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4月20日

TCP/IP协议栈

1983年1月1日，TCP/IP取代了旧的网络控制协议NCP

                                        

 核心为：网络层、传输层

传输过程：

                                                           

 

 

 2.帧结构：   帧头8字节                     目标地址6字节                源地址6字节            类型2字节        20            20                 数据6-1460             FCS4字节

       

 

 

 一：传输层.transport

   1.TCP特性：

1. 工作在传输层
2. 面向连接协议
3. 全双工协议
4. 半关闭
5. 错误检查
6. 将数据打包成段，排序
7. 确认机制
8. 数据恢复，重传
9. 流量控制，滑动窗口
10. 拥塞控制，慢启动和拥塞避免算法

 

TCP包头结构：

                                                                          

 

 

①

服务器端口号：0-1023:（管理员有权使用）

固定值    http：80、mysql：3306，               less /etc/services 查看服务器端口号

普通用户端口范围：1024-49151（用户端口或注册端口，但要求并不严格，分配给程序注册为某应用使用）

linux客户端端口号默认值范围：32768-60999      查看范围 ：cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range   更改： echo 20000  62000  > /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range

②

序号：seq（发出去的序号）

确认号：ack（对方回应的序号）

TCP确认和固定窗口（固定发送条数，发送一条确认一条或者发多条确认多条）效率低

TCP滑动窗口（先发送多条根据恢复确认的条数再确定下次发的条数）尽最大效率

③

URG，=1时后面的紧急指针数据有效

PSH，=1时提示接收端立即从TCP缓冲区读走数据、=0时先在缓冲区缓存下来

RST，=1时主机出现问题或者上次发送的数据有问题主机拒绝响应

ACK，三次握手建立连接（=1时，前面的确认号才有效）

                                                                                            

                                                                                                                                                            客户端，主动打开状态、同步发送状态、建立连接状态

                                                                                                                                                         服务器端，受到访问被动打开状态，处于监听状态、到收到状态、到建立连接状态

 

 FIN，=1时告诉对方可以释放连接了，带FIN标志的TCP报文段称为结束报文段

                                                                                 

 

 

TCP超时重传

            /proc/sys/net/ipv4/tcp_retries1，指定在底层IP接管之前TCP最少执行的重传次数，默认值是3

                   /proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2，指定连接放弃前TCP最多可以执行的重传次数，默认值15（一般对应13～30min）

2.有限状态机：

1. CLOSED 没有任何连接状态
2. LISTEN 侦听状态，等待来自远方TCP端口的连接请求SYN-SENT 在发送连接请求后，等待对方确认
3. SYN-SENT 在发送连接请求后，等待对方确认
4. SYN-RECEIVED 在收到和发送一个连接请求后，等待对方确认
5. ESTABLISHED 代表传输连接建立，双方进入数据传送状态
6. FIN-WAIT-1 主动关闭,主机已发送关闭连接请求，等待对方确认
7. FIN-WAIT-2 主动关闭,主机已收到对方关闭传输连接确认，等待对方发送关闭传输连接请求
8. TIME-WAIT 完成双向传输连接关闭，等待所有分组消失
9. CLOSE-WAIT 被动关闭,收到对方发来的关闭连接请求，并已确认
10. LAST-ACK 被动关闭,等待最后一个关闭传输连接确认，并等待所有分组消失
11. CLOSING 双方同时尝试关闭传输连接，等待对方确认

3.UDP特性：

1. 工作在传输层
2. 提供不可靠的网络访问
3. 非面向连接协议
4. 有限的错误检查
5. 传输性能高
6. 无数据恢复特性

 UDP包头：

                                                  

4.nc （绰号：瑞士军刀）模拟软件，可以相互通话、双工型

        客户端：nc -l 9527 开启服务

             客户端：nc 10.0.0.8 9527 连接服务

5.ss 监听服务

            ss -n t l a

                  查看端口冲突问题：ss -ntlp          lsof -i :端口号

                        判断端口是否正在打开    < /dev/tcp/127.0.0.1/端口号

                                                                echo $?

6.socket  套接字=IP=PORT（tcp/udp）标志网络中唯一的应用程序

7.sync半连接和accept全连接队列（下面文件时对应连接队列大小，工作中需要修改队列值，echo 数值 > 对应文件 ）

          /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog 未完成连接队列大小，默认值128,建议调整大小为1024以上

               /proc/sys/net/core/somaxconn 完成连接队列大小，默认值128,建议调整大小为1024以上

 

