Linux——网络属性管理

Posted 2020-10-19 想54256

由于在传统的共享以太网中，所有的节点共享传输介质，所以同一时间只能允许2台计算机之间通信，如果多台计算机想要同时通信，就会导致数据“粘包”或堵塞。于是以太网采用了: CSMA/CD协议（基带冲突检测的载波监听多路访问技术）：

这个协议的作用是：证传输介质有序、高效地为许多节点提供传输服务，换句话说，就是每个主机发送信息前要先进行载波监听（看这个网络有没有人用），有人用就等待，没人用就立即发信号并监听，一旦发生了冲突，就后退一段随机时间，然后在检测。

交换机：

这样就又有一个问题了，在网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降（就是在同一时刻发生了冲突，大家都不发送了）。那么，我们就需要一个新的解决方案了，将一个大网络切割成小网络，这样就可以使小网络内部之间的通信就相对流畅了。

小网络之间通过交换机/网桥进行通信，交换机/网桥中有一个mac地址表（存放着网络上的节点的网卡MAC地址），通过mac表实现小网络之间的通信。

MAC地址表动态生成的过程：

1)主机A将一个源MAC地址（一共48位：前24bits由IEEE的注册管理机构RA分配给不同厂家，后24bits:厂商自己定）为自己，目标MAC地址主机C的数据帧发送给交换机

2)交换机1收到此数据帧后，会学习源MAC地址，并检查MAC地址表，发现没有目标MAC地址的记录，则会将数据帧广播（发送每一个主机一份）出去，主机B和交换机2都会收到此数据帧。

3)交换机2收到此数据帧后也会将数据帧中的源MAC地址和对应的接口记录到MAC地址表中，并检查自己的MAC地址表，发现没有目标MAC地址的记录，则会广播此数据帧。

4)主机C收到数据帧后，会响应这个数据帧，并回复一个源MAC地址为自己的数据帧，这时交换机1和交换机1都会将主机C的MAC地址记录到自己的MAC地址表中，并且以单播的形式将此数据帧发送给主机A。

5)这时，主机A和主机C通信就是一单播的形式传输数据帧了，主机B和主机C通信如上述过程一样，因此交换机2的MAC地址表中记录着主机A和主机B的MAC地址都对应接口f 0/1。

路由器：

以上这种方法解决了冲突域的问题，但是会产生广播域的问题（广播过于频繁，会导致广播过多，引起主机之间不发送数据了，光广播了）

所以我们通过路由器来解决广播域的问题，路由系统连接着交换机

相比于交换机，路由器并不通过MAC地址来确定转发数据的目的地址。路由器工作在网络层，利用不同网络的ID号（IP地址+子网掩码）来确定数据转发的目的地址，路由器通过IP地址将连接到其端口的设备划分为不同的网络（子网），每个端口下连接的网络即为一个广播域，广播数据不会扩散到该端口以外，因此我们说路由器隔离了广播域。

进程之间的通信：

由于真正通信的是进程之间进行通信，所以我们是通过套接字（ip:port），这种方式使进程之间进行通信的。

应用层协议（url）：

由于我们访问网站的时候，只会获得相应网址的内容，所以url是标记套接字上哪个资源的位置。

网络7层协议

应用层

表示层　　　　前三个是：资源子网

会话层

传输层：源port --> 目标port（tcp,udp,sctp协议）

网络层：源IP --> 目标IP　　　　后4个是通信子网

数据链路层：本地通信

物理层：物理电缆

ip协议

IPv4 地址分类：

ipv4地址采用的是点分十进制（8位2进制）

每一位的范围：0000 0000 - 1111 1111（0-255）

0.0.0.0-255.255.255.255

A类：前1位表示网络地址，最后一位表示主机地址

• 第一位范围：0 000 0000 - 0 111 1111（1-127）
• 网络数：126, 127（本地回环）
• 每个网络中的主机数：2^24-2；全为0（网络地址），全为1（广播地址）
• 默认子网掩码：255.0.0.0
• 私网地址：10.0.0.0/8（表示1的个数 ）

B类：前2位表示网络地址，最后一位表示主机地址

• 第一位范围：10 00 0000 - 10 11 1111（128-191）
• 网络数：2^14
• 每个网络中的主机数：2^16-2
• 默认子网掩码：255.255.0.0
• 私网地址：172.16.0.0/16-172.31.0.0/16

C类：前3位表示网络地址，最后一位表示主机地址

• 110 0 0000 - 110 1 1111: 192-223
• 网络数：2^21
• 每个网络中的主机数：2^8-2
• 默认子网掩码：255.255.255.0
• 私网地址：192.168.0.0/24-192.168.255.0/24

