Linux系统学习

Posted 2021-02-21 panfei-ywg

CentOS7启动流程

1. POST加电自检

功能：

- 检测硬件设备是否正常能够运行(主板上ROM芯片上的Bios程序实现)

- BIOS程序能够检测CPU/Memory/硬盘/IO设备是否能够正常运行

- 如果是个人PC机，还会检测显示器

- 只要通电，CPU就会自动去加载ROM芯片上的BIOS程序，实现硬件设备初始化

 

2. Boot Sequence(选择启动设备以加载MBR)

功能：

- 选择要启动的硬件设备，选择之后就开始读取这个设备位于MBR头里的BootLoader

- 根据BIOS中对启动顺序的设定，依次扫描引导设备

- 然后第一个被扫描到的具有引导程序(BootLoader)的设备会成为要启动的引导设备

 

3. 加载BootLoader

功能：

- BIOS通过读取并执行启动设备中的BootLoader

- BootLoader会提供一个菜单给用户，让用户去选择要启动的系统或者不同的内核版本

- 用户去将内核版本加载至MBR中的特定程序，接着将在RAM中解压展开，将系统控制权

交由给内核

 

GRUB阶段: 是BootLoader中的一种，主要功能是实现加载内核

stage1: 用于加载stage1.5阶段，目的是为了识别驱动stage2 (/boot/)所在分区的文件系统

 

stage1.5 ：加载stage2阶段所在分区的文件系统驱动，让stage1中BootLoader能识别stage2

所在分区的文件系统

 

stage2： 存放在磁盘分区上，具体存放在/boot/grub目录中，主要用于加载内核文件以及

ramdisk这个临时根文件系统

 

4. Kernel初始化

功能：

- 探测可识别的所有硬件设备；

- 加载硬件的驱动程序

- 以只读方式挂载根文件系统

- 运行用户空间中的第一个应用程序: /sbin/init(进程号为0)

 

5. Init管理用户空间服务进程

Init可以去理解为：内核空间派来管理用户空间的程序进程

- Init初始化程序会根据系统上的配置文件执行一系列操作

(Centos5/6/7上关于Init的配置文件不一样，但是总体的启动流程是不变的)

 

- 根据Init配置文件设置默认运行级别

CentOS7： 初始化Init程序是systemd；配置文件为：

a) /usr/lib/system/systemd/*

b) /etc/systemd/system/*

 

Note： Centos6 --> Centos7  Init管理程序的变化-> systemd

 

Note：

加电自检 -> 选择bootSequence（选择启动设备）-> 加载BootLoader(启动程序)-> 内核初始化(启动Init程序) -> Init管理的服务(开机自启相关服务)

 

网络基础知识

1. OSI七层模型  ---  TCP/IP模型(4层：应用层/传输层/网络连接层/物理层)

应用层： 网络服务与最终用户的一个接口

协议： http ftp dns等等

 

表示层：数据的标识、加密、压缩等等

格式：JPEC ASCII 加密格式等等

 

会话层：建立、管理、终止会话

对应主机进程、指本地主机与远程管理正在进行的会话

 

传输层： 定义传输局的协议端口、流量控制和差错校验等等

协议： TCP UDP协议

 

网络层：进行逻辑寻址（IP地址，在不同网络之间的路径选择

协议： ICMP arp rap

 

数据链路层：建立逻辑连接，进行硬件地址寻址，差错校验等等

将比特流组成字节进行合并为帧，用MAC地址进行访问

 

物理层：建立、维护、断开物理连接

比特流

 

2. TCP服务和UDP服务之间区别

- TCP面向可靠连接; UDP非面向连接

- TCP是以数据流形式传输; UDP是以数据段进行传输

 

3. TCP如何保证可靠传输

- TCP分段： 应用数据分割成合适的TCP端发送（对于UDP来说，应用程序产生的数据端长度保持不变传输）

- 超时重传： 每发出一个TCP端都会自动启动一个"重传定时器"；如果不能够及时收到一个确认包，将重传

这个报文段

- 流量控制： 缓存区固定大小，TCP接收端只允许另一端发送接收缓存区所能接纳的数据

- 数据校验： TCP首部(校验位)；如果收到的校验和有差错，会选择丢去或不确认

- 处理IP数据包：

a) 丢弃重复的IP数据包

b) 会将失序的IP数据包重新排序之后交由给应用层

 

++

封装： 数据包从应用层到物理层 依次添加：tcp首部 ip首部 mac首部

解封装：数据包从物理层到应用 依次移除首部信息

 

4. TCP首部格式

- 端口： IP首部中的IP地址 + TCP首部中的Port端口唯一确定一个TCP连接

- 序号： 用来标识数据字节流 序号:2^32  当序号用完后会重新从0开始

- 确认号： 发送确认的一端所期待收到的下一个序号

- 数据偏移量：TCP报文段的数据起始处到TCP数据部分其实距离(4bytes);占用4bit

所以TCP首部最大长度为 60bytes(2^4 - 1)*4（选项拥有40bytes）最小长度为：20bytes（TCP固定长度）

 

标识这是怎么样一个TCP包

URG：紧急指针有效(会立刻处理)

ACK：确认序列号有效

PSH：接收方尽快将这个报文段交由给应用层

RST：重建连接（如果收到RST包说明发生错误会立刻断开当前tcp连接）

SYN：同步序列号用来发起连接

FIN：发送端完成发送任务后，断开连接

 

.........

 

5. TCP三次握手和四次挥手（TCP建立和断开过程）

 

- 三次握手：A作为客户端 B作为服务端

A -> B ：发送建立连接的请求(SYN包: seq ack win mss  + 有限状态机的变化 )

B —> A ：响应确认请求连接(ACK包)并发送连接请求(SYN包) =》 结合成1次

A -> B : 响应确认 (ACK包)

 

三次握手第2中将SYN和ACK包合并成一个包发送的目的是：减少连接建立交互过程，从而提高建立连接效率

两次握手？？ 不可以   两次握手无法保证安全可靠连接

 

A -> B : 发送SYN包；发生故障

B -> A : 发送ACK包，可以与A建立连接了，事实上：能够建立吗？这个没有完成的不可靠连接一直在占用

 

TCP有限状态机变化

Listen状态

SYN_SENT状态

SYN_RECV状态

ESTABLISHED状态：已经建立连接

FIN_WAIT1状态

FIN_WAIT2状态

CLOSING状态

CLOSING_WAIT状态

LAST_ACK状态

TIME-WAIT状态

CLOSED状态

 

- 四次挥手：A作为客户端 B作为服务端

 

 

 

- 流量控制（滑动窗口）

- 拥塞控制

- TIME_WAIT状态......