网络管理

网络接口名称规则

网卡命名规则可以参考：Linux中网卡的命名规则，CentOS7网卡命名规则
网卡文件：/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp0s3
网卡名称：enp0s3，有多少张网卡，就有多少个网卡文件

NetworkManager服务

网络管理器(NetworkManager)是一个动态网络的控制器与配置系统，它用于当网络设备可用时保持设备和连接开启并激活
默认centos7/RHEL7已安装网络管理器，并处于开启状态
网卡可以工作和这个程序有关

systemctl status NetworkManager #网络的总程序

[root@localhost ~]# systemctl status NetworkManager
● NetworkManager.service - Network Manager
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/NetworkManager.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Wed 2024-04-10 13:53:46 CST; 1 weeks 1 days ago
     Docs: man:NetworkManager(8)
 Main PID: 715 (NetworkManager)
   CGroup: /system.slice/NetworkManager.service
           └─715 /usr/sbin/NetworkManager --no-daemon

Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain NetworkManager[715]: <info>  [1712728427.0311] d...)
Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain NetworkManager[715]: <info>  [1712728427.0317] d...)
Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain NetworkManager[715]: <info>  [1712728427.0323] d...)
Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain NetworkManager[715]: <info>  [1712728427.0326] m...L
Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain NetworkManager[715]: <info>  [1712728427.0487] m...E
Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain NetworkManager[715]: <info>  [1712728427.0488] p...S
Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain NetworkManager[715]: <info>  [1712728427.0529] d....
Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain NetworkManager[715]: <info>  [1712728427.0534] m...L
Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain NetworkManager[715]: <info>  [1712728427.0537] m...e
Apr 10 13:53:48 localhost.localdomain NetworkManager[715]: <info>  [1712728428.3807] p...S
Hint: Some lines were ellipsized, use -l to show in full.

systemctl status network #网络的子程序

[root@localhost ~]# systemctl status network
● network.service - LSB: Bring up/down networking
   Loaded: loaded (/etc/rc.d/init.d/network; bad; vendor preset: disabled)
   Active: active (exited) since Wed 2024-04-10 13:53:47 CST; 1 weeks 1 days ago
     Docs: man:systemd-sysv-generator(8)

Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain systemd[1]: Starting LSB: Bring up/down networki....
Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain network[860]: Bringing up loopback interface:  [...]
Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain network[860]: Bringing up interface enp0s3:  [  ...]
Apr 10 13:53:47 localhost.localdomain systemd[1]: Started LSB: Bring up/down networking.
Hint: Some lines were ellipsized, use -l to show in full.

配置网络的工具

图形界面网络配置
命令行配置
- 配置文件：vim
  - vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp0s3
- 命令行：nmcli
  - 如果没有可以安装：yum -y install NetworkManager
图形配置
- 简易图形：nmtui
- 图形界面：nm-connection-editor

配置网络参数

TYPE="Ethernet"
PROXY_METHOD="none"
BROWSER_ONLY="no"
BOOTPROTO="static" #获取ip地址的方式(自动，手动)
# boot 启动
# protocol 协议
1. dhcp 自动（动态主机配置协议）
2. none 手动
3. static 静态
DEFROUTE="yes"
IPV4_FAILURE_FATAL="no"
IPV6INIT="yes"
IPV6_AUTOCONF="yes"
IPV6_DEFROUTE="yes"
IPV6_FAILURE_FATAL="no"
IPV6_ADDR_GEN_MODE="stable-privacy"
NAME="enp0s3" #网卡名
UUID="baccb250-8bcb-4d43-af23-877eecfb2b74"#网卡的id号
DEVICE="enp0s3" #网卡名
ONBOOT="yes" #是否开机自启动
IPADDR="172.16.34.150" #ip地址，其是一台主机在网络中的标识，同一个网段可以直接通信
NETMASK="255.255.255.0" #子网掩码，用来确定网段和主机号
GATEWAY="172.16.34.1"#网关，也叫默认路由，路由器或者三级交换机的地址，出网用的
DNS1="114.114.114.114"#DNS服务器的地址
DNS2="8.8.8.8"#DNS服务器的地址

