Linux网络重点知识总结性梳理

向右看齐 2021-08-30 21:33 339阅读 0赞

一个执着于技术的公众号

## 1 OSI七层模型 ##

![format_png][]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>层次</th> 
   <th>说明</th> 
   <th>功能/协议</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>应用层</td> 
   <td>应用程序及接口</td> 
   <td>提供应用程序的接口；FTP telnet http pop3等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>表示层</td> 
   <td>对数据进行转换、加密和压缩</td> 
   <td>将上层的数据进行转换和编译压缩为标准的文件，如jpg，gif，ascii码等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>会话层</td> 
   <td>对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话</td> 
   <td>建立，管理和终止会话</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>传输层</td> 
   <td>提供可靠的端到端的报文传输和差错控制，实质上就是负责建立连接的</td> 
   <td>TCP UDP 建立可靠和非可靠连接将上层的数据进行分段处理</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>网络层</td> 
   <td>将分组从源端传送到目的端，提供网络互联</td> 
   <td>实质上就是提供路由寻址（IP协议）将上层分段的数据进行打包</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>数据链路层</td> 
   <td>将分组数据封装成帧，提供节点到节点的传输</td> 
   <td>帧就是本地局域网中传输数据的一个单元，负责在局域网内部的点对点的寻址</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>物理层</td> 
   <td>在媒体上传输比特</td> 
   <td>就是底层的链路介质的规范</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

##### 特点说明： #####

1.  OSI模型每层都有自己的功能集
2.  层与层之间相互独立又互相依靠
3.  上层依赖于下层，下层为上层提供服务

## 2 TCP／IP三次握手和四次挥手 ##

![format_png 1][] ![format_png 2][]

#### 2.1 三次握手 ####

1）第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个seq=x，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN\_SENT状态，等待Server确认。

2）第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=x+1，随机产生一个值seq=y，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN\_RCVD状态。

3）第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为x+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=y+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为y+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

#### 2.2 四次挥手 ####

1)第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传输，同时发送一个seq=x的随机序号。Client进入FIN\_wait\_1状态

2）第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号）Server进入CLOSE\_WAIT状态。

3）第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到CLient的数据传输，同时发送一个seq=y的随机数，Server进入LAST\_ACK状态

4）第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME\_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次回挥手

## 3 DNS解析流程原理 ##

![format_png 3][]

1）在浏览器中输入www.qq.com域名，操作系统会先检查自己本地的hosts文件是否有这个网址映射关系，如果有，就先调用这个IP地址映射，完成域名解析。

2）如果hosts里没有这个域名的映射，则查找本地DNS解析器缓存是否有这个网址映射关系；如果有，直接返回，完成域名解析。

3）如果hosts与本地DNS解析器缓存都没有相应的网址映射关系，首先会找TCP/ip参数中设置的首选DNS服务器，在此我们叫它本地DNS服务器，此服务器收到查询时，如果要查询的域名，包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果给客户机，完成域名解析，此解析具有权威性。

4）如果要查询的域名，不由本地DNS服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有权威性。

5）如果本地DNS服务器本地区域文件与缓存解析都失效，则根据本地DNS服务器的设置（是否设置转发器）进行查询，如果未用转发模式，本地DNS就把请求发至13台根DNS，根DNS服务器收到请求后会判断这个域名（.com）是谁来授权管理，并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后，将会联系负责.com域的这台服务器。这台负责.com域的服务器收到请求后，如果自己无法解析，它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址（qq.com）给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后，就会找qq.com域服务器，重复上面动作，进行查询，直至找到www.qq.com主机。

6)如果用的是转发模式，此DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器，由上一级服务器进行解析，上一级服务器如果不能解析，或找根DNS或把转发请求转至上上级，以此循环。不管是本地DNS服务器用的是转发，还是根提示，最后都是把结果返回给本地DNS服务器，由此DNS服务器再返回给客户机。

## 4  http解析原理： ##

**1）地址解析**

如客户端浏览http://test:8080/index.html

协议名：http

主机名：test.com

端口：8080

对象路径：/index.html

在这一步需要域名系统DNS解析域名test.com得到主机的IP地址。

**2）封装HTTP请求数据包**

把第一步的解析结果再结合本机自己的信息，封装成一个HTTP请求数据包

**3）封装成TCP包，建立TCP连接**

TCP的三次握手

**4）客户机发送请求命令**

建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求的格式为：统一资源标识符（URL），协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符，客户机信息许可内容

