MAC地址与ARP协议

MAC：
     -作用
          在全球范围内，唯一的，标识一个网络设备；
     -表示
          共48bit，即6个字节
          通过16进制进行表示
     -结左构
          边的24位，表示厂商代码
          右边24位，表示厂商自己定义的一个设备号码
    注意：
           MAC是物理地址，不可以改变的；
           相当于人类世界中的建筑物地址；

           在网络世界中，必须同时借助IP和MAC地址
           才可以唯一的确定一个通讯的设备
        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）
              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。
    -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、然后目标主机，以单播的方式，构建并返回ARP
           响应报文；
        4、源主机，接收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
          无故ARP：ARP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。
    -核心表：
          ARP表
              IP地址与MAC地址关系
          作用
              为了实现数据2层头部的快速封装
          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
    
    -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；

            
路由：
       -定义：
              不相同网段之间互通，叫路由
       -实现：
              通过具备路由功能的设备来实现“路由”，
              比如路由器、多层交换机
       -核心：
              查看路由表：shoe ip route
              分析路由表：
例如：
C 192.168.12.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
        
    192.168.100.1 --------> 192.168.12.9

      路由器的工作原理：
               1、路由器仅仅关心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地址中相应长度位，     
                                    #再次，将提出来的位，与路由条目进行比较：
                                                 相同，则表示匹配住，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：
                          R1(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
                                                   -建议使用这种配置方式。                  

ICMP协议：第三层

排错思路：
         三层不同，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

     验证命令：
               show  IP  interface  fas0/0->代理ARP的状态；
               show  IP  interface  fas0/0 ->看端口的MAC地址
               show  IP  arp  -> 查看ARP表；
               debug ARP ->在设备上查看 AR P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；    

=========================================

[R1]ip route-static 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.0
[R3]ip route-static 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.2.0
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