查看ip地址

ip a
[root@localhost ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: enp0s3: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 08:00:27:47:34:99 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.16.34.150/24 brd 172.16.34.255 scope global noprefixroute enp0s3
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 2400:dd01:102e:34:9950:438b:92ce:a5a2/64 scope global noprefixroute dynamic 
       valid_lft 2591908sec preferred_lft 604708sec
    inet6 fe80::649e:1963:25da:ce15/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever

主机名

主机名用来区别主机

查看主机名

hostname
[root@localhost ~]# hostname
localhost.localdomain
[root@localhost ~]#

配置主机名
hostnamectl set-hostname master
查看和配置主机名
vim /etc/hostname
master

网络测试工具

测试工具

ip a #查看ip
ip route #查看路由，查看网关
ip neigh #查看邻居
ping 网址 #查看这个网址通不通 ping(Packet Internet Groper)，因特网包探索
ping 127.0.0.1 #ping自己

端口和服务

ss -tnl #展示TCP的套接字，show TCP socket，ss #查看网络状态，t表示TCP，n表示数字，l表示列出来
[root@localhost ~]# ss -tnl
State      Recv-Q Send-Q Local Address:Port               Peer Address:Port              
LISTEN     0      128               *:22                            *:*                  
LISTEN     0      100       127.0.0.1:25                            *:*                  
LISTEN     0      128            [::]:22                         [::]:*                  
LISTEN     0      100           [::1]:25                         [::]:*

port 就是端口号，端口号用于区分进程，端口号是唯一的从：0-65535

初始化服务器

关闭selinux 防火墙
setenforce 0 #临时关闭
vim /etc/sysconfig/selinux #永久关闭
SELINUX=disabled

