随堂记录-网络基础章节-第二阶段

运维网络基础课程第一部分：
=================================================
01. 网络知识开篇介绍
    ①. 学习网络的重要性
        系统运维（linux）--服务（网络相关知识）
        开发技术         --软件服务开发（网络技术部署）
        大数据分析       --构建大数据平台也需要网络技术支撑   
        数据库人员               
    ②. 运维网络授课内容
        基础部分：网络通讯原理
                   路由（IP地址 路由表 路由协议） 交换（MAC地址 mac表 广播域与冲突域） OSI7层模型 
                   网络通讯数据包封装过程
        进阶部分：TCP/IP模型（TCP/IP协议簇） TCP三次握手/四次挥手状态集转换
        深入部分：IP地址分类 IP地址子网划分原理 DNS协议原理 ARP协议原理
        操作部分：与系统相关网络操作命令        
    ③. 网络知识学习方法
        路由交换部分（运维人员需要先行掌握）
        网络安全部分
        网络运营商部署部分
        无线网络技术
        语音网络技术
    
    
02. 网络基础知识概念
    到底什么是网络：实现通讯的技术可以就称为网络技术
    ①. 网络拓扑架构构建
        网络拓扑==网络设备连接图
        
    ②. 网络基本设备介绍
        1）交换机设备说明
           交换机概念：解决多台主机在一个网络里面通讯的需求
           主机身份标识信息：称为叫做mac地址，又称为是一个物理地址（刻录在网卡上面的）
           交换机通讯的网络范围：称为叫做一个局域网
           
           交换机传输数据问题：
           01. 会有广播风暴产生：会让主机接收到大量广播包，影响主机性能
               一个交换机所有接口处于一个广播域内
           02. 早期交换网络中，会存在数据冲突问题
               目前一个交换机每一个接口处于一个冲突域内即可
           总结：假设一个24口的交换机；总共有24个冲突域；总共有一个广播域       
           
           交换机作用特征说明：           
           在一个交换机的端口上所连接的所有终端设备，均在一个网段上（称为一个广播域）
           并且一个网段会有一个统一的网络标识（mac），会产生广播消耗设备CPU资源（广播问题）
           交换机可以隔离冲突域，每一个端口就是一个冲突域
           终端用户的设备接入
           基本的安全功能
           广播域的隔离无法具备的

        2）路由器设备说明
           路由器概念说明：实现不同网段主机通讯的需求
           路由器身份标识信息：称为ip地址（网段信息+网络主机信息=IP地址），IP地址又称为是一个逻辑地址
           总结：假设一个5口的路由器：总共有5个冲突域，总共有5个广播域
           
           路由器作用特征说明：
           广播、组播控制
           对数据做寻址、选择到达目的网络的最佳路径
           流量管理
           连接广域网
    
03. 网络架构层次模型
    ①. 网络层次架构组成
        核心层：（放置外网互联路由器设备）
        核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输，骨干层设计任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。
        汇聚层：（放置的3层交换机）
        汇聚层是楼群或小区的信息汇聚点，是连接接入层和核心层的网络设备，为接入层提供数据的汇聚\传输\管理\分发处理。
        汇聚层为接入层提供基于策略的连接，如地址合并，协议过滤，路由服务，认证管理等。
        通过网段划分(如VLAN)与网络隔离可以防止某些网段的问题蔓延和影响到核心层。
        汇聚层同时也可以提供接入层虚拟网之间的互连，控制和限制接入层对核心层的访问，保证核心层的安全和稳定。
        接入层：（放置2层交换机）
        接入层通常指网络中直接面向用户连接或访问的部分。接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。
    ②. 网络规模区域划分
        局域网:
        本地私有的一个网络范围。如果是一个规模比较大的局域网，也会成为是一个园区网。
        城域网：
        如果一个网络的覆盖面积达到了一个城市，就可以称为城域网。
        广域网：（互联网）
        如果覆盖面积达到了全国或者全球，就称为广域网，全球最大的广域网就是Internet互联网。
    
