网络协议和管理

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物理拓扑分类：

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总线拓扑：所有设备均可接受信号
环状拓扑：信号绕环传输，单一故障点
双环拓扑：信号沿相反方向传输，比单环的复原能力更强
星型拓扑：通过中心点传输，单一故障点
扩展的星型拓扑：比星型拓扑的复原能力强***主流的拓扑结构
全网状拓扑：容错能力强，实施成本高。
部分网状拓扑：在容错能力与成本之间寻求平衡。

osi七层模型：降低复杂性、标准化接口、简化模块化设计、确保技术的互操作性、加快发展速度、简化教学

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7、应用层application
	网络进程访问应用程序；为应用程序进程（例如，电子邮件、文件传输和终端仿真）提供网络服务；提供用户身份验证。
6、表示层persention
	数据表示；确保接收系统可以读出该数据；格式化数据；构建数据；协商用于应用层的数据传输语法；提供加密。
5、会话层session
	主机间通信；建立、管理和终止在应用程序之间的会话。
4、传输层transport
	传输问题；确保数据传输的可靠性，建立、维护和终止虚拟电路；通过错误检测和恢复；信息流控制来保障可靠性。
3、网络层network
	数据传输；路由数据包，选择传递数据的最佳路径，支持逻辑寻址和路径选择。路由器工作在网络层。
2、数据链路层data link
	访问介质；定义如何格式化数据以便进行传输以及如何控制对网络的访问，支持错误检查。交换机工作在数据链路层。
1、物理层physical
	二进制传输；为启动、维护、以及关闭物理链路定义了电气规范、机械规范、过程规范和功能规范。hub集线器工作在物理层

osi七层模型中，下层为上层提供服务。

三种通讯模式：

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单播unicast
多播multicast
广播btoadcast

lan的组成

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computers
	PCs
	Servers
Interconnections
	NICs
	Media
Network devices
	Hubs
	Switches
	Routers
Protocols
	Ethernet
	IP
	ARP
	DHCP

双绞线针脚定义：
百兆以内：半双工，只发或只收
千兆：全双工，即发又收

单工：喇叭，广播，
半双工：对讲机，微信语音
全双工：打电话

光纤以及光电转换（把网线转换成光纤），光纤的传输距离能达到千米以上。
熔纤机，光纤的材质是玻璃纤维。

网络适配器（网卡）：工作在数据链路层

以太网：工作在数据链路层，规定数据帧的报文结构，分成有线以太网和无线以太网（WiFi）

马斯洛理论：
自我实现
尊重
社会
安全
生理

hub集线器：
多端口中继器
hub并不记忆该信息包是由哪个MAC地址发出，哪个MAC地址在hub的哪个端口。
特点：
共享带宽
半双工
hub会产生flood泛洪现象

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冲突域：一台主机发送报文，另一台主机也发送报文，产生冲突，则两台设备在同一个冲突域；不产生冲突，则两台设备不在同一个冲突域。
广播域：一个主机发送广播，另一个主机能收到，则两台主机在同一个广播域；否则不再同一个广播域。

为了解决冲突域和广播域的问题，采取如下方法：

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以太网桥：
	优势：
		扩展了网络带宽
		分割了网络冲突域，使网络冲突被限制在最小的范围内
		交换机作为更加智能的交换设备，能够提供更多用户所要求的功能：优先级，虚拟网，远程检测......
	以太网桥的工作原理：
		以太网桥监听数据帧中源MAC地址，学习MAC，建立MAC表
		对于未知MAC地址，网桥将转发到除接收该帧的端口之外的所有端口
		当网桥接到一个数据帧时，如果该帧的目的位于接收端口所在网段上，它就过滤掉该数据帧；如果目的MAC地址位于另外一个端口，网桥就将该帧转发到该端口
		当网桥接到广播帧时，它立即转发到除接收端口之外的所有其他端口。

路由器：
为了实现路由，路由器需要做以下事情：

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分割广播域
选择路由表中到达目标最好的路径
维护和检查路由信息
连接广域网

路由：把一个数据包从一个设备发送到不同网络里的里一个设备上去。这些工作依靠路由器来完成。路由器只关心网络的状态和
决定网络中的最佳路径。路由的实现依靠路由器中的路由表来完成。

