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
- 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
- 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
- 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:
- 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。
- 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。
- 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。
- 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
- 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
- 此时LDNS再发送请求给上一步返回的gTLD
- 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
- Name Server根据映射关系表找到目标ip,返回给LDNS
- LDNS缓存这个域名和对应的ip
- 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
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