Linux网络

【Linux】第一章 ISO/OSI七层模型简介

 

1、ISO/OSI 七层模型
1-1) ISO : 由ISO(国际标准化组织) 组织开发的
1-2) OSI : 开放系统互联模型
1-3) 该模型为基础模型, 而实际中常用的TCP/IP模型是由七层模型演变的
1-4) 最上层(应用层)最接近用户, 最下层(物理层)最接近实际数据传递
1-5) 上三层(应用层、表示层、会话层), 是对用户提供服务, 下四层(传输层、网络层、数据链路层、物理层)对实际数据传递提供服务
1-6) 数据链路层的帧, 包含了 计算机的硬件地址(MAC 地址 : 用来进行局域网通信)
1-7) 网络层的报文, 包含了 IP地址(用来负责外网通信)
1-8) 传输层的单位为TPDU(传输协议数据单元)
1-9) 会话层的单位SPDU(会话协议数据单元)
1-10) 表示层的单位PPDU(表示层协议数据单元)
1-11) 应用层的单位APDU(应用协议数据单元)
1-12) 数据发送是由上层向下层进行传递
1-13) 数据接收是由下层向上层进行传递

【Linux】第一章 ISO/OSI七层模型详解

1、物理层
1-1) 比特流的传输 : 最基本的数据传递
1-2) 物理接口 : 网线口、视频口、音频口
1-3) 电气特性 : 网线8根线中的1、3、2、6四根线传输数据
1-4) 最常见的设备 : 网线、网卡

2、数据链路层
2-1) 负责组成帧(组入MAC信息)
2-2) 用MAC地址访问媒介(发送人与接收人)
2-3) 错误检测与修正(检测与修正数据包)

3、网络层
3-1) 负责提供逻辑地址(IP地址, 需要写入发件人IP与收件人IP)
3-2) 选择通路(经过的路径)

4、传输层
4-1) 负责确定传输协议(TCP传输控制协议可靠不会丢、UDP用户数据报协议更快但可能会丢)可靠与不可靠的传输
4-2) 传输前的错误检测
4-3) 流量控制
4-4) 确立端口号, 便于通过IP确定主机后, 通过端口确定交互的服务, IP地址为门牌号, 端口号即为收件人
# 默认下网页服务端口号为80, 邮件服务端口号为25和110, 文件传输端口号为21

5、会话层
5-1) 对应用会话的管理和同步, 确定网络数据是否要进过远程回话

6、表示层
6-1) 数据的表现形式, 不同数据类型扩展名进行解码编码
6-2) 特定功能的实现, 如加密、压缩

7、应用层
7-1) 为用户提供服务的接口

8、举例场景 用户A需要给用户B发送一份邮件
8-1) 应用层 : 浏览器进入邮箱, 写邮件, 点击发送, 数据将传递至 表示层
8-2) 表示层 : 进行的数据的编码, 而后数据传递至会话层
8-3) 会话层 : 判断数据的发送类型, 是进行网络传输还是进行本地保存, 若是进行传输 传递至传输层
8-4) 传输层 : 确立协议TCP或UDP, 写入邮件的发送及目标端口号, 传递至网络层
8-5) 网络层 : 写入自身及目标IP地址, 传递至数据链路层
8-6) 数据链路层 : 写入源MAC地址与目标MAC地址, 由IP地址找到局域网, 再通过MAC地址在局域网中找到目标, 传递至物理层（MAC地址有48位，这里指的是二进制位数。但表示是采用16进制表示的，每4个二进制位变成十六进制的一个数，因此写出来（十六进制）是12位。）
8-7) 物理层 : 数据传输

【Linux】第一章 TCP/IP协议四层模型

1、TCP/IP 四层模型与 OSI 七层模型对应关系
1-1) 应用层 : 应用层、表示层、会话层
# 为用户提供所需的各种服务, 例如 FTP、Telnet、DNS、SMTP等
1-2) 传输层 : 传输层
# 负责为应用层实体提供端到端的通信功能, 保证了数据包的顺序传送及数据的完整性, 该层定义了两个主要的协议 : 传输控制协议(TCP)可靠的面向连接,不会丢失,类似打电话,网页、邮件 和 用户数据报协议(UDP)不可靠的面向无连接,有可能丢失, 类似发短信、QQ
# TCP的三次握手来源于 [两军问题]
1-3) 网际互联层 : 网络层
# 主要解决主机到主机的通信问题, 它所包含的协议涉及数据包在整个网络上的逻辑传输, 该层有三个主要协议 : 网际协议(IP), 互联网组管理协议(IGMP), 互联网控制报文协议(ICMP)
1-4) 网络接口层 : 数据链路层、物理层
# 负责监视数据在主机和网络之间的交换, 事实上, TCP/IP本身并未定义该层的协议, 而由参与互连的各网络使用自己的物理层和数据链路层协议, 然后与TCP/IP的网络接入层进行连接. 地址解析协议(ARP) 工作在此层, 即OSI参考模型的数据链路层.
# 地址解析协议(ARP) : 将IP地址 翻译成物理地址

