04.24 網絡知識進階篇

第一章 IP地址分類與子網劃分

1. 什麼是IP地址
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32位
32位禁止數字序列組成的數字序列

點分十進制
採用點將32位數字進行分割爲4段,每段8位的二進制數,但二進制數不便於記憶,因此轉換爲10進制數顯示,即點分十進制。

2. 十進制與二進制轉換
十進制是作爲人類方便識別的一種地址表現形式,而二進制是作爲計算機方便識別的表現方式。
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3. IP地址的類別
根據上面的內容可以得知,IP地址是根據2的次方進行求得的,而轉變思路,也可以利用2的次方進行ip地址類型的表示,即一個IP地址是由2的32次方求得,因此2的32次方的範圍爲:

0.0.0.0--->0.0.0.1--->255.255.255.255

但是如果隨着IPV4地址的隨意使用,會使IP地址邊的沒有規律的使用,變的凌亂,並且還會造成地址的浪費,因此需要對ipv4地址進行一定的規劃管理和管控使用,所以將IP地址的範圍劃分爲:
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4. ip地址分類聯繫測試

Address class Network Host
10.2.1.1 A 10.0.0.0 2.1.1
128.63.2.100 B 128.63.0.0 2.100
201.222.5.64 C 201.222.5.0 .64
192,6,141,2 C 192,6,141,0 2

5. IP地址的類別-按IP地址用途分類
分爲公網與私網地址,其中私網地址又稱局域網地址。
私網地址:下面的網絡地址段就是分配給私有專用網絡地址使用的。

10.0.0.0/8      ( 10.0.0.0    到   10.255.255.255 )
172.16.0.0/12   ( 172.16.0.0  到   172.31.255.255 )
192.168.0.0/16  ( 192.168.0.0 到   192.168.255.255 )
169.254.0.0/16  ( 169.254.0.0 到   169.254.255.255 )

其他地址稱爲公網地址,一般會由運營商進行分配,常見配置公網地址的環境爲IDC機房,以及企業路由器設備的外接接口上。

6. IP地址的類別-按網絡通信方式劃分
單播(點對點)
就是點到點的通訊,例如A-B的通信方式

組播
也是一對多的方式,但是可以根據需要進行接收,如果不想接收可以進行過濾掉

廣播(廣播域)
在一定的範圍內,所有成員都會受到的信息,成爲廣播信息,並且每個成員都要收取,都要進行處理。

總結得知
0和255作爲主機的地址,是不能進行分配使用的,只要0-255之間的地址可以進行分配爲主機使用。
根據主機地址範圍取值,可以引入一個公式:
可以分配的主機地址個數=2的N次方-2
N次方的N表示有多少個主機位
-2就表示減去網絡地址和廣播地址,剩餘的就是可分配的主機地址。


第二章 子網劃分講解

爲什麼要劃分子網?(也就是引入一個子網的概念)
01會出現大量的局域網地址,同時想一個網關發送請求,引起網關設備的負載過高。
02 會引起局域網內的大量廣播數據傳送,形成廣播風暴。
03 而且會非常的浪費地址空間,有可能只有兩臺主機或者一臺,就分配一個B類地址,
因此綜上所述,就需要進行一個子網的劃分。

類似於一個大的網絡切成幾塊,劃分成幾個小的局域網絡

講一個大的廣播域劃分成幾個小的廣播域環境
減少網關設備所承載的負載量
有效的避免IP地址的浪費,使一個大的地址空間更加彈性和更加靈活的進行分配.

通過子網劃分(通過子網掩碼進行劃分)

可以將一個大的局域網絡進行切割爲多少個小的局域網絡,這樣就解決了上面說的兩個問題,而得到新的局域網絡就成爲子網.

劃分子網的方式
通過子網掩碼的方式,進行子網的劃分,但首先需要了解一下掩碼的作用,即掩碼的概念即將浮出水面.
說明:一個網絡地址是通過網絡位和主機位組成,根據上面的知識可以得知;但如何判定一個主機的網絡地址是前面多少位表示,一個主機的主機地址是從幾位開始。

一個B類地址,分爲網絡部分和主機部分兩個部分,對應網絡部分佔用了16個bit(即16位)不能被主機使用,因此可以用/16表示網絡地址的子網類型。

掩碼和ip地址一般是承兌出現的,因爲默認只有IP地址時,是無法確認哪些位是網絡部分,那些是主機部分的。

默認的網絡類別是根據ABC類定義劃分的,即A類掩碼就是/8,B類掩碼就是/16 ,C類掩碼就是/24,而有了掩碼,可以打破原有的ABC類,再進行子網的劃分。
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因此可以得到另一個計算公式的結論:
可以劃分的子網數=2的N次方
其中N表示借用的主機位個數


