操作系统及linux知识总结——网络篇

1.主机间通信的原理

1.1必须有传输介质
实体：网线：相对光纤慢，不适用远距离传输；光纤：速度快，光信号传输，可远距离传输，如与外国通信的光缆；
无限传输：蓝牙：近距离传输，wifi：可远距离传输

1.2主机上必须有网卡
网卡用于调制和解调数字信号，即高低电压和二进制之间转换。

1.3主机间需要协商传输速率

链接速度100Mb/s
因为1bit=1/8byte
所以带宽速度为100Mb/s/8=12.5M/s(理论速度)
总结：总速度等于桶中的水，桶中的水量由最短的木板决定。
网卡，路由，网线都是木板，即网卡与路由器都是千兆速度，网线达到某个标准才能发挥千兆速度。其次，下载与上传还与磁盘的速率有关。

2.主机基础硬件介绍

交换机

1. 定义：在一个网络中实现多台(取决于交换机有多少个接口)主机间相互通信。
2. 主机上要有mac地址(物理地址)
3. 第一次会通过广播的形式获取列表，找到是否会有相应的mac主机。
4. 一台交换机连接的主机构成一个局域网。

路由器

1. 作用：实现不同局域网之间的通信。
2. 要求要有ip地址，通过路由表通信。

路由表如何生成？

1. 直连网络生成

2. 静态路由配置
   
   路由表上接口对应网络号
   |网络号|接口 |
   |-02-|-eth1-|
   | 01 | eth0 |
   除此之外，路由表上还有到其它路由的路径，通过静态配置后，通过各个路由的路由表中的信息可以实现01网络到04网络间的通信。如下所示：
   
   如图所示

3. 动态路由配置
   
   总结：通过路由表之间相互学习达到一致

3.tcp/ip模型

基本模型和相关层协议

dhcp协议概念：

讲解：主机获得DHCP后需要发回确认信息，dhcp服务器收到后从ip池中删除相应ip。在设置的时间内dhcp会询问主机需不需要续约，如果不需要则回收该ip。
因此，linux主机不适合dhcp协议，ip地址变化带来一系列的问题，需要手动配置。

tcp的可靠性：

在建立链接通信过程中，双方会发送确认信息通信。而udp协议则不会，因此会有丢包现象不可靠。

三次握手细节：

第一次握手：
客户端第一次发送所以序列号为0；
由于没有收到消息没有确认后；
请求链接所以同步控制字段为1；
没有收到消息确认字段为0；
第二次握手：
服务端第一次发送所以序列号为0；
收到客户端的消息后希望下一次收到的包序列号为1(上一个包的序列号+1)；
希望建立连接所以同步控制字段也为1；
由于收到正确的包，所以ack字段为1；
第三次握手：
客户端第二次发送包所以序列号为1；
客户端希望收到的包序列号为1(上一个包的序列号+1)；
已经建立连接所以同步控制字段为0；
由于收到正确的包，所以ack字段为1

4.关于linux的网络相关命令

1. ifconfig
   作用：启停，查看与修改网络接口的相关参数；
   ifgonfig [interface] [options] [arg]
   interface:接口，如eth0等
   options：[up|down|netmask|…]
   arg：操作携带的参数
   注：ifconfig修改完网络接口后，只能以ifconfig xxx down来关闭；
   因为ifup与ifdown是通过读取配置文件来实现的，ifconfig修改完后，ifdown分析当前网络参数与配置文件不符，将不能关闭；

2. route
   作用：操作路由，查看，添加，删除；
   查看:
   route [-nee]
   添加，删除
   route [add|del] [网络|主机] [netmask] [mask] [gw|dev]
   即对相应条目进行删除添加；操作完想恢复系统网络原路由，需要执行/etc/init.d/network restart;

3. ip
   ip命令综合了route和ifconfig；
   ip有三大操作：
   link|l --与dev相关设置，如启停网卡等；
   addr|a --而外的ip协议，如在网卡基础上添加虚拟网络接口；
   route|r–操作路由，与route命令类似；
   即link可以查看dev相关link详细设置，修改网卡名称，启停网卡；
   addr可以查看网卡详细详细，添加删除虚拟网卡；与link结合相当于ifconfig的功能；
   ip rroute的操作与route相当；

总结：
1.ip a+ip l 能实现 ifconfig的功能，且能扩展其它功能；
2.ip r 相当于route，但是ip r更加强大，比如配置策略路由时，route无法做到；

注：ip操作涉及修改的都是root权限，而ifconfig与route都是root权限；其实route与ifconifg已不再维护，建议使用ip命令代替，同样的，ss可以代替netstat(原理请百度);
net-tools已淘汰，不过毕竟是工具，没有特殊需求情况下都差不多的~

4.telnet
一开始是用于远程登录主机，对远程主机进行管理的;然而这个命令采用明文传输报文，因此现在都是使用ssh登录远程主机；
作用: 现在一般用来验证端口连通性
telnet ip port

5.nslookup
作用: 查看DNS域名解析是否正常

6.traceroute
作用：检测指定主机到达目标主机经过的网关，在排除网络问题时经常使用；
-m是指定的最大跳数(即检测100个网关以内是否到达目标地址)
可以看到第一个网关即为本机的默认网关，后面的为探测期间经过的网关；
*号为网关配置屏蔽了icmp返回值(检测原理为发送upd数据包，每到达一个网关返回一个icmp包信息)

这里检测是不成功的，因为运营商为安全考虑，只有白名单中的UDP端口才允许通过，没有明确允许的则统统丢弃。(即永远到达不了目的主机)

7.ssh

文件内容
awk sed grep

内存磁盘
dd df du free vmstat expect(堡垒机自动切换用户)

进程服务
lsof chkconfig service systemctl

其它
time bc last