計算機網絡詳解

前言：對於計算機網絡部分，咱們主要學習的是TCP/IP協議棧。而TCP/IP協議棧並沒有法將各類的協議進行一個合理的區分，所以，在大學本科教育中咱們一般講解的是IOS七層網絡模型。

協議：簡單的理解就是通訊雙方相互交流的一種約定，也就是說只有通訊雙方知足這樣的約定纔可以相互通訊。然而，咱們也說過，各類協議必需要被軟件實現，纔可以被咱們所使用。

那麼，對於咱們的http協議而言，實現http協議的客戶端程序有curl，瀏覽器等工具，服務端有Apache、Nginx等這樣的靜態服務器軟件

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（二）什麼是Mac地址、什麼是網橋、什麼是交換機

前言：MAC地址，用來表示互聯網上每個站點的標識符，採用十六進制數表示，共六個字節（48位），使用ifconfig命令能夠查看： ether 08:00:27:c1:cd:2b。其中，前三個字節是由IEEE的註冊管理機構RA負責給不一樣廠家分配的代碼(高位24位），也稱爲「編制上惟一的標識符」（Organizationally Unique Identifier），後三個字節(低位24位)由各廠家自行指派給生產的適配器接口，稱爲擴展標識符（惟一性）。

網橋：網橋（Bridge）是早期的兩端口二層網絡設備，用來鏈接不一樣網段。使得同一個網段內的通訊不會衝突，而不一樣網段內的通訊能夠順利進行。

交換機：多功能交換機，在局域網內，交換機和網橋的功能幾乎同樣。

路由器：路由器（Router）又稱網關設備（Gateway）是用於鏈接多個邏輯上分開的網絡。當數據從一個網段傳輸到另外一個網段時，可經過路由器的路由功能來完成。

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（1）交換機經過Mac地址表使得網段內的全部的主機能夠相互通訊 
（2）路由器經過路由表使得不一樣網段之間的主機能夠相互通訊

• 什麼是IP

IP = 網絡號+主機號

 

一個字節（byte）是 8位（bit），IP由32位組成，一共是4個字節

 

例如：IP： 172.16.19.245 netmask 255.255.255.0 broadcast 172.16.19.255

網絡號： 172.16.19.0

主機號： 172.16.19.245

 

那麼IP一共有： 0.0.0.0 ---- 255.255.255.255

256 x 256 x 256 x 256 = 4294967296

• IP劃分

A 類地址

第一段爲網絡號，後三段爲主機號

0000000-01111111

1-127

其中： 127用爲本地lo還回地址

那麼A類地址的網絡地址有： 127

那麼A類地址的主機地址有： 2^24 - 網絡地址 - 廣播地址 = 2^24 - 2

netmask： 255.0.0.0（用戶標示網絡地址）

broadcast 255.255.255.255

私有地址： 10.0.0.0網段爲私有地址網絡

 

B 類地址

前兩段爲網路號，後兩段爲主機號

1000000.00000000-10111111.11111111

128-191

那麼B類地址的網絡地址有： 2^14（前兩個位不變，只是後14位變化）

那麼B類地址的主機地址有： 2^16 - 網絡地址 - 廣播地址 = 2^16 - 2

netmask： 255.255.0.0（用戶標示網絡地址）

私有地址： 172.0.0.0-172.31.0.0 網段爲私有地址網絡

 

C 類地址

前三段爲網路號，後一段爲主機號

11000000.00000000.00000000-11011111.11111111.11111111

192-223

那麼C類地址的網絡地址有： 2^21（前三位不變，只是後21位變化）

那麼C類地址的主機地址有： 2^8 - 網絡地址 - 廣播地址 = 2^8 - 2

netmask： 255.255.255.0（用戶標示網絡地址）

私有地址： 192.168.0.0~192.168.255.0 網段爲私有地址網絡

 

D 類地址：

組播地址

 

 

