第4章linux网络基础

1、第第4章章 Linux网络基础网络基础 计算机网络是以达到信息交换、资源共享或协同工作为目的，由各自具有自主功能而又通过各种通信手段相互连接的计算机组成的复合系统。 现代计算机网络由通信子网和资源子网组成。 通信子网由接口报文处理机(IMP即交换机或路由器等网络设备)通过通信线路相互连接，负责完成资源子网中计算机之间的数据通信任务。资源子网中的计算机通过通信子网互联，它们运行用户应用程序，向网络用户提供可共享的软、硬件资源。 协议是通过通信的计算机之间应该共同遵守的一个约定，根据此约定彼此间才能理解传送信息的内容、识别信息的表示形式和各种环境下的应答信号。 协议按功能分为若干层。在计算机网络中

2、，如何划分层次及各层采用的协议总和构成网络的体系结构。 OSI参考模型4.1 TCP/IP协议协议4.1.1 TCP/IP协议简史协议简史 Transmission Control Protocol / Internet Protocol ARPAnet:包交换包交换(分组交换分组交换)、协议分层、协议分层4.1 TCP/IP协议协议4.1.2 TCP/IP分层模型与协议族分层模型与协议族应用层传输层网际层网络接口层 OSI参考模型参考模型 TCP/IP模型模型 TCP/IP协议簇协议簇应用层表示层会话层运输层网络层链路层物理层HTTP、FTP、SMTP、SNMP、NMTP、TELNET、DN

3、S、NFS、PINGTCP UDPIP ICMP ARP RARPEthernet、Token Ring、FDDIOSI参考模型和参考模型和TCP/IP协议对应关系协议对应关系4.1 TCP/IP协议协议4.1.3 局域网系统局域网系统以太网以太网局域网的拓扑结构：总线型、环型、星型。局域网的拓扑结构：总线型、环型、星型。以太网的特点：以太网的特点：l 总线型局域网，每一台机器都通过一个分接器挂到一根总线型局域网，每一台机器都通过一个分接器挂到一根很长的电缆上。很长的电缆上。l CSMA/CD：以太网卡由制造商惟一分配的地址（：以太网卡由制造商惟一分配的地址（MAC地址）来标志。地址）来标志。

4、4.1 TCP/IP协议协议4.1.3 局域网系统局域网系统以太网以太网以太网的设备：以太网的设备：l 网络接口控制器网络接口控制器(NIC)，网卡。，网卡。l 中继器中继器(repeater)。l 集线器集线器(hub)。l 网桥网桥l 交换机交换机(switch)。l 路由器路由器(router)。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 1IP地址地址 在在TCP/IP网络中，每个主机都有唯一的地址，它是通网络中，每个主机都有唯一的地址，它是通过过IP协议来实现的。协议来实现的。IP协议要求在每次与协议要求在每次与TCP/IP网络网络建立连接

5、时，每台主机都必须为这个连接分配一个唯一建立连接时，每台主机都必须为这个连接分配一个唯一的的32位地址，因为在这个位地址，因为在这个32位位IP地址中，不但可以用地址中，不但可以用来识别某一台主机，而且还隐含着网际间的路径信息。来识别某一台主机，而且还隐含着网际间的路径信息。需要强调指出的，这里的主机是指网络上的一个节点，需要强调指出的，这里的主机是指网络上的一个节点，不能简单地理解为一台计算机，不能简单地理解为一台计算机，实际上实际上IP地址是分配给地址是分配给计算机的网络适配器计算机的网络适配器（即网卡）（即网卡）的，一台计算机可以有的，一台计算机可以有多个网络适配器，就可以有多个多个网络

6、适配器，就可以有多个IP地址，一个网络适配地址，一个网络适配器就是一个节点。器就是一个节点。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 1IP地址地址 IP地址为地址为32位地址，一般以位地址，一般以4个字节表示。每个字节的个字节表示。每个字节的数字又用十进制表示，即每个字节的数的范围是数字又用十进制表示，即每个字节的数的范围是0255，且每个数字之间用点隔开，例如：且每个数字之间用点隔开，例如：，这种记录方法称为这种记录方法称为“点点-分分”十进制记号法。十进制记号法。IP地址的结地址的结构如下所示：构如下所示：网络类型网

