Linux：运维基础网络知识（上）

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         
8) TCP三次握手过程/TCP四次挥手过程
9) TCP是十一种状态集转换
  10) 网络重要协议 
   DNS (域名访问网站-nginx)
   ARP (访问IP地址--MAC地址)
  11) 办公环境上网原理(家庭网络环境)
   虚拟主机访问外网原理
  12) IP地址概念
   IP地址种类划分 192.168.10.500
   IP地址子网划分
   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
   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

1) 磁盘分区方法
   fdisk  --- 对小于2T的磁盘进行划分
              补充: fdisk最大分的区要小于2T
   parted --- 对大于2T的磁盘进行划分
              补充: parted可以划分一个大于2T的分区
2) 如何进行格式化
   mkfs --- 指定文件系统 xfs ext3 ext4
3) 磁盘的挂载操作
   mount / umount / df -h 
   如何实现自动挂载
   /etc/rc.local  --- 文件必须是执行权限
   /etc/fstab     --- 每一列代表什么意思
4) swap空间如何调整大小 --- 服务器中有java程序
5) 企业磁盘异常案例
   磁盘满的原因
   a 真正数据太大存储过多  block满了
   b 存储了大量小问题      inode满了     

02. 运维网络课程介绍

学习网络的课程体系
网络通讯基本原理
1) 主机之间需要有传输介质
2) 主机上必须有网卡设备
   可以将二进制信息转换为高低电压 信号的调制过程
   可以将高低电压转换为二进制信息 信号的解调过程
3) 多台主机需要协商网络速率
   100Mbps  ~  100Mbit per second ~ 每秒钟传输100M bit的信息  0 1
   1M ~ 1000k   1000000b
   1k ~ 1000b
   常见的问题: 购买一个100M网络线路, 但是用迅雷下载软件的时候远远到达不了100M
   100Mb 网络的数据单位 bit    1bit=1/8byte   100/8=12.5  10M  12M
   100MB 磁盘的数据单位 Byte   1byte=8bit     100*8=800M  

03. 网络基础硬件介绍

## 交换机: 在一个网络中实现多台主机之间通讯
一台交换机所连接的所有主机构成网络,成为局域网
实现通讯:
1) 主机上要有相应的mac地址(物理地址) 有12位16进制数组成 0-9 A B C D E F
2) 利用交换机进行通讯,有时需要借助广播方进行通讯
广播的产生有时会影响主机性能
补充: 通讯的过程一定是有去有回的

路由器: 实现不同局域网主机之间的通讯

实现通讯:
1) 主机上要有相应的IP地址(逻辑地址)  用十进制表示  192.168.10.1
   IP地址的组成: 网络信息(局域网标识)+主机地址信息
2) 需要借助路由器中的路由表实现通讯
   网络信息(局域网标识信息)   接口信息   R1
            01                 eth0
            02                 eth1
            04                 eth2       手动配置
   网络信息(局域网标识信息)   接口信息   R2
            02                 eth0 
            03                 eth1
            04                 eth3       手动配置  
            01                 eth2       手动配置  
   网络信息(局域网标识信息)   接口信息   R3
            04                 eth0 
            03                 eth1 
            01                 eth2       手动配置                      
   路由表的信息是如何生成的?
   1) 利用直连网络环境自动生成
   2) 利用手工配置方式       (静态路由配置)
   3) 利用路由协议动态生成  (动态路由配置)

网关: 一个主机想访问其他网络主机的必经之路

   路由器的接口: 网关接口
   路由器的地址: 网关地址

静态路由配置方法:

网络环境规划
a 两台主机 
  主机01  192.168.1.1  == 01.01   
          192.168.1.254
  主机02  192.168.4.1  == 04.01
          192.168.4.254
b 两台交换机
c 三台路由器

第一个里程: 路由器配置(接口地址配置)

R1 
    Router> en      命令提示符                   用户模式提示符
    Router# conf t                              特权模式提示符  可以进行系统配置查看
    Router(config)# interface interface g0/0    配置模式提示符  
    Router(config-if)#                          接口模式提示符
    g0/0接口配置
    ip address 192.168.1.254 255.255.255.0
    no shutdown
    g0/1接口配置
    ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
    no shutdown
    检查确认:
    ctrl+z 快速返回到特权模式
    show ip interface brief    --- 只显示ip地址信息
    Router#show ip int br
    Interface              IP-Address      OK? Method Status                Protocol 
    GigabitEthernet0/0     192.168.1.254   YES manual up                    up 
    GigabitEthernet0/1     192.168.2.1     YES manual up                    down 