E 類地址：

大學等科研機構做爲科學研究使用

（三）簡單的聊聊什麼是路由表

前言：對於路由表而言，能夠認爲的寫，也能夠是路由器自動記錄識別

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• 路由器是如何經過路由表實現不一樣網段之間的通訊

目標地址由 "下一跳（網關）" 來實現

（四）單臺主機之間的通訊如何實現

前言：單臺主機站在內核空間和用戶空間

將主機間的通訊畫圖給你們描繪一下，而且解釋TCP/IP協議棧的解包和封包的過程

給你們畫圖介紹，ARP地址如何解析

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• 主機間通訊

Mac地址：本地通訊

實現本地局域網，不跨路由器的網絡通訊

 

IP地址：標示主機通訊，實現源主機和目標主機之間的通訊

 

主機內核端口：標示進程通訊，實現一個主機上的哪一個進程進行通訊

• 基於TCP/IP協議棧解析封包與解包

物理層：封裝幀報文首部

以太網幀：MTU( 1500字節)

互聯網層：封裝 IP報文首部

傳輸層：封裝TCP報文首部

應用層：各類應用協議的報文首部

（五）網絡配置工具詳解（這裏很重要）

前言：ifcfg類命令，ip類命令， nm類命令

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一：ifcfg類命令 （須要安裝 net-tools 包） 適用於紅帽五、六、7

ifconfig ：查看或設置IP地址

route ：查看或設置路由表

netstat ：一般查看主機的服務，端口，和服務的狀態

ifup、ifdown：啓用網卡或關閉網卡

• （1）ifconfig命令

對比六、7的網絡信息

enp0s3: flags=4163<UP（已經啓用）,BROADCAST（支持廣播）,RUNNING,MULTICAST（支持多播）> mtu 1500

inet 192.168.23.11 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.23.255

inet6 fe80::a00:27ff:fec1:cd2b prefixlen 64 scopeid 0x20<link>

ether 08:00:27:c1:cd:2b txqueuelen 1000(傳輸隊列長度) (Ethernet)

RX（接受的數據包） packets 28355 bytes 10835366 (10.3 MiB)

RX errors（錯誤包數量） 0 dropped（丟包數量） 0 overruns 0 frame 0

TX（傳出的數據包） packets 15286 bytes 2489410 (2.3 MiB)

TX errors（錯誤包數量） 0 dropped（丟包數量） 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0

 

 

eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 08:00:27:23:C1:E7

inet addr:192.168.23.4 Bcast:192.168.23.255 Mask:255.255.255.0

inet6 addr: fe80::a00:27ff:fe23:c1e7/64 Scope:Link

UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1

RX packets:104 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:68 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:1000

RX bytes:12969 (12.6 KiB) TX bytes:11936 (11.6 KiB)

ifconfig命令使用（設置IP地址能夠當即生效）

（ 1）顯示激活網卡，以及網絡信息

ifconfig

 

（ 2）顯示激活網卡，以及網絡信息

ifconfig eth0

 

（ 3）顯示全部網卡，以及網絡信息

ifconfig -a

 

（ 4）啓用網卡地址

ifconfig eth0 up

ifconfig enp0s3 up

 

 

（ 5）中止網卡地址

ifconfig eth0 down

ifconfig enp0s3 down

 

（ 6）網卡取別名的兩種寫法

ifconfig eth0: 0 192.168.23.10/24

ifconfig enp0s3: 0 192.168.23.100 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.23.255

• （2）route命令

1：增

添加主機地址路由

route add -host 192.168.24.100 gw 192.168.23.1 dev eth0

 

添加網絡地址路由

route add -net 192.168.24.0/24 gw 192.168.23.1 dev eth0

 

添加默認地址路由

route add -net 0.0.0.0/0.0.0.0 gw 192.168.23.1 dev eth0

 

2：刪

刪除主機地址路由

route del -host 192.168.24.100

 

刪除網絡地址路由

route del -net 192.168.24.0/24

 