2、数据封装过程(如图)
# 发送是由上至下进行打包, 接收是由下至上进行拆包

3、TCP/IP 模型与OSI 模型的比较
3-1) 共同点
3-1-1) OSI 参考模型和 TCP/IP参考模型都采用了层次结构的概念
3-1-2) 都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制
3-2) 不同点
3-2-1) OSI 七层, TCP/IP 四层
3-2-2) 对可靠性要求不同(TCP/IP更高)
3-2-3) OSI 模型是在协议开发前设计的, 具有通用性. TCP/IP 是先有协议集, 然后建立模型, 不适用与非TCP/IP网络
3-2-4) 实际市场应用不同( OSI 模型只是理论上的模型, 并没有成熟的产品, 而TCP/IP已经成为"实际上的国际标准")

 

【Linux】第一章 IP地址详解(一)

1、IP包头(如图)
1-1) 横32位, 竖5行, 固定的共160位, 20字节, 另外有其他选项存在, 导致包头不固定, 因此每接收到包头, 需要进行检测包头长度才能够取出包头, 也是为何IPv4没有IPv6快的原因
1-2) 包头中包含的IP地址只有32位, 即2的32次幂, 42亿9千万左右的IP

 

【Linux】第一章 IP地址详解(二)

2、IP地址分类
2-1) IP分为A、B、C、D、E 五大类, 其中DE不对民用组织开放, 不可使用, 因此有效类只有ABC
2-2) 可根据第一位数值判断类别, 1-126 为A类, 128-172 为B类, 192-223 为C类
2-3) 127.0.0.1 为本机
2-4) 第一位表示不同网段, 不同网络, 不同网络之间的通信需要使用路由器, 路由器是用来实现跨网络通信的, 同一网络下通信使用交换机即可. 第一位不变情况下, 后三位的变化都代表同一网络下的不同主机
2-5) A 类 : 每个网络中的第一个地址(X.0.0.0)代表网络本身,最后一个地址(X.255.255.255)代表当前网络的广播地址, 不能分配, 最大主机数 : 后三位的次幂, 减 第一和最后一个 , 2^24 -2
2-6) B 类 : 前两位代表网段, 后两位代表网段中的不同主机
2-7) C 类 : 前三位代表网段, 最后一位代表不同主机
2-8) 私有IP : 不需要花钱买, 用来做内网IP, 可有效保护公网IP, 不能直接访问公网, 需要与公网之间进行转换才可访问互联网

 

【Linux】第一章 子网掩码
——>只要是跟255对应的IP变化，就是不同的网段

——>只要是跟0对应的IP变化，就是一个网段中的不同主机、

1、ABC类可以用不同的网段个数和主机个数, 是由子网掩码决定

2、标准子网掩码 : 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0

3、IP和子网掩码不可单独使用, 必须同时使用

4、合理的子网掩码 : 所有的1（255转为二进制——>8个1）必须连续，中间不可断开， A 类地址可匹配B类子网掩码

5、广播地址是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址

 

任何类型的网络都可随意指定子网掩码（下图）：

 

【Linux】第一章 端口的作用

1.IP地址：门牌号 ，通过ip确定对方服务器的位置

端口号（16位）：收件人，在对方服务器众多服务中找出所要访问的具体哪个服务。

2.TCP、UDP包头（下图）

 

 

3.常见端口号——>（需要记忆）

 

4.查看本机启用的端口：netstat -an

选项：

-a :查看所有连接和监听端口

-n :显示IP地址和端口号，而不显示域名和服务名

 

端口状态：

listen 监听 established 该连接正在存在 close_wait  time_wait

UDP的状态列为空：没有握手，直接发。不需要监听。

服务器处的端口号一定是固定的，而发起连接的客户机会被随机分配一个端口号。

 

【Linux】第一章 DNS的作用

1.hosts文件：做静态IP和域名对应，优先于DNS.