D类：组播

• 1110 0000 - 1110 1111: 224-239

E类：

• 240-255

子网掩码有什么用：

源地址：172.16.100.100/255.255.0.0,

目标地址：172.17.1.1

源ip地址与源子网掩码做“与”运算，目标ip地址与源子网掩码做“与”运算，看相不相同，相同就是本地网络，不同就要跨网络通信

跨网络通信：要靠路由来实现

• 主机路由：x.x.x.x/32，意思是仅仅到x.x.x.x的报文听我的。
• 网络路由：x.x.x.x/n,意思是到x.x.x.x/n的报文听我的。
• 默认路由：0.0.0.0/0，意思是实在没人要的报文听我的。

Linux配置连入网络

连入网络需要知道以下三个东西：

• IP/mask
• 路由：默认网关
• DNS服务器：将域名解析成ip地址
  • 主DNS服务器
  • 次DNS服务器（备胎们）
  • 第三DNS服务器

Linux主要有两种配置方式，动态分配（DHCP，动态主机配置协议）和静态指定（ifcfg系，ip系，编辑配置文件）

一、ifcfg系列

配置网络接口：

接口命名方式（centos6）：

• 以太网：eth[0,1,2,...]
• ppp（拨号网络）：ppp[0,1,2,...]

ifconfig命令

实现查看本机的网络信息，和修改ip地址、子网掩码的功能

用法1：ifconfig [interface]：

• # ifconfig：显示本机所有处于活动状态接口的地址
• # ifconfig -a：显示本机所有的接口
• # ifconfig IFACE（接口名） [up|down]（启用/禁用接口）

用法2：ifconfig interface [aftype] options | address ...

• # ifconfig IFACE IP/(mask长度) [up]：修改接口的ip和子网掩码
• # ifconfig IFACE IP netmask MASK：修改接口的ip和子网掩码

ifconfig ens33 192.168.37.130/24 up

# 将ens33端口的ip地址修改为192.168.37.130，子网掩码改为255.255.255.0，如果想要恢复之间的状态，可以使用service network restart命令重启网络

注意：ifconfig命令配置后立即生效；但不会永久有效。

启用混杂模式：[-]promisc（"-"表示禁用，不加表示启用。我也不知道它是干啥的）

route命令

路由管理命令，用来配置，查看，删除路由信息。

查看当前路由的ip，网关：route -n

添加：route add

配置路由就是告诉系统从哪个路由网关连接网络

命令格式：route add [-net|-host]（指明网络路由还是主机路由） target [netmask Nm（经由哪个路由网关）] [gw Gw] [[dev] If]

示例：目标：192.168.1.3 网关：192.168.37.2

# route add -host 192.168.1.3 gw 192.168.37.2 dev ens33
添加一个主机路由（ip:192.168.1.3），经由路由网关（192.168.37.2），从ens33接口发出，子网掩码会自动判断，主机路由是255.255.0

目标：192.168.0.0 网关：192.168.37.2

route add -net 192.167.0.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.37.2 dev ens33

或

# route add -net 192.168.0.0/24 gw 192.168.37.2 dev ens33

添加网络路由的时候，必须要加上子网掩码

默认路由，网关：192.168.37.2

~]# route add -net 0.0.0.0 netmask 0.0.0.0 gw 192.168.37.2

或

~]# route add default gw 192.168.37.2

删除：route del

命令格式：route del [-net|-host] target [gw Gw] [netmask Nm] [[dev] If]

示例：

删除刚刚添加的主机路由的ip：# route del -host 192.168.1.3

删除刚刚添加的网络路由的ip：# route del -net 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 或 # route del -net 192.168.0.0/24

DNS服务器指定

修改配置文件/etc/resolv.conf，三个DNS地址

• nameserver DNS_SERVER_IP1
• nameserver DNS_SERVER_IP2
• nameserver DNS_SERVER_IP3

正解：FQDN（完全限定域名 www.xxx.com）-->IP：从域名 --> ip

• # dig -t A FQDN（解析测试）
• # host -t A FQDN

反解：IP-->FQDN： ip --> 域名

• # dig -x IP
• # host -t PTR IP

netstat命令：

网络状态查看命令

显示网络连接：

命令格式：netstat [--tcp|-t] [--udp|-u] [--raw|-w] [--listening|-l] [--all|-a] [--numeric|-n] [--extend|-e[--extend|-e]] [--program|-p]

• -t: tcp协议相关
• -u: udp协议相关
• -w: raw socket相关
• -l: 处于监听状态
• -a: 所有状态
• -n: 以数字显示IP和端口；
• -e：扩展格式
• -p: 显示相关进程及PID

