Linux網絡基礎

這是Linux網絡基礎的筆記，首先介紹了計算機網絡的基礎知識，然后是Linux的網絡設置

參考資料

• 主要為視頻資料：慕課網
• 輔助書籍：Linux從入門到精通（劉憶智 清華大學出版社）
• 網絡地址分為A，B，C，D，E類，這樣的分類有什么意義，各類別有什么區別嗎？

ISO/OSI

容易弄混的幾個概念：

• ISO：國際標準化組織
• OSI：開放系統互聯模型
• IOS：蘋果操作系統

OSI七層模型和TCP/IP4層模型對比

• 7,6,5是面向應用程序提供的服務，4,3,2,1是面向數據提供服務。

• 幀存儲的是MAC地址，即硬件地址，每個網卡上的唯一的標識，負責局域網（內網）數據通信

• 報文存儲的是IP地址，IP地址負責公網（外網）數據通信

  應用層 用戶接口
  表示層 數據的表現形式、特定功能的實現如加密
  會話層 對應用會話的管理、同步
  傳輸層 可靠與不可靠的傳輸、傳輸前的錯誤檢測、流控、確定端口
  網絡層 提供邏輯地址、選路
  數據鏈路層 成幀、用MAC地址訪問媒介、錯誤檢測與修正
  物理層 設備之間的比特流的傳輸、物理接口、電氣特性等

示例（發送郵件）：

應用層：打開163等郵件網站，編輯郵件
表示層：點擊發送后，把郵件的內容轉換為數據，例如轉換為ASCII的0101，還有實現加密功能
會話層：確定數據是在本機上使用的例如PPT，還是需要發送出去的郵件。如果是PPT就不用下面4層，直接保存起來就可以了。
傳輸層：寫入郵件的發送端口號：25，接收端口號：110.是個TCP協議
網絡層：把本機IP地址和目標IP地址寫入
數據鏈路層：把本機MAC和目標MAC寫入
物理層：完成實際的數據傳輸

TCP/IP

OSI七層模型和TCP/IP4層模型對比

• 網絡接口層
  網絡接入層與OSI參考模型中的物理層和數據鏈路從相對應。它負責監視數據在主機和網絡之間的交換。事實上，TCP/IP本身并為定義蓋層的協議，而由參與互聯的個網絡使用自己的物理層和數據鏈路從協議，然后與TCP/IP的網絡 接入層進行連接。地址解析協議（ARP）工作在此層，即OSI參考模型的數據鏈路層。

• 網際互聯層
  網際互聯層對應于OSI參考模型的網絡層，主要解決主機到主機通信問題。它所包含的協議涉及數據包在整個網絡上的邏輯傳輸。該層有三個主要協議：網際協議（IP）、互聯網組管理協議（IGMP）和互聯網控制報文協議（ICMP）。

• 傳輸層
  傳輸層對應于OSI參考模型的傳輸層，為應用層實體提供端到端的通信功能，保證了數據包的順序傳送及數據的完整性。該層定義了兩個主要的協議：傳輸控制協議TCP和用戶數據報協議UDP。
  TCP/IP三次握手

• 應用層
  應用層對應于OSI參考模型的高層，為用戶提供所需要的各種服務，例如：FTP、Telnet、DNS、SMTP等。

TCP/IP數據打包過程

• TCP/IP模型和OSI模型的比較

  • 共同點
    • OSI參考模型和TCP/IP參考模型都采用了層次結構的概念
    • 都能夠提供面向連接和無連接兩種通信服務機制
  • 不同點
    • 一個是七層一個是四層結構
    • 對可靠性要求不同（后者更高）
    • OSI模型是在協議開發前設計的，具有通用型。TCP/IP是現有協議集后再建立模型，不適用于非TCP/IP網絡

