OSI七层------第三层网络层

一、网络层功能：
1、定义逻辑地址（IP地址）
2、选择最佳路径（路由）
二、IP包头结构（快递单子）
主要的字段：
（1）版本：ipv4
（2）TTL：Time To Live生存时间。以秒为单位，但实际上是每经过一个路由器（或同等设备）就减1。TTL起始值一般是64或128或255。
（3）协议号：表明数据包内封装的数据类型。如果IP包内是TCP数据，写为6，如果是UDP，写为17（十六进制数）
（4）源和目标地址：IP地址
三、ICMP：Internet控制消息协议
1、PING命令采用的是ICMP协议
2、ICMP消息类型
（1）发送端执行ping命令，发送的ICMP消息叫echo-request
（2）接收端回应，发送的ICMP消息叫echo-reply
（3）如果发出ping请求后，一直没有得到回应，将会出现请求超时timeout
（4）如果直接出现目标不可达，原因是没有设置网关
3、ping命令使用
（1）默认ping发送4个包
（2）无限ping，直到按ctrl+c结束
ping -t 172.163.100.143
（3）通过ping地址，获得IP地址对应的主机名（不一定成功）
ping -a 172.163.100.143
（4）ping发送的数据包大小为6000字节
ping -l 6000 172.163.100.1
4、PING的响应时间。
（1）如果是有线网络，PING网关的响应时间一般低于1ms；如果是无线网络，一般是1-3ms
（2）PING远程主机，如果在30ms以内，网络质量良好；如果达到50-60ms，也可以接受。如果达到100ms以上，延迟将会比较大。

练习：

PC1: 192.168.1.10/255.255.255.0/192.168.1.1
PC2:192.168.1.20/255.255.255.0/192.168.1.1
PC3:192.168.2.10/255.255.255.0/192.168.2.1
[Huawei]interface GigabitEthernet 0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.2.1 255.255.255.0

五、路由route
1、动词：选择路径（把数据包路由到XX）
2、名词：路径（有没有到达XX的路由？）
3、网络通信过程
（1）如果发送方和接收方处于同一网络，那么直接发送

（2）如果发送方和接收方处于不同网络，发送主机先把数据发送至网关（如PC1与PC3通信）

（3）路由器根据路由表转发数据包。如果路由器不知道目的地，则将数据包丢弃。
4、网关：路由器接口上的IP地址，就是网络的网关。局域网主机上网的时候，不管访问哪个站点，都要把数据先发送到路由器，路由器连主机这一侧的IP地址就是网关。
5、路由器连接不同网络，所以路由器的每个端口IP地址，都是不同网段的地址。

六、路由器工作原理
（1）路由器根据路由表，决定如何转发数据包
（2）路由表中存储着到达目标的最佳路径
目标网络我发给谁从我哪个口发出
192.168.10.0/24 192.168.1.2 e0/0/1
（3）路由器只关心网络，不关心具体的IP地址
七、路由表的形成
1、直连路由：将路由器端口配置上IP地址，路由表中就会标识到达该网络是直连的
192.168.1.0/24 Direct D 192.168.1.1 GigabitEthernet 0/0/0
2、不直连路由：
（1）可以由管理员手工录入（静态路由、缺省路由）
（2）可以由路由器自动学习（需要配置路由协议）

八、数据发送流程

1、PC1发送数据到PC2，首先PC1发现PC2与自己不是同一网络，那么它要将数据发往路由器（网关192.168.1.1）
2、PC1将数据发网关时，要先获得网关的MAC地址，所以采用ARP协议获得。
3、PC1目标IP写上192.168.2.10，源IP写上192.168.1.10。目标MAC写的是网关GE0/0/0的MAC地址，源MAC写的是自己的MAC
4、交换机收到数据帧，看到帧的目标MAC地址是网关192.168.1.1的MAC地址。交换机查找自己的MAC地址表，然后将帧从e0/0/1发出
5、路由器收到数据后，看到数据包的目标IP地址是192.168.2.10。它将查看自己的路由表，路由表表明如果把数据发往192.168.2.0/24网络，只要把数据从g0/0/1发出即可
6、交换机收到数据帧，检查帧的目标MAC地址以及自己的MAC地址表，将帧从e0/0/2发出。

