作者简介：一名在校云计算网络运维学生、每天分享网络运维的学习经验、和学习笔记。
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前言
本章将会讲解，网络层协议与应用，路由器配置和静态默认路由。
一.网络层协议与应用
1.网络层的功能
- 定义了基于IP协议的逻辑地址
- 连接不同的媒介类型
- 选择数据通过网络的最佳路径
2.IP数据包格式
- 版本:版本字段，IPv4
- 首部长度:IP包头部长度，因为长度可变，因此需要定义
- 优先级与服务类型:优先级与服务类型，提供3层的QoS
- 总长度:IP数据总长度
- 段偏移量上层来的数据到IP层会被分片，这几个字段用来对数据包进行标识，使数据到达目的端重组的时候，不会乱序
- TTL:生命周期字段，经过一个路由器值减1，为0时，数据包丢弃。为了防止一个数据包在网络中无限的循环下去
- 协议号:协议字段，用来标识封装的上层数据是UDP还是TCP，UDP是17，TCP是6
3.广播与广播域概述
- 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
（1）MAC地址广播
- 广播地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF
（2）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
4.ARP协议概述
（1）局域网中主机的通信
- IP地址与MAC地址
（2）什么是ARP协议
- Address Resolution Protocol，地址解析协议
- 作用：将一个已知的IP地址解析成MAC地址
（3）IP地址解析为MAC地址
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
（4）ARP相关命令
- arp -a：查看ARP缓存表
- arp -d：清除ARP缓存
- ARP绑定
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 1.1.1.1 0011.1111.1111 arpa
Router#show arp
Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface
Internet 1.1.1.1 - 0011.1111.1111 ARPA
Internet 10.0.0.2 4 001f.cab6.c959 ARPA FastEthernet0/1
Internet 10.0.0.1 - 001f.caff.1041 ARPA FastEthernet0/1
5.ICMP协议
（1）ICMP是一个“错误侦测与回馈机制”，是通过IP数据包封装的，用来发送错误和控制消息
（2）ICMP协议的封装
ICMP协议属于网络层协议
ICMP数据的封装过程
6.Ping命令
ping命令的基本格式为
C：\>ping [–t] [-l 字节数] [-a] [-i] IP_Address| target_name
ping命令的返回信息
t 参数会一直不停的执行ping
- 调试故障或需进行持续连通性测试时应用
- Ctrl+C可以中断命令
-a 参数可以显示主机名称
-l 参数可以设定ping包的大小
- 位为字节
- 可用于简单测试通信质量
二.路由概述
1.路由
从源主机到目标主机的转发过程
2.路由表的形成
（1）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
（2）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
3.静态路由
- 由管理员手工配置的，是单向的
- 缺乏灵活性
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
4.交换与路由对比
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
5.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
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