位置：C：\Windows\System32\drivers\etc\hosts

2.DNS服务的作用:将域名解析为IP地址

过程：客户机向DNS服务器发送查询IP请求

DNS服务器查询到web服务器的ip，告知用户

用户访问web服务器

3.域名空间结构

根域：.（13台服务器）

——>顶级域/一级域:包括组织域和地区域

（组织域：gov政府/edu教育部门/com商业部门/org民间团体/net网络服务机构/mil军事部门 地区域：cn 中国 hk 香港 jp 日本 Uk 英国 au 澳大利亚）

——>二级域：企业或个人自行购买的（imooc /microsoft/ibm/sina）

——>主机名/3级域：申请完二级域后自己定义的（www/news）

4.为什么要进行域名分级划分

便于IP地址解析

 

5.DNS客户机—>本地域名服务器(需带有缓存服务)—>根服务器->CN服务器->COM.CN服务器->IMOOC.COM.CN->客户->web服务器

 

----递归查询(给结果)---- -------------迭代查询（其他DNS服务器）--------

6.正向：域名到IP ARP

反向：IP到域名 RARP

 

 

【Linux】第一章 网关作用

网关作用：通俗的认为，具有路由功能的一种物理设备，可以是路由器或者由服务器搭建的能实现路由功能的设备

局域网内：通过交换机进行数据交换。交换机是低级设备，不认识Ip只识别mac，数据链路层设备

网间或者不同网段：通过路由器（网关）进行数据交换。外网转内网，内网转外网

网关实现网络的层次，网关之后还有网关

内网不能直接访问内网

作用：

1）网关在所有内网计算机访问的不是本网段的数据包时使用，只要不是局域网内交换数据就一定要经过网关，即网关分开内网和外网

2）把内网Ip转公网Ip，公网Ip转内网Ip

******不配置默认网关和DNS就无法访问互联网，但是局域网可以访问******

 

 

【Linux】配置 IP 地址的方式(一)

# 如果在局域网中有可自动分配IP的服务器(DHCP 服务器), 则可设置自动获取IP. 如果没有DHCP服务器则需要手动设置IP.

1) ifconfig 命令临时配置IP 地址
# 临时配置, 重启计算机或服务, 即失效.
# 一般用于做实验和测试.
1-1) 主要用于查看网络状态
1-1-1) lo : Local Loopback 本地网卡
# 任何计算机都有
1-2) eth : 实际网卡
1-2-1) encap : 网卡类型
1-2-2) HWaddr : MAC地址
1-2-3) Bcast : 广播地址
1-2-4) UP BROADCAST... : 网卡参数
1-2-5) RX : 当前接收数据包数量
1-2-6) TX : 当前发送数据包数量
1-2-7) Base address : 网卡在内存中实际地址
# 有时, 通过配置修改后未必生效, 会有IP冲突, 网卡损坏等原因造成, 必须是在命令中可查看到的, 视为生效.
1-3) 临时配置IP 和 子网掩码
# ifconfig eth0 192.168.0.200 netmask 255.255.255.0

2) setup 工具永久配置 IP 地址——>红帽专属
# 属于radhat系列专有命令
# 配置成功后需重启服务 : service network restart

 

【Linux】配置 IP 地址的方式(二)

3) 修改网络配置文件
3-1) 网卡信息文件
# /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
# 配置文件中, 等号左边为大写, 等号右边为小写, linux中严格区分大小写
3-1-1) DEVICE=eth0
# 网卡设备名
# 该名称必须同配置文件名称后缀完全匹配 (ifcfg-eth0)
3-1-2) BOOTPROTO=none
# 是否自动获取IP (none, static, dhcp)
# 早期的DHCP的名称
# none, static 代表手动分配IP
# dhcp 代表自动获取IP, 且不需填写如下内容(UUID\IPADDR\NETMASK\GATEWAY\DNS1\IPV6INIT\NM_CONTROLLED)
3-1-3) HWADDR=...
# MAC地址
3-1-4) NM_CONTROLLED=yes
# 是否可以由Network Manager图形管理工具托管(图形界面)\
3-1-5) ONBOOT=yes
# 是否随网络服务启动, eth0生效
# RedHat 6之后, 默认为no, 设置且重启服务之后需挂起 ifup eth0
3-1-6) TYPE=Ethernet
# 类型为以太网
3-1-7) UUID="..."
# 唯一标识码
# RedHat 6之后, 变得尤为重要. 当系统为克隆或复制多份时, 由于UUID完全一样, 将导致全部不能连通网络. 必须手动修改.
3-1-8) IPV6INIT=no
# IPV6配置方式, 默认不启动
3-1-9) USERCTL=no
# 不允许非root用户控制此网卡, 更加安全.

