TCP连接通信过程及网络管理
文章目录
- 一、TCP报文头部
- 二、建立连接前三次握手
- 三、断开连接的四次（三次）挥手
- 四、多网卡绑定Bonding
- 多网卡绑卡步骤：
- 1.创建绑定网卡配置文件
- 2.修改多个网卡配置文件
- 3.重启网络服务，查看bonding工作状态
- 4.多网卡配置删除：
- 五、网卡名称变更为传统命名方式
- 六、nmcli网络管理工具
- 1.命令格式
- 2.类比网卡配置文件nmcli命令行写配置文件
- 3. nmcli配置网卡方案
- 七、一个网卡绑定多个IP
- （一）添加绑定多个IP的方式：
- （二）删除指定IP别名：
一、TCP报文头部
1.TCP 6种状态标志位
1.URG(urgent紧急指针）
2.ACK(acknowledgement 确认)
表示是否前面确认号字段是否有效。只有当ACK=1时，前面的确认号字段才有效
3.PSH(push传送)
接收方应该尽快将这个报文交给应用层
4.RST(reset重置连接)
如果收到一个RST=1的报文，说明与主机的连接出现了严重错误（如主机崩溃），必须释放连接，然后再重新建立连接
5.SYN(synchronous建立联机)
在建立连接时使用，用来同步序号。当SYN=1，ACK=0时，表示这是一个请求建立连接的报文段；当SYN=1，ACK=1时，表示对方同意建立连接。只有在前两次握手中SYN才置为1，带SYN标志的TCP报文段称为同步报文段
6.FIN(finish结束)
表示通知对方本端要关闭连接了，标记数据是否发送完毕。如果FIN=1，即告诉对方：“我的数据已经发送完毕，你可以释放连接了”，带FIN标志的TCP报文段称为结束报文段
二、建立连接前三次握手
1.发起方由客户端发起请求
2.通讯过程：
（1）第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=N，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。
（2）第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=N+1，随机产生一个值seq=M，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态。
（3）第三次握手：Client收到确认后，将标志位ACK置为1，ack=M+1，并将该数据包发送给Server；至此连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。
3.为什么是三次握手
答：如果发送两次就可以建立连接话，那么只要客户端发送一个连接请求，服务端接收到并发送了确认，就会建立一个连接。
可能出现的问题：如果一个连接请求在网络中跑的慢，超时了，这时客户端会从发请求，但是这个跑的慢的请求最后还是跑到了，然后服务端就接收了两个连接请求，然后全部回应就会创建两个连接，浪费资源！
如果加了第三次客户端确认，客户端在接受到一个服务端连接确认请求后，后面再接收到的连接确认请求就可以抛弃不管了
三、断开连接的四次（三次）挥手
1.发起方可能由Client或Server任意一方发起，或双方同时发起（三次挥手）
2.通讯过程：
（1）第一次挥手：比如Client先发起断开连接，发送一个FIN=1，Client进入FIN_WAIT_1状态。
（2）第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSE_WAIT状态。
（3）第三次挥手：Server在所有数据发送结束后，发送一个FIN=1，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。
（4）第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，Server进入CLOSED状态，至此连接断开。
3.为什么需要四次分手
TCP是双向的，所以需要在两个方向分别关闭，每个方向的关闭又需要请求和确认，所以一共就4次。
四、多网卡绑定Bonding
将多块网卡绑定同一IP地址对外提供服务，可以实现高可用或者负载均衡。直接给两块网卡设置同一IP地址是不可以的。通过bonding，虚拟一块网卡对外提供连接，物理网卡的被修改为相同的MAC地址
多网卡绑定工作模式
Mode 0 (balance-rr)
轮转（Round-robin）策略： 从头到尾顺序的在每一个slave 接口上面发送数据包。本模式提供负载均衡和容错的能力
Mode 1 (active-backup)
活动-备份（主备）策略： 只有一个slave被激活，当且仅当活动的slave接口失败时才会激活其他slave.为了避免交换机发生混乱此时绑定的MAC地址只有一个外部端口上可见
Mode 3 (broadcast)
广播策略： 在所有的slave接口上传送所有的报文,提供容错能力
active-backup、balance-tlb 和 balance-alb 模式不需要交换机的任何特殊配置。 其他绑定模式需要配置交换机以便整合链接。如：Cisco 交换机需要在模式 0、2 和 3 中使用 EtherChannel，但在模式4中需要 LACP和 EtherChannel
多网卡绑卡步骤：
多网卡必须是同网段的（虚拟机环境下网卡类型必须相同，如都是NAT）；绑定前确认多个网卡都能正常ping通！
1.创建绑定网卡配置文件
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
NAME=bond0
IPADDR=192.168.37.200
PREFIX=24
BONDING_OPTS="mode=1 miimon=100" #mode指定模式； miimon指定监控间隔，单位毫秒
2.修改多个网卡配置文件
网卡不需要具体IP地址
