網絡管理第一篇

重點介紹OSI七層模型和TCP/IP四層模型,理解TCP三次握手和TCP的四次揮手以及IP地址的分類,另外基本的網絡配置命令下次在介紹,精彩內容請聽下回分解

用戶應用程序對網絡的影響:

  1. 批處理應用程序

FTP ,TFTP,庫存更新

無需直接人工交互

帶寬很重要,但并非關鍵性因素

  1. 交互式應用程序

庫存查詢、數據庫更新

人機交互

因為用戶需等待響應,所以響應時間很重要,但并非關鍵性因素,除非要等待很長時間

  1. 實時應用程序

Volp? 、視頻

人與人的交互

端到端的延時至關重要

網絡的特征: 速度、成本 、安全性、可用性、可擴展性、可靠性、拓撲

ATM:?? 異步傳輸模式

OSI:開放系統互聯,網絡國際

ISO??? 國際標準化組織

IOS??? 操作系統一種(蘋果操作系統)

物理拓撲:描述了物理設備的布線方式

總線拓撲(所有設備均可接收信號)

環狀拓撲(信號繞環傳輸,單一故障點)

星型拓撲(通過中心點傳輸,單一故障點)

擴展星型拓撲(比星型拓撲的復原能力強)

雙環拓撲(信號沿相反方向傳輸,比單環的復原能力更強 例如:FDDI城市網絡)

全網狀拓撲(容錯能力強,實施成本高)

部分網狀拓撲(在容錯能力與成本之間尋求平衡)

邏輯拓撲:描述了信息在網絡中流動的方式

網絡模型分層是為了: 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七層模型

物理層:二進制傳輸;為啟動、維護及關閉物理鏈路定義了電氣規范、機械規范、過程規范和功能規范

數據鏈路層:訪問介質;定義如何格式化數據以便進行傳輸以及如何控制對網絡的訪問,支持錯誤檢測

網絡層:數據傳輸;路由數據包,選擇傳遞數據的最佳路徑,支持邏輯尋址和路徑選擇

傳輸層:傳輸問題;確保數據傳輸的可靠性,建立、維護和終止虛擬電路,通過錯誤檢測和恢復,信息流控制來保障可靠性

會話層:主機間通信;建立、管理和終止在應用程序之間的會話

表示層:數據表示;確保接收系統可以讀出該數據,格式化數據,構建數據,協商用于應用層的數據傳輸語法,提供加密

應用層:網絡進程訪問應用層;為應用程序進程(例如,電子郵件、文件傳輸和終端仿真)提供網絡服務,提供用戶身份驗證

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)、組播(multicast)、廣播(broadcast)

IEEE 定義的無線網絡標準:802.11a/b/g/n/ac

定義的以太網的標準:802.3

定義的trunk協議標準:802.1Q

單工:單向傳輸數據? ,例如:收音機、廣播電臺、

雙工:半雙工(輪流雙向傳輸數據 例:對講機)、全雙工(同時雙向傳輸數據 例:手機)

沖突檢測的載波偵聽多路訪問CSMA/CD

監聽信道,空閑發送數據;發生碰撞,等待隨機時間,在發送

Hub集線器:

Hub:多端口的中繼器

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,基于廣播機制

沖突域:任意一臺電腦發送單播數據,與另一臺主機發生沖突,即在一個沖突域中

廣播域:任意一臺主機發送廣播數據,其余主機接收到數據,即在一個廣播域中

交換式以太網的優勢:擴展了網絡帶寬;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的功能:優先級、虛擬網、遠程監測。。。。

以太網橋的工作原理:(隔斷沖突域,不能隔斷廣播域)

以太網橋監聽數據幀中源MAC地址,學習源MAC,建立MAC表 ,根據目標mac地址轉發數據

對于未知MAC地址,網橋將轉發到除接收該幀的端口之外的所有端口

當網橋接到一個數據幀時,如果該幀的目的位于接收端口所在網段上,它就過 濾掉該數據幀;如果目的MAC地址在位于另外一個端口,網橋就將該幀轉發到 該端口

當網橋接到廣播幀(全1)時候,它立即轉發到除接收端口之外的所有其他端口

數據鏈路層設備:以太網、網橋、交換機

網絡層設備:路由器、wifi

網卡工作在數據鏈路層和物理層

物理層設備:雙絞線

Hub和交換機

集線器屬于OSI的第一層物理層設備,而網橋屬于OSI的第二層數據鏈路層設備

從工作方式來看,集線器是一種廣播模式,所有端口在一個沖突域里面。網橋 的可以通過端口隔離沖突

Hub是所有共享總線和共享帶寬。網橋每個端口占一個帶寬

mii-tool? -v?? eth0??? 或??? ethtool?? eth0???? //查看網卡的工作模式及其他信息

路由器:(隔離廣播域)網絡層設備

route?? -n?? //查看路由表

為實現路由,路由器需要做下列事情:分離廣播域、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

路由:把一個數據包從一個設備發送到不同網絡里的另一設備上去。這些工作依靠路由來完成。路由器只關心網絡的狀態和決定網絡中的最佳路徑。路由的實現依靠路由器中的路由表來完成。

VLAN:分離廣播域、安全、靈活管理

連接兩個交換機的線路:trunk (可傳輸多個VLAN數據)

trunk 傳輸時修改幀結構,打上VLAN標簽

分層的網絡架構

核心層(企業級用用快速轉發)

分布層(廣播域,路由,安全,遠程接入,訪問層匯聚)

訪問層(終端接入)

TCP/IP協議棧:(傳輸控制協議/因特網互聯協議)

共定義了四層:網絡訪問層、Internet層、傳輸層、應用層

11

/etc/services??????? //該文件中保存了所有的協議類型

端口號:用來唯一標識協議(服務器端端口固定,客戶端端口隨機)

TCP協議端口:

12

下層協議為上層協議服務

應用層協議:http 80 ,https 443 ,ftp 21 ,nfs ,dns 53 ,tftp 69 ,smtp25 ,pop3 ?110,imap ,telnet 23 ,ssh ?22,QQ,mysql 3306,oracle 1521,? sql server 1433

傳輸層協議:tcp? ,udp? {支持多路會話,分段,(流控制,面向連接,可靠性)與協議相關}

Internet層協議:IP??? ICMP(判斷網絡的狀態) IGMP(用于多播)? ARP?? RARP

TCP特性:(面向連接的可靠性協議)

工作在傳輸層、面向連接協議、全雙工協議、半關閉、錯誤檢查、將數據包打包成段排序、確認機制、將數據恢復重傳、流量控制滑動窗口、擁塞控制 慢啟動和擁塞避免算法

擁塞控制四部分:慢啟動、擁塞避免、快速重傳和快速恢復

當前所使用的擁塞控制算法:? /proc/sys/net/ipv4/tcp_congestion_control

Tcp三次握手?

13

?Tcp四次揮手

14

UDP特性:(非連接的不可靠協議)

工作在傳輸層、提供不可靠的網絡訪問、非面向鏈接協議、有限的錯誤檢查、傳輸性能高、無數據恢復特性

Internet協議特征

運行于OSI網絡層、面向無連接的協議、獨立處理數據包、分層編址、盡力而為傳輸、無數據恢復功能

ARP地址解析協議:(三次握手前獲得ARP表,存放Mac地址,基于廣播機制)

arp? -n???? //查看ARP協議表

RARP:反向地址解析協議

IP地址:唯一標識IP網絡中每臺設備

兩部分組成:網絡ID:標識網絡、每個網段分配一個網絡ID

主機ID:標識單個主機、由組織分配給各設備

echo?? 128? >/proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl?? ??//修改TTL時間,冒充WindowsIP有類IP地址分類

公式:網絡(網段數)=2^可變網絡ID數

每個網絡中的主機數=2^主機ID數-2 (主機ID全0代表網段號;全1代表廣播)

劃分子網數=劃分成2^n個(n為網絡ID向主機ID借n位)

A類: 0 000 0000 – 0 111 1111: ?1-127 (前8位網絡ID)

