CentOS 网络基础

原创

白菜素三鲜丶 2022-07-26 20:50:36 ©著作权

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网络基础概念

网络建立的目的

网络建立的目的是为了数据交互(通信)，如何实现通信： 1.建立好底层的物理连接介绍 2.有一套统一的通信标准，称之为互联网协议

OSI七层模型

应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层

物理层

物理层就是网络的硬件设备：中继器、集线器(HUB)、双绞线

数据链路层

网络接口相关设备：网桥、以太网交换机、网卡

以太网协议

早期的时候各个公司都有自己的分组方式，后来形成了统一的标准，即以太网协议Ethernet

Ethernet规定

1.要有一块网卡，网卡要有一个独一无二的地址(mac地址) 2.一组电信号构成一个数据包，叫做"帧" 3.每一数据帧分成：报头head和数据data两部分

head	data
发送者 / 源地址，6个字节<br>接受者 / 目标地址，6个字节数据类型，6个字节	data包含：(最短46字节，最长1500字节)

head包含：(固定18个字节)

发送者／源地址，6个字节接收者／目标地址，6个字节数据类型，6个字节 data包含：(最短46字节，最长1500字节) 数据包的具体内容 head长度＋data长度＝最短64字节，最长1518字节，超过最大限制就分片发送 局域网通信，是通过mac地址进行通讯的 计算机通讯基本靠吼

网络层

路由器、三层交换

网络层由来：有了ethernet、mac地址、广播的发送方式，世界上的计算机就可以彼此通信了，问题是世界范围的互联网是由一个个彼此隔离的小的局域网组成的，那么如果所有的通信都采用以太网的广播方式，那么一台机器发送的包全世界都会收到，这就不仅仅是效率低的问题了，这会是一种灾难

## IP协议:
规定网络地址的协议叫ip协议,它定义的地址称之为ip地址,广泛采用的v4版本即ipv4,它规定网络地址由32位二进制表示
范围:0.0.0.0~255.255.255.255
一个ip地址通常写成四段十进制,例172.16.10.1

## ip地址分成两部分(点分十进制)

网络部分:标识子网
主机部分:标识主机
注意:单纯的ip地址段只是标识了ip地址的种类,从网络部分或主机部分都无法辨识一个ip所处的子网

例:172.16.10.1与172.16.10.2并不能确定二者处于同一子网

## 子网掩码
所谓”子网掩码”,就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址,也是一个32位二进制数字,它的网络
部分全部为1,主机部分全部为0。比如,IP地址172.16.10.1,如果已知网络部分是前24位,主机部分是后8位,那
么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000,写成十进制就是255.255.255.0。

知道”子网掩码”,我们就能判断,任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行
AND运算(两个数位都为1,运算结果为1,否则为0),然后比较结果是否相同,如果是的话,就表明它们在同一个子
网络中,否则就不是。

比如,已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0,请问它们是否在同一个子网络?两者与子网掩码分别进行AND运算

172.16.10.1:10101100.00010000.00001010.000000001
255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果:10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0
AND运算又叫做"按位与"运算,符号："&",在编程术语中表示一种运算方法,不可逆

172.16.10.2:10101100.00010000.00001010.000000010
255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果:10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0
结果都是172.16.10.0,因此它们在同一个子网络

总结:
IP协议的作用主要有两个,一个是为每一台计算机分配IP地址,另一个是确定哪些地址在同一个子网段

## ip数据包
ip数据包也分为head和data部分,无须为ip包定义单独的栏位,直接放入以太网包的data部分

head:长度为20到60字节
data:最长为65,515字节

而以太网数据包的”数据”部分,最长只有1500字节。因此,如果IP数据包超过了1500字节,它就需要分割成几个以太
网数据包,分开发送了。

IP地址和子网掩码的计算：AND & 按位与运算

172.16.10.1
10101100.00010000.00001010.00000001

172.16.10.2
10101100.00010000.00001010.00000010

255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000

## 按位与运算
172.16.10.1
10101100.00010000.00001010.00000001
11111111.11111111.11111111.00000000
10101100.00010000.00001010.00000000

172.16.10.2
10101100.00010000.00001010.00000010
11111111.11111111.11111111.00000000
10101100.00010000.00001010.00000000

1&1=1
1&0=0
0&1=0
0&0=0

传输层

四层路由器、四层交换机

**传输层的由来：**网络层的ip帮我们区分子网，以太网层的mac帮我们找到主机，然后大家使用的都是应用程序，你的电脑上可能同时开启qq，暴风影音，等多个应用程序，那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号

**传输层功能：**建立端口到端口的通信

端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口

TCP三次握手

## TCP协议的11种状态
三次握手中:
1.SYN_SENT		# 客户端发送SYN建立连接时状态
2.LISTEN		# 服务端等待客户端连接时，监听状态
3.SYN_RCVD 		# 服务端返回ACK和SYN给客户端时的状态
4.ESTABLISHED 	# 客户端和服务端建立连接时的状态

四次挥手中:
1.FIN_WAIT_1 	# 客户端发送FIN断开连接时的状态
2.CLOSE_WAIT 	# 服务端接收到客户端的断开连接时返回ACK的状态
3.FIN_WAIT_2 	# 客户端接收服务端返回ACK时的状态
4.LAST_ACK 		# 服务端发送FIN给客户端时的状态
5.TIME_WAIT 	# 客户端返回ACK给服务端，断开连接后的状态

关闭状态:
1.CLOSED(被动关闭端在接收到ack包后,进入CLOSED状态关闭TCP连接)
2.CLOSING(客户端和服务端同时发起断开连接)

TCP四次挥手

会话层

建立会话
保持会话
断开会话

session共享和会话保持

表示层

表示层主要三大功能： 1.内码转换 2.压缩与解压缩 3.加密与解密

应用层

**应用层由来：**用户使用的都是应用程序，均工作于应用层，互联网是开发的，大家都可以开发自己的应用程序，数据多种多样，必须规定好数据的组织形式

**应用层功能：**规定应用程序的数据格式

例：TCP协议可以为各种各样的程序传递数据，比如Email、WWW、FTP等等。那么，必须有不同协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式，这些应用程序协议就构成了”应用层”。

总结

OSI七层模型

物理层
- 网络硬件设备
数据链路层
- 以太网
  - 一块网卡，MAC地址
  - 电信号组成数据(帧)
  - 帧：报头和数据
- 通过广播传输数据
网络层
- 解决广播风暴故障
- 出现IP协议
  - IP地址+子网掩码
  - 按位与运算，来计算IP地址是否在同一网段
- 通过IP地址传输数据
传输层
- 端口范围：0-65535，系统占用0-1023
- TCP协议和UDP协议
  - TCP协议：
    - 三次握手
    - 四次挥手
    - 11种状态
- 通过端口到端口传输数据
会话层
- 建立会话
- 保持会话
- 断开会话
表示层
- 转码/解码
- 解压/压缩
- 加密/解密
应用层
- 开发写出来的程序