VLAN：VLAN=广播域=逻辑网络（Subnet）
分割广播域
安全
灵活管理
单臂路由：

分层的网络架构：

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核心层Core Layer：
	企业级应用快速转发
分布层Distribution：
	广播域，路由，安全，远程接入，访问层汇聚
访问层AccessLayer：
	终端接入

以太网帧的最小长度为46个字节

TCP/IP协议：协议栈
全称：Transmission Control Protocol/Internet Protocol
传输控制协议/因特网互联协议
共定义了4层
4、应用层（包括osi模型的应用层，表示层，会话层）
协议：http、ftp、tftp、nfs、telnet、smtp、dns
3、传输层（相当于osi的传输层）
协议：tcp（面向连接，）、udp（不面向连接，）
功能：多路会话、分段（将大文件切割成小的段进行传输）、
2、Internet层（相当于osi模型的网络层）
1、网络访问层（相当于数据链路层和物理层的集合）
TCP协议的特性：

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工作在传输层
面向连接协议
全双工协议
半关闭
错误检查
将数据打包成段，排序
确认机制
数据恢复重传
流量控制控制，滑动窗口
拥塞控制，慢启动和拥塞避免算法

TCP协议包头：
前20个字节（160位）固定；前32位0-31为源端口和目标端口，之后32位为序号，在之后32位为确认号，

相关服务的固定端口：

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http：80
ssh：22
ftp：21
qq udp：8000
telnet：23	
dns：53
tftp：69
snmp：161
https：443
mysql：3306

TCP/IP的三次握手：
有限状态机FSM：Finite State Machine
11种状态

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CLSED 没有任何连接状态
LISTEN 侦听状态，等待来自远方TCP端口的连接请求

SYN-SENT 在发送连接请求之后，等待对方确认
SYN-RECIVED 在收到和发送一个连接请求之后，等待对方确认

ESTABLISHED 代表传输连接建立，双方进入数据传送状态

FIN-WAIT1 主动关闭，主机已经发送关闭连接请求，等待对方确认
FIN-WAIT2 主动关闭，主机已经收到对方关闭传输连接确认

TIME-WAIT 完成双向传输连接关闭，等待所有分组消失
CLOSE-WAIT 被动关闭，收到对方发来的关闭连接请求，并已确认

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
CLOSING 双方同时尝试关闭传输连接，等待对方确认

UDP特性：

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

sync半连接和accept全连接队列
未完成连接队列大小，建议调整大小为1024以上
完成连接队列大小，建议调整大小为1024以上

ICMP协议详解：Internet层协议。
/proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all
该文件内容为0时，允许回应ICMP包，为1时不允许回应
利用ICMP进行攻击
ping -s 65507 Package_size -f ip 可以使目标主机的网卡利用率暴涨

ARP协议：Adress Resolution Protocol 地址解析协议
A知道B的IP不但是知道位置，A在寻找B时会发ARP广播，B收到广播后，会将A的IP和A的Mac地址存到本机ARP列表，
之后会向A发送返回包，包中包含自己的mac，A收到B发来的返回包后，会在机子的ARP列表中加入B的IP和Mac对应关系。

ARP寻址时如果夸路由器，则A和B必须配置网关，网关分别对应连接的路由器的端口，

IP报文
IP报头：20个字节（128位），
报文头部格式：Package
4位版本号；4位首部长度；8位分区服务；16位的总长度；16位的标识；
3位的标志；13位的片偏移；8位生存时间；8位协议；16位首部检验和；
32位源地址；32位目的地址；长度可变的可选字段；填充部分；

主机到主机的包传递过程：
路由-> ARP -> 三次握手 ->

ip地址：
标识每个主机所在的网段和在网络中的位置。
组成：
网络ID位：
标识网络
每个网段分配一个网络ID
主机ID：
标识单个主机
有组织分配给各设备
网关：下一个路由器距离本机近的那个端口。
路由表：只负责往外发，把包发送到哪个位置。不负责接收。

主机和远程主机通信的过程：

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拿到对方主机的ip
判断本主机和对方主机是否在一个网段：对方ip和本机子网掩码与，再拿本机ip和子网掩码与，看结果是否相同。
查找路由表，找到去往远程主机的路径。

动态主机配置协议DHCP：

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客户端发送发现报文广播；discover
DHCP服务器发送广播提供消息；offer
客户端对请求消息做出响应。request；告诉网络中主机本机占用的ip
DHCP服务器以确认消息结束交换过程。ACK确认报文；
DHCP采用UDP协议，服务器端口号为68；客户端端口号为67.