刪除默認地址路由

route del default

3：改

先刪除，再修改

 

4：查

route -n

Kernel IP routing table

 

Destination(目的地址) Gateway（網關，嚇一跳） Genmask（子網掩碼） Flags Metric Ref Use Iface（接口）

192.168.23.0 0.0.0.0（同一個網段無需網關） 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0

192.168.23.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U（up：表示啓用狀態） 0 0 0 eth1

169.254.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 1002 0 0 eth0

0.0.0.0 192.168.23.1 0.0.0.0 UG（G表示網關） 0 0 0 eth0

• （3）netstat命令（對應的ss命令請自行總結）

會常常使用

必備技能：netstat -lntup

-u：UDP

-t：TCP

-l：查看監聽狀態

-n：以數字的形式顯示

-p：顯示進程、服務名稱

-a：顯示all信息

 

[root@6 ~] # netstat -lentupa

Active Internet connections (servers and established)

Proto（協議） Recv-Q（接收） Send-Q（發送） Local Address（本地監聽的套接字） Foreign Address（客戶端鏈接的套接字） State（進程狀態） User（用戶的id） Inode（文件的inode號） PID/Program name

tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN 0 9197 1090/sshd

tcp 0 0 192.168.23.4:22 192.168.23.2:65106 ESTABLISHED 0 9567 1191/sshd

tcp 0 0 :::22 :::* LISTEN 0 9199 1090/sshd

udp 0 0 0.0.0.0:68 0.0.0.0:* 0 8497 856/dhclient

• （4）ifup、ifdown命令

須要添加 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1網卡配置文件，才能給ifup、ifdown控制

 

ifup eth1

ifdown eth1

二：ip類命令 適用於紅帽五、六、7（須要安裝 iproute 包）

ip link：管理網卡接口

ip addr ：查看或設置IP地址

ip route：配置路由

ip link show：顯示設備屬性

ip link set dev eth0 up：開啓網卡設備

ip link set dev eth0 down：關閉網卡設備

 

ip addr add 192.168.23.4/24 dev eth1： 添加IP地址

ip addr add 192.168.23.4/24 dev eth1 label eth1:0 : 添加別名

ip addr del 192.168.23.4/24 dev eth1： 刪除IP地址

ip addr show：顯示IP地址

 

 

ip route add 192.168.24.0/24 via 192.168.23.1 dev eth1 src 192.168.23.10: 添加網絡路由地址

ip route add default via 192.168.23.1 ：添加默認路由

ip route del 192.168.24.0/24 ：刪除路由地址

ip route show ：顯示路由地址

三：nm類命令 適用於紅帽 7

nmcli：命令行工具

nmtui：就像紅帽 6的setup工具同樣，是一個圖形化的文本工具

 

必須啓動 Neworkmanager

systemctl status NetworkManager

四：setup命令 適用於紅帽 6

 

必須啓動 network 服務

service network status

（六）系統默認的網卡命名方式（瞭解）

前言：

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• 對於紅帽6而言

eth0、eth一、eth2 等

• 對於紅帽7而言

（ 1）若是BIOS爲主板上集成的設備提供的設備編號可用，則根據設備編號進行命名，如eno0, eno1。例如：蘋果Mac電腦，網卡名爲en0

 

 

 

（ 2）若是BIOS爲PCI-E擴展槽所提供的設備編號可用，則根據設備編號進行命名，如：ens1 ens2

 

 

（ 3）若是硬件接口的物理位置信息可用，則根據此信息命名，如：enp0s三、enp0s8，有些虛擬機是這樣命令。

 

（ 4）對於Mac電腦而言，en0、en1

en0: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500

ether a4:d1:8c:cd:a0:8c

inet6 fe80::181a:b72a:631f:69d2%en0 prefixlen 64 secured scopeid 0x4

inet 192.168.23.2 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.23.255

nd6 options= 201<PERFORMNUD,DAD>

media: autoselect

status: active