IP地址

IP包頭

IP包頭格式

IP地址分類

IP地址分類

• A類地址第1字節為網絡地址，其它3個字節為主機地址。另外第1個字節的最高位固定為0。
• A類地址范圍：1.0.0.1到126.255.255.254。
  A類地址中的私有地址和保留地址： 10.0.0.0到10.255.255.255是私有地址（所謂的私有地址就是在互聯網上不使用，而被用在局域網絡中的地址）。127.0.0.0到127.255.255.255是保留地址，用做循環測試用的。
• B類IP地址是指，在IP地址的四段號碼中，前兩段號碼為網絡號碼，剩下的兩段號碼為本地計算機的號碼。如果用二進制表示IP地址的話，B類IP地址就由2字節的網絡地址和2字節主機地址組成，網絡地址的最高位必須是“10”。B類IP地址中網絡的標識長度為14位，主機標識的長度為16位，B類網絡地址適用于中等規模規模的網絡，每個網絡所能容納的計算機數為6萬多臺。
• 一個C類IP地址是指，在IP地址的四段號碼中，前三段號碼為網絡號碼，剩下的一段號碼為本地計算機的號碼。如果用二進制表示IP地址的話，C類IP地址就由3字節的網絡地址和1字節主機地址組成，網絡地址的最高位必須是“110”。
• 除了上面三種類型的IP地址外，還有幾種特殊類型的IP地址，TCP/IP協議規定，凡IP地址中的第一個字節以“lll0”開始的地址都叫多點廣播地址。因此，任何第一個字節大于223小于240的IP地址是多點廣播地址；IP地址中的每一個字節都為0的地址（“0.0.0.0”）對應于當前主機；IP地址中的每一個字節都為1的IP地址（“255．255．255．255”）是當前子網的廣播地址；IP地址中凡是以“llll0”的地址都留著將來作為特殊用途使用；IP地址中不能以十進制“127”作為開頭，127.0.0.1是回送地址，指本地機，一般用來測試使用。回送地址（127.x.x.x）是本機回送地址（Loopback Address）,即主機IP堆棧內部的IP地址，主要用于網絡軟件測試以及本地機進程間通信，無論什么程序，一旦使用回送地址發送數據，協議軟件立即返回之，不進行任何網絡傳輸。 屬于保留測試地址,不能用，同時網絡ID的第一個6位組也不能全置為“0”，全“0”表示本地網絡。 D 類和 E 類用于組播和保留地址。

子網掩碼

子網掩碼

端口作用

• TCP協議包頭

  
  
  

  TCP協議包頭

• UDP包頭

  
  
  

  UDP

常用端口號

FTP(文件傳輸協議）：20 21
SSH（安全shell協議）：22
telnet（遠程登錄協議）：23
DNS（域名系統）：53
http（超文本傳輸協議）：80
SMTP（簡單郵件傳輸協議）：25
POP3（郵局協議3代）：110

查看本機啟動的端口

netstat -an
    -a 查看所有連接和監聽端口
    -n 顯示IP地址和端口號，而不顯示域名和服務器

DNS作用

DNS是用來做名稱解析的

hosts文件

c:\Windows\System32\drivers\etc\hosts  
127.0.0.1 localhost  
hosts是做靜態IP和域名對應  
hosts優先級高于DNS  

從Hosts文件到DNS

• 早期Hosts文件解析域名
  • 名稱解析效能下降
  • 主機維護困難
• DNS服務
  • 層次性
  • 分布式

DNS服務的作用

DNS服務

域名空間結構

域名空間結構

DNS查詢過程

DNS查詢

DNS查詢分類

• 從查詢方式分
  • 遞歸查詢：要么做出查詢成功響應，要么做出查詢失敗響應，一般客戶機和服務器之間屬于遞歸查詢，即當客戶機向DNS服務器發出請求后，若DNS服務器本身不能解析，則會向另外的DNS服務器發出查詢請求，得到結果后轉交給客戶機
  • 迭代查詢：服務器收到一次迭代查詢恢復一次結果，這個結果不一定是目標IP與域名的映射關系，也可以是其他DNS服務器的地址

網關

• 網關（Gateway）又稱網間連接器、協議轉換器
• 網關在網絡層以上實現網絡互連，是最復雜的網絡互連設備，僅用于兩個高層協議不同的網絡連接
• 網關既可以用于廣域網互連，也可以用于局域網互連
• 網關是一種充當轉換重任的服務器或路由器

網關示意圖

Internet屬性

• IP地址：網絡中每個主機的唯一標識
• 子網掩碼：用來從IP中得到網絡標識，剩下的就是主機標識
• 網關：路由器或能實現路由器功能的服務器
• DNS：域名和IP地址的轉換

Linux配置IP地址

Linux配置IP地址的方法

• ifconfig命令臨時配置IP地址
  <pre>
  ifconfig命令：查看與配置網絡狀態命令
  ifconfig eth0 192.168.0.200 netmask 255.255.255.0
  臨時設置eth0網卡的IP地址與子網掩碼
  </pre>

• setup工具永久配置IP地址(紅帽專有)

<pre>
在setup中設置完退出后需要重啟網絡服務
service network restart
</pre>

• 修改網絡配置文件

網卡信息文件:

網卡信息文件

主機名文件：

vi /etc/sysconfig/network
    NETWORKING=yes
    HOSTNAME=localhost.localdomain
hostname [主機名]
    查看與臨時設置主機名命令  

DNS配置文件：

vi /etc/resolv.conf
nameserver 202.106.0.20
search localhost  

虛擬機網絡參數配置

1配置LinuxIP地址

修改并配置IP地址

2啟動網卡

把ONBOOT改為yes
service network restart
    重啟網絡服務

3修改UUID（針對拷貝的系統）

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
    刪除MAC地址行
rm –rf /etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules
    刪除網卡和MAC地址綁定文件
重啟系統

4設置虛擬機網絡連接方式

在虛擬機中打開網絡適配器-網絡連接
    橋接模式：直接連接物理網絡，使用真實的物理網卡連接網絡
        虛擬機可以和真實計算機配相同的網段，但是會占用一個IP地址，如果網段使用人比較多，容易造成IP沖突。虛擬機可以和真實機以及局域網中的其他機器直接進行通信
    NAT模式：使用vm的虛擬網卡8
        只能和真實機通信，不能和局域網中的其他機器通信，但是能訪問公網
    host-only：使用vm的虛擬網卡1
        只能和真實機通信，不能和局域網中的其他機器通信，不能訪問公網

5修改橋接網卡

虛擬機-虛擬網絡編輯器  

網絡環境查看命令

ifconfig命令
關閉與啟動網卡

ifdown 網卡設備名
    禁用該網卡設備
ifup 網卡設備名
    啟用該網卡設備

查看網絡狀態

netstat 
    -t  列出TCP協議端口
    -u  列出UDP協議端口
    -n  不適用域名與服務名，而使用IP地址和端口號
    -l  僅列出在監聽狀態網絡服務
    -a  列出所有的網絡連接
    -r  列出路由列表，功能和route命令一致
    常用：-tuln –an –rn

route命令

route –n
    查看路由列表（可以看到網關）
route add default gw 192.168.1.1
    臨時設定網關  

網卡示意圖

域名解析命令

nslookup [主機名或IP]
    進行域名與IP地址解析
nslookup
    > server
        查看本機DNS服務器  

網絡測試命令

ping命令

ping [選項] ip或域名
    探測指定IP或域名的網絡狀況
    -c 次數：指定ping報的次數

telnet命令 (已經被SSH取代)

telnet [域名或IP] [端口]
    遠程管理與端口探測命令
    telnet 192.168.0.252 80

traceroute

traceroute [xuanxiang] IP或域名
    路由跟蹤命令
    -n  使用IP，不使用域名，速度更快

wget命令

wget http://soft.vpser.net/lnmp/lnmp1.1-full.tar.gz
    下載命令

tcpdump命令

抓包命令
tcpdump –i eth0 –nnX port 21
    -i  指定網卡接口
    -nn 將數據包中的域名與服務轉換為IP和端口
    -X  以十六進制和ASCII碼顯示數據包內容
    port    指定監聽的端口  

遠程登錄

SSH協議原理

SSH命令
    ssh 用戶名@ip
        遠程管理指定Linux服務器
    scp [-r] 用戶名@ip:文件路徑 本地路徑
        下載文件到本地
    scp [-r] 本地文件 用戶名@ip:上傳路徑
        上傳文件到遠程服務器

SecureCRT遠程管理工具（用win遠程管理Linux）
Xshell工具和WinSCP文件傳輸工具