第三章 局域網用戶上網原理

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局域網上網過程說明
01.確保物理設備和線路架構準備完畢,並且線路通訊狀態良好
02.終端設備需要獲取或配置上局域網(私有地址),作爲局域網網格表示。
03.當終端設備想上網時,首先確認訪問的地址,是否在本局域網內,若不在需要先告知網關。
04.網關地址配置在路由器的內網接口上,路由器根據請求,將流量進行路由轉發給外網設備,讓外網設備協助進行流量轉發。
需要注意:家用路由器實際上並不是路由器,而是一個NAT地址轉換設備。
05.貓(調制解調器)等運營商設備通過獲取路由器的撥號信息,將信息進行上傳,確認無誤後,便可建立路由器與外網的連接,進行實現終端訪問互聯網的需求。

用戶訪問網站的基本流程
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第四章 DNS相關知識詳解

1. DNS介紹
DNS稱爲域名系統,在網站運行中起到了至關重要的作用,主要作用是負責把網站域名解析爲對應的IP地址。例如將www.etiantian.org解析爲對應的IP地址記錄如1.1.1.1

2. DNS作用
A記錄:從域名到IP的解析過程,被稱爲A記錄 www.oldboy.me 1.1.1.1
CNAME:設置CNAME別名記錄,這個別名解析功能常被CDN加速服務商應用
MX郵件記錄:設置MX郵件,這個MX記錄功能,在購買或搭建郵件服務時會被用到 PTR記錄:設置PTR記錄,反向解析,即把IP地址解析爲對應的域名,和A記錄的解析相反,郵件服務等業務中會用到;1.1.1.1 www.oldboy.me
DNS系統架構類似於一顆倒掛着的樹(和Linux系統目錄結構類似),它的頂也是根,這個根用.表示,

3.A記錄解析過程
瀏覽器==》www.etiantian.org===>網站服務器的ip地址====ip地址對應的網站服務器
DNS本身倒掛的樹狀結構(Linux目錄結構類似),它的頂點也是跟 是點”.”
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4.智能DNS解析原理
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5.配置默認網關

生效文件①##ifcfg-eth0

[root@chaochao ~]# egrep -i gateway /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 --color
GATEWAY=10.0.0.254

生效文件/etc/sysconfig/network

cat /etc/sysconfig/network
NETWORKING=10.0.0.253
HOSTNAME=chaochao

命令行優先,且臨時生效

[root@chaochao ~]# route -n
[root@chaochao ~]# netstat -rn
[root@chaochao ~]# route add default gw 10.0.0.254
[root@chaochao ~]# route deldefault gw 10.0.0.254

第五章 如何添加靜態路由

route add -host 192.168.2.13 dev eth2
route add -host 202.81.11.91 dev lo
route命令拓展:
# 刪除一條默認路由:
route del default gw 10.0.0.254
# 刪除一條靜態路由:
route del -net 目標網絡 netmask
如:route del -net 192.168.1.0/24 或route del -net 192.168.1.0 netmask 255.225.255.0
# 刪除一條主機路由:
route del -host 192.168.1.10 dev eth0

第六章 別名IP或是輔助IP

IP別名與輔助IP配置方法
查看網絡配置信息命令:
# ifconfig      <- 查看配置別名ip信息等。
# ifconfig eth0 <- 指定查看一個網卡設備的網絡配置信息
# ip add

配置虛擬IP地址方法:
# 配置別名IP,即表示配置虛擬IP(VIP)
ifconfig eth0:1 10.0.0.25/24 up         <- 配置別名IP,即虛擬IP(VIP),並啓用虛擬IP
ifconfig eth0:1 down                    <- 停掉指定別名IP配置
說明:eth0:x中的x取值範圍爲0-254

# 配置別名IP實踐:
ifconfig eth1:0 10.0.0.10 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth1:0 10.0.0.11/24 up
ifconfig eth1:1 10.0.0.11/24 up
說明:heartbeat高可用(VIP)早期用的別名IP,Centos6下heartbeat用的是輔助IP。

使別名IP網卡重啓不失效:
寫成配置文件(/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:1)。

配置輔助IP地址方法:
# 配置輔助IP,即表示配置多個IP在同一個網卡上
ip addr add 10.0.0.13/24 dev ethx
ip addr add 10.0.0.14/24 broadcast 10.0.0.255 dev ethx
ip add del 10.0.0.10/24 dev ethx
說明:ethx中的x表示在哪個網卡接口上配置輔助IP,也可以寫成eth0:x方式與別名IP一樣

