Linux：运维基础网络知识（下）

Posted 2021-03-09 zhangfd

00. 课程介绍部分

1) 学习网络的课程体系            OK
2) 两台主机通讯原理              OK
3) 一个局域网中多台主机如何通讯 --- 交换   OK
4) 不同局域网中多台主机如何通讯 --- 路由   OK
5) 网络的配置操作(命令行配置)    OK
   静态路由配置 
   动态路由配置 RIP OSPF
6) 网络的架构                      OK
7) OSI7层模型/ TCP/IP模型         OK     
8) TCP三次握手过程/TCP四次挥手过程  OK
9) TCP是十一种状态集转换          OK

10) 网络重要协议
DNS (域名访问网站-nginx) OK
ARP (访问IP地址--MAC地址) OK
11) 办公环境上网原理(家庭网络环境)OK
虚拟主机访问外网原理 OK
12) IP地址概念 OK
IP地址种类划分 192.168.10.500 OK
IP地址子网划分 OK
交换网络vlan概念
13) 系统中路由配置
系统中网卡别名设置 *
14) 网络中抓包软件使用
wireshark OK
tcpdump
15) 企业中网络排错思路
系统主机无法访问网站
系统主机访问网站慢

01. 课程知识回顾

02. TCP协议重要原理

TCP三次握手过程: 面试环节
1) 第一次握手: 
   发送syn请求建立连接控制字段, 发送seq序列号信息(X), 第一个数据包的系列号默认为0
2) 第二次握手:
   发送syn请求建立连接控制字段, 同时还会发送ack确认控制字段
   发送seq序列号信息也为(Y), 还会发送ACK确认号(X+1)信息(对上一个数据序列号信息进行确认)
3) 第三次握手:
   发送ack确认控制字段,发送seq序列号信息(X+1),发送ack确认号(Y+1)

TCP四次挥手过程: 
1) 第一次挥手:
   发送fin请求断开连接控制字段
2) 第二次挥手:
   发送ack确认控制字段 
3) 第三次挥手:
   发送fin请求断开连接字段, 发送ack确认字段
4) 第四次挥手:
   发送ack控制字段

为什么断开连接需要4次? 
可不可以断开连接利用3次完成?

03. TCP的十一种状态集

    TCP三次握手: 5种状态
    00: 最开始两台主机都处于关闭状态      closed
    01: 服务端将相应服务进行开启        closed --- listen
    02: 客户端向服务端发出连接请求       closed --- syn_sent
    03: 服务端接收到连接请求,进行确认  listen --- syn_rcvd
    04: 客户端再次进行确认             syn_sent --- established
    05: 服务端接收到确认信息           syn_rcvd --- established
    
    TCP四次挥手:
    01: 客户端发送请求断开连接信息                  established -- fin_wait1
    02: 服务端接收断开连接请求,并进行确认           established -- close_wait
    03: 客户端接收到了确认信息                        fin_wait1   --           fin_wait2
    04: 服务端发送ack和fin字段                        close_wait  --        last_ack
    05: 客户端接收到请求断开连接信息,发送确认        fin_wait2   -- time_wait 
    06: 服务端接收到确认信息                          last_ack   -- closed
    07: 客户端等待一段时间                           time_wait   -- closed

04. 网络中重要协议原理

    DNS: 域名解析系统
    14.215.177.39   www.baidu.com
    笔记本电脑   交换机   多个路由器    京东网站服务器
    www.baidu.com  --- 14.215.177.39
    
    金山 --- DNS的解析原理
    
    windows本地dns解析文件: C:WindowsSystem32driversetchosts
    
    ARP: 已知IP地址解析mac地址信息
    作用: 减少交换网络中广播的产生

05. IP地址概念

    192.168.1.1 --- IP报文    
    2的32次方  
    二进制表示: 000000000000000000000000000000
    十进制表示: 0~4294967295
    
    00101010  00000000  00000000  00000000
     十进制   十进制    十进制    十进制
    192.168.1.1  --- 点分十进制地址
    
    二进制 --> 十进制转换关系
    01010011 ---> 十进制  做求和运算
    01000000 ---> 64  64+16+2+1=83
    00010000 ---> 16
    00000010 ---> 2
    00000001 ---> 1
    
    十进制 --> 二进制转换关系
    172     ---> 二进制  做求差运算
    172 - 128 = 44 - 32 = 12 - 8 = 4 - 4 =0
    