 

【Linux】配置 IP 地址的方式(三)

3-2) 主机名文件
# /etc/sysconfig/network
3-2-1) NETWORKING=yes
# 网络服务是否启动
3-2-2) HOSTNAME=localhost.localdomain
# 主机名
# 修改主机名必须重启计算机方能生效. 重启网络服务不能生效.
# linux主机名不同于windows, 可重名且网络中并不通过主机名进行通讯.
3-3-3) hostname 主机名
# hostname 查看主机名
# 临时修改主机名, 重启将失效.
# 修改主机名可使用 hostname命令及 配置文件一同进行, 便能实现即时永久生效.

3-3) DNS配置文件
# /etc/resolv.conf
3-3-1) nameserver 202.106.0.20
# 名称服务器(DNS)
3-3-2) search localhost
# 默认域名, 当输入地址缺省时, 将自动与默认域名结合来进行搜索

4) 图形界面配置IP 地址

 

【Linux】虚拟机网络参数配置

1) 配置Linux IP地址
1-1) setup
# 修改并配置IP 地址

2) 启动网卡
2-1) vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
# ONBOOT=no yes
2-2) service network restart
# 重启网络服务

3) 修改UUID
# 若此系统为复制或克隆则进行, 重新安装的直接忽略
3-1) vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
# 删除MAC地址行
3-2) rm -rf /etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules
# 删除网卡和MAC地址绑定文件
3-3) 重启系统
# shutdown -r

4) 设置虚拟机网络连接方式
# 初学者为桥接

5) 修改桥接网卡

 

【Linux】网络环境查看命令

1) ifconfig
# 查看当前生效的IP地址与临时配置网络状态命令

2) 关闭与启动网卡
2-1) ifdown 网卡设备名
# 禁用该网卡设备
2-2) ifup 网卡设备名
# 启用该网卡设备

3) 查询网络状态
3-1) netstat 选项
3-1-1) -t : 列出 TCP 协议端口
3-1-2) -u : 列出UDP 协议端口
3-1-3) -n : 不使用域名与服务名, 而使用IP 地址和端口号
3-1-4) -l : 仅列出在监听状态网络服务
3-1-5) -a : 列出所有的网络连接
3-1-6) -r : 列出路由列表, 功能和route命令一致
# 常用组合1 : -tuln
# 常用组合2 : -an
# 常用组合3 : -rn 

（netstat -an | grep ESTABLISHED | wc -l）
4) route 命令
4-1) route -n
# 查看路由列表(可以看到网关)
4-2) route add default gw 192.168.0.1
# 临时设定网关(gateway)
4-3) route del default gw 192.168.0.1

5) 在一台服务器中, 连内网的网卡是不能设置网关的

6) 域名解析命令
6-1) nslookup 主机名或IP
# 进行域名与IP地址解析
6-2) nslookup 回车 > server
# 查看本机 DNS 服务器

 

 

【Linux】网络测试命令(一)

1) ping命令
# 遵循ICMP 协议
1-1) ping 选项 ip或域名
# 探测指定IP 或域名的网络状况
1-1-1) -c 次数 : 指定 ping包的次数

2) telnet 命令
2-1) telnet 域名或IP 端口
# 远程管理与端口探测命令
# telnet 域名或IP 不加端口就是远程管理, 极其不安全, 该命令协议为明文发送, 数据包在传递中不会进行加密, 默认为关闭
2-2） telnet 192.168.0.1 80
# 可探测目标计算机对应端口是否可以正常访问, 可探测对方可能关闭端口或防火墙阻止
2-2-1) 若无任何提示, 则表示可正常访问
# 使用 Ctrl+] 可退出至 telnet 控制界面, 再使用 quit退出
2-2-2) 若提示连接失败, 则对方对应端口未开启或被防火墙阻止

3) traceroute 路由跟踪命令
# 遵循ICMP 协议
3-1) traceroute 选项 IP或域名
# 比如访问imooc, 是经过哪些路由路径访问它的
3-1-1) -n : 使用IP, 不适用域名, 速度更快
3-2) 该命令实际对经过的各个点ping 3个数据包, 过程中显示 *** 代表部分节点禁止ping, 大部分生产环境中是没有禁ping的
3-3) 可在网络畅通时, 记录各个路径节点, 在网路不通时, 再执行可快速定位数据包卡住的位置, 有助于进行故障定位
3-4) 在实际工作当中为常用命令

4) wget 下载命令
4-1) wget http://soft.vpser.net/lnmp/lnmp1.1-full.tar.gz

 

【Linux】网络测试命令(二)