通信模型

OSI模型

简介
- OSI：Open System Interconnection 开放系统互联模型
- 开放式系统互联
  - 国际标准化组织(ISO)制定
  - 定义了不同计算机互联的标准
  - 设计和描述计算机网络通信的框架
  - 全世界网络通信工作分为7层
  - 制定OSI的优势
    - 开放
    - 厂商兼容
    - 易于理解和学习
    - 模块化工程
    - 故障排除
OSI7层次结构/功能
- 应用层：应用程序，如qq，微信，爱奇艺，由应用程序产生原始数据
- 表示层：对原始数据采用什么格式，压缩，加密，对数据进行安全快速传递
- 会话层：会话，全双工/半双工通信，双工指得是双方通信，全双工通信例如电话，两边都可以同时通信。半双工指得是同时只能一方传递信息，如对讲机。同时关注会话信息，如身份信息
- 传输层：/分段/重组/端口号，提升传输效率。分段指得是把数据拆成一段一段的，重组指得是将分段的数据按顺序重新组合，确定端口号。
- 网络层：IP地址/寻址/路由，为数据加上IP地址，寻址路由，指引数据的传递方向
- 数据链路层：MAC地址/局域网，加上MAC地址，负责局域网的数据传递
- 物理层：传输介质/比特流，利用电流/光/无线信号等进行传输
- 记忆的方式：应聘者的表格会传到您的树屋里，应表会传网数物
TCO/IP5层结构/功能
- 应用层：应用层，表示层和会话层组合在一起
  - 应用程序，如qq，微信，爱奇艺，由应用程序产生原始数据
  - 对原始数据采用什么格式，压缩，加密，对数据进行安全快速传递
  - 会话，全双工/半双工通信，双工指得是双方通信，全双工通信例如电话，两边都可以同时通信。半双工指得是同时只能一方传递信息，如对讲机。同时关注会话信息，如身份信息
- 传输层：/分段/重组/端口号，提升传输效率。分段指得是把数据拆成一段一段的，重组指得是将分段的数据按顺序重新组合，确定端口号。
- 网络层：IP地址/寻址/路由，为数据加上IP地址，寻址路由，指引数据的传递方向
- 数据链路层：MAC地址/局域网，加上MAC地址，负责局域网的数据传递
- 物理层：传输介质/比特流，利用电流/光/无线信号等进行传输
TCO/IP4层结构/功能
- 应用层：应用层，表示层和会话层组合在一起
  - 应用程序，如qq，微信，爱奇艺，由应用程序产生原始数据
  - 对原始数据采用什么格式，压缩，加密，对数据进行安全快速传递
  - 会话，全双工/半双工通信，双工指得是双方通信，全双工通信例如电话，两边都可以同时通信。半双工指得是同时只能一方传递信息，如对讲机。同时关注会话信息，如身份信息
- 传输层：/分段/重组/端口号，提升传输效率。分段指得是把数据拆成一段一段的，重组指得是将分段的数据按顺序重新组合，确定端口号。
- 网络层：IP地址/寻址/路由，为数据加上IP地址，寻址路由，指引数据的传递方向
- 网络接口层：数据链路层和物理层结合在一起
  - MAC地址/局域网，加上MAC地址，负责局域网的数据传递
  - 传输介质/比特流，利用电流/光/无线信号等进行传输
OSI模型和TCP/IP模型的区别
- OSI
  - 推出时间早
  - 只有理论，没有实践
- TCP/IP
  - TCP/IP：传输控制协议/互联网协议(Tranmission Control Protocol/Internet Protocol)
  - 美国军方由时间，总结出来的理论
  - 当今通信的标准
TCP/IP数据单元/data unit(DU)
- 应用层数据：应用数据单元，APDU：Application Protocol Data Unit，应用协议数据单元
- 传输层数据：segment DU 分段数据
- 网络层数据：package DU 包数据
- 数据链路层数据：frame DU 帧数据
- 物理层数据：bit DU 比特数据
封装和解封装
- 数据通过网络进行传输，在发送端从高处一层一层向下发送，如果一个主机要传输数据到别的主机，先把数据装到一个特殊协议报头中，这个过程叫封装。
- 简介：
  - 信息从一台计算机产生，经过TCP/IP模型嘉庚。后传输到另一台计算机
  - 这个通信过程就像，快递从厂家包装到顾客收到货物拆包一样
  - 我们把这个通信过程，称作数据的封装（发送）和数据解封装（接收）。
- 应用层：应用层，表示层和会话层组合在一起
  - 应用程序，如qq，微信，爱奇艺，由应用程序产生原始数据
  - 对原始数据采用什么格式，压缩，加密，对数据进行安全快速传递
  - 会话，全双工/半双工通信，双工指得是双方通信，全双工通信例如电话，两边都可以同时通信。半双工指得是同时只能一方传递信息，如对讲机。同时关注会话信息，如身份信息
- 传输层：/分段/重组/端口号，提升传输效率。分段指得是把数据拆成一段一段的，重组指得是将分段的数据按顺序重新组合，确定端口号。
- 网络层：IP地址/寻址/路由，为数据加上IP地址，寻址路由，指引数据的传递方向
- 数据链路层：MAC地址/局域网，加上MAC地址，负责局域网的数据传递
- 物理层：传输介质/比特流，利用电流/光/无线信号等进行传输
- 数据封装的过程大致如下
  1. （应用层）用户信息转换为数据，以便在网络上传输
  2. （传输层）数据转换为数据段，并在发送方和接收方主机之间建立一条可靠的连接
  3. （网络层）数据段转化为数据包或者数据报，并在报头上放上逻辑地址，这样每一个数据包都可以通过互联网进行传输
  4. （数据链路层）数据包或数据报转化为数据帧，以便在本地网络中传输。在本地网段上，使用硬件地址唯一标识每台主机
  5. （物理层）：数据帧转化为比特列，并采用数字编码和时钟方案进行传输

TCP/IP协议族

TCP/IP简介
- TCP/IP：传输控制协议/互联网协议(Tranmission Control Protocol/Internet Protocol)
5层模型协议分类
- 应用层
  - HTTP：超文本传输协议/网站，如淘宝
  - Telnet：远程连接协议/远程控制，如QQ远程桌面
  - FTP：文件传输协议，如电影天堂
  - SMTP：简单邮件传输协议/Email，如QQ邮箱
  - DNS：域名服务/WWW，如baiyun.com
- 传输层
  - TCP/传输控制协议/可靠
  - UDP/用户数据报协议/不可靠
- 网络层
  - IP/互联网协议/寻址
  - ICMP/网络消息管理协议
- 数据链路层
  - MAC
- 物理层
  - 网线
  - 光纤

单位转换

比特=bit=b=1/0
字节=byte=B=8bit
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB

物理层

信号
- 模拟信号：不断变换的物理量，适用于电话网络
- 数字信号：量子恒定的物理量，高电压低电压之类的，适用于计算机网络
  - 优点：抗噪声和抗衰减比较强
介质
- 双绞线(EIA/TIA568标准)
  - 外形：八根线芯，两两互绞
  - 功能分类
    - 屏蔽型：网线的塑料由金属网包裹
    - 非屏蔽型：网线只用塑料包裹
  - 速率分类
    - cat 5 /5类线：10M-100M
    - cat 5e /超五类线：10M-100M
    - cat 6
  - 接口
    - RJ45/水晶头，如上图
    - 线序：EIA/TIA568B，橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕
- 光纤
  - 多模/单模
  - 纤芯粗/纤芯细
  - 低速/高速
  - 近/远
  - 便宜/贵
  - FC/ST/LC接口

数据链路层

功能：负责局域网的数据传递
地址
- MAC地址：Media Access Control Address，媒体访问控制地址，MAC地址也叫物理地址、硬件地址，由网络设备制造商生产时烧录在网卡。
- 48位二进制数或者12位16进制数
- 示例
  - 08:00:27:47:34:99
  - 前六位是厂商标识
  - 后六位是硬件标识
帧封装
- 帧的组成：目标MAC//源地址//类型//数据//CRC，CRC是循环冗余校验和，用于数据校验
交换机工作原理
- 学习/广播/转发/更新
  - 学习：如上图在交换机中存在一个MAC地址表，绑定每台电脑的MAC地址和交换机的端口，当我们用一个新的交换机刚把电脑连上，这时交换机中的MAC地址表是空的。考虑这时PCA向PCD发送消息，交换机会把PCA的MAC地址和对应的端口号填进MAC地址表中，然后向除了PCA的端口进行广播，PCB和PCC会把广播信息丢弃，PCD会收到信息，然后PCD向PCA发送消息，MAC地址表记录PCD和对应的端口号，交换机通过MAC地址表向PCA传递消息，至此MAC地址表中就有了PCA和PCD的MAC地址和端口号。
  - 转发：当PCA再次向PCD发送消息时，交换机通过查MAC地址表直接转发消息给PCD，其他设备就不会收到信息了，如下图。
  - 更新：MAC地址表中的每一条信息都存在失效时间，如果一段时间内表中的某条信息没有更新，该条信息就会清除，然后重新记录新的信息。

VLAN
- 简介：Virtual Local Area Network (虚拟局域网)
- 功能：通过软件，将连接在同一台交换机上的客户机划分在不同的局域网下，同一VLAN下的设备可以互相通信，不同VLAN下的设备不能通信，如下图所示，PCA和PCB在VLAN10，PCC和PCD在VLAN20，交换机默认所有的端口都位于VLAN1，同时VLAN0也被系统征用，因此VLAN需要从VLAN2开始设置。
TRUNK
- 简介：干道
- 场景：我有两台交换机，A交换机有VLAN10和VLAN20，B交换机也有VLAN10和VLAN20，我现在需要将A,B交换机连接起来，使得VLAN10可以互相通信，VLAN20可以互相通信，注意交换机的端口默认都在VLAN1，这个时候可以使用两条线来解决问题，但是如果VLAN越来越多，那就不可行了，那怎么样才可以用一条线解决这个问题呢？这就需要TRUNK技术。
- 功能：在一条线缆上传递多个VLAN信息，在线路的两端的交换机配置TRUNK。
- 原理：TRUNK技术为信息打上VLAN标签，当A交换机的VLAN10要向B交换机的VLAN10发消息时，TRUNK技术会在给信息打上VLAN10标签，这时传到B交换机，那么B交换机就只会发给VLAN10的主机，主机收到的信息都是不带VLAN标签的，接口会去除VLAN标签。VLAN标签只存在于TRUNK线路，TRUNK线路不属于任何VLAN。
- 总结：
  - 交换机接口模式分为access和trunk。
  - access是指定接口连接的是主机，访问某个VLAN。
  - trunk是指定接口连接的是交换机，需要通过多个VLAN的数据，承载多个VLAN。