常用组合：

-tan, -uan, -tnl, -unl

显示路由表：

命令格式：netstat {--route|-r} [--numeric|-n]

• -r: 显示内核路由表
• -n: 数字格式

显示接口统计数据：

命令格式：netstat {--interfaces|-I|-i} [iface] [--all|-a] [--extend|-e] [--program|-p] [--numeric|-n]

• # netstat -i：显示所有接口网络状态的统计数据
• # netstat -I接口名(大写i，没有空格)：显示指定接口网络状态的统计数据

二、ip系列

命令格式：ip [ OPTIONS ]  { link | addr | route } { COMMAND | help }

ip link - network device configuration

set（改变设备属性）

• dev IFACE { up | down }：激活或禁用指定接口；

show（显示设备属性）

• [dev IFACE]：查看指定接口信息
• [up]：仅显示处于激活状态的接口

ip address - protocol address management

ip addr { add | del } IFADDR（ip地址/掩码位数） dev IFACE（接口名）：为网卡配置多个ip地址

• [label LABEL]：添加地址时指明网卡别名（centos6）
• [scope {global|link|host}]：指明作用域
  • global: 全局可用；
  • link: 仅链接可用；
  • host: 本机可用；
• [broadcast ADDRESS]：指明广播地址

添加

删除

ip addr show ：显示所有设备的信息

• [dev DEVICE]：显示指定设备的信息
• [label PATTERN]：只显示指定别名的设备信息
• [primary | secondary]：主地址和辅助地址

ip addr flush ：删除所有地址

使用格式同show

ip route - routing table management

添加路由（ip route add）

命令格式：ip route add TARGET via GW dev IFACE src SOURCE_IP

TARGET：

• 主机路由：IP
• 网络路由：NETWORK/MASK

示例：ip route add 192.168.1.3（主机路由） via 192.168.37.2 dev eth0

示例：ip route add 192.168.0.0/24（网络路由） via 192.168.37.2 dev eth0

添加网关：ip route add defalt via GW dev IFACE

删除路由：ip route del TARGET

显示路由：ip route show

清除路由：ip route flush

• [dev IFACE]：删除指定借口的所有路由
• [via PREFIX]：删除指定网关的所有路由

ss命令：

网络状态查看工具（取代netstat命令的，网络繁忙时比netstat牛逼）

格式：ss [OPTION]... [FILTER]

选项：

• -t: tcp协议相关
• -u: udp协议相关
• -w: 裸套接字相关
• -x：unix sock相关
• -l: listen状态的连接
• -a: 所有
• -n: 数字格式
• -p: 相关的程序及PID
• -e: 扩展的信息
• -m：内存用量
• -o：计时器信息
  • 常用组合：
  • -tan, -tanl, -tanlp, -uan

FILTER := [ state TCP-STATE ] [ EXPRESSION ]：指明TCP的状态/表达式

TCP的常见状态（tcp有限状态集）

• LISTEN: 监听
• ESTABLISHED：已建立的连接
• FIN_WAIT_1：等待
• FIN_WAIT_2
• SYN_SENT：SYN已发送
• SYN_RECV：SYN已接收
• CLOSED：已关闭

EXPRESSION（表达式）:

• dport = 源端口
• sport = 目标端口
  • 示例：’( dport = :ssh or sport = :ssh )’

三、修改配置文件

注：修改配置文件不会立即生效，要重启网络服务（service network restart）

IP、MASK、GW、DNS相关配置文件：/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-IFACE（接口名称）

• DEVICE：此配置文件应用到的设备；
• HWADDR：对应的设备的MAC地址；
• BOOTPROTO：激活此设备时使用的地址配置协议，常用的dhcp, static, none, bootp；
• NM_CONTROLLED：NM是NetworkManager的简写；此网卡是否接受NM控制；CentOS6建议为“no”；
• ONBOOT：在系统引导时是否激活此设备；
• TYPE：接口类型；常见有的Ethernet, Bridge；
• UUID：设备的惟一标识；
• IPADDR：指明IP地址；
• NETMASK：子网掩码；
• GATEWAY: 默认网关；
• DNS1：第一个DNS服务器指向；
• DNS2：第二个DNS服务器指向；
• USERCTL：普通用户是否可控制此设备；
• PEERDNS：如果BOOTPROTO的值为“dhcp”，是否允许dhcp server分配的dns服务器指向信息直接覆盖至/etc/resolv.conf文件中；

