Linux網絡知識

一、網絡基礎

(1)交換機:解決多臺主機在一個網絡裏通訊的需求。交換機通訊範圍就是一個局域網。

局域網中主機身份標識信息:MAC地址

交換機傳輸數據問題:會產生廣播風暴,主機會收到大量廣播包,從而影響性能。

交換機的每一個端口都是一個衝突域,所以它可以隔離衝突域。

交換機所有端口處於一個廣播域下。

(2)路由器

路由器可以隔離廣播風暴

路由器的身份標識信息:IP地址

路由器內部有張路由表,會記錄各個端口所連局域網的IP信息

路由器可以實現不同網段的通訊

IP地址=網段信息+主機信息

一個四口路由器:包含四個廣播域,4個衝突域。

路由器還可以連接廣域網。


二、網絡架構層次模型

(1)網絡層次架構組成

  1. 核心層:外網互聯網路由器設備

實現骨幹網絡的連接傳輸。設計重點是冗餘能力,可靠性和高速。

2.匯聚層:放置3層交換機

作爲信息匯聚點,爲接入層提供數據的匯聚、傳輸、管理、分發處理。

通過網段的劃分(如VLAN)與網絡隔離,可以防止某些網段的問題蔓延和影響到核心層。

匯聚層控制和限制接入層對核心層的訪問,保證核心層的安全和穩定。

3.接入層:放置2層交換機

將終端用戶接入網絡

(2)按地域劃分網絡

局域網、城域網、廣域網

(3)OSI7層模型

網絡基礎知識-02-網絡通信層次模型圖_00-OSI模型.png


OSI模型用於規範不同系統的互聯標準。

網絡基礎知識-02-網絡通信層次模型圖_01-應用層.png


傳輸層:

重要協議:TCP、UDP協議

傳輸層數據稱爲報文:包含兩重要信息--源端口信息和目標端口信息。

網絡層:

重要協議:IP協議

網絡層數據稱爲包:包含兩重要信息--源IP地址和目標IP地址。

數據鏈路層:

數據稱爲幀:包含兩重要信息--源MAC地址和目標MAC地址。

此處的MAC地址並非主機的MAC地址而是路由器接口的地址。

物理層:

傳輸模式:單工,半雙工,全雙工

物理拓撲:總線 ,星型,環形。

數據的封裝與解封裝:數據從上層產生,逐漸添加頭部信息封裝,到達目的主機後再逐層解封裝。

網絡基礎知識-06-TCP-IP模型層次.png



UDP(用戶報文協議)屬於無連接的網絡協議

特點:不可靠傳輸,盡力傳輸。

應用有視頻流、音頻流。

TCP(傳輸控制協議)屬於面向連接的網絡協議

特點:可靠傳輸、可加流量控制,協議頭部使用16位來保存端口號。0號端口不使用,可用端口是1-65535.源端口號一般爲系統未使用的1024以上。

應用有web瀏覽器,電子郵件,文件傳輸程序等。

控制字段:

ACK:確認字段,實現數據可靠傳輸

SYN:請求建立連接字段。

FIN:請求斷開連接字段。

網絡基礎知識---TCP三次握手與四次揮手過程全圖.png

揮手之所以比握手多一次,是因爲TCP工作在傳輸層之上,當server接到client想斷開的指令後,會往應用層上報,傳輸層沒有直接斷開連接的權限。應用層覺得可以斷開後,纔會發出斷開確認。

還有一種狀態:當FIN_WAIT_1沒有等來ACK而是等來了FINACK,那麼會跳過FIN_WAIT_2,進入到closing狀態。

TIME_WAIT會停留2MSL時間,是爲了不斷髮出斷開連接的ACK指令,以確保server能收到,防止server未收到而一直處於LAST_ACK,導致崩潰。


三、網絡TCP/IP涉及原理

(1)ARP協議原理

將IPV4轉換成MAC地址。

網絡基礎知識---ARP協議原理圖.jpg

(2)DNS協議原理

域名的層級級別:

第一個級別:根域名服務器   .

第二個級別:頂級域名服務器  .com   .cn

第三個級別:二級域名服務器  .baidu.com

網絡基礎知識---DNS協議原理圖.jpg


四:網絡IP地址劃分

(1)按數值劃分:A  B  C  類

(2)按用途劃分:公網、私網

(3)按通訊劃分:單播、組播、廣播地址

A類:網絡位--8位,主機位--24位

B類:網絡位--16位,主機位--16位

C類:網絡位--24位,主機位--8位

常用的私網地址:

10.0.0.0/8      172.16.0.0/12     192.168.0.0/16

當主機未獲得IP地址時,系統默認分配169.254.0.0/16給主機。

主機位全爲1的,稱爲廣播地址;

主機位全爲0的,稱爲網絡地址。

特殊IP地址:127.0.0.1   本地迴環地址,用於測試本地網卡。

主機不能使用廣播地址和網絡地址。

(4)IP劃分

VLSM:可變長子網掩碼

對於私網地址172.16.0.0/12



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