网络运维

网络运维基础（三）

1.1 TCP协议的十一种状态集转换

1.1.1 TCP三次握手状态集的转换

1.服务端：

1）服务端从closed状态转换为listen状态（在服务端开启相应服务），只有在listen才可以     接受客户端建立连接的请求

2）从colsed转变为listen，实际上就是创建了一个socket信息

netstat -an|grep -i es  可以看到socket条目信息

socker条目：tcp或udp协议——目标地址，端口——源地址，端口——状态

2.客户端：

1）客户端发送syn信息给服务端，然后客户端从closed状态变为syn_send状态（三次握手   的第一次握手）

3.服务端：

1）服务端在listen状态接收到客户端发送的syn请求，会响应syn和ack信息，并且从listen   状态装换为syn_rcvd状态（三次握手的第二次握手）

4.客户端：

1）客户端在syn_send状态接收到服务端的syn和ack字段信息，然后回复ack确认信息（三     次握手的第三次），发送完后，从syn_send转换为established

 

 

注：在/etc/sysctl.conf中设置net.ipv4.tcp_syncookies=1来防止SYN Flood攻击

 

1.1.2 TCP的四次挥手状态集的转化

1.客户端：

1）客户端在established状态发送fin字段信息给服务端（四次挥手的第一次挥手）

客户端状态转变为fin_wait1（第一次等待：服务端的确认ack信息）状态

2.服务端：

1）服务端在established接收到客户端发送的fin字段信息，从established状态转换成close_wait状态

2）服务端在close_wait状态发送ack确认字段（四次挥手的第二次挥手）

3.客户端：

1）客户端在fin_wait1状态接收到服务端的ack信息，进入到fin_wait2等待状态（第二次等待：等待服务端的fin信息）

4.服务端：

1）服务端在close_wait状态发送fin断开连接字段给客户端（四次挥手的第三次挥手）

2）服务端从close_wait状态变为last_ack状态

5.客户端：

1）客户端在fin_wait2状态接受服务端的fin信息，然后响应ack信息给服务端，并将自己的fin_wait2状态time_wait状态

6.服务端：

1）服务端在last_ack状态接受到客户端发送的ack字段信息后，就会进入最终的closed状态

7.客户端：

1）在time_wait状态会等待120秒钟的时间，才会进入到closed状态

  注：传输层发送fin（请求断开连接），是接收到了会话层的断开连接请求（这样一层层的转发）

那么问题来了：1. 为什么会有四次挥手过程，ack 和fin要分开发送?

 答：服务端接受到了客服端的FIN时会向应用层汇报，并回应ACK给客户端，

 然后会等数据传输完毕后，在发送FIN请求断开连接。

2.客户端为什么要有time_wait状态

答：为了确保服务端能收到ack，客户端会在time_wait不断给服务端发送ack。

 

3.总结closing状态的由来：

答：在第二次挥手的时候，客户端没收到服务端发送的ack，但收到了fin字段信息，按理说收到fin后应该转换为time_wait，所以加了colsing起一个缓存时间（过程很快）

 

TCP的十一种状态总结：

 

1.2 UDP相关报文结构

 

1.3 IP地址分类与子网划分基础

1.3.1 什么是IP地址（常见的IP的地址为ipv4和ipv6）

1. IPV4：有32位二进制组成，采用点分十进制分为4段，每段为8位二进制

2. IPV4和IPV6的总数：用awk计算了一下，大约这么多

   

   注：seq -w 10   让数字补齐

        

1.3.2 IP地址分类

1. 按IP的数值范围划分：A B C D E 五类地址

常用地址为ABC三类地址：

A类地址==网络位+主机位+主机位+主机位

B类地址==网络位+网络位+主机位+主机位

C类地址==网络位+网络位+网络位+主机位

D类地址为组播地址：每一个地址都作为一个网段

E类地址为科学研究使用

2 按IP地址的用途分类：公网地址，私网地址

私网地址：每个局域网都可以使用的地址信息，并局域网内唯一，跨越不同局域网可以重复       使用，因此私网地址有效缓解了地址枯竭问题

私网地址的范围：

A类：10.0.0.0  —— 10.0.0.255

B类：172.16.0.0 —— 172.31.255.255

C类：192.168.0.0 —— 192.168.2

公网地址：是互联网上可以识别的地址信息，并且是全球唯一

1.3.3  ABC三类地址的可用主机数计算：

公式：2的N次方-2

注：N为每类地址的主机位数（二进制），最后一个2：表示主机位

1.3.4 ABC三类地址的可用网段数计算：

公式：2的N次方  

注：N表示每类地址的网络位数（二进制）

1.3.5 特殊地址

 

1.3.6 三种常见的网络通讯类型

 

1.3.7 子网划分

1. 为什么要划分子网？

1）会出现大量的局域网地址，向同一个网关请求，造成网关负载过高

2）会引起局域网内的大量广播数据传送，形成广播风暴

3）浪费地址

2. 子网划分的优点：

1）将一个大的广播域划分为几个小的广播域

2）减少网关设备锁承载的负载量

3）有效避免ip地址的浪费，使一个大的地址空间更加灵活的分配

3. 掩码作用：

1）利用掩码快速得知是A类地址，还是B类，C类？

2）利用掩码定位网络位信息

4. 掩码表现形式：

1）用十进制表示，分为四组，也是32为二进制数组成

2）A类默认掩码：255.0.0.0 或/8

   B类默认掩码：255.255.0.0 或/16  

   C类默认掩码：255.255.255.0 或/24

实例1-1 子网划分计算过程：