**5）服务器响应**

*  服务器接到请求后，给予相应的响应信息，格式为一个状态行，包括信息的协议版本号，一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息，实体信息和可能的内容。
 *  实体消息是服务器向浏览器发送头信息后，它会发送一个空白行来表示头信息的发送到此为结束，接着，它就以Content-Type应答头信息所描述的格式发送用户所请求的实际数据

**6）服务器关闭TCP连接**

一般情况下，一旦Web服务器向浏览器发送了请求数据，它就要关闭TCP连接，然后如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码 `Connection：Keep-alive`。TCP连接在发送后将仍然保持打开状态，于是，浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立连接所需要的时间，还节约了网络带宽。

> **综上**：http解析的过程，虽然写的比较具体，但其实大家只需要了解大概的过程就可以，建立URL请求，发起URL请求，处理及返回URL的过程。

## 5 同网段和跨网段数据传输原理 ##

![format_png 4][]

#### 5.1 同网段下（同广播域），两台主机通信过程 ####

我们知道两主机要通信传送数据时，就要把应用数据封装成IP包（因为我们的网络大多都是TCP/IP的以太网），然后再交给下一层数据链路层继续封装成帧；之后根据MAC地址才能把数据从一台主机准确无误的传送到另一台主机。

**当NO要和N1通信时：**

1）假如NO知道N1的IP但却不知道它的MAC地址，那NO就会发送一个ARP的广播请求（里面源IP是NO目标IP是N1源MAC是N0目标MAC是12个F）给同一广播域中的所有成员。

2）当交换机SW0从自己的1接口上收到这个广播包，然后它会读取这个帧的源MAC地址和目标MAC地址，由于交换机SW0刚启动加电时，它的MAC表为空的。所以它会把NO的MAC地址与之相对应的接口1放到一张表里，这张表就是MAC地址表。

3）然后SW0再从别的接口广播这个数据帧，当别的主机收到这个广播时，查看目标IP不是自己的，就会丢弃此包。如果N1接收到这个数据帧，它检查目标IP和这个的IP是一样的，就会回应这个ARP请求，把自己的IP和MAC封装成源IP和源MAC，N0的IP和N0的MAC地址为目标IP与目标MAC，并记录N0的MAC与IP，放进自己的ARP缓存表中。

4）此时，这个应答包经过交换机SWO时，它又会检查源MAC，目标MAC，把N1的MAC和自己接口2放进MAC地址表中，再查看自己的MAC地址表，发现存在目标MAC与自己的1接口对应（由于刚开始有记录过N0的MAC），那它就会直接把这个应答包从接口1送出去了。

5）主机N0收到这个包后发现目标MAC是自己，就会处理这个包。并把N1的MAC与IP放进自己的ARP缓存表中。这时主机N0就知道N1的MAC地址了

6）后续的发送数据任务，就会直接把N1的IP与MAC封装进帧中进行点对点的发送了。

#### 5.2 跨路由（不同网段）数据传输过程 ####

**当N0要和N2通信时：**

1）N0会先检查N2的IP地址和自己是否处于同一网段，由于N2和自己处在不同网段，因此，N0会把数据包给它的网管，也就是R0上的F0/0接口了。

2）当这个数据包到达R0时，路由器R0会查看目标IP是否是自己的，由于目标不是自己，所以会查看自己的路由表，找出到达N2网段的路由；（如果找不到就会丢弃数据包）

3）当R0查看路由表发现到达N2网段的出接口是F0/1.于是，把数据包转到F0/1接口上，再由接口F0/1传给R1.这个过程，数据包的源IP是N0源MAC是F0/1目标IP是N2目标MAC是R1的F0/1接口IP

4）当R1收到这个数据包后，同样也要检查包的目标IP是否自己，它会主动查找自己的路由表，发现目标IP跟自己F0/0接口处在同一网段，于是就把包传到F0／0接口上去发给N2。）

## 6 Linux网络相关配置 ##

#### 6.1 配置网卡 ####

**编辑配置文件:**

`/et/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0`

![format_png 5][]