基本网络配置：

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将linux主机接入到网络中，需要配置网络相关配置。
一般包括如下内容：
	主机名
	IP/netmask
	路由：默认网关
	DNS服务器： 将域名解析成IP地址；hosts文件也可本地解析
		主DNS服务器
		次DNS服务器
		第三DNS服务器
默认本地hosts文件的解析优先级高于DNS，但是可以通过/etc/nsswitch.conf控制两者优先级。

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centos6相关网络配置：

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网络接口识别并命名相关的udev配置文件：
	/etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules
主机名存放的文件： 修改完主机名后，建议将新的主机名加入hosts文件做解析
	/etc/sysconfig/network
查看网卡信息：
	dmesg | grep -i eth 
	ethtool -i eth0
卸载网卡驱动：
	modprobe -r e1000
	rmmod e1000
装载网卡驱动：
	modprobe e1000

centos7相关网络配置:

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主机名存放文件：
	/etc/hostname
修改主机名： 修改完主机名后，建议将新的主机名加入hosts文件做解析
	hostnamectl set-hostname new-hostname

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arping -I 网卡名 ip ：通过该网卡发送ARP广播查找该网段中有几个主机的ip相同。

ip地址配置方式:
静态指定：
ifconfig route netstat
ip:object {link,addr,route} , ss , tc
system-config-network-tui,setup
配置文件
动态分配：
DHCP:Dynamic Host Configuration Protocol

网络配置相关命令：

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ifconfig命令：
	ifconfig [interface] 
		ifconfig -a  查看所有网卡信息
		ifconfig IFACE [up|down] 启用|禁用网卡（从链路层down掉，拔网线从物理层down掉）；等价于 ifup|ifdown DEVICE
	ifconfig interface [aftype] options | address ...
		ifconfig IFACE IP/netmask [up] 使用ifconfig命令配置ip地址，临时配置ip地址，将网卡down掉或重启网络后丢失。
		ifconfig IFACE IP netmask NETMASK 
	注意：ifconfig命令修改后立即生效
	启用混杂模式：[-]promisc
	配置网卡别名，实现一个网卡绑定多个ip：
		ifconfig eth1:2 ip 
		如果不想要了，使用ifdown eth1:2 即可删掉该ip

route命令：路由管理

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查看路由表：
		route -n
	添加路由：
		route add 
			route add [-net|-host] target [netmask Nm] [gw Gw] [[dev] if]
				网关必须和主机ip在同一网段才可行。
			for example:
				目标： 192.168.1.3 网关：172.16.0.1
					route add -host 192.168.1.3 gw 172.16.0.1 dev eth0
				目标：192.168.0.0 网关：172.16.0.1
					route add -net 192.168.0.0/24 gw 172.16.0.1 dev eth0
			添加默认路由，网关：172.16.0.1
				route add default gw 172.16.0.1
	删除路由：
		route del 
			route del [-net|-host] target [gw Gw] [netmask Nm] [[dev] if]
				for example:
			 	目标：192.168.1.3 网关：172.16.0.1
				 		route del -host 192.168.1.3
				 	目标：192.168.0.0 网关：172.16.0.1
				 		route del -net 192.168.0.0/24		
		配置动态路由：
			通过安装守护进程获取动态路由：
				安装quagga包
				支持多种路由协议：RIP OSPF BGP
				命令vtysh配置

网络连接管理及查看相关命令：
显示网络连接：

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netstat [--tcp|-t] [--udp|-u] [--raw|-w] [--listening|-l] [--all|-a] [--numeric|-n] [--extend|-e] [--progam|-p]
	-t:tcp相关协议
	-u:udp相关协议
	-w：raw socket相关
	-l：处于坚挺状态
	-a：所有状态
	-n：以数字显示IP和端口
	-e：扩展格式
	-p：显示相关进程及PID
	常用组合：
		-tan， -uan， -tnl， -unl 
	显示路由表：
		netstat -rn 
			-r:显示内核路由表
			-n：以数字格式显示IP和端口
	显示接口统计数据：
		netstat {--interface|-i|-I} [iface] [--all|-a] [--extend|-e] [--program|-p] [--numeric|-n]
		netstat -i
		netstat -I=IFACE
		ifconfig -s eth0