    R2
    R2#show ip int br
    Interface              IP-Address      OK? Method Status                Protocol 
    GigabitEthernet0/0     192.168.2.2     YES manual up                    up 
    GigabitEthernet0/1     192.168.3.1     YES manual up                    down 
    
    R3
    Router#show ip int br
    Interface              IP-Address      OK? Method Status                Protocol 
    GigabitEthernet0/0     192.168.3.2     YES manual up                    up 
    GigabitEthernet0/1     192.168.4.254   YES manual up                    up 
  
    R1路由表信息
    R1#show ip route
         192.168.1.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.1.0/24   is directly connected, GigabitEthernet0/0
    L       192.168.1.254/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
         
        192.168.2.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.2.0/24   is directly connected, GigabitEthernet0/1
    L       192.168.2.1/32   is directly connected, GigabitEthernet0/1  
    
    路由配置 
    ip route 去往网络地址信息 网络掩码  去往目标的下一条接口地址
    ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.2.2  
    R1#show ip route
         192.168.1.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
    L       192.168.1.254/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
         192.168.2.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.2.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/1
    L       192.168.2.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/1
    
    S    192.168.4.0/24 [1/0] via 192.168.2.2
    
    R2路由表信息
         192.168.2.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.2.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
    L       192.168.2.2/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
    
         192.168.3.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.3.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/1
    L       192.168.3.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/1
    路由配置 
    ip route 去往网络地址信息 网络掩码  去往目标的下一条接口地址
    ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.3.2
    ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1
    
         192.168.2.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.2.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
    L       192.168.2.2/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
         192.168.3.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.3.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/1
    L       192.168.3.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/1
    
    S    192.168.4.0/24 [1/0] via 192.168.3.2
    S    192.168.1.0/24 [1/0] via 192.168.2.1
    
    R3路由表信息
         192.168.3.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.3.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
    L       192.168.3.2/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
    
         192.168.4.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.4.0/24   is directly connected, GigabitEthernet0/1
    L       192.168.4.254/32 is directly connected, GigabitEthernet0/1
    
    路由配置 
    ip route 去往网络地址信息 网络掩码  去往目标的下一条接口地址
    ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.3.1  
    
    S    192.168.1.0/24 [1/0] via 192.168.3.1
    
         192.168.3.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.3.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
    L       192.168.3.2/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
         192.168.4.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
    C       192.168.4.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/1
    L       192.168.4.254/32 is directly connected, GigabitEthernet0/1
    
    删除静态路由方法:
    R1取消静态路由
    no ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.2.2
    R2取消静态路由
    no ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.3.2
    no ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1   
    R3取消静态路由
    no ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.3.1

动态路由配置方法:

    默认R1-R3路由表情况:
    R1路由表:  张三  游戏 厨艺 销售
    192.168.1.0    g0/0 
    192.168.2.0    g0/1    R1G0/1 -- R2G0/0
    
    192.168.3.0    g0/1 
    192.168.4.0    g0/1
    R2路由表:  李四  厨艺 销售 游戏
    192.168.2.0    g0/0    R1G0/1 -- R2G0/0
    192.168.3.0    g0/1    R3G0/0 -- R2G0/1
    
    192.168.1.0    g0/0
    192.168.4.0    g0/1
    R3路由表:  王五  销售 游戏 厨艺
    192.168.3.0    g0/0    R3G0/0 -- R2G0/1
    192.168.4.0    g0/1
    
    192.168.2.0    g0/0 
    192.168.1.0    g0/0
    
    实现多个路由器路由表信息一致的过程: 路由收敛过程
    动态路由协议如何配置:
    RIP 思科私有(EIGRP) OSPF IS-IS BGP
    R1动态路由配置:
    router rip   --- 指定配置使用什么路由协议
    network 192.168.1.0   --- 宣告过程
    network 192.168.2.0 
    
    学习的信息
    R    192.168.3.0/24 [120/1] via 192.168.2.2, 00:00:09, GigabitEthernet0/1
    R    192.168.4.0/24 [120/2] via 192.168.2.2, 00:00:20, GigabitEthernet0/1
    R2动态路由配置
    router rip
    network 192.168.2.0
    network 192.168.3.0
    