**通过软件修改网卡：**

1）输入命令setup

2）Network configuration进入网卡配置文件

**网卡生效：**

1）针对单一网卡

ifup ens33 启动ens33网卡

ifdown ens33 停掉ens33网卡

2）针对所有网卡重启

/etc/init.d/network restart

**注意：**

1.  网卡配置里的DNS优先于/etc/resolv.conf配置的，并且重启网卡，会把/etc/resolv.conf里的覆盖
2.  网络如果没有配置DNS，那么在/etc/resolv.conf里配置会生效，如果有多块网卡（DHCP获取方式）时候，可能会覆盖/etc/resolv.conf里已有配置

#### 6.2 主机名变更 ####

1）临时修改主机名(重启系统失效)

hostname 主机名

2）永久修改主机名

`echo "qll251" > /etc/hostname`

#### 6.3 默认网关的更改 ####

第一生效文件：

[root@qll251 ~]# grep -i gate /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
    GATEWAY=192.168.1.1

第二生效文件：

[root@qll251 ~]# grep -i gate /etc/sysconfig/network
    GATEWAY=192.168.1.1

第三：命令行下临时生效

route -n 查看路由规则
    
    route add default gw 10.0.0.254 #添加路由规则
    
    route del default gw 10.0.0.254 #删除路由规则

#### 6.4 命令行配置ip别名辅助 ####

![format_png 6][]

小提示：linux一块网卡可以配置多个临时的IP地址

## 7 已知端口查服务的多种方法 ##

###### 方法一：lsof ######

![format_png 7][]

**知识扩展**：文件已经被删除，但进程还在占用，导致磁盘空间不释放，怎么查找？

[root@qll251 ~]# lsof | grep del
    php-fpm   1165  root    3u      REG                8,3        0     132492 /tmp/ZCUDnCFFxq (deleted)
    php-fpm   1166 nginx    3u      REG                8,3        0     132492 /tmp/ZCUDnCFFxq (deleted)
    php-fpm   1167 nginx    3u      REG                8,3        0     132492 /tmp/ZCUDnCFFxq (deleted)
    php-fpm   1168 nginx    3u      REG                8,3        0     132492 /tmp/ZCUDnCFFxq (deleted)
    php-fpm   1169 nginx    3u      REG                8,3        0     132492 /tmp/ZCUDnCFFxq (deleted)
    php-fpm   1170 nginx    3u      REG                8,3        0     132492 /tmp/ZCUDnCFFxq (deleted)

##### 方法二：netstat -lntup #####

![format_png 8][]

## 8 网络及服务故障的排查思路 ##

例：假如https://blog.csdn.net/weixin\_38889300 网址打不开

**排查思路**

1）查一下看看通不通

ping -c3 -i2 -s512 www.blog.csdn.net icmp协议是否被禁止
    
    参数解释：
    -c：次数
    -i：时间间隔
    -s：发包大小

2）查看各个节点是否畅通

traceroute www.blog.csdn.net

3）检查服务器WEB有没有开启，服务开没开，以及防火墙有没有挡住。

telnet www.blog.csdn.net 80

![format_png 9][]

**综上：如果不通**

1，80服务没开或端口不存在

2，服务被防火墙阻挡了

3，服务监听的端口不在连接的IP上（被限定了连接IP）

![format_png 10][]

## 9 企业面试题两道 ##

#### 9.1 局域网的某个机器无法上网（网管角度~） ####

**基本检查思路：**

（一）单机器无法上网

1）ping www.baidu.com 如果通，但不能上网，可能是浏览器，中毒等问题

2）ping 网关（目的是排除物理链路问题）

*  如果ping网关不通，则查看ip设置，然后ping自身ip或ping网内其他机器IP;如果ping自身不通：检查ip设置，网卡驱动，物理链路
 *  如果ping网关通，则检查DNS的设置是否正确。pingDNS地址看看通不通或者nslookup进行公网的域名解析看看是否正常。