04. 网络OSI层次模型
    ①. 网络层次模型概念介绍
        OSI的概念：
        open system interconnect开放系统互连参考模型，是由ISO(国际标准化组织)定义的。
        是个灵活的、稳健的和可互操作的模型，并不是协议，是用来了解和设计网络体系结构的。
    ②. 网络层次模型作用说明
        OSI模型的目的：
        规范不同系统的互联标准，使两个不同的系统能够较容易的通信，而不需要改变底层的硬件或软件的逻辑。
        每一层指定了不同协议标准
    ③. 网络层次模型组成部分
        OSI把网络按照层次分为7层
        由下到上分别为物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。每个层次对应了相应的标准或者协议。
    ④. 网络层次模型逐层说明
        传输层：
        重要协议：TCP协议和UDP协议
                   传输层数据包称为报文：会包含两个重要的信息--->源端口信息 目标端口信息
        网络层：
        重要协议：IP协议
                   网络层数据包称为包：会包含两个重要的信息--->源IP地址信息  目标IP地址信息
        数据链路层：
                   数据链路层数据包称为帧：会包含两个重要的信息--->源MAC地址信息  目标mac地址信息
        物理层：
        传输模式：单工（电台广播）  半双工（对讲机）  全双工（电话）（通用模式）
        物理拓扑：总线型 星型 环形网络
    
05. 网络OSI网际互联
    ①. OSI网际互联数据包封装过程
    ②. OSI网际互联数据包解封过程
    ③. OSI网际互联过程的详细描述    
    

运维网络基础课程第二部分：
=================================================
01. 网络TCP/IP层次模型
    ①. 网络层次模型概念介绍
        用于简化OSI层次，以及相关的标准。
        传输控制协议(tcp/ip)族是相关国防部(DoD)所创建的，主要用来确保数据的完整性及在毁灭性战争中维持通信
        是由一组不同功能的协议组合在一起构成的协议簇
        利用一组协议完成OSI所实现的功能
    ②. 网络层次模型作用说明
    ③. 网络层次模型组成部分
    ④. 网络层次模型逐层说明
        
    
02. 网络TCP/IP模型精讲
    ①. 网络重要协议说明
        TCP与UDP协议对比：
        传输控制协议（TCP）                        用户数据报文协议(UDP)
        面向连接                                    无连接
        可靠传输                                    不可靠传输
        流控                                        尽力而为，尽力传递
        使用TCP应用                                    使用UDP的应用：
        WEB浏览器；电子邮件；文件传输程序            域名系统（DNS）；视频流；IP语音（VoIP）
       

    ②. 网络协议报文结构
        源端口随机分配，目标端口使用知名端口
        [root@test ~]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range 
        32768     61000
        由于TCP协议头部使用16位来保存端口号，所以端口的个数最多为65536个，2^16=65536。0号端口不会被tcp和udp协议使用 
        tcp和udp协议端口号范围是 1~65535 
        http 80 ssh 22 telnet 23
        
        控制字段：
        ack：表示确认控制字段，实现数据可靠连接
        syn：表示请求建立连接字段
        fin：表示请求断开连接字段
        说明：控制字段信息默认为0，控制字段功能不起作用；控制字段信息置为1，表示相应控制字段功能开启
        
        应用客户端使用的源端口号一般为系统中未使用的且大于1024的
        目的端口号为服务器端应用服务的进程，如telnet为23

    ③. 网络连接建立过程
        TCP/IP三次握手建立过程
    ④. 网络连接断开过程
        TCP/IP三次握手建立过程
    ⑤. 网络状态转换过程

03. 网络TCP/IP涉及原理
    ①. ARP协议原理
        ARP协议的功能
        1) 将IPv4地址解析为MAC地址
        2) 维护映射的缓存
    ②. DNS协议原理
        DNS是什么？DNS(Domain Name System)
        DNS称为域名系统，在网站运行中器到了至关重要的作用，主要作用是负责把网站域名解析为对应的IP地址。
        
