Linux運維筆記（一）網絡基礎知識
網絡基礎知識
一、基本概念
1.ARPANET & TCP/IP:以“軟件”技術將網絡硬件整合，使得不同的計算機或者數據可以通過這個軟件達成數據溝通（TCP/IP技術也被稱為Internet）。
2.以太網絡（Ethernet）:網絡硬件設定與開發標準接口（IS88023）。
註意：網絡的傳輸信息就是 0 與 1 ，因此，數據傳輸的單位為每秒多少 bit，亦即是 M bits/second, Mbps 的意思。除以8。
二、計算機網絡組件
1.節點（node）：具有網絡地址（IP）的設備之稱。
2.服務器主機（server）：提供響應（respone）給用戶的主機。
3.客戶端：發送請求的主機。
4.網絡卡（Network Interface Card,NIC）：提供網絡聯機的卡片，目前大多使用RJ-45接頭的以太網絡卡。
5.網絡接口：利用軟件設計出來的網絡接口，主要用於提供網絡地址。一張網卡至少可以搭配一個以上的網絡接口。
6.網絡形態拓撲（topology）：各個節點在網絡上的鏈接方式。
7.網關（route）或通訊閘（getway）：具有兩個以上的網絡接口，可以鏈接兩個以上不同網段的設備。
三、網絡的區域範圍
1.局域網絡（Local Area Network,LAN）
2.廣域網（Wide Area Network，WAN）
3.無線局域網（Wireless Local Area Network，WLAN）
四、計算機網絡協議
1.OSI(Open System Interconnection)七層協議：
2.計算機網絡協議：TCP/IP
打開網頁為例子：
應用程序階段：在瀏覽器輸入 網址確定後，相關信息被包裝為一個數據，向下傳入應用層。
應用層：由應用層提供的HTTP通信協議，將來自瀏覽器的信息封裝起來，並給予一個應用層報頭，送入傳送層。
傳送層：將傳下來的數據再次封裝到TCP，給予一個TCP封裝頭，丟到下一層。
網絡層：將TCP數據封裝到IP數據包內，再給予一個IP包頭。
網絡接口層：如果使用以太網絡，IP會依據CSMA/CD標準，封裝MAC數據幀中，並給予MAC幀頭，在轉成比特流，最後利用傳輸介質發送到遠程主機上。
五、鏈接層相關協議
1.廣域網使用的設備
1）傳統的電話撥接：ppp協議早期上網=調制調解器+電話線+計算機九針串行端口+ppp協議。ppp支持TCP/IP等協議。
2）整合服務數字網絡（ISDN）：利用電話線和ISDN調制調解器上網。
3）非對稱數位用回路（ADSL）：電話的高頻部分+使用調制調解器+pppo協議把ppp仿真到以太網卡上
4）電纜調制調解器（Cable modem）：有線電視纜線+調制調解器鏈接到ISP
2.以太網絡傳輸協議：CSMA/CD
每張以太網卡出廠時都會有一個獨一無二的卡號，那就是所謂的（MAC）。
CSMA/CD聯機方式：
圖中的Hub為集線器
集線器是一種網絡共享介質設備，網絡共享介質在一個時間點內，僅能被一臺主機使用。
傳輸流程：
1.監聽介質使用情況(Carrier Sense):A主機在發送網絡數據包前，先對網絡介質進行監聽，確認沒人使用後，才發送數據幀。
2.多點傳輸（Multiple Access）:A主機發送的數據會被集線器復制，然後發送給所有能夠連接到此集線器的主機。（不需要的主機會丟棄之）。
3.沖突檢測（Collision Detection）:該數據幀附有檢測能力，若其他主機也剛好在同一時間發送數據幀，那麽兩個數據幀就會相沖突，這些數據幀就會銷毀，主機等待隨機時間重新發送。
3.MAC的封裝格式
MAC數據幀（frame）:
目的地址和源地址指的就是網卡卡號。註意：在此MAC的傳送中，僅在局域網內生效，如果跨過不通過的子網，那麽來源與目的硬件地址就會改變。
六、網絡層相關數據包與數據
1.IP數據包的封裝
略
2.IP地址的組成與分級
IP由32位二進制數值組成：
00000000.00000000.00000000.00000000 ==> 0.0.0.0
11111111.11111111.11111111.11111111 ==> 255.255.255.255
IP的分級：
ClassA: 0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx ==> 0.xx.xx.xx~127.xx.xx.xx
|-NetID-|----------------HostID--------------|
ClassB:10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx ==> 128.xx.xx.xx~191.xx.xx.xx
|---------NetID------|--------HostID--------|
ClassC:110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx ==> 192.xx.xx.xx~223.xx.xx.xx
|----------------NetID-------------|-HostID--|
ClassD:略
ClassE:略
在同一物理網段內，所有的主機的IP具有相同的NetID，並且具有不同的HostID 。
註意：
1.HostID在二進制表示中，不可同時為0，也不可同時為1。因為全為0表示表示整個網段的地址（Network IP），全為1表示廣播地址（Broadcast IP）。
例如：192.168.0.0和192.168.0.255。
2.相同物理段內的主機可以通過網卡對網卡直接傳遞數據（即通過MAC數據幀直接傳遞）。不同網段要通過路由器才能連接。
3.IP的分類
1）Public IP:公共IP，這種IP才能連上Internet。
2）Private IP:不能直接連上Internet的IP，主要用於局域網內的主機規劃連接。
私有IP網段：
ClassA:10.0.0.0~10.255.255.255
ClassB:172.16.0.0~172.31.255.255
ClassC:192.168.0.0~192.168.255.255
3）特殊的Loopback IP網段：
即127.0.0.1 localhost
4.Netmask、子網
1）Netmask（子網掩碼）：
ClassA： 255.0.0.0
ClassB: 255.255.0.0
ClassC: 255.255.255.0
2）子網的劃分：二進制中把HostID的位給NetID。
5.關於路由
在同一個局域網內，可以通過IP廣播的方式來實現數據傳遞的目的。而非局域網就要使用路由器了。
自行回憶路由的工作方式。
路由的命令：見Linux命令表。
6.IP地址與網卡卡號
略
七、 傳送層相關數據包與數據
一）面向連接的可靠的TCP協議
1）特權端口：小於1024的端口，啟動者的身份必須是root
2）Socket Pair:
1.來源IP+來源端口
2.目的IP+目的端口
3）TCP的三次握手：
A:B你在嗎？
B:我在，你在麽？
A:我也在。
4）無連接的UDP：
User Datagram Protocol適合不需要嚴格檢驗的實時數據，如視頻連接。
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