二：internet 层

1.利用icmp协议判断网络状态： ping 地址 -f（尽所能发送）-s 65507

 2.ARP利用广播实现   同一网段直接广播接收对方MAC地址

                                  不同网段先广播至路由器，再由路由器广播发给接收方得到MAC地址

                                  第一次成功后会互相缓存对方MAC地址，节约资源

arp -n 查看MAC缓存信息

     -d 清除缓存

 免费ARP：

   验证IP是否冲突：一个主机可以通过它来确定另一个主机是否设置了相同的 IP地址

       更换物理网卡：如果发送ARP的主机正好改变了物理地址（如更换物理网卡），可以使用此方法通知网络中其它主机及时更新ARP缓存

RARP ：将MAC地址转换为IP地址（需要配置DHCP地址分配服务）

3.IP PDU 报头

                                                

 

4.arping   ip地址  判断网络中是否此ip地址冲突

  arp -s  ip  MAC地址 手动绑定 ip MAC地址 （防止有ARP欺骗）

 

4月22日

1.MAC地址 唯一性，IP地址 可管理性

2.10.0.0.1-254 网段=VLAN=subnetwork 子网 =广播域  （每个域用交换机、路由器分隔开）

3.IP 地址分两部分：网络ID位 主机ID位

地址格式：点分十进制记法

网段数=2^可变网络ID的位数

主机数=2^n主机ID的位数-2（全为0的和全为1的去掉）

               分为5类：E类保留未使用，240-255

                           

 

 判断是否在一个网段：

A类：判断前八位是否一致  网络数：2^(8-1)=126 主机数：2^24 -2=16777214

B类：判断前十六位是否一致  网络数：2^(16-2)=16384 主机数：2^16 -2=65534

C类：判断前二十四位是否一致 网络数：2^(24-3)=2097152 主机数：2^8 -2=254

D类：组播

 

 

4.公共和私有IP地址

私有：

        

 

 公共：

       

 

 

 

5.特殊地址：

0.0.0.0  不是一个真正意义上的IP地址。它表示所有不清楚的主机和目的网络。

255.255.255.255  限制广播地址。对本机来说，这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机。

127.0.0.1～127.255.255.254  本机回环地址，主要用于测试。

224.0.0.0到239.255.255.255  组播地址，224.0.0.1特指所有主机，224.0.0.2特指所有路由器。224.0.0.5指OSPF 路由器，地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序。

169.254.x.x  如果Windows主机使用了DHCP自动分配IP地址，而又无法从DHCP服务器获取地址，系统会为主机分配这样地址。

 

6.子网掩码：

CIDR：无类域间路由，目前的网络已不再按A，B，C类划分网段，可以任意指定网段的范围

CIDR无类域间路由表示法：IP/网络ID位数，如：172.16.0.100/16

netmask子网掩码：32位或128位的数字，和IP成对使用，用来确认IP地址中的网络ID和主机ID

八位换算：

           

 

相关计算公式：

• 一个网络的最多的主机数＝2^主机ID位数（32|128 - 网络ID位数）-2
• 网络（段）数=2^网络ID中可变的位数
• 网络ID=IP \'与\' netmask（可判断两主机是否在一个网段，相同为1，不同为0）

判断对方网络ID，使用的子网掩码为请求方自己的子网掩码，会存在A认为B不属于一个网段，而B认为A属于一个网段，造成A到B请求失败、B到A请求超时。

 

7.划分子网：

   将一个大的网络（主机数多）划分成多个小的网络（主机数少），主机ID位数变少，网络ID位数变多，

网络ID位向主机ID位借N位，可以划分2^N个子网

8.合并超网：

将多个小网合并成一个大网，主机ID向网络ID位借位（找共同点，特点：节约路由表提升效率）

超网要包含所有子网：合并几位就必须包含几位的000··到111··

 9.跨网络通信（路由选择路径）

路由分类：

主机路由：精确的到达主机的路径（量大不适用）

网络路由：到达某个网段的路径（实用）

默认路由：到达某个地方只有一条路径，默认这个路径

10.动态主机配置协议DHCP：

走的UDP协议  服务器端口：67

                       客户端端口：68

 

4月24日

1.基本网络配置：

• 主机名
• IP/netmask
• 路由：默认网关
• DNS服务器

2.配置当前主机网卡名称：

ip link set eth0 down/up 禁用或启动网卡命令 

临时修改网卡名 ip link set eth0 name abc

永久修改网卡名：vim /etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules

 

3.查看网卡状态：

mii-tool eth0

ethtool eth0

4.查看网卡驱动：

dmesg |grep –i eth

ethtool -i eth0

5.卸载网卡驱动：

modprobe -r e1000 

rmmod e1000

 装载网卡驱动：

modprobe e1000

 

6.ifconfig 命令 （过时的命令以后用 IP ）

                     列出启用的网卡信息

                    -a 列出全部网卡信息

                     -s 查看网卡流量（watch 持续查看）

ifconfig eth0 up / down  启用和禁用网卡

ifconfig eth0 0.0.0.0/0 清空网卡

一个网卡可以加多个ip地址：ifconfig erh0：name xx.x.x.x/x

 

 

