網絡管理
什么是網絡
一組網絡設備通過各種媒介實現信息資源共享
資源共享的功能和優點
數據和應用程序
資源
網絡存儲
備份設備
常見網絡設備
路由器
交換機
網卡
RJ-45接口網線
光纖網線
網絡應用程序
Web 瀏覽器（Chrome、IE、Firefox等）
即時消息（QQ、微信、釘釘等）
電子郵件（Outlook、foxmail 等）
協作（視頻會議、VNC、Netmeeting、WebEx 等）
web網絡服務（apache,nginx,IIS）
文件網絡服務（ftp,nfs,samba）
數據庫服務（ MySQL,MariaDB, MongoDB)
中間件服務（Tomcat，JBoss）
安全服務（ Netfilter）
網絡特性
速度 帶寬
成本
安全性
可用性 正常的運行時間/總時長（正常+異常）
可擴展性 模塊化
可靠性 穩定性
拓撲 總線拓撲(同軸電纜系列)、環狀拓撲、星型拓撲(普遍)
總線拓撲：
通訊堵塞
星型拓撲：
通過中心點傳輸
單點故障
擴展星型拓撲
比星型拓撲的復原能力更強
環拓撲
信號繞環傳輸
單一故障點
雙環拓撲
信號沿相反方向傳輸
比單環的復原能力更強
全網狀拓撲
容錯能力強
實施成本高
主機通信
舊模型
專有產品
由一個廠商控制應用程序和嵌入的軟件
基于標準的模型
多廠商軟件
分層方法
網絡模型分層
應用層：網絡進程訪問應用層()
表示層：數據表示()
會話層：主機間通訊(網段)
傳輸層：端到端連接(數據包)
網絡層：數據傳輸(幀)
數據鏈路層 ：訪問介質()
物理層：二進制傳輸(bit)
好處
降低復雜性
標準化接口
簡化模塊化設計
確保技術的互操作性
加快發展速度
簡化教學
OSI 開放系統互聯，網絡國標
ISO 國際標準化組織
ATM 異步傳輸模式
PDU
PDU: Protocol Data Unit,協議數據單元是指對等層次之間傳遞的數據單位
物理層的 PDU是數據位 bit
數據鏈路層的 PDU是數據幀 frame
網絡層的PDU是數據包 packet
傳輸層的 PDU是數據段 segment
其他更高層次的PDU是消息 message
三種通訊模式
單播unicast
廣播broadcast
組播multicast
雙絞線排序原因
千兆以上需要連接八根抵消彼此的電磁干擾（兩兩相纏抵消彼此的電磁干擾）
千兆以下不包括千兆有四根通就能聯網
T568A：白綠、綠、白橙、藍、白藍、橙、白粽、粽
T568B：白橙、橙、白綠、藍、白藍、綠、白粽、粽
1和2發送數據
3和6接收數據
同設備使用交叉線
不同設備使用直連線
目前的網卡大多是智能識別交叉線和直連線
IEEE：802.3(使用CSMA/CD通訊機制，總線拓撲)
無線網絡
IEEE：802.11作用于物理層和數據鏈路層(data link layer)
中國國標：WAPI(不通用)
國際國標：WiFi
單工：單向
收音機、喇叭、電臺、早期電視
雙工(全雙工，半雙工)
半雙工：輪流雙向，對講機
全雙工：同時雙向手機
Hub集線器
Hub：多端口中繼器
Hub并不記憶該信息包是由哪個MAC地址發出，哪個MAC地址在Hub的哪個端口
Hub的特點：
共享帶寬
半雙工
同一個沖突呀
以太網橋(配合集線器使用，已被淘汰)
交換式以太網的優勢
擴展了網絡帶寬
分割了網絡沖突域，使網絡沖突被限制在最小的范圍內
交換機作為更加智能的交換設備，能夠提供更多用戶所要求的功能：優先級、虛擬網、遠程檢測……
學習MAC地址和所在端口通過源地址
查看MAC地址通過目標地址
網橋不能阻隔廣播
沖突域：兩個主機同時在一個單工中發送信息出現沖突
廣播域：一個主機發送廣播，其他主機都接收數據
交換機(switch)：全雙工
VLAN
分隔廣播域
安全
靈活管理
trunk(干道)：不屬于任何VLAN，給VLAN打標簽
trunk協議：802.1Q
網橋、交換機工作在數據鏈路層
網卡功能：根據連接設備調整單工、雙工的協議，工作在物理層和數據鏈路層
mii-tool -v eth0 查看網卡工作模式
ethtool eth0 查看更改網卡工作模式
路由器(router)：工作與網絡層
阻斷廣播分隔廣播域
選擇路由表中到達目標最好的路徑
維護和檢查路由信息
連接廣域網
廣域網基于單播
局域網基于廣播
route -n 查看路由表
分層的網絡架構
核心層：企業級應用快速轉發
分布層：廣播域、路由、安全、遠程接入、訪問層匯聚
訪問層：端口接入
TCP/IP協議
ARPA網絡是TCP/IP的前身
共定義了四層
和ISO參考模型的分層有對應關系
應用層
傳輸層
Internet層
網絡訪問層
TCP特性
工作在傳輸層
面向連接協議
全雙工協議
半關閉
錯誤檢查
將數據打包成段，排序
確認機制
數據恢復，重傳(斷點續傳)
流量控制，滑動窗口
擁塞控制，慢啟動和擁塞避免算法
UDP特性
沒有錯誤檢查