九、路由的分类
1、直连路由（接口配置IP即出现）
2、静态路由（管理员手工配置），缺省路由可以看作是特殊的静态路由
3、动态路由（通过路由协议自动学习）

十、静态路由

1、如果需要PC1能PING通192.168.2.2，需要让R2知道如何把数据发回到192.168.1.0/24网络
[R2]ip route-static 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1
2、如果希望PC1能PING通192.168.3.10，需要让R1知道如何把数据发送到192.168.3.0/24网络
[R1]ip route-static 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2

十一、结论
配置静态路由时，如果需要路由器能访问所有网段，就必须在路由器上配置到达所有网络的路由。

四、ARP：地址解析协议
1、作用：将IP地址解析为MAC地址
2、网络中通信的时候，我们只需要知道对方的IP地址。但是主机在和目标通信时，数据到达数据链路层进行封装成帧的时候，还需要目标MAC地址。ARP负责进行IP地址到MAC地址的解析
3、ARP的工作方式是：广播
4、查看主机ARP缓存
arp -a
5、注意：广播不能跨过路由器。ARP以广播方式工作，所以，如果主机与远程其他主机通信，就不能获得目标的MAC地址，它要获得的是网关的MAC地址。
6、跨路由器通信，源和目标的IP地址不变，MAC地址改变。
OSI七层------第三层网络层
五、路由route
1、动词：选择路径（把数据包路由到XX）
2、名词：路径（有没有到达XX的路由？）
3、网络通信过程
（1）如果发送方和接收方处于同一网络，那么直接发送

（2）如果发送方和接收方处于不同网络，发送主机先把数据发送至网关（如PC1与PC3通信）
OSI七层------第三层网络层
（3）路由器根据路由表转发数据包。如果路由器不知道目的地，则将数据包丢弃。
4、网关：路由器接口上的IP地址，就是网络的网关。局域网主机上网的时候，不管访问哪个站点，都要把数据先发送到路由器，路由器连主机这一侧的IP地址就是网关。
5、路由器连接不同网络，所以路由器的每个端口IP地址，都是不同网段的地址。

八、数据发送流程
OSI七层------第三层网络层
1、PC1发送数据到PC2，首先PC1发现PC2与自己不是同一网络，那么它要将数据发往路由器（网关192.168.1.1）
2、PC1将数据发网关时，要先获得网关的MAC地址，所以采用ARP协议获得。
3、PC1目标IP写上192.168.2.10，源IP写上192.168.1.10。目标MAC写的是网关GE0/0/0的MAC地址，源MAC写的是自己的MAC
4、交换机收到数据帧，看到帧的目标MAC地址是网关192.168.1.1的MAC地址。交换机查找自己的MAC地址表，然后将帧从e0/0/1发出
5、路由器收到数据后，看到数据包的目标IP地址是192.168.2.10。它将查看自己的路由表，路由表表明如果把数据发往192.168.2.0/24网络，只要把数据从g0/0/1发出即可
6、交换机收到数据帧，检查帧的目标MAC地址以及自己的MAC地址表，将帧从e0/0/2发出。

十、静态路由
OSI七层------第三层网络层
1、如果需要PC1能PING通192.168.2.2，需要让R2知道如何把数据发回到192.168.1.0/24网络
[R2]ip route-static 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1
2、如果希望PC1能PING通192.168.3.10，需要让R1知道如何把数据发送到192.168.3.0/24网络
[R1]ip route-static 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2

十一、结论
配置静态路由时，如果需要路由器能访问所有网段，就必须在路由器上配置到达所有网络的路由。

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