    学习的信息 
    R    192.168.1.0/24 [120/1] via 192.168.2.1, 00:00:07, GigabitEthernet0/0
    R    192.168.4.0/24 [120/1] via 192.168.3.2, 00:00:13, GigabitEthernet0/1
    
    R3动态路由配置
    router rip
    network 192.168.3.0
    network 192.168.4.0
    
    学习的信息 
    R    192.168.1.0/24 [120/2] via 192.168.3.1, 00:00:23, GigabitEthernet0/0
    R    192.168.2.0/24 [120/1] via 192.168.3.1, 00:00:23, GigabitEthernet0/0

04. 网络架构设计方法(网络拓扑)

三个层次规划网络拓扑
核心层: 路由器(网关接口)   实现和外网通讯 冗余能力(主备)
汇聚层: 交换机(三层交换机) 冗余能力       策略控制能力
接入层: 交换机(二层交换机) 终端设备接入网络

05. 网络层次模型

OSI7层模型(公司的组织架构)

管理部   公司决策                          管理部
行政部   传到领导要求 阻止活动           行政部
财务部   发工资 公司账目
市场部   推广宣传
销售部   销售产品
物流部   运输产品
仓储部   保存看管物品

层次模型结构: 由上至下
思科                             华为设备

应用层   标准规范
* 应用层程序接口规范  
表示层
* 数据转换加密 压缩
会话层
* 控制网络连接建立或者终止
传输层
* 保证数据传输的可靠性
网络层   路由协议EIGRP(语言)     网络层   路由的能力 三层设备
* 可以实现通过路由找到目标网络
数据链路层                       交换能力 二层设备
* 可以实现通过交换找到真正目标主机
物理层
* 指定一些网络物理设备标准  网卡 网线 光纤

是由ISO(国际标准化组织): 定义了标准通讯模型

利用OSI7层模型如何建立主机与主机之间的通讯
数据的封装过程
数据的解封装过程

TCP/IP模型(4层模型)
在OSI7层模型的基础上做了简化
应用层      
表示层          应用层  
会话层 
传输层          主机到主机层
网络层          互联网层
数据链路层      接入层
物理层 

TCP协议: 传输控制协议  --- 面向连接的网络协议
在线发送文件==面向连接
发送文件 --> 对端点击接收
优点: 数据传输可靠性高 
缺点: 数据传输效率低

UDP协议: 用户报文协议  --- 无连接的网络协议
离线发送文件==无连接
发送文件 --> 直接发送了
优点: 数据传输效率高
缺点: 数据传输可靠性低

QQ离线传输文件/在线传输文件: TCP协议
在线传输 
PC 传输文件 -   交换机 - 检查目标QQ主机是否在局域网中
                路由器 - 目标主机

离线传输
PC 传输文件 - 互联网 - QQ公司服务器(临时存储服务器) --- 对端QQ是否登录在线

​
TCP协议: 两个重要原理
预备知识: TCP协议报文结构
源端口: 1~65535
目标端口:
占用16个bit --> 占用1个bit 0 ---> 0 1 --- 1 10 --- 2
二进制 0 十进制 0
二进制 1 十进制 1
二进制 10 十进制 2
二进制 11 十进制 3
二进制 100 十进制 4
1个bit 0 1 2个端口 0 1 0~1 2的1次方 2的n次方 n占用多少bit
2个bit 00 01 10 11 4个端口 0 1 2 3 0~3 2的2次方=4 0~3
3个bit 000 001 010 011 100 101 110 111 8个端口 0 1 2 3 4 5 6 7 0~7 2的3次方=8 0~7
16个bit 2的16次方 1~65535
控制字段:
syn(1): 请求建立连接控制字段
fin(1): 请求断开连接控制字段
ack(1): 数据信息确认控制字段

TCP三次握手过程: 
01. 主机A向主机B发送TCP报文
    报文中控制字段syn置为1, 请求建立连接 
02. 主机B向主机A发送TCP响应报文
    报文中控制字段syn置为1,ack置为1
03. 主机A向主机B发送TCP报文 
    报文中控制字段ack置为1, 确认主机B发送信息已经接收到了

TCP四次挥手过程: