Linux网络运维

一.OSI模型基础知识

1.OSI参考模型层次结构优点：

1. 开放的标准化接口，接口不再封闭；
2. 支持多厂商兼容性；
3. 易于理解，学习和更新协议标准；
4. 实现模块化工程，降低了开发实现的复杂度；
5. 便于故障排除。
   2.OSI参考模型层次结构：
   

概念	作用
物理层	涉及在通信信道上传递的原始比特流，定义了传输数据所需要的器械、电器、功能以及规程的特性，包括电压，电缆线，数据传输速率、接口的定义等。
数据链路层	提供对物理层的控制，检测并纠正可能出现的错误，并且进行流量控制；MAC地址寻址
网络层	决定数据包的最佳路径；网络地址层寻址。
传输层	上层数据分段，建立端到端的链接。
会话层	建立，维护，拆除应用程序间的会话。
表示层	定义数据格式，结构；数据加密，压缩。
应用层	为应用程序进程提供网络服务。

二.OSI模型与TCP/IP模型

1.ISO模型虽然定义了清晰的统一网络通信标准，但是存在以下两个问题：
（1）：划分的层次过多，会话层和表示层存在的意义不大；
（2）：IP协议称为事实的网络唯一协议；

2.TCP/IP传输层的作用：
（1）数据分段
（2）用端口区分链接
（3）维护传输访问安全

3.IP数据报：

(1)版本 占4位，指IP协议的版本。通信双方使用的IP协议版本必须一致。（IPV4:0100 IPV6：0110）
(2)首部长度　占4位，可表示的最大十进制数值是15.
(3)区分服务　占8位，用来获得更好的服务。这个字段在旧标准中叫做服务类型，但实际上一直没有被使用过.
(4)总长度　总长度指首部和数据之和的长度，单位为字节。总长度字段为16位，因此数据报的最大长度为2^16-1=65535字节。
(5)标识 占16位。IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并将此值赋给标识字段。
(6)标志　占3位，但只有2位有意义。是否容许分片，1表示“是”，0表示“否”.
(7)片偏移　占13位。片偏移指出：较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。
(8)生存时间　占8位，生存时间字段常用的的英文缩写是TTL(Time To Live)，表明是数据报在网络中的寿命。
(9)协议　占8位，协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。
(10)首部检验和　占16位。这个字段只检验数据报的首部，但不包括数据部分。这是因为数据报每经过一个路由器，路由器都要重新计算一下首部检验和。
(11)源地址　占32位。
(12)目的地址　占32位。
4.TCP头部封装格式：
TCP封装：

TCP头格式：

Source Port：源端口
Destination Port：目的端口
Sequence Number：***，用来标识TCP源端设备向目的端设备发送的字节流。
Acknoledgemnment Number：确认号，用来标识期望收到的下一个段的第一个字节，并声明此前所有数据都已经准确无误收到。
Data offset：数据偏移，数据在传输层分段，用于分段重组。
Rseerved：保留
控制位：共6位每一位标识打一打开的控制功能：
（1）URG（UrgentPointerfieldsignificant）紧急指针字段标志
（2）ACK（Acknowledgmentfieldsignificant）确认字段标志
（3）PSH（PushFunction）推功能
（4）RST（Resettheconnect）重置链接
（5）SYN（Synchronizesequencenumber）同步序列
（6）FIN（Nomoredatafromsender）数据传送完毕。
Window：窗口，通过告知对方主机接受能力。来实现流量控制
Checksum：校验和，差错校验。
UrgentPointer：紧急指针，指向段内最后一个字节位置，这个字段只在URG标志被设置时才有效。Options：选项。
Data：数据。
Padding：填充

三.TCP链接建立和拆除

1.三次握手

三次握手（Three-Way Handshake）即建立TCP连接，就是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发，整个流程如下图所示：

TCP建立连接步骤：
双方主机为了实现tcp的通信，所以首先三次握手
客户端主动发出了SYN，服务器端处于监听状态，随时等待客户端的请求信息；
服务器端接收到了SYN请求，从而回应用户的请求，发送SYN_ACK，从而转换为SYN_REVIN
客户端在发出了请求，从发出的那一刻close状态转换为SYN_SENT状态
客户端在SYN_SENT状态中一旦收到了服务端发来的SYN_ACK之后，转换为ESTABLISHED状态，这时便可以开始传送数据了，无论怎么传都是ESTABLISHED状态
而服务器端收到了对方的ACK，同样处于ESTABLISHED状态

注： 引用： 关于TCP三次握手，这是我见过最好的解读了，通俗易懂
2.四次挥手

数据传输结束之后
客户端从 ESTABLEISHED 状态，发起四次断开请求
客户端发起 FIN 请求，从而进入等待状态
服务端收到断开请求之后，便发起 ACK 请求
客户端收到服务端发来的 ACK 确认信息后，从而又发起 FIN_2 请求
等待服务端发来的 FIN 请求之后，便确认
服务器端收到 FIN 并发送 ACK 之后，服务器端便处于 CLOSE_WAIT 便自己发送 FIN，从而进入 LAST
ACK 模式 ，
确认完后不能立刻断开，还需要等待一定的时间（大约 240 秒），确认报文是否传递给对方
于是转换为 CLOSED

四.Linux网络管理命令

1.显示本机网络连接、运行端口和路由表等信息的命令 netstat
netstat 命令：用于显示各种网络相关信息，如网络连接，路由表，接口状态，无效连接，组播成员等等。

选项	含义
-a	列出系统中所有网络连接，包括已经连接的网络服务、监听的网络服务和Socket套接字
-t	列出TCP数据
-u	列出UDP数据
-l	列出正在监听的网络服务（不包含已经连接的网路服务）
-n	用端口显示服务，而不用服务名
-p	列出该服务的进程ID(PID
-s	按各个协议进行统计
-c	每隔一个固定时间，执行该命令
-r	路有信息

Proto：数据包的协议，分为TCP和UDP
Recv-Q：表示收到的数据已经在本地接收缓存，但是还没有被进程取走的数据包数量
Send-Q：对方没有收到的数据包，或者没有ACK回复的，还在本地缓冲区的数据包数量
LocalAddress：本地IP：端口，通过端口可以知道本机开启了那些服务
ForeignAddress：远程主机：端口也就是远程那个IP使用那个端口连接到本机
State：连接状态，主要是已经建立连接（ESTABLISED）和监听两种状态（LISTEN）
PID/Programname：主要是进程ID和进程命令