Linux运维相关网络基础知识

Posted 2020-10-31

一、网络基础知识大纲

1、知识体系：路由，交换，协议，OSI七层模型，TCP/IP协议和三次握手四次挥手过程，VLSM可変长子网。

2、网络：指将计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

2、网络拓扑：指用传输介质互联各种网络设备的物理布局。如果两个连接结构相同就可以认为其网络拓扑相同，尽管他们内部各自物理连线，节点间距可能不同。

3、交换机

3.1  交换机厂商：CISCO，H3C，DLINK。常见的：程控交换机，光纤交换机。

3.2  在一个交换机端口上所连接的所有终端设备，均在一个网段上（又称为一个广播域）。

3.3 交换机可以格力冲突域，每一个端口就是一个冲突域。

3.4 基本的安全功能

3.5 终端设别的的接入

3.6 广播域的隔离

4、路由器：连接各局域网和广域网的设备，负责设定路由和路由选择。路由：传递数据的路径。

4.1  路由协议，数据的转发

4.2  广播、组播控制

4.3 路由器会作为网关，一般会在网络出口的位置设置路由器。

4.4 广域网链路支持

5、协议：通信双方为了实现通信而设计的约定或通话规则，如：http协议，tcp/ip协议簇。

6、HUB总线技术

7、网络层次结构

8、OSI模型

8.1  网络层对应的是IP地址，是跨网段使用的；

8.2数据链路层对应的是MAC（物理）地址，是在局域网内使用的 ；

9、OSI网际互连和OSI封装解封装

10、TCP/IP 协议簇

10.1 TCP三次握手

什么是三次握手：   三次握手(Three-way Handshake)，是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。

三次握手的目的 ：   三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立TCP连接,并同步连接双方的序列号和确认号并交换 TCP 窗口大小信息。客户端执行连接请求时。将触发三次握手。

SYN：请求同步标志，为1表示建立TCP连接；  FIN：结束标志，为1表示关闭TCP连接；    ACK：表示响应确认 ；  

seq：表示序列号；     ISN : Inital Sequence Number  初始序列号。      ack:acknowledgement Number,确认号

三次握手过程   ：（三次握手可概括为：请求连接，收到应答，再次请求。SYN ---> SYN ---> ACK        

第一次握手:客户端发送一个SYN标志位置1的请求包。包括客户端打算连接的服务器的端口，以及客户端的初始序列号Seq（ISN(c)）=x(随机生成)。      

第二次握手:服务器端发回一个确认包应答。包括SYN标志位和ACK标志位均置1,seq（ISN(s)）=y(随机产生)，确认ack=x+1。  

第三次握手：客户端再次发送确认包。 包括SYN标志位为0,ACK标志位为1，seq（ISN(s)）=x+1，确认号ack=y+1。。如果正确则连接建立成功，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后客户端与服务器之间可以开始传输数据了。

10.2 TCP四次挥手

什么是四次挥手：TCP的连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次挥手(four-way handshake)。客户端或服务器均可主动发起挥手动作，任何一方执行close操作即可产生挥手操作。

四次挥手过程：

第一次挥手： 客户端发送一个FIN=1，seq=u的包，用来发起关闭客户端到服务器数据传送操作，客户机进入FIN_WAIT_1状态。

第二次挥手：服务器收到包后，发送一个ACK=1给客户端，确认序号ack=u+1，序列号seq=v,服务器进入CLOSE_WAIT状态。

第三次挥手：服务器再发送一个FIN=1的包，确认序号ack=u+1，序列号seq=w,用来关闭服务器到客户端的数据传送操作，服务器进入LAST_ACK状态。

第四次挥手：客户端收到后，客户端进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK=1给服务器，确认序号ack=w+1，序列号seq=u+1，服务器进入CLOSED状态，完成四次挥手。

一、IP分类

1、IP地址是由32位二进制数字构成，采用“点分十进制”方法表示的唯一地址。通常区分如下：　1 五类IP          2 特殊用途的IP           3 私有IP

五类IP

　　IPV4简单粗暴地把IP地址分为五类。分类方法如下图所示：

也就是说，分为以下几类：

A: 0.0.0.0-127.255.255，其中段0和127不可用，可用地址范围1.0.0.0.-127.255.255.255

B: 128.0.0.0-191.255.255.255，其中可用地址范围128.0.0.0-191.255.255.255

C: 192.0.0.0-223.255.255.255其中可用地址范围192.0.0.0-223.255.255.255

D: 224.0.0.0-239.255.255.255其中可用地址范围224.0.0.0-239.255.255.255，用作广播地址

E: 240.0.0.0-255.255.255.255，其中段255不可用，用作保留使用

其中除了段0和段127之外，还有一些IP地址因为有其他的用途，是不可以用作普通IP的。还有一部分被用作私有IP地址。

2 、特殊用途的IP

　　将这些特殊的IP地址分为三类，特殊源地址、环回地址以及广播地址。如下表所示：

3、 私有IP

　公有地址（Public address），由Inter NIC（Internet Network Information Center 因特网信息中心）负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。  　　

　　私有IP的出现是为了解决公有IP地址不够用的情况。从A、B、C三类IP地址中拿出一部分作为私有IP地址，这些IP地址不能被路由到Internet骨干网上，Internet路由器也将丢弃该私有地址。如果私有IP地址想要连至Internet，需要将私有地址转换为公有地址。这个转换过程称为网络地址转换（Network Address Translation，NAT），通常使用路由器来执行NAT转换。范围如下：

　　　　A: 10.0.0.0~10.255.255.255 即10.0.0.0/8

　　　　B:172.16.0.0~172.31.255.255即172.16.0.0/12

　　　　C:192.168.0.0~192.168.255.255 即192.168.0.0/16