3）上网的路由器以及ISP线路问题

4）辅助排查：IP地址冲突，ARP病毒，核心交换机坏了，交换机环路，其他人能否上网

（二）大面积不能上网思路：

路由器，ISP，核心交换机，ARP病毒，核心交换机坏了，交换机环路等。

#### 9.2 客户反应打开的网站慢，如何排查？（运维角度~） ####

一）用户个例还是全部都如此：

> 先模拟用户环境，进行访问测试，如果没有问题，就从客户角度思考，如果自己测试同样有问题，按下面思路排查:

`1，路是否通的问题`

1）ping 网站地址，看看道路通不通

*  如果ping通，不丢包。就是服务有问题（服务宕机，服务过载）
 *  如果ping通，但丢包。机房问题（带宽不稳定，各个线路不稳定）
 *  如果ping不通，那么ping百度看看通不通，如果也不通，那还是机房问题。

2）路由追踪:看看从客户端到服务器的线路节点是否有问题

traceroute -d(linux)
    tracert -d(windows)
    
    参数解释：
    -d禁止反向解析（速度快）

`2，机房业务是否OK`

3）检查服务器WEB服务有没有开启以及防火墙有没有挡住

telnet www.baidu.com 80
    nmap www.baidu.com -p 80
    curl www.baidu.com 或wget www.baidu.com #相当于浏览器访问

4）提供服务的服务器是否资源过载，服务器及服务连接数过多，负载高，CPU高，IO高等

`3，外部问题`

5）网站购买的带宽满了，通过流量监控服务查看

6）内链外链（调用外部网站网址有问题）

根据网站URL调试网站

*  a，google浏览器直接F12
 *  b，火狐firebug等

**如果没有错误，只是有点警告（警告没事）**

![format_png 11][]

**若有错误，则需要配合开发同事看看是不是错误导致**

![format_png 12][]

`4，其他问题：`

个别客户自身，例如用户的网络线路和运营商网站带宽线路不符（联通VS电信）

`5，集群架构问题`

*  web服务问题;
 *  数据库问题：
    
    登录数据库看看是否有慢查询语句show proceslist，调整MYSQL配置，优化SQL语句
 *  存储等问题：
    
    判断是不是存储服务器如NFS，MFS的负载及磁盘IO高
    
    ## 10 总结 ##
 *  tcp/ip协议三次握手和四次断开过程
 *  http协议的工作原理
 *  机器无法上网
 *  网站打开慢
 *  DNS解析原理
 *  osi七层网络模型
 *  route如何添加一个网络路由
 *  如何查看已知端口对应的服务

作者：陈思齐

https://www.cnblogs.com/chensiqiqi/p/6503278.html

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如有收获，点个在看，诚挚感谢

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[OpenStack]: https://blog.csdn.net/weixin_38889300/article/details/105563051
[expect_Linux]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3NzQ4MTE4Mw%3D%3D&chksm=eb64d6b9dc135fafde24a277994f58efd8ca1c9a7de94b9d9dfe490afd027517a20134e4be06&idx=1&mid=2247484681&scene=21&sn=740ed69ba3c2420b128453f64c9f9e79#wechat_redirect
[Linux]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3NzQ4MTE4Mw%3D%3D&chksm=eb64d775dc135e63e6d5a9d488c0a8b3c863655a90b94cfc0e5f8ce6a49a09f04a096dda52b6&idx=1&mid=2247484613&scene=21&sn=8c93aa6f56ea0422085240336de7c1e9#wechat_redirect
[_ Linux]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3NzQ4MTE4Mw%3D%3D&chksm=eb64d014dc135902f4698838249e6bf60a5c378b4d6ef5151547c403d85c5d2e5f91e0e7d9ce&idx=1&mid=2247484324&scene=21&sn=6cd6ea36d1372fbfd937b3fdc219948d#wechat_redirect
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[_ Hadoo]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3NzQ4MTE4Mw%3D%3D&chksm=eb64d78edc135e98503e24685c66df4c20bde0579bd338436c2c4dba92635cc2dd224d86fe57&idx=1&mid=2247484478&scene=21&sn=be9153d011c877a1da9297ed465a9405#wechat_redirect
[6]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3NzQ4MTE4Mw%3D%3D&chksm=eb64d705dc135e13f6c1a24fa082c4081df3b967597467563f65752bf42c4b1bb80f85616df9&idx=1&mid=2247484597&scene=21&sn=a1f803f96ee89343c88c10dc1dd9d52b#wechat_redirect
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