配置linux网络属性：ip命令

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ip - show / manipulate routing,devices,policy routing and tunnels
	ip [options] OBJECT {COMMAND|HELP}
		OBJECT:={link|addr|route}
	ip link - network device configration 
		set dev IFACE
			可设置属性：
				up and down:激活或禁用指定接口
					ifup/ifdown
		show [dev IFACE] : 指定接口
				[up]:仅显示处于激活状态的接口
	ip addr {add|del} IFADDR dev STRING
		[label LABEL]:添加地址时指明网卡别名
		[scope {global|link|host}]:指明作用域
			global:全局可用
			link:仅链接可用
			host:本机可用
		[broadcast ADDRESS]:指明广播地址
	ip address show - look at protocal addresses
		[dev DEVICE]
		[label PATTERN]
		[primary and secondary]
	ip address flush - 使用格式同show
	例如：
		ip addr add 172.16.100.100/16 dev ens33 label ens33:0
		ip addr del 172.16.100.100/16 dev ens33 label ens33:0
		ip addr flush dev ens33 label ens33:0
ip route - routing table management
	添加路由：ip route add 
	ip route add TARGET via GW dev IFACE src SOURCE_IP
		TARGET:
			主机路由：IP
			网络路由：NETWORK/MASK
		例如：
			ip route add 192.168.0.0/24 via 172.16.0.1
			ip route add 192.168.1.13 via 172.16.0.1
	添加网关： ip route add default via GW dev IFACE
		例如：
			ip route add default via 172.16.0.1
	删除路由：ip route del TARGET
	显示路由：ip route show|list 
	清空路由表：ip route flush [dev IFACE] [via PREFIX]
		例如：
			ip route flush dev eth0

ss命令：

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格式：ss [option]... [FILTER]
netstat通过遍历proc来获取socket信息，ss使用netlink与内核tcp_diag模块通信获取socket信息。
选项：
	-t:tcp协议相关
	-u：udp协议相关
	-w：裸套接字相关
	-x：unix sock相关
	-l：listen状态的链接
	-a：所有 
	-n：数字格式 
	-p：相关的程序及PID
	-e：扩展的内存信息
	-m：内存用量
	-o：计时器信息
FILTER：[state TCP-STATE] [EXPRESSION]
	TCP常见的状态有：
	tcp finite state machine:
		LISTEN:监听
		ESTABLISHED:已建立的连接
		FIN_WAIT_1
		FIN_WAIT_2
		SYN-SENT
		SYN-RECV
		CLOSED
	EXPRESSION：
		dport=
		sport=
		示例：'(dport=:ssh or sport=:ssh)'
	常见组合：
		-tan -tanl -tanlp -uan 
常见用法：
	ss -l 显示本地打开的所有端口
	ss -pl 显示内个进程具体打开的socket
	ss -t -a 显示所有tcp socket 
	ss -u -a 显示所有的UDP Socket 
	ss -o state established '(dport=:ssh or sport=:ssh)' 显示所有已建立的ssh连接
	ss -o state established '(dport=:http or sport=:http)' 显示所有已建立的http连接
	ss -s 列出当前socket详细信息

网络配置文件： 

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IP MASK GW DNS相关配置文件：
	/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-IFACE
		说明参考：/usr/share/doc/initscripts-9.49.30/sysconfig.txt
			DEVICE:此配置文件应用到的设备
			HWADDR：对应的设备的MAC地址
			BOOTPROTO：激活此设备时使用的地址配置协议，常用的有dhcp static none bootp
			NM_CONTROLLED:NM是NetworkManager的简写，此网卡是否接受NM控制；建议centos6为“no”
			ONBOOT:在系统引导时是否激活此设备
			TYPE：接口类型，常见的有Ethernet,Bridge
			UUID:设备的唯一标识
			IPADDR：指明ip地址
			NETMASK：子网掩码
			GATEWAY：默认网关
			DNS1：第一个DNS服务器指向
			DNS2：第二个DNS服务器的指向
			USERCTL：普通用户是否可控制此设备
			PEERDNS：如果BOOTPROTO的值为dhcp，是否允许dhcp server分配的dns服务器指向信息直接覆盖至/etc/resolv.conf文件中