        域名的层次级别：
        第一个级别：称为 根域名服务器 .（全球13个）
        第二个级别：称为 顶级域名服务器（一级域名服务器）.com .cn .gov
        第三个级别：称为 二级域名服务器（授权DNS服务器）.baidu.com .jd.com
        第四个级别：称为 虚拟主机信息 www.baidu.com www.jd.com
        
        DNS解析相关命令
        dig @8.8.8.8 www.xxx.com +trace
        nslookup www.xxx.com
        host www.xxx.com    
        ping www.xxx.com

运维网络基础课程第三部分：
=================================================
01. 网络IP地址分类说明
    按照IP地址数值范围划分（A B C 类 D类 组播地址 E 预留研发使用）
    按照IP地址用途进行划分（公网地址 私网地址）
    划分公网和私网地址最主要的作用：就是避免IP地址资源枯竭
    常见私有地址
    10.0.0.0/8             (10.0.0.0        到    10.255.255.255)
    172.16.0.0/12        (172.16.0.0        到    172.31.255.255)
    192.168.0.0/16         (192.168.0.0    到    192.168.255.255)
    169.254.0.0/16         (169.254.0.0    到    169.254.255.255)*
    
    IP私网地址类似于我们的身份证
    IP公网地址类似于我们的护照信息
    
    按照IP地址通讯方式划分（单播地址 组播地址 广播地址）
    单播地址：
    就是网卡上配置的IP地址，就称为单播地址
    组播地址：
    一般为D类地址，称为组播地址，只能在一个组内进行互相访问通讯
    广播地址：
    就是主机位全为1的，就称为广播地址
    网络地址
    就是主机位全为0的，就称为网络地址
        
    特殊IP地址说明：
    127.0.0.1
    表示回环地址，进行测试使用，验证本地的TCP协议簇安装的是否正确。
    0.0.0.0
    主机位全为0的称为是网络地址
    255.255.255.255
    主机位全为1的称为是广播地址，即向所有人发出信息
    结论：主机地址可以范围中，不能包含网络地址和广播地址
    
    总结得知：
    0和255作为主机的地址，是不能进行分配使用的，只有0-255之间的地址可以进行分配为主机地址使用
    根据主机地址范围取值，可以引入一个公式: 
    可以分配的主机地址个数=2的N次方-2  192.168.12. == 2的8次方=256-2=254 2的16次方=65536-2=65534
    N次方的N表示有多少个主机位
    -2就表示减去网络地址和广播地址，剩余的就是可分配的主机地址

02. 网络IP地址划分说明（VLSM可变长子网掩码划分过程）
    IP地址划分子网的原因
    172.16.0.0  ==>  2的16次方（n表示B类地址的主机位个数）-2=65536-2=65534
    01. 为了避免IP地址资源浪费，会对IP地址进行子网划分
    02. 大量的广播包，形成广播风暴，会严重影响主机性能
    03. 会对路由器产生压力，路由的性能也会被耗尽
    IP地址划分子网计算法
    172.16.0.0  == 前两个8位为网络为  后两个8位为主机位
    网络掩码概念：
    有32位二进制数组成，并且每8位为一组，只要是网络位，都会置为1
    
    172.16.0.0 这个B类地址为例说明：
    172-128=44-32=12-8=4
    10101100  00010000 00000000  00000000
    11111111  11111111 00000000  00000000
    掩码：
    255.0.0.0     A类掩码信息     /8
    255.255.0.0   B类掩码信息   /16
    255.255.255.0 C类掩码信息   /24
    