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
DEVICE="ens33"
NAME="ens33"
MASTER=bond0
SLAVE=yes
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens37
DEVICE="ens37"
NAME="ens37"
MASTER=bond0
SLAVE=yes
3.重启网络服务，查看bonding工作状态
重启网络后，绑定网卡bond0 会模拟slave某个网卡的mac地址，如果是虚拟机环境可能会提示"适配器"Ethernet1"的MAC地址在保留地址范围内，或系统另一个虚拟机适配器正在使用该地址，适配器Ethernet可能没有网络"，忽略即可！
systemctl restart NetworkManager #或重启systemctl restart network
cat /proc/net/bonding/bond0 #重启服务后会在/proc/net/目录中生成bonding文件夹并创建bond0文件
模拟断开一个网卡后，另一个网卡马上接管过来，通过ping可以看到中间可能有一个丢包
MODE1：
[root@CentOS7 network-scripts]#cat /proc/net/bonding/bond0
Ethernet Channel Bonding Driver: v3.7.1 (April 27, 2011)
Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup) #bonding工作模式
Primary Slave: None
Currently Active Slave: ens33 #当前工作网卡名
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0
Slave Interface: ens33 #网卡名称
MII Status: up #网卡状态
Speed: 1000 Mbps #工作速度
Duplex: full #双工状态
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 00:0c:29:01:a2:52 #网卡mac地址
Slave queue ID: 0
Slave Interface: ens37
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 00:0c:29:01:a2:5c
Slave queue ID: 0
MODE 3：
[root@CentOS7 network-scripts]#cat /proc/net/bonding/bond0
Ethernet Channel Bonding Driver: v3.7.1 (April 27, 2011)
Bonding Mode: fault-tolerance (broadcast) #模式3：广播
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0
Slave Interface: ens33
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 00:0c:29:01:a2:52
Slave queue ID: 0
Slave Interface: ens37
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 00:0c:29:01:a2:5c
Slave queue ID: 0
4.多网卡配置删除：
1.ifconfig bond0 down
2.rmmod bonding
注意： VMware添加桥接网卡，设置桥接模式选择网卡时，笔记本连接的无线网与有线网卡切换时，需要更改桥接设置
五、网卡名称变更为传统命名方式
更改步骤：
1.修改/etc/default/grub 配置文件
[root@CentOS7 ~]#vim /etc/default/grub
GRUB_TIMEOUT=5
GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$,,g' /etc/system-release)"
GRUB_DEFAULT=saved
GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
GRUB_CMDLINE_LINUX="rhgb quiet net.ifnames=0"
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"
Ubuntu修改形式：
GRUB_CMDLINE_LINUX="net.ifnames=0"
2.命令生成/boot/grub2/grub.cfg配置文件
[root@CentOS7 ~]#grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg #centos7
root@ubuntu1804:~# grub-mkconfig -o /etc/default/grub #Ubuntu
3.重启reboot
[root@CentOS7 ~]#vim /boot/grub2/grub.cfg #不建议直接vim编辑
#
# DO NOT EDIT THIS FILE
#
# It is automatically generated by grub2-mkconfig using templates
# from /etc/grub.d and settings from /etc/default/grub
#
### BEGIN /etc/grub.d/10_linux ###
........