路由相关的配置文件：/etc/sysconfig/network-scripts/route-IFACE（路由名称，默认不存在）

两种风格：

(1) TARGET（目标ip/mask位数） via GW

(2) 每三行定义一条路由

ADDRESS#=TARGET（目标ip）

NETMASK#=mask（子网掩码）

GATEWAY#=GW（默认网关）

小Tips：

给网卡配置多地址：

ifconfig：ifconfig IFACE_ALIAS（别名） ip/mask位数 up（激活）
ip：ip addr add 
配置文件：cp一份改一改就好了

注意：网关别名不能使用dhcp协议引导；

注：也可以使用可视化界面修改：system-config-network-tui，这个也要重启网络服务方能生效；

配置当前主机的主机名：

(1)hostname [HOSTNAME]

(2)修改配置文件/etc/sysconfig/network中：HOSTNAME=xxx

网络接口识别并命名相关的udev配置文件：

/etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules

卸载网卡驱动：

• modprobe -r e1000

装载网卡驱动：

• modprobe e1000

四、centos7的网络属性配置

传统命名：以太网eth[0,1,2,...], wlan[0,1,2,...]

centos7改为了，前后一致的可预测功能的接口命名机制；

(1) 网卡命名机制

systemd对网络设备的命名方式：

(a) 如果Firmware或Bios为主板上集成的设备提供的索引信息可用，且可预测则根据此索引进行命名，例如eno1；

(b) 如果Firmware或BIOS为PCI-E扩展槽所提供的索引信息可用，且可预测，则根据此索引进行命名，例如ens1;

(c) 如果硬件接口的物理位置信息可用，则根据此信息进行命名，例如enp2s0；

(d) 如果用户显式启动，也可根据MAC地址进行命名，enx2387a1dc56;

(e) 上述均不可用时，则使用传统命名机制；

上述命名机制中，有的需要biosdevname程序的参与；

(2) 名称组成格式

• en: ethernet以太网接口
• wl: wlan无线局域网设备
• ww: wwan无线广域网设备

名称类型：

• o<index>: 集成设备的设备索引号；
• s<slot>: 扩展槽的索引号；
• x<MAC>: 基于MAC地址的命名；
• p<bus>s<slot>: enp2s1

(3)网卡设备的命名过程：
第一步：
udev, 辅助工具程序/lib/udev/rename_device, /usr/lib/udev/rules.d/60-net.rules

第二步：
biosdevname 会根据/usr/lib/udev/rules.d/71-biosdevname.rules

第三步：
通过检测网络接口设备，根据/usr/lib/udev/rules.d/75-net-description中的ID_NET_NAME_ONBOARD, ID_NET_NAME_SLOT, ID_NET_NAME_PATH

(4)回归传统命名方法：

(a) 编辑/etc/default/grub配置文件

GRUB_CMDLINE_LINUX="net.ifnames=0 rhgb quiet"

(b) 为grub2生成其配置文件

grub2-mkconfig -o /etc/grub2.cfg

(c) 重启系统

(5)地址配置工具：nmcli

命令格式：nmcli [ OPTIONS ] OBJECT { COMMAND | help }

device - show and manage network interfaces（管理网络接口，相当于ip的link）

• # nmcli d show ens33：查看某个接口的当前状态信息

connection - start, stop, and manage network connections（启动停止配置网络连接，相当于ip的addr）

• # nmcli c show：显示当前所有可用状态的连接
• # nmcli connection modify IFACE [+|-]setting.property value：修改IP地址等属性
  • setting.property:
  • ipv4.addresses
  • ipv4.gateway
  • ipv4.dns1
  • ipv4.method
  • manual

示例：

# nmcli c modify ens33 +ipv4.addresses 172.16.100.12/16：为接口添加ip地址

# nmcli c modify ens33 -ipv4.addresses 172.16.100.12/16：为接口删除ip地址

# nmcli c modify ens33 +ipv4.dns 8.8.8.8：为端口添加DNS服务器

以上操作都需要手动禁用接口再启用才会生效：# nmcli c down ens33;nmcli c up ens33

# nmcli d show ens33：查看接口信息

nmcli的图形文本编辑菜单：nmtui

主机名称配置工具：

hostnamectl status（交互式）

hostnamectl set-hostname + 主机名

五、网络客户端工具：

# lftp：

命令格式：lftp [-p port] [-u user[,password]] SERVER

子命令：

• get：获取一个
• mget：获取一堆
• ls
• help

# lftpget URL：获取某个（ftp的）URL的文件到指定位置

# ftp

# wget：

非交互式文件下载工具

命令格式：wget [option]... [URL]...

• -q: 静默模式
• -c: 续传
• -O: 保存位置
• --limit-rates=: 指定传输速率