Linux 学习 (九) 网络基础

Linux网络管理 学习笔记

ISO/OSI 七层模型

ISO ：国际标准化组织

OSI ：开放系统互联模型

应用层、表示层、会话层服务于用户

传输层、网络层、数据链路层、物理层服务于实际数据传输

帧包含计算机的 MAC 地址，报文包含计算机的 IP 地址。MAC 地址负责局域网通信，IP 地址负责外网通信。

• TPDU：传输协议数据单元
• SPDU：会话协议数据单元
• PPDU：表示层协议数据单元
• APDU：应用协议数据单元

层	作用
应用层	用户接口
表现层	数据的表现形式、特定功能的实现(如加密)
会话层	对应用会话的管理、同步
传输层	可靠与不可靠的传输(TCP/UDP)、传输前的错误检测、流控
网络层	提供逻辑地址、选路
数据链路层	成帧、用 MAC 地址访问媒介、错误检测与修正
物理层	设备之间的比特流的传输、物理接口、电气特性等

TCP/IP 四层模型

层	作用
网络接口层	负责监视数据在主机和网络之间的交换。事实上，TCP/IP 本身并未定义该层的协议，而由参与互联的各网络使用自己的物理层和数据链路层协议，然后与TCP/IP 的网络接入层进行连接。地址解析协议(ARP)工作在此层，即 OSI 参考模型的数据链路层
网际互连层	主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输。该层有三个主要协议：网际协议(IP)、互联网组管理协议(IGMP)和互联网控制报文协议(ICMP)
传输层	为应用层实体提供端到端的通信功能，保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。该层定义了两个主要协议：传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP) [TCP 是面向连接、可靠的；UDP 面向事务、不可靠]
应用层	为用户提供所需要的各种服务，例如 FTP, Telnet, DNS, SMTP 等

TCP/IP 模型与 OSI 模型的比较：

• 共同点：
  1. 都采用了层次结构的概念
  2. 都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制
• 不同点：
  1. 前者是七层模型，后者是四层结构
  2. 对可靠性要求不同(后者更高)
  3. OSI 模型是在协议开发前设计的，具有通用性；TCP/IP 是先有协议集然后建立模型，不适合用于非 TCP/IP 网络
  4. 实际市场应用不同(OSI 模型只是理论上的模型，并没有成熟的产品，而 TCP/IP 已经成为“实际上的国际标准”)

IP 地址

IP 地址分类：

网络类别	最大网络数	IP 地址范围	最大主机数	私有 IP 地址范围
A	126(2^7-2)	1.0.0.0 - 126.255.255.255	2^24-2	10.0.0.0 - 10.255.255.255
B	16384(2^14)	128.0.0.0 - 191.255.255.255	2^16-2	172.16.0.0 - 172.31.255.255
C	2097152(2^21)	192.0.0.0 - 223.255.255.255	2^8-2	192.168.0.0 - 192.168.255.255

A 类第一位数代表网段，B 类前两位数代表网段，C 类前三位数代表网段

子网掩码

IP 和子网掩码不能单独使用，必须同时使用

• -	-	-	-	-	-
  A 类:			B 类		C 类
  IP 地址	10.	1.1.200	172.16.	1.200	192.168.1.	200
  子网掩码	255.	0.0.0	255.255.	0.0	255.255.255.	0
  网络地址	10.	0.0.0	172.16.	0.0	192.168.1.	0

子网掩码用来确定 IP 地址当中哪一位数字代表同一网段，哪一位数代表同一网段中的不同主机

端口

常见端口号：

• FTP(文件传输协议)：20、21
• SSH(安全shell协议)：22
• telnet(远程登陆协议)：23
• DNS(域名系统)：53
• http(超文本传输协议)：80
• SMTP(简单邮件传输协议)：25
• POP3(邮局协议3代)：110

netstat -an ：查看本机启用的端口

• -a ：查看所有连接和监听端口
• -n ：显示 IP 地址和端口号，而不是显示域名和服务名

DNS

hosts 是做静态 IP 和域名对应，hosts 文件的优先级高于 DNS 解析

• 早期 Hosts 文件解析域名：
  • 名称解析效能下降
  • 主机维护困难
• DNS 服务
  • 层次性
  • 分布式

DNS 查询类型：

• 从查询方式上分：
  • 递归查询：要么做出查询成功响应，要么做出查询失败的响应。一般客户机和服务器之间属递归查询，即当客户机向 DNS 服务器发出请求后，若 DNS 服务器本身不能解析，则会向另外的 DNS 服务器发出查询请求，得到结果后转交给客户机
  • 迭代查询：服务器收到一次迭代查询回复一次结果，这个结果不一定是目标 IP 与域名的映射关系，也可以是其他 DNS 服务器的地址
• 从查询内容上分：
  • 正向查询：由域名查找 IP 地址
  • 反向查询：由 IP 地址查找域名

网关

1. 网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器
2. 网关在网络层以上实现网络互联，是最复杂的网络互联设备，仅用于两个高层协议不同的网络互联
3. 网关既可以用于广域网互联，也可以用于局域网互联
4. 网关是一种充当转换重任的服务器或路由器