7.网络配置文件

/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-xxx

文件内容：

• TYPE：接口类型；常见有的Ethernet, Bridge
• NAME：此配置文件应用到的设备
• DEVICE：设备名
• HWADDR：对应的设备的MAC地址
• UUID：设备的惟一标识
• BOOTPROTO： 激活此设备时使用的地址配置协议，常用的dhcp, static, none, bootp
• IPADDR：指明IP地址
• NETMASK：子网掩码,如:255.255.255.0
• PREFIX：网络ID的位数, 如:24
• GATEWAY：默认网关
• DNS1：第一个DNS服务器地址
• DNS2：第二个DNS服务器地址
• DOMAIN：主机不完整时，自动搜索的域名后缀（不设置时候默认主机名为域后缀）
• ONBOOT：在系统引导时是否激活此设备
• USERCTL：普通用户是否可控制此设备
• PEERDNS：如果BOOTPROTO的值为“dhcp”，YES将允许dhcp server分配的dns服务器信息直接覆盖至/etc/resolv.conf文件，NO不允许修改resolv.conf
• NM_CONTROLLED： NM是NetworkManager的简写，此网卡是否接受NM控制

       centos6之前     service   network  restart  重启网络服务生效

8.查看配置文件生效：

DNS：查看/etc/resolv.conf

IP地址、名字：ifconfig、ip a

路由表查看：route -n 

   添加路由：route add  [-net（网络） |-host（仅主机） |default（默认）]  target [netmask（掩码）] [gw（网关）]   [dev（接口名）]

   删除路由：route del  [-net（网络） |-host（仅主机）]  target [netmask（掩码）] [gw（网关）]   [dev（接口名）]

9.配置静态路由：用linux主机模拟路由设备，配置好IP地址、路由表、必须修改文件  【echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward】才能接受并发送数据

10.配置动态路由：安装quagga包,通过命令vtysh配置

    支持多种路由协议：RIP：选择经过路由器最好的路径  OSPF：选择网络带宽最大的路径   BGP：

11.配置当前主机名：

centos6 之前版本：/etc/sysconfig/network

                              HOSTNAME=xxx

centos7 以后版：/etc/hostname

                              HOSTNAME=xxx

10.iproute 包 代替 net-tools包

     ifconfig 用 ip 替代  netstat 用 ss 替代等

11.ip命令：临时性的

增加网卡地址

ip addr add 172.16.100.100/16 dev eth0 label eth0:0

删除地址

ip addr del 172.16.100.100/16 dev eth0 label eth0:0

全清地址

ip addr flush dev eth0

ip route 查看路由表

ip route add 添加路由
ip route del 删除路由

ip route flush 清空路由

 

12.单臂路由 一个网卡接口 设置两个ip地址 其他两台机器将这两个ip地址分别设成网关就可通讯

 

13.物理上一个网段，逻辑上没在一个网段两个机器 ，各自添加默认路由 不设定网关只设定网络接口名，就可以通讯

14.路由相关配置文件： /etc/sysconfig/network-scripts/route-IFACE

两种风格：

(1) TARGET via GW

     如：10.0.0.0/8 via 172.16.0.1

(2) 每三行定义一条路由

     ADDRESS#=TARGET

     NETMASK#=mask

     GATEWAY#=GW

网络通讯条件：物理上两台机器连接，逻辑上有路由就通

15.global 类型ip地址： 全局可用（默认配置）

    link类型ip地址: 仅链接可用

    host类型ip地址: 仅本机可用（回环网卡）

16.网卡别名：

ip addr add 添加

永久写成文件：格式如下

cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:1

DEVICE=eth0:1

IPADDR=10.0.0.100

PREFIX=8

17.多网卡 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

0-6 Mode 7种模式

• Mode 0 (balance-rr)： 轮询（Round-robin）策略
• Mode 1 (active-backup)： 活动-备份（主备）策略
• Mode 3 (broadcast)：广播策略

配置文件：

/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0

查看bond0状态：

/proc/net/bonding/bond0

 

18.centos7 之后：修改ip配置文件生效命令

nmcli con reload

nmcli con up con-name

19.网络组 Network Teaming

网络组：是将多个网卡聚合在一起方法，从而实现冗错和提高吞吐量

多种方式 runner

• broadcast
• roundrobin
• activebackup
• loadbalance
• lacp (implements the 802.3ad Link Aggregation Control Protocol)

网络组特点

• 启动网络组接口不会自动启动网络组中的port接口
• 启动网络组接口中的port接口总会自动启动网络组接口
• 禁用网络组接口会自动禁用网络组中的port接口
• 没有port接口的网络组接口可以启动静态IP连接
• 启用DHCP连接时，没有port接口的网络组会等待port接口的加入

管理网络组配置文件：

/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-team0

 

20.网桥

桥接：把一台机器上的若干个网络接口“连接”起来。其结果是，其中一个网口收到的报文会被复制给其

他网口并发送出去。

工具包：bridge-utils,目前 CentOS 8无此包