網絡數:2^7-2(全0和01111111有特殊含義,舍去)

每個網絡中的主機數:2^24-2? (每個網段中主機ID全0,全1不可用)

默認子網掩碼:255.0.0.0

私網地址:10.0.0.0

B類: 10 00 0000 – 10 11 1111: 128-191

網絡數:2^14

每個網絡中的主機數:2^16-2

默認子網掩碼:255.255.0.0

私網地址:172.16.0.0-172.31.0.0

C類: 110 0 0000 – 110 1 1111: ?192-223

網絡數:2^21

每個網絡中的主機數:2^8-2

默認子網掩碼:255.255.255.0

私網地址:192.168.0.0-192.168.255.0

D類:組播

1110 ?0000 – 1110 1111: ?224-239

E類: 240-255(保留狀態)

無類IP地址分類(CIDR無類域間路由):

???????? 表示法:IP地址/網絡ID位數

結合子網掩碼(netmask)來區分網絡ID和主機ID{用1來標記網絡ID,0標記主機ID}

計算網絡ID:IP地址與子網掩碼對位做與運算

00000000? 0

10000000? 128

11000000? 192

11100000? 224

11110000? 240

11111000? 248

11111100? 252

11111110? 254

11111111? 255

????????? 練習1:200.222.123.23/26??

?????????? 子網掩碼:255.255.255.192???? 主機數:2^6-2

????????? 練習2:? A:192.168.1.100/16

????????????????????? B:?? 192.168.2.100/24

?????????? A –>? B:?

??????????????????? 192.168.1.100 & 255.255.0.0????? 192.168.0.0

???????????????????? 192.168.2.100 & 255.255.0.0????? 192.168.0.0

???????????????????? =???? 在同一網段

?????????? B –>?A:

??????????????????? 192.168.2.100 & 255.255.255.0????? 192.168.2.0

????? ???????????????192.168.1.100 & 255.255.255.0????? 192.168.1.0

???????????????????? =!???? 不在同一網段

????????? 練習3: 192.168.199.111/21

????????????????? 網絡ID:192.168.192.0

????????????????? 子網掩碼:255.255.248.0

????????????????? 主機數:2^11-2

????????????????? Min ?ip? :192.168.192.1/21

????????????????? Max ip :? 192.168.199.254/21

公共IP地址:

1

私有IP地址:

2

特殊地址:

3

子網劃分:網絡ID位向主機ID位借位,借n位,劃分2^n子網

將一個大網絡(網絡ID位數少,主機ID多)劃分成小網絡(主機ID少,網絡ID多)

練習1:10.0.0.0/8劃分32個子網

新的子網的子網掩碼: 255.248.0.0

新的子網存放最多的主機ID數:2^19-2

新的子網的Min netID: 10.0.0.0/13

Max? NetID:? 10.248.0.0/13

Max? NetID :? minIP:10.248.0.1/13???????????? maxIP:10.255.255.254/13

練習1:10.248.0.0/13劃分17個子網

新的子網的子網掩碼: 255.255.192.0

新的子網存放最多的主機ID數:2^14-2

新的子網的Min netID: 10.248.0.0/18

10.252.0.0/18? (實際使用的最大網絡)

Max? NetID:? 10.255.192.0/18(理論上的最大網絡)

Max? NetID :? minIP:10.252.0.1/18???????????? maxIP:10.252.63.254/18

網絡聚合:(合并超網:將多個小網劃分成一個大網)主機ID位向網絡ID位借位

跨網絡通信:路由

單臂路由(router-on-a-stick):是指在路由器的一個接口上通過配置子接口(或“邏輯接口”,并不存在真正物理接口)的方式,實現原來相互隔離的不同VLAN

路由分類:主機路由、網絡路由、默認路由

優先級:精度越高,優先級越高

route??? -n?? //查看路由表

路由表組成:

  1. 目標:數據包發送的目標路徑
  2. Netmask(掩碼)
  3. Interface(接口):本路由器的出口
  4. Gateway: 1>直連:不需要配置??? 2>非直連:下一個路由器鄰近本路由器的接口IP

 

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