网络配置文件模板：

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		动态配置： 
			DEVICE=ethX
			HWADDR=
			BOOTPROTO=dhcp 
			ONBOOT=yes
			TYPE=Ethernet 
		静态配置：
			DEVICE=ethX
			HWADDR=
			BOOTPROTO=static 
			ONBOOT=yes
			TYPE=Ethernet 
			IPADDR=ip
			NETMASK=netmask
			GATEWAY=gw
```	

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


主机名和本地解析器：
	配置当前的主机名：
		hstname HOSTNAME 
		/etc/sysconfig/network 
			HOSTNAME=
	解析器执行正向和逆向查询
	/etc/hosts
		本地主机名数据库和IP地址的映像
		对小型独立网络有用
		通常，在使用DNS前检查
		getent hosts 查看/etc/hosts内容
DNS名字解析：
	/etc/resolv.conf 
		namaserver DNS_SERVER_IP1
		nameserver DNS_SERVER_IP2
		nameserver DNS_SERVER_IP3
		serch magedu.com 
	/etc/nsswitch.conf 
		与/etc/hosts相比优先于DNS
	正向解析：FQDN-->IP
		dig -t A FQDN 
		host -t A FQDN 
	反向解析：IP-->FQDN
		dig -x IP
		host -t FTR IP 
网络配置文件： 
	/etc/sysconfig/network-scripts/route-IFACE
		注意：需service network restart生效
		两种配置风格：
			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
网卡别名：
	对虚拟主机有用
	将多个IP地址绑定到一个NIC上
		eth0:1 eth0:2 eth0:3
	ifconfig命令：
		ifconfig eth0:0 192.168.1.100/24 up 
		ifconfig eth0:0 down
	ip命令：
		ip addr add 172.16.1.2/16 dev eth0
		ip addr add 172.16.1.1/16 dev eth0 label eth0:0
		ip addr add 172.16.1.2/16 dev eth0 label eth0:0
		ip addr del 172.16.1.1/16 dev eth0 label eth0:0
		ip addr flush dev eth0 label eth0:0
设备别名：
	为每个设备别名生成独立的接口配置文件
		关闭NetworkManager服务
		ifcfg-ethX:xxx
		必须使用静态联网
			DEVICE=eth0:0
			IPADDR=10.10.10.10
			NETMASK=255.0.0.0
			ONPARENT=yes
		注意：service network restart生效
		参考：/usr/share/doc/initscripts-* /sysconfig.txt
网络接口配置-bonding
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链接，物理网卡被修改为相同的MAC地址。
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bonding的工作模式：
Mode0（balance-rr）
    轮转（Round-robin）策略：从头到尾顺序的在每个slave接口上面发送数据包。
    本模式提供负载均衡和容错能力。
Mode1（active-backup）
    活动-备份（主备）策略：只有一个slave被激活，当且仅当活动的slave接口失败时才会激活其他slave。
    为了避免交换机发生混乱此时绑定的MAC地址只有一个外部端口上可见。
Mode3(broadcast)
    广播策略：在所有的slave接口上传送所有的报文，提供容错能力
active-backup、balance-tlb 和 balance-alb 模式不需要交换机的任何特
殊配置。其他绑定模式需要配置交换机以便整合链接。如：Cisco 交换机需
要在模式 0、2 和 3 中使用 EtherChannel，但在模式4中需要 LACP和
EtherChannel
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bonding的配置：
/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
```	
	DEVICE=bond0 
	BOOTPROTO=none
	BONDING_OPTS="miimon=100 mode=0"

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

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DEVICE=eth0 
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0 
SLAVE=yes
USERCTL=no

miimon 是用来进行链路检测的。如果miimon=100，name系统每100ms监测一次链路连接状态，如果有一条线路不通就转入另一条线路。

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查看bond0状态：
	/proc/net/bonding/bond0 
删除bond0：
	ifconfig bond0 down
	rmmod bonding
详细帮助：
	/usr/share/doc/kernel-doc- version/Documentation/networking/bonding.txt
	https://www.kernel.org/doc/Documentation/networking/bonding.txt

centos7网络属性配置：
centos6之前，网络接口使用连续号码命名：

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