端口
遠端口16字節，端口號是2的16次方65536
目的端口16字節，端口號是2的16次方65536
TCP協議PORT
傳輸層通過port號，確定應用層協議
Port number:
tcp：傳輸控制協議，面向連接的協議；通信前需要建立虛擬鏈路；結束后拆除鏈路
0-65535
udp：User Datagram Protocol，無連接的協議
0-65535
IANA:互聯網數字分配機構（負責域名，數字資源，協議分配）
0-1023：系統端口或特權端口(僅管理員可用) ，眾所周知，永久的分配給固定的系統
應用使用，22/tcp(ssh), 80/tcp(http), 443/tcp(https)
1024-49151：用戶端口或注冊端口，但要求并不嚴格，分配給程序注冊為某應用使用，
1433/tcp(SqlServer)，1521/tcp(oracle),
3306/tcp(mysql),11211/tcp/udp (memcached)
49152-65535：動態端口或私有端口，客戶端程序隨機使用的端口
其范圍的定義：/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
TCP三次握手
A發送握手請求SYN=1，B發送接受握手請求SYN=1,ACK=1，A發送收到接受請求ACK=1,開始傳輸數據。
TCP四次揮手
A發送斷開請求FIN=1,B發送已收到請求ACK=1繼續傳輸數據，B發送確認斷開請求FIN=1,ACK=1,A發送收到確認請求ACK=1
有限狀態機FSM
CLOSED 沒有任何連接狀態
LISTEN 偵聽狀態，等待來自遠方TCP端口的連接請求
SYN-SENT 在發送連接請求后，等待對方確認
SYN-RECEIVED 在收到和發送一個連接請求后，等待對方確認
ESTABLISHED 代表傳輸連接建立，雙方進入數據傳送狀態
FIN-WAIT-1 主動關閉,主機已發送關閉連接請求，等待對方確認
FIN-WAIT-2 主動關閉,主機已收到對方關閉傳輸連接確認，等待對方發送關閉傳輸連接請求
TIME-WAIT 完成雙向傳輸連接關閉，等待所有分組消失
CLOSE-WAIT 被動關閉,收到對方發來的關閉連接請求，并已確認
LAST-ACK 被動關閉,等待最后一個關閉傳輸連接確認，并等待所有分組消失
CLOSING 雙方同時嘗試關閉傳輸連接，等待對方確認
有限狀態機
客戶端先發送一個FIN給服務端，自己進入了FIN_WAIT_1狀態，這時等待接收服務端的報文，該報文會有三種可能：
只有服務端的ACK
只有服務端的FIN
基于服務端的ACK，又有FIN
1、只收到服務器的ACK，客戶端會進入FIN_WAIT_2狀態，后續當收到服務端的FIN時，回應發送一個ACK，會進入到TIME_WAIT狀態，這個狀態會持續2MSL(TCP報文段在網絡中的最大生存時間, RFC 1122標準的建議值是2min).客戶端等待2MSL，是為了當最后一個ACK丟失時，可以再發送一次。因為服務端在等待超時后會再發送一個FIN給客戶端，進而客戶端知道ACK已丟失
2、只有服務端的FIN時，回應一個ACK給服務端，進入CLOSING狀態，然后接收到服務端的ACK時，進入TIME_WAIT狀態
3、同時收到服務端的ACK和FIN，直接進入TIME_WAIT狀態
客戶端的典型狀態轉移
處于FIN_WAIT_2狀態的客戶端需要等待服務器發送結束報文段，才能轉移至TIME_WAIT狀態，否則它將一直停留在這個狀態。如果不是為了在半關閉狀態下繼續接收數據，連接長時間地停留在FIN_WAIT_2狀態并無益處。連接停留在FIN_WAIT_2狀態的情況可能發生在：客戶端執行半關閉后，未等服務器關閉連接就強行退出了。此時客戶端連接由內核來接管，可稱之為孤兒連接（和孤兒進程類似）
Linux為了防止孤兒連接長時間存留在內核中，定義了兩個內核參數：
/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_orphans 指定內核能接管的孤兒連接數目
/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout 指定孤兒連接在內核中生存的時間
TCP確認
window size =1，一次發送一個包，傳輸效率慢
固定窗口
window size =3，一次發送三個包，雙方性能不同，容易丟包
滑動窗口
測試發送，測試出接受方一次能接收多少個包，并以最大接收數發送
UDP
工作在傳輸層
提供不可靠的網絡訪問
非面向連接協議
有限的錯誤檢查
傳輸性能高
無數據恢復特性
Internet層
ping -s 65507 -f
arp -n
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