# 配置輔助IP實踐:
ip addr add 10.0.0.13/24 dev eth1:3
ip add del 10.0.0.10/24  dev eth1:2
ip addr add 10.0.0.3/24 dev eth1 label eth1:4
ip add      <- 查看配置信息
說明:輔助IP形式在keepalived高可用服務中一直使用,都是用的輔助IP。
輔助ip的方式是未來趨勢

第七章 查看網絡狀態信息方法

ifconfig命令
用於顯示網絡配置信息

ip命令
用於顯示網絡配置信息

route命令
查看路由配置信息route -n

hostname命令
顯示主機名稱信息;也可以利用hostname顯示ip地址配置信息hostname -i

netstat(ss)命令
顯示網絡系統的狀態


第八章 常見企業網絡相關案例題

案例題01:統計訪問服務器IP的ESTABLISHED連接數最多的IP?

方法1:awk -F "[ :]+" '/EST/ {print $6}' netstat.log|sort|uniq -c|sort -rn -k1
方法2:awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}' netstat.log|sort -rn -k1

面試題02:已知一個端口爲52113,如何查看端口對應的是什麼服務名?

方法1:lsof -i :52113
方法2:netstat -lntup|grep 52113

第九章 訪問網站異常故障排查

利用ping命令先檢測網絡連通性:

ping www.etiantian.org
[root@backup backup]# ping www.etiantian.org
[root@backup backup]# ping -c3 www.baidu.com
PING www.a.shifen.com (61.135.169.125) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 61.135.169.125: icmp_seq=1 ttl=128 time=8.61 ms
64 bytes from 61.135.169.125: icmp_seq=2 ttl=128 time=6.78 ms
64 bytes from 61.135.169.125: icmp_seq=3 ttl=128 time=6.82 ms

利用tracroute命令查冊網絡連通性

[root@backup backup]# traceroute www.baidu.com -n

第十章 tcpdump命令

tcpdump命令抓取人生第一個數據包
要用tcpdump抓包,請抓住,一定要切換到root賬戶下,因爲只要root纔有權限將網卡變更爲“混雜模式”。然後用ifconfig的方法查看好你的服務器的網卡名稱。

[root@backup backup]# tcpdump -i eth0 -nn -X 'port 53' -c 1
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes
13:44:01.539454 IP 10.0.0.31.16293 > 223.5.5.5.53: 59324+ A? ntp1.aliyun.com. (33)
    0x0000:  4500 003d 1087 4000 4011 3c00 0a00 001f  E..=..@.@.<.....
    0x0010:  df05 0505 3fa5 0035 0029 89d1 e7bc 0100  ....?..5.)......
    0x0020:  0001 0000 0000 0000 046e 7470 3106 616c  .........ntp1.al
    0x0030:  6979 756e 0363 6f6d 0000 010   0 01         iyun.com.....
1 packets captured
2 packets received by filter
0 packets dropped by kernel
選項 參數說明
-i 是interface的含義是指我們有義務告訴tcpdump希望去監聽哪一個網卡,這一臺服務器有多快網卡時很有必要
-nn 意思是說當tcpdump遇到協議號或端口號時,不要將這些號碼轉換成對應的協議名稱或端口名稱比如,總所周知21端口是FTP端口,我們希望顯示21,而非tcpdump自作聰明的將它顯示成FTP
-X 告訴tcpdump命令,需要把協議頭和包內容都原原本本的顯示出來(tcpdump會以16進制和ASCII的形式顯示),這在進行協議分析時是絕對的利器
-c 是Count的含義這設置了我們希望tcpdump幫我們抓幾個包 ,設置的是1,所以tcpdump不會幫我再多抓哪怕一個包回來
-w 將流量保存到文件中tcpdump的-w方式是把raw packets(原始網絡包)直接存儲到文件中了,也就是存儲的都是結構體形式。而非是分析之後的文本格式的信息,因此是無法直接通過less命令查看的
-r 讀物raw packets文件

第十二章 ping命令

選項 參數說明
-c 設置完成要求迴應的次數;默認會一直長ping
-f 表示極限ping,ping過程中不顯示任何信息,效率更高
-i 指定收發信息的間隔時間
-q 不顯示指定執行過程,開頭和結尾的相關信息除外
-s 設置數據包的大小
-w 指定超過時間
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