGP协议学到的路由和手工配置的路由都支持迭代功能。

RIB和FIB

RIB：路由信息数据库
FIB：转发信息数据库

不同设备上RIB和FIB的区别

  • 框式设备：FIB和RIB分离。SPU，主控板卡，控制层面，必须配置，一般两块作为主备，负责构建RIB，形成FIB，将FIB下发到每个LPU；LPU，业务板卡，转发层面，可以不配置
  • 盒式设备：RIB和FIB在同一台设备上。

负载分担和负载均衡

  • 负载均衡：n条链路同发同收，每条链路承载1/n
  • 负载分担：n条链路按照比例进行分担，例如带宽大的负载大，带宽小的负载小

路由的选路

  1. 从不同协议学习到同一条路由，该如何选路？
  • 华为路由协议有两种优先级：外部优先级和内部优先级
  • 外部：比较优先级，越小越优；优先级相同，会比较内部优先级，越小越优（华为设备只能改外部优先级(preference)，内部优先级无法更改）
  • 路由协议的优先级：
    • 外部：直连（0）、OSPF（10）、ISIS（15）、静态（60）、RIP（100）、OSPF AES和OSPF NSSA（150）、IBGP和EBGP（255）
    • 内部：直连（0）、OSPF（10）、ISIS Level1（15）、ISIS Level2（18）、EBGP（20）、静态（60）、RIP（100）、OSPF AES和OSPF NSSA（150）、IBGP（200）
  1. 如果去往目标网络在本地有多条路由可以匹配，如何选路？
    最长匹配原则：掩码越精细越好，如果都不匹配则会优选默认路由
  2. 如果从同一协议不同接口学习到同一路由，该如何选路？
    会比较开销值，越小越优；如果开销值相等，都加入路由表，进行负载均衡

零散知识点

  1. VLAN
    VLAN：隔离广播域
    Vlan帧格式
  2. 三种生成树
    802.1D传统生成树STP(对应思科的PVST+，每个VLAN一棵树)
    802.1w快速生成树RSTP（对应思科RPST+）
    802.1s多实例生成树MSTP
    VBST（仅仅华为交换机，为了与思科交换机进行对接）
  3. Eth-trunk（链路聚合）
    华为有两种：normal(手工)、LACP
    思科有两种：PAGP（私有）、LACP
  4. VRRP升级版
    思科是HSRP，华为为GLBP
  5. VRRP和Eth-trunk的区别
    vrrp主要是备份；eth-trunk主要是负载
  • Vrrp利用率低。两条上联线路正常的话只用一条，而eth-trunkl两条都跑流量
  • vrrp需要配合STP，所以需要一定的收敛时间
  • 管理维护方便，做eth-trunk一般核心交换机都采用集群方式，相当于一台设备，所以配置管理方便
  • 做集群，两台核心交换机之间的互联带宽更高
  • 做集群，主备交换机切换时间很短
  • 使用场景区分：有二台核心，要和接入做双机热备，但不支持堆叠或集群，这时候只能用VRRP+STP了，不是用Eth-Trunk。如果核心支持堆叠或集群的话，这时候核心和接入就做Eth-Trunk了，而不用VRRP了，因为核心堆叠后就成一台设备了，二台设备之间的双链路，肯定用Eth-Trunk更好。
# HCIP-华为认证
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