linux16 /vmlinuz-0-rescue-be531f1b322b4a7e967d43799e071ed4 root=UUID=9ad8c591-beee-4b08-af57-219a3829a8fb ro rhgb quiet #应在此行后面添加
xshell 连接 Ubuntu：
root@ubuntu1804:~# vim /etc/ssh/sshd_config
#PermitRootLogin prohibit-password
PermitRootLogin yes
六、nmcli网络管理工具
使用场景：提前生成多种网卡配置方案，方便快速更换网卡配置，方便配置管理！
1.命令格式
| 命令 | 功能 |
|---|---|
| nmcli dev status | 查看所有设备状态 |
| nmcli con show | 查看网卡信息 |
| nmcli con up 网卡 | 启动网卡 |
| nmcli con down 网卡 | 禁用网卡 |
| nmcli dev dis | 关闭该接口，并暂时的停止自动连接 |
| nmcli net off | 关闭所有接口 |
| nmcli con add | 添加新链接 |
| nmcli con mod 网卡 | 修改链接 |
| nmcli con del 网卡 | 删除链接 |
2.类比网卡配置文件nmcli命令行写配置文件
#添加网卡连接
nmcli connection add type ethernet con-name ens33-test ifname ens33
#IP获取方式设置成手动
nmcli connection modify ens33-test ipv4.method manual
#给ens33-test添加一个IP
nmcli connection modify ens33-test ipv4.addresses 192.168.37.119
#给ens33-test添加一个子网掩码
nmcli connection modify ens33-test ipv4.addresses 192.168.37.119/24
#添加一个ipv4
nmcli connection modify ens33-test +ipv4.addresses 192.168.37.118/24
#删除一个ipv4
nmcli connection modify ens33-test -ipv4.addresses 192.168.37.118/24
#添加DNS
nmcli connection modify ens33-test ipv4.dns 114.114.114.114
#删除DNS
nmcli connection modify ens33-test -ipv4.dns 114.114.114.114
#添加一个网关（GATEWAY）
nmcli connection modify ens33-test ipv4.gateway 192.168.37.2
#删除网卡连接
nmcli con delete ens33-test
3. nmcli配置网卡方案
添加网卡配置方案：
[root@CentOS7 ~]#nmcli connection add con-name ens33-test ifname ens33 type ethernet ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.37.119
[root@CentOS7 network-scripts]#nmcli connection reload #手动添加的配置文件重新加载
查看网卡配置方案：
[root@CentOS7 network-scripts]#nmcli con
启用网卡配置方案
[root@CentOS7 network-scripts]#nmcli con up ens33-test
删除网卡配置方案：
1.命令行：删除后自动切换
[root@CentOS7 network-scripts]#nmcli con delete ens33-test #命令行方式删除网卡，网卡配置文件会自动删除
2.删除配置文件
[root@CentOS7 network-scripts]#rm -f ifcfg-ens33-test #删除配置文件，命令查看不会自动更新
[root@CentOS7 network-scripts]#nmcli con
[root@CentOS7 network-scripts]#nmcli connection reload
多网卡绑定：
绑定网卡执行完，不需要执行reload即可生效；不配置多网卡MASTER、SLAVE也会生效，原因是网卡状态是global，如果一个网卡收到请求，其他网卡都可以回应；如果原网卡设置MASTER和SLAVE，原来的也不会生效
1.添加bond网卡配置
[root@CentOS7 network-scripts]#nmcli connection add con-name newbond type bond mode active-backup ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.37.118/24
2.添加SLAVE-MASTER映射
[root@CentOS7 network-scripts]#nmcli connection add con-name Master-NewBond-Slave-ens33 type bond-slave master NewBond ifname ens33
[root@CentOS7 network-scripts]#nmcli connection add con-name Master-NewBond-Slave-ens37 type bond-slave master NewBond ifname ens37
3.启用SLAVE
[root@CentOS7 network-scripts]#nmcli connection up Master-NewBond-Slave-ens33
[root@CentOS7 network-scripts]#nmcli connection up Master-NewBond-Slave-ens37
命令行删除后，配置文件自动删除：
直接删除配置文件，不能直接同步nmcli状态：
网络类型：
802-11-olpc-mesh bond generic macvlan pppoe vxlan
802-11-wireless bridge gsm olpc-mesh team wifi
802-3-ethernet cdma infiniband ovs-bridge tun wimax
adsl dummy ip-tunnel ovs-interface vlan
bluetooth ethernet macsec ovs-port
七、一个网卡绑定多个IP
多个IP称为网卡别名
（一）添加绑定多个IP的方式：
1.命令行（临时生效）
ip addr add 172.16.1.1/16 dev ens33 label ens33:1
2.配置文件（永久生效）
[root@CentOS7 network-scripts]#vim ifcfg-ens33:1 # 通过:分隔
DEVICE=ens33:1 #设备名称与文件名一致
IPADDR=192.168.36.8
PREFIX=24
（二）删除指定IP别名：
[root@CentOS7 network-scripts]#ip addr flush dev ens33 label ens33:1