    总结得知：
    因此可以得到另一个计算公式的结论
    可以划分的子网数=2的N次方
    其中N表示借用的主机位个数

运维网络基础课程第四部分：
=================================================
01. 系统网卡配置参数说明
    网卡配置参数详解
    [root@oldboy ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
    DEVICE=eth0                    <- 第一块网卡逻辑设备名；第二块为eth1，
    有些系统也会以em等字符标识（centos7系统）
    TYPE=Ethernet                <- 上网类型，目前基本都是以太网
    UUID=sasd-sdasd-wqe-12        <- 通用唯一识别码（Universally Unique Identifier）；
                                   如果是vmware克隆的虚拟机无法启动网卡可以去除此项。
    ONBOOT=yes                    <- 这个地方要设置为yes，才能保证下次开机启动激活网卡设备
    NM_CONTROLLED=no            <- 是否通过NetworkManager管理网卡设备（centos6关闭）
    BOOTPROTO=none                 <- 启动协议，获取IP地址配置方式，有none|bootp|dhcp三个选项
    IPADDR=10.0.0.51            <- 表示本台局域网中服务器的固定IP地址
    NETMASK=255.255.255.0        <- 子网掩码，用来规划网络为和主机位的，一般为255.255.255.0
    DNS2=223.6.6.6                <- 第二个DNS，这里默认会覆盖以及优选于/etc/resolv.conf的配置文件
    GATEWAY=10.0.0.254            <- 局域网上网网关地址
    DNS1=223.5.5.5                <- 主DNS，这里默认会覆盖以及优先于/etc/resolv.conf的配置生效
    USERCTL=no
    PEERDNS=yes                    <- 是否确认网卡配置文件中的DNS配置优先于/etc/resolv.conf配置文件
    IPV6INIT=no                    <- 是否支持IPV6
    HWADDR=00:0c:29:10:2e:28    <- 以太网硬件地址即MAC地址，如果是vmware克隆的虚拟机
                                   无法启动网卡可以毫不犹豫的删除此项。
    网卡配置生效方法：
    # 推荐：ifdown,ifup进行指定发卡的重启操作
    ifdown eth0 && ifup eth0  <- 重启eth0网卡
    ifup eth0                    <- 启动eth0网卡

    针对所有网卡进行重启操作（工作场景慎用此命令）
    /etc/init.d/network restart 
  
02. 系统默认网关配置说明
    添加默认网关路由
    route add default gw 10.0.0.254
    route del default gw 10.0.0.254

    添加静态网段路由
    route add -net 172.16.1.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.1.1
    
    添加静态主机路由
    route add -host 192.168.2.13 dev eth2

03. 系统网卡多个地址配置
    IP别名方式配置多地址
    ifconfig eth0:1 10.0.0.100/24 up        <- 配置别名IP，即虚拟IP（VIP），并启用虚拟IP
    ifconfig eth0:X down                     <- 停掉指定别名IP配置

    辅助IP方式配置多地址
    ip addr add 10.0.0.13/24 dev eth0:1
    ip addr add 10.0.0.14/24 broadcast 10.0.0.255 dev ethx
    ip add del 10.0.0.10/24 dev ethx

04. 网络地址信息获取命令
    查看网络状态常用命令：
    ifconfig命令：centos 5 6系统中常用
    用于显示网路配置信息
    ip命令：centos7系统
    用于显示网路配置信息
    route命令：
    查看路由配置信息route -n
    hostname（uname -n）
    显示主机名称信息；也可以利用hostname显示ip地址配置信息hostname -I
    netstat（ss-centos7）
    显示主机的端口与服务网络连接状态，ESTABLISHED表示建立连接的状态，数量即表示网络连接数
    lsof
    显示主机的端口与服务网络连接状态。
    
05. 网络连接异常常用排查命令
    ping命令
    -c<count>        设置完成要求回应的次数；默认会一直长ping
    -f                表示极限ping，ping过程中不显示任何信息，效率更高
    -i<interval>    指定收发信息的间隔时间
    -q                不显示指定执行过程，开头和结尾的相关信息除外
    -s              <数据包大小>    设置数据包的大小

    tracroute/tracert命令
    
    telnet命令
    nmap命令
    

 

转载于:https://my.oschina.net/u/4005625/blog/2254220