Linux 网络学习

关于计算机网络知识的学习，不仅仅是 Linux 下的网络管理。

ISO/OSI 模型

网络是做什么的？传输数据。怎么传输？例如 ISO/OSI 模型。

OSI : Open System Interconnetion

ISO/OSI	作用
应用层	用户接口
表示层	数据的表现形式、特定功能如加密
会话层	确定网络数据是否要经过远程会话
传输层	确定传输协议(TCP或UDP)及端口号、传输前的错误检测、流控
网络层	IP 地址(包括源和目标的 IP 地址)、选路
数据链路层	组帧、MAC 地址、错误检测与修正
物理层	设备之间的比特流的传输、物理接口、电气特性等

说明

表示层：数据的编码、加密、压缩等
流控：例如根据网络的快慢决定什么时候传输。
选路：数据是通过各个路由器传递的，选路就是确定数据经由哪些路由器节点。
物理接口：例如网线的一端接口是什么样的。
电气特性：例如8根线网线只有1、3、2、6用于网络物理层传输。

TCP/IP 模型

TCP : Transmission Control Protocol
IP : Internet Protocol

TCP/IP 参考了 ISO/OSI ，其对应关系如下:

TCP/IT	ISO/OSI
应用层	应用层、表示层、会话层
传输层	传输层
网际互连层	网络层
网络接口层	数据链路层、物理层

网络接入层

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，而是由参与互联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 ISO/OSI 的数据链路层。

ARP : Address Resolution Protocol

ARP 把 IP 翻译成长度为 48 位，用 12 个十六进制表示的网卡物理地址，同网段或者说局域网传输数据用的不是 IP 地址，而是网卡的物理地址。IP 地址用于跨网段或者说公网、互联网传输数据。

交换机只识别网卡物理地址，不能识别 IP 地址。

在 windows CMD 下执行 arp -a，列出跟当前计算机所有有联系的 IP的 MAC 地址:

C:\Users\will>arp -a

接口: 192.168.1.2 --- 0xd #本机
  Internet 地址         物理地址              类型
  192.168.1.1           a0-91-c8-a3-4b-18     动态 #路由器
  192.168.1.4           c8-f6-50-09-12-d7     动态 #iPad
  192.168.1.255         ff-ff-ff-ff-ff-ff     静态
  224.0.0.2             01-00-5e-00-00-02     静态
  224.0.0.22            01-00-5e-00-00-16     静态
  224.0.0.251           01-00-5e-00-00-fb     静态
  224.0.0.252           01-00-5e-00-00-fc     静态
  239.255.255.250       01-00-5e-7f-ff-fa     静态
  255.255.255.255       ff-ff-ff-ff-ff-ff     静态

通过 ping 只要可以 ping 通就可以查看局域网某台机器的 MAC 地址。

C:\Users\will>ping 192.168.1.6

正在 Ping 192.168.1.6 具有 32 字节的数据:
来自 192.168.1.6 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=64
来自 192.168.1.6 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=64
来自 192.168.1.6 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=64
来自 192.168.1.6 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=64

192.168.1.6 的 Ping 统计信息:
    数据包: 已发送 = 4，已接收 = 4，丢失 = 0 (0% 丢失)，
往返行程的估计时间(以毫秒为单位):
    最短 = 0ms，最长 = 0ms，平均 = 0ms

C:\Users\will>arp -a

接口: 192.168.1.2 --- 0xd
  Internet 地址         物理地址              类型
  192.168.1.1           a0-91-c8-a3-4b-18     动态
  192.168.1.4           c8-f6-50-09-12-d7     动态
  192.168.1.6           00-16-d4-e9-4d-56     动态
  192.168.1.255         ff-ff-ff-ff-ff-ff     静态
  224.0.0.2             01-00-5e-00-00-02     静态
  224.0.0.22            01-00-5e-00-00-16     静态
  224.0.0.251           01-00-5e-00-00-fb     静态
  224.0.0.252           01-00-5e-00-00-fc     静态
  239.255.255.250       01-00-5e-7f-ff-fa     静态
  255.255.255.255       ff-ff-ff-ff-ff-ff     静态

网际互联层

主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议解决数据包在整个网络上的逻辑传输。该层有三个主要协议：IP、IGMP、ICMP。

IGMP : Internet Group Management Protocol
ICMP : Internet Control Messages Protocol

ping 使用的就是 ICMP 。

传输层

为应用层实体提供端到端的的通信功能，保证数据包的顺序传送及数据的完整性。两个主要协议：TCP、UDP。

UDP : User Datagram Protocol

三次握手源自有名的 两军问题
参考：http://blog.csdn.net/stone8761/article/details/51680790

虽然模型名称是 TCP/IP ，但传输层可以有 UDP ??? 是这样么？？？

应用层

为用户提供所需要的各种服务，例如：FTP、Telnet、DNS、SMTP 等。

FTP : File Transfer Protocol
Telnet : 远程登录
DNS : Domain Name Server
SMTP : Simple Message Transfer Protocol

FTP 接收端口号：21

数据封装过程

IP

DNS

网关

交换机属于数据链路层设备

Linux 网络配置

[will@syst ~]$ ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:16:D4:E9:4D:56  
          inet addr:192.168.1.6  Bcast:192.168.1.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::216:d4ff:fee9:4d56/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:1076 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:231 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:124591 (121.6 KiB)  TX bytes:21331 (20.8 KiB)
          Interrupt:16

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0
          RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)

对于 eth0:

Link encap - 网络类型：Ethernet
HWaddr - 网卡的物理地址 MAC : 00:16:D4:E9:4D:56
inet addr - 当前 ip 地址
Bcast - 广播地址
Mask - 子网掩码
inet6 addr - ip v6 地址
MTU - 最大传输单元
RX packets - 当前接收到的数据包
TX packets - 当前发送的数据包
RX bytes
TX bytes
Interrupt -

网卡 lo 是本地环回网卡，用于测试当前系统网络协议是否正常，可以 ping 通。

ifconfig

This program is obsolete! For replacement check ip addr and ip link. For statistics use ip -s link.

配置的 IP 是临时生效的

网卡配置文件

/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

DEVICE=eth0 网卡设备名,要与配置文件名称一致
BOOTPROTO=

[will@syst ~]$ sudo vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
HWADDR=00:16:D4:E9:4D:56
TYPE=Ethernet
UUID=20343218-b4de-459b-b1ff-a7ee3b78f11a
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=no
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.6
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1
DNS1=202.106.46.151
DNS2=202.106.195.68
USERCTL=no
IPV6INIT=no

主机名文件

/etc/sysconfig/network

[will@syst ~]$ hostname
syst

[will@syst ~]$ sudo vi /etc/sysconfig/network
NETWORKING=yes
HOSTNAME=syst

DNS 配置文件

/etc/resolv.conf

对于 ubuntu ,有些差异，它建议设置在 /etc/resolvconf.d/ 下

修改 UUID

对于虚拟机复制来的 Linux ，网卡配置文件中的 UUID 是相同的，需要修改：

删除网卡配置文件中的 HWADDR 这一行，也就是 MAC 地址
sudo rm -rf /etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules，删除网卡和 MAC 地址绑定文件
重启系统