    128 64 32 16 8  4  2  1
    0   0  0  0  0  0  0  0
    1   0  1  0  1  1  0  0

06. IP地址的分类

    a 按照地址的范围进行划分
      A B C D E  
    b 按照地址用途进行划分
      公网地址: 全球为一   护照 
      私网地址: 重复利用地址, 避免地址枯竭, 私网地址网段不能出现在互联网路由器路由表  身份证
                NAT
    c 按照通讯方式划分
      单播地址:
      网卡上配置的地址
      广播地址:
      主机位全为1的地址  192.168.1.11111111 --> 192.168.1.255
      主机位全为0的地址  --- 网络地址      --> 192.168.1.0
      
      网络中主机数量=2的n次方-2  2的8-2=256 - 2 = 254 - 1(路由器网关地址) = 253
      n 有多少个主机位
      -2 一个广播地址 一个网络地址 是不能配置在网卡
      C类地址, 一个网络中可以有 253主机
      B类地址, 一个网络中可以有         2的16 - 3 = 65536 - 3 = 65533
      A类地址, 一个网络中可以有         2的24 - 3 = ???
    
      组播地址: D类地址
      
      192.168.1   253
      192.168.2   253
      
    子网划分概念: 将一个大的网络划分成几个小的网络
    
    172.16.0.0 B类地址 
    不做子网划分
    1) 一个大的网络, 不做子网划分, 造成地址浪费
    2) 一个大的网络, 不做子网划分, 造成广播风暴
    3) 一个大的网络, 不做子网划分, 造成路由压力
    做子网划分
    1) 节省IP地址
    2) 减少广播影响
    3) 减轻路由器压力
    
    如何进行子网划分
    172.16.10.0  子网掩码标识
    
    子网掩码: 32位二进制的数
    172.16.10.0  255.255.0.0
    11111111  00000000  00000000  00000000   --- 255.0.0.0     A类  /8
    11111111  11111111  00000000  00000000   --- 255.255.0.0   B类  /16
    11111111  11111111  11111111  00000000   --- 255.255.255.0 C类  /24
    
    00000000  00000000  00000000  00000000   --- IP地址网络位对应子网掩码置为1
    
    172.16.10.0     255.255.0.0
    
    面试题: 
    已知地址信息 172.16.0.0/18  172.16.0.0/16  2个主机位
    
    问题:
    01. 可以划分4个子网,子网的网络地址  OK
    02. 子网掩码信息                     ok
    03. 每个子网的主机地址范围
    
    具有30个可用IP地址的子网段，其子网掩码是： 255.255.255.224
    A类/8  2的24次方 - 2 
    B类/16 2的16次方 - 2 
    C类/24 2的8次方  - 2 253
    2*7 = 128 2*6=64 2*5=32 32-2=30
    192.168.1. 000  00000
    255.255.255.224

07. 办公环境上网原理

    路由器配置:
    01. 配置上网的用户名和密码信息 实现拨号访问外网  自动获取公网地址
        静态地址配置,在路由器外网接口配置运营商给你的公网地址
    02. 需要在路由器上配置DHCP服务信息
    03. 需要配置路由信息(静态默认路由???)
    
    虚拟主机上网原理

08. 系统路由设置

设置方法:
centos6: route    和网络相关的命令 使用net-tools
静态默认路由:
a 编写网卡配置文件
b 利用命令临时配置
route add default gw 10.0.0.2(网关地址)
route del default gw 10.0.0.2
作用: 实现主机访问外网, 用于测试新的网关地址

静态网段路由:
route add -net 10.0.3.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.0.1.2
route del -net 10.0.3.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.0.1.2
路由信息
0.0.0.0          10.0.0.2        0.0.0.0         UG    0      0              0 eth0
10.0.3.0         10.0.1.2        255.255.255.0         UG    0      0        0 eth0

静态主机路由:
route add -host 10.0.3.201 dev eth1
route del -host 10.0.3.201 dev eth1

centos7: ip route 和网络相关的命令 使用iproute
静态默认路由:
a 编写网卡配置文件
b 利用命令临时配置
ip route add default via 10.0.0.2
ip route del default via 10.0.0.2

静态网段路由:
ip route add -net 10.0.3.0 netmask 255.255.255.0 via 10.0.1.2
ip route del -net 10.0.3.0 netmask 255.255.255.0 via 10.0.1.2

静态主机路由:
ip route add -host 10.0.3.201 via 10.0.1.2
ip route del -host 10.0.3.201 via 10.0.1.2