网络层

目的：分割广播域，便于寻址。
IP地址
- 简介
  - 32位二进制数
  - IP用于主机在互联网中的标记
  - 4组十进制表示
    - IP地址每八位为一组，用.进行分割，用十进制标识
    - 192.168.0.1
- 分类：用第一组进行分类
  - A类(1~126)
  - B类(128~191)
  - C类(192~223)
  - D类(224~239) 组播
  - E类(240~255) 科研
  - 127：回环地址，每个计算机上都有这个地址，查看自己的ip通信有没有用，用于测试本机。
- 私有IP分类
  - 简介：由于IP地址有限，所以会在路由器的出网口/进网口设置一个公共IP也就是上面所用到的IP，中国是使用的上述C类IP，然后在家庭或者企业内部使用私有IP，有可能两个人会出现私有IP相同的情况，当我们要和外界通信时，会把私有IP换成公有IP地址和外界通信，也就是说很多人会公用一个公有IP，公有IP不能相同，举个形象的比喻，把IP比作一双鞋，在家庭或公司内部我们每个人都穿自己的鞋，然后要从家里出去或者出去公司，去外部就需要换上公共的鞋，想想都觉得，不可描述，不可描述。
  - 私有IP也有分类：
    - A类：10.0.0.0~10.255.255.255
    - B类：172.16.0.0~172.31.255.255
    - C类：192.168.0.0~192.168.255.255
    - 除了上述私有IP地址，其他IP地址就是公有IP地址，公有IP地址可以售卖。
子网掩码
- 作用：运算出IP地址的网络部分和主机号，和IP地址等长，与IP地址同时出现，相同网段的主机可以互相通信，一定要配子网掩码。
- 分类：
  - A类：255.0.0.0
  - B类：255.255.0.0
  - C类：255.255.255.0
- 方法：
  - IP地址与子网掩码按位做逻辑与得到网段
  - 更多的关于IP和子网掩码的信息参考：一篇全文让你彻底理清IP地址、子网掩码、网关
- IP地址的可用范围
  - 同一网段第一个IP地址不可用，其作用是区分网段
  - 同一网段最后一个IP地址不可用，其作用是用来广播
  - 以172.168.1.0/24网段为例：总数有256个，从172.168.1.0~172.168.1.255，可用IP为254，其中172.168.1.0为网段，172.168.1.255为广播地址。一般会把同一网段的第二个地址，在这里是172.168.1.1设为网关的地址，也就是路由器的IP地址，倒数第二个IP也别用，在这里是172.168.0.254。
- 相同网段的主机可以互相通信
- 不相同网段的主机不能互相通信
- C类地址最多只能用254个IP，如果需要更多的IP，可以改子网掩码，也可以使用B类地址，约65535个地址。
网络层封装
- IP数据包的格式：数据前有20个字节
- 计算发现，访问的地址是同一网段，直接给相应的交换机
- 计算发现，访问的地址是其他网段，把这个数据包丢给网关（路由器）
网关：计算发现，访问的地址是其他网段，把这个数据包丢给网关，网关会把数据包传出去
路由器的工作原理
- 不同网络通信有路由器（分割网络，连接不同的网络）
- 功能：路由寻址，主机A有多条路径到主机B，所谓条条大路通罗马
- 工作原理：路由器存着路由表，路由器只看网段，不看IP地址，根据网段和自身的接口进行跳转。
- 路由表的形成
  - 直连网段：为路由器的接口配上IP，就会自动形成一个直连网段路由，一个接口管理一个网段，如上图
  - 非直连网段：自己配置非直连网段，静态路由配置

网络测试工具
检查网络是否通畅

ping命令

ping www.baidu.com
ping -c 3 www.baidu.com #发送和收回3个包
ping -f www.baidu.com #极限ping
ping -i 0.01 www.baidu.com #间隔0.01秒ping，可以ping的很快
ping -q www.baidu.com #静默ping
ping -i 0.01 -c 1000 www.baidu.com #发1000个包，每隔0.01秒发送

traceroute命令

#可以查看主机到互联网中的一台主机走什么样的路径，排查故障
traceroute [参数] [主机]
traceroute www.baidu.com
traceroute -m 10 www.baidu.com #只跳10次
traceroute -n  www.baidu.com #显示IP，不查主机名
traceroute -q 4  www.baidu.com #发送4个包