5) tcpdump 抓包命令
5-1) tcpdump -i eth0 -nnX port 21
5-1-1) -i : 指定网卡接口
5-1-2) -nn : 将数据包中的域名与服务转为IP和端口
5-1-3) -X : 以十六进制和 ASCII码显示数据包内容
5-1-4) port : 指定监听的端口

6) ICMP 是(Internet Control Message Protocol) Internet 控制报文协议

7) service vsftpd start 启动 ftp协议, 端口为 21, 且为明文协议

8) 在网络中的http大部分通讯协议都不安全, https为加密协议

9) 练习登录 ftp出现的问题
9-1) 需安装 vsftpd
# yum -y install vsftpd
9-2) 启动 vsftpd 服务
# service vsftpd start
9-3) 此时用户登录是一直提示未连接, 经查询, 判断为防火墙, 需关闭21 端口组织
9-3-1) vim /etc/sysconfig/iptables
9-3-2) 添加一条信息
# -A RH-Firewall-1-INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 21 -j ACCEPT
9-3-3) 退出并重启服务 
# service iptables restart
9-4) 此时可以连接, 但输入用户名密码后出现 cannot change directory:/home/xxx 错误
# 经查询, 判断为 SE 设置了关闭ftp的原因
9-4-1) 使用命令, 过程中出现问题无需理会
# setsebool ftpd_disable_trans 1
# setsebool ftpd_home_dir 1
# service vsftpd restart
# 如需永久生效则增加参数 setsebool -P ...
9-5) 查看se相关配置
# getsebool -a | grep ftp
9-6) 借鉴文献 : https://www.kancloud.cn/chandler/bc-linux/52710

 

 

【Linux】SSH 协议原理(一)

1) 对称加密算法
# 采用单钥密码系统的加密方法, 同一个秘钥可以同时用作信息的加密和解密, 这种加密方法称为对称加密, 也称为单秘钥加密.
# 缺点 : 加密解密使用相同密码, 需要告知对方密码, 等同于将自身多方习惯密码告知对方. 例如邮箱等密码, 造成威胁

2) 非对称加密算法(asymmetric cryptographic algorithm)
# 又名 "公开秘钥加密算法" , 需要 公开秘钥(publickey) 和私有秘钥(privatekey)
# linux 中为 gpg工具, windows 中为 pgp工具
2-1) 过程原理, A 需要发送数据包给 B
2-1-1) A 根据自己密码A 生成 公钥A 和私钥A
2-1-2) B 根据自己密码B 生成 公钥B 和私钥B
2-1-3) A 向 B 寻要 公钥B, 再结合自身的公钥A 对数据包进行加密, 并发送给B
2-1-4) B 收到数据包之后, 可根据自身密码B 和 私钥B 对数据包进行解密且成功
2-1-5) 此时, A 也可以根据自身密码A 结合 私钥A 对已加密的数据包进行解密
2-2) 至此, 避免了泄露 A 自身的密码

 

【Linux】SSH 协议原理(二)

3) SSH安全外壳协议
# 在非对称加密算法之上演变而来
# 密码足够复杂强壮可降低暴力破解的成功性
# SSH 保护数据传递过程中的安全, 但若在传递之前中病毒则不可避免
# 通用的远程管理协议
3-1) 过程原理, A 需要发送数据包给 B
3-1-1) A 持有 公钥A 和 私钥A
3-1-2) B 持有 公钥B 和 私钥B
3-1-3) A 向 B 寻要 公钥B, 再结合自身的 公钥A 对数据包进行加密, 并发送给B
3-1-4) B 收到数据包之后, 可根据自身 私钥B 对数据包进行解密

4) SSH 命令
4-1) ssh 用户名@ip
# 远程管理制定Linux服务器
4-1-1) 经过远程之后, 在家目录中的 .ssh 文件夹 know_hosts文件中保存着 连接成功的目标信息
# 地址 加密算法 公钥
4-1-2) 若目计算机进行了重装系统, 或地址被另一台机器占用, 此时 已下载的公钥无法使用, 使用vi 对改行进行删除, 当再次连接时, 会再

次提示是否进行下载公钥
4-2) scp [-r] 用户名@ip:文件路径 本地路径
# 网络复制命令, 下载文件 或加-r 下载文件夹
4-3) scp [-r] 本地文件 用户名@ip:上传路径
# 网络复制命令, 上传文件 或加-r 上传文件夹
# 此为linux 与 linux之间进行文件传输的最简单方式

 

【Linux】远程登录工具

1) SecureCRT 收费远程工具

2) XShell 免费远程工具

3) WinSCP 远程文件传输工具