Linux运维网络基础

1.网络架构的三个层次

核心层: 路由器(网关接口) 实现和外网通讯 冗余能力(主备) 汇聚层: 交换机(三层交换机) 冗余能力 策略控制能力 接入层: 交换机(二层交换机) 终端设备接入网络

 

 

2.网络层次模型

OSI七层模型：是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系。

应用层	应用层程序接口规范	TCP/IP模型
表示层	对数据进行转换、加密和压缩	应用层
会话层	建立、管理和终止会话	主机到主机层
传输层	提供可靠的端到端的报文传输和差错控制	因特网层
网络层	将分组从源传送到目的端，提供网络互联	网络接入层
数据链路层	将分组数据封装成帧，提供节点到节点方式的传输
物理层	在媒体上传输比特，提供机械的和电气的规约

 

（1）数据封装过程

（2）数据解封装过程

（3）TCP/IP模型及对应协议

3.TCP/UDP协议

（1）TCP协议：传输控制协议，面向连接的网络协议，

优点：数据传输可靠性高

缺点：数据传输效率低

（2）UDP协议：用户报文协议，无连接的网络协议

优点：数据传输效率高

缺点：数据传输可靠性低

4.TCP协议的两个重要原理

（1）TCP/IP的报文结构

控制字段：

syn（1）：请求建立连接控制字段

fin（1）：请求断开连接控制字段

ack（1）：数据信息确认控制字段

（2）TCP三次握手过程

1. 主机A向主机B发送TCP报文 报文中控制字段syn置为1, 请求建立连接
2. 主机B向主机A发送TCP响应报文 报文中控制字段syn置为1,ack置为1
3. 主机A向主机B发送TCP报文 报文中控制字段ack置为1, 确认主机B发送信息已经接收到了

a.第一次握手：发送syn请求建立连接控制字段，发送seq序列号信息，第一个数据包的序列号默认为0

b.第二次握手：发送syn请求建立连接控制字段，同时还会发送ack确认控制字段，发送seq序列号信息也为0，还会发送ACK确认号（上一个seq序列号 +1）信息（对上一个数据序列号信息进行确认）

c.第三次握手：发送ack确认控制字段，发送seq序列号信息（1），发送ack确认号（0+1）

（3）TCP四次挥手过程

a.第一次挥手：发送fin请求断开连接控制字段

b.第二次挥手：发送ack确认控制字段

c.第三次挥手：发送fin请求断开连接字段，发送ack确认字段

d.第四次挥手：发送ack确认字段

（4）TCP是十一种状态集

TCP三次握手：

状态	状态信息
最开始两台主机都处于关闭状态	closed
服务端将相应服务进行开启	closed——>listen
客户端向服务端发出连接请求	closed——>syn_sent
服务端接收到连接请求，进行确认	listen——>syn_rcvd
客户端再次进行确认	syn_sent——>established
服务端接受到确认信息	syn_rcvd——>established

TCP四次挥手：

客户端发送请求断开连接信息	established——>fin_wait1
服务端接受断开连接请求，并进行确认	established——>close_wait
客户端接收到了确认信息	fin_wait1——>fin_wait2
服务端发送ack和fin字段	close_wait——>last_ack
客户端接收到请求断开连接信息，发送确认	fin_wait2——>time_wait
服务端接受到确认信息	last_ack——>closed
客户端等待一段时间	time_wait——>closed

5.网络中重要协议原理

(1)DNS：域名解析系统

DNS解析过程：

1. 浏览器先检查自身缓存中有没有被解析过的这个域名对应的ip地址，如果有，解析结束。同时域名被缓存的时间也可通过TTL属性来设置。
2. 如果浏览器缓存中没有（专业点叫还没命中），浏览器会检查操作系统缓存中有没有对应的已解析过的结果。而操作系统也有一个域名解析的过程。在windows中可通过c盘里一个叫hosts的文件来设置，如果你在这里指定了一个域名对应的ip地址，那浏览器会首先使用这个ip地址。说明：这种操作系统级别的域名解析规程也被很多黑客利用，通过修改你的hosts文件里的内容把特定的域名解析到他指定的ip地址上，造成所谓的域名劫持。所以在windows7中将hosts文件设置成了readonly，防止被恶意篡改。
3. 如果至此还没有命中域名，才会真正的请求本地域名服务器（LDNS）来解析这个域名，这台服务器一般在你的城市的某个角落，距离你不会很远，并且这台服务器的性能都很好，一般都会缓存域名解析结果，大约80%的域名解析到这里就完成了。
4. 如果LDNS仍然没有命中，就直接跳到Root Server 域名服务器请求解析
5. 根域名服务器返回给LDNS一个所查询域的主域名服务器（gTLD Server，国际顶尖域名服务器，如.com .cn .org等）地址
6. 此时LDNS再发送请求给上一步返回的gTLD
7. 接受请求的gTLD查找并返回这个域名对应的Name Server的地址，这个Name Server就是网站注册的域名服务器
8. Name Server根据映射关系表找到目标ip，返回给LDNS
9. LDNS缓存这个域名和对应的ip
10. LDNS把解析的结果返回给用户，用户根据TTL值缓存到本地系统缓存中，域名解析过程至此结束

DNS追踪命令
[root@shuai ~]# yum install bind-utils -y
[root@shuai ~]# dig www.fushuaizhang.cn +trace

(2)ARP原理

作用：已知IP解析mac地址，减少交换网络中广播的产生

6.IP地址概念

（1）ip地址分类

a.按照地址的范围进行划分 ​ A B C D E ​ b.按照地址用途进行划分 ​ 公网地址: 全球为一 ​ 私网地址: 重复利用地址, 避免地址枯竭, 私网地址网段不能出现在互联网路由器路由表 ​ c.按照通讯方式划分 ​ 单播地址: 网卡上配置的地址 ​ 广播地址: 主机位全为1的地址 192.168.1.11111111 –> 192.168.1.255

网络中主机数量=2的n(n 有多少个主机位)次方-2(一个广播地址 一个网络地址 是不能配置在网卡) 2的8-2=256 – 2 = 254 – 1(路由器网关地址) = 253 C类地址, 一个网络中可以有 253主机 B类地址, 一个网络中可以有 2的16 – 3 = 65536 – 3 = 65533 A类地址, 一个网络中可以有 2的24 – 3 = ??? 组播地址: D类地址 192.168.1 253 192.168.2 253

7.系统路由设置

(1)centos6: route 和网络相关的命令 使用net-tools

静态默认路由: a.编写网卡配置文件 b.利用命令临时配置 route add default gw 10.0.0.2(网关地址) route del default gw 10.0.0.2 作用: 实现主机访问外网, 用于测试新的网关地址

静态网段路由: route add -net 10.0.3.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.0.1.2 route del -net 10.0.3.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.0.1.2 路由信息 0.0.0.0 10.0.0.2 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0 10.0.3.0 10.0.1.2 255.255.255.0 UG 0 0 0 eth0

静态主机路由: route add -host 10.0.3.201 dev eth1 route del -host 10.0.3.201 dev eth1

(2)centos7: ip route 和网络相关的命令 使用iproute

静态默认路由: a 编写网卡配置文件 b 利用命令临时配置 ip route add default via 10.0.0.2 ip route del default via 10.0.0.2

静态网段路由: ip route add -net 10.0.3.0 netmask 255.255.255.0 via 10.0.1.2 ip route del -net 10.0.3.0 netmask 255.255.255.0 via 10.0.1.2

静态主机路由: ip route add -host 10.0.3.201 via 10.0.1.2 ip route del -host 10.0.3.201 via 10.0.1.2