Linux運維相關網絡基礎知識

一、網絡基礎知識大綱

1、知識體系:路由,交換,協議,OSI七層模型,TCP/IP協議和三次握手四次揮手過程,VLSM可変長子網。

2、網絡:指將計算機及其外部設備,通過通信線路連接起來,在網絡操作系統,網絡管理軟件及網絡通信協議的管理和協調下,實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。

     網絡拓撲:指用傳輸介質互聯各種網絡設備的物理佈局。如果兩個連接結構相同就可以認爲其網絡拓撲相同,儘管他們內部各自物理連線,節點間距可能不同。

3、交換機

3.1  交換機廠商:CISCO,H3C,DLINK。常見的:程控交換機,光纖交換機。

3.2  在一個交換機端口上所連接的所有終端設備,均在一個網段上(又稱爲一個廣播域)。

3.3 交換機可以格力衝突域,每一個端口就是一個衝突域。

3.4 基本的安全功能

3.5 終端設別的的接入

3.6 廣播域的隔離

4、路由器:連接各局域網和廣域網的設備,負責設定路由和路由選擇。路由:傳遞數據的路徑。

4.1  路由協議,數據的轉發

4.2  廣播、組播控制

4.3 路由器會作爲網關,一般會在網絡出口的位置設置路由器。

4.4 廣域網鏈路支持

5、協議:通信雙方爲了實現通信而設計的約定或通話規則,如:http協議,tcp/ip協議簇。

6、HUB總線技術

7、網絡層次結構

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8、OSI模型

8.1  網絡層對應的是IP地址,是跨網段使用的;

8.2數據鏈路層對應的是MAC(物理)地址,是在局域網內使用的 ;

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9、OSI網際互連和OSI封裝解封裝

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10、TCP/IP 協議簇

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10.1 TCP三次握手

什麼是三次握手:   三次握手(Three-way Handshake),是指建立一個TCP連接時,需要客戶端和服務器總共發送3個包。

三次握手的目的 :   三次握手的目的是連接服務器指定端口,建立TCP連接,並同步連接雙方的序列號和確認號並交換 TCP 窗口大小信息。客戶端執行連接請求時。將觸發三次握手。

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SYN:請求同步標誌,爲1表示建立TCP連接;  FIN:結束標誌,爲1表示關閉TCP連接;    ACK:表示響應確認 ;  

seq:表示序列號;     ISN : Inital Sequence Number  初始序列號。      ack:acknowledgement Number,確認號


次握手過程   :三次握手可概括爲:請求連接,收到應答,再次請求。SYN ---> SYN ---> ACK        

第一次握手:客戶端發送一個SYN標誌位置1的請求包。包括客戶端打算連接的服務器的端口,以及客戶端的初始序列號Seq(ISN(c))=x(隨機生成)。      

第二次握手:服務器端發回一個確認包應答。包括SYN標誌位和ACK標誌位均置1,seq(ISN(s))=y(隨機產生),確認ack=x+1。  

第三次握手:客戶端再次發送確認包。 包括SYN標誌位爲0,ACK標誌位爲1,seq(ISN(s)=x+1,確認號ack=y+1。。如果正確則連接建立成功,客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手,隨後客戶端與服務器之間可以開始傳輸數據了。


10.2 TCP四次揮手

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什麼是四次揮手:TCP的連接的拆除需要發送四個包,因此稱爲四次揮手(four-way handshake)。客戶端或服務器均可主動發起揮手動作,任何一方執行close操作即可產生揮手操作。

四次揮手過程:

第一次揮手: 客戶端發送一個FIN=1,seq=u的包,用來發起關閉客戶端到服務器數據傳送操作,客戶機進入FIN_WAIT_1狀態。

第二次揮手:服務器收到包後,發送一個ACK=1給客戶端,確認序號ack=u+1,序列號seq=v,服務器進入CLOSE_WAIT狀態。

第三次揮手:服務器再發送一個FIN=1的包,確認序號ack=u+1,序列號seq=w,用來關閉服務器到客戶端的數據傳送操作,服務器進入LAST_ACK狀態。

第四次揮手:客戶端收到後,客戶端進入TIME_WAIT狀態,接着發送一個ACK=1給服務器,確認序號ack=w+1,序列號seq=u+1,服務器進入CLOSED狀態,完成四次揮手。

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二、IP分類


1、IP地址是由32位二進制數字構成,採用“點分十進制”方法表示的唯一地址。

2、通常區分如下: 五類IP ;         特殊用途的IP ;           私有IP;

3、IPV4簡單粗暴地把IP地址分爲五類。分類方法如下圖所示:

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也就是說,分爲以下幾類:


A: 0.0.0.0-127.255.255,其中段0和段127不可用,可用地址範圍1.0.0.1.-127.255.255.254


B: 128.0.0.0-191.255.255.255,其中可用地址範圍128.0.0.1-191.255.255.254


C: 192.0.0.0-223.255.255.255其中可用地址範圍192.0.0.1-223.255.255.254


D: 224.0.0.0-239.255.255.255其中可用地址範圍224.0.0.1-239.255.255.254,用作廣播地址


E: 240.0.0.0-255.255.255.255,其中段255不可用,用作保留使用


其中除了段0和段127之外,還有一些IP地址因爲有其他的用途,是不可以用作普通IP的。還有一部分被用作私有IP地址。

可用IP地址個數=2的N次方-2    ,  N表示主機位數,-2表示減去網絡地址和廣播地址。


2 、特殊用途的IP

  將這些特殊的IP地址分爲三類,特殊源地址、環回地址以及廣播地址。如下表所示:

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3、 私有IP(又稱局域網IP)

 公有地址(Public address),由Inter NIC(Internet Network Information Center 因特網信息中心)負責。這些IP地址分配給註冊並向Inter NIC提出申請的組織機構。通過它直接訪問因特網。    

  私有IP的出現是爲了解決公有IP地址不夠用的情況。從A、B、C三類IP地址中拿出一部分作爲私有IP地址,這些IP地址不能被路由到Internet骨幹網上,Internet路由器也將丟棄該私有地址。如果私有IP地址想要連至Internet,需要將私有地址轉換爲公有地址。這個轉換過程稱爲網絡地址轉換(Network Address Translation,NAT),通常使用路由器來執行NAT轉換。範圍如下:

    A: 10.0.0.0~10.255.255.255 即10.0.0.0/8

    B:172.16.0.0~172.31.255.255即172.16.0.0/12

    C:168.254.0.0~192.254.255.254 即168.254.0.0/16

             D:192.168.0.0~192.168.255.255 即192.168.0.0/16

三、子網劃分

1 爲什麼劃分子網:

(1)避免大量局域網地址發送請求,造成網關設備負載過高

(2)避免廣播風暴

(3)避免浪費IP地址

2、通過子網掩碼的方式劃分子網

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可劃分的子網數量=2的N次方,N爲借用的主機位數。

四、DNS

1、DNS解析流程(熟練掌握)

dns查詢.gif

2、DNS解析命令

dig  @www.oldboy.com   +trace

@<服務器地址>:指定進行域名解析的域名服務器;

-b<ip地址>:當主機具有多個IP地址,指定使用本機的哪個IP地址向域名服務器發送域名查詢請求;
-f<文件名稱>:指定dig以批處理的方式運行,指定的文件中保存着需要批處理查詢的DNS任務信息;
-P:指定域名服務器所使用端口號;
-t<類型>:指定要查詢的DNS數據類型;
-x<IP地址>:執行逆向域名查詢;
-4:使用IPv4;
-6:使用IPv6;
-h:顯示指令幫助信息。

  

nslookup

host 

ping


3.DNS的配置

配置文件:  /etc/resolv.conf

setup設置DNS

如果有網卡的DNS配置,網卡的DNS配置會優先於配置文件 /etc/resolv.conf,重啓網卡會把/etc/resolv.conf的配置覆蓋掉;

如果沒有網卡的DNS配置,配置文件 /etc/resolv.conf中的DNS會生效。


4.hostname配置

hostname  [主機名] ,再執行logout  #重啓會失效

vim  /etc/sysconfig/network  #永久生效

vim /etc/hosts

setup修改主機名  #永久生效(命令行不會生效,會影響/etc/sysconfig/network 和/etc/hosts)


5.網關配置:

優先配置/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0,還可以選擇/etc/sysconfig/network配置。

命令行配置,臨時生效:route  add/del   default  gw  10.0.0.254


6.IP配置:

ifconfig eth0 : X  192.168.1.111/24   up/down   配置/停用別名IP (虛擬IP),臨時生效 ,若要永久生效寫成配置文件。

ip的方式配置多個IP,輔助IP,ip  addr add  192.168.1.111/24  dev  eth1:3

ip   add    查看輔助IP


7.網絡信息查詢

ip        ifconfig        route -n      hostname       netstat       lsof (lsof  -i   :[端口]     查看某端口正在進行的服務)   


8.網絡狀態檢查

(1)ping   www.example.com    檢查線路是否通暢,對應ICMP協議(ping不通檢查ICMP協議是否禁止)

(2)traceroute  www.example.com    檢查路由

(3)telnet   www.example.com  80     檢查服務有沒有開,端口是否正常,防火牆是否禁止

         不通的原因:服務未開啓,端口未開啓,防火牆阻擋,服務的端口不在該IP上,ISP運營商默認不開端口,申請開放。


9.抓包工具   linux系統:tcpdump    nmap     Windows系統:wireshark    sniffer   科來網絡分析

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