7、络类型网络网络ID主机主机ID4.1 TCP/IP协议协议网络类型网络类型网络网络ID主机主机ID4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 1IP地址地址 网络类型字段用于标识网络的类型，到目前为止网络划分网络类型字段用于标识网络的类型，到目前为止网络划分为为AE五类；五类； 网络网络ID则标识该主机所在的网络，由网络类型字段和网络则标识该主机所在的网络，由网络类型字段和网络ID字段构成网络标识；字段构成网络标识； 主机主机ID是该主机在网络中的标识。是该主机在网络中的标识。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 1IP地址地址

8、 IP地址的基本分配原则是要为同一网络内的所有主机分配地址的基本分配原则是要为同一网络内的所有主机分配相同的网络标识号，同一网络内的不同主机必须分配不同相同的网络标识号，同一网络内的不同主机必须分配不同的主机的主机ID号，以区分主机，不同网络内的每台主机必须具号，以区分主机，不同网络内的每台主机必须具有不同的网络标识号，但是可以具有相同的主机标识号。有不同的网络标识号，但是可以具有相同的主机标识号。 IP地址并不只是一个计算机的代号，而是指出了某个网络地址并不只是一个计算机的代号，而是指出了某个网络上的某个计算机。上的某个计算机。组建一个网络时，为了避免该网络所分配的组建一个网络时，为了避免该

9、网络所分配的IP地址与其他地址与其他网络上的网络上的IP地址发生冲突，必须为该网络向地址发生冲突，必须为该网络向InterNIC（Internet网络信息中心）组织申请一个网络标识号，这网络信息中心）组织申请一个网络标识号，这也就是整个网络使用一个网络标识号，然后再给该网络上也就是整个网络使用一个网络标识号，然后再给该网络上的每个主机设置一个唯一的主机号码，这样网络上的每个的每个主机设置一个唯一的主机号码，这样网络上的每个主机都拥有一个唯一的主机都拥有一个唯一的IP地址。另外，国内用户可以通过地址。另外，国内用户可以通过中国互联网络信息中心（中国互联网络信息中心（CNNIC）来申请）来申请IP

10、地址和域名。地址和域名。4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 1IP地址地址 说明：说明：4.1 TCP/IP协议协议4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 2IP地址的分类地址的分类0网络地址网络地址ID（7BIT)主机地址主机地址ID(24BIT)0 1 7 8 31A类类IP地址地址27-2=126个网络标识号；个网络标识号；每个网络大约每个网络大约1678万万（224-2）个主机地址。）个主机地址。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 2IP地址的分类地址的分类10网

11、络地址网络地址ID（14BIT)主机地址主机地址ID(16BIT)0 1 2 15 16 31B类类IP地址地址214-2=16,384个网络标识号。个网络标识号。每个网络大约每个网络大约65,534（216-2）个主机地址。）个主机地址。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 2IP地址的分类地址的分类110网络网络IP地址（地址（21BIT)主机地址主机地址ID（16BIT)012 3 23 24 31C类类IP地址地址200万（万（221-2）个网络标识号。）个网络标识号。每个网络提供每个网络提供254（28-2）个主机地址。）个主机地址。

12、4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 2IP地址的分类地址的分类1110广播地址广播地址ID（28BIT)0123 4 31 D类类IP地址地址D类地址是多播地址，主要是留给类地址是多播地址，主要是留给Internet体系结构委体系结构委员会员会IAB（Internet Architecture Board）使用。）使用。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 2IP地址的分类地址的分类11110保留用于将来和试验使用保留用于将来和试验使用01234 5 31 E类地址类地址例如：一个例如：一个I

13、P地址为地址为4，其用二进制表示为，其用二进制表示为10000010 00001100 00000100 00100010此此IP地址属于地址属于B类网络，其网络类网络，其网络ID号为号为0000010 00001100B，即即524，主机号为，主机号为00000100 00100010，即为，即为1058。 4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 3特殊的特殊的IP地址地址 如果网络ID为127，主机地址任意，这种地址是用来做循环测试循环测试用的，不可用作其他用途。例如，是用来将消息传给自己的。如果某一类网

14、络的主机地址为全1，则该IP地址表示是一个网络或子网的广播地址广播地址。例如，55，表示将信息发送给该网络上的每个主机。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 3特殊的特殊的IP地址地址 如果某一类网络的主机地址为全0，则该IP地址表示为网络地址或子网地址网络地址或子网地址。例如，，表示一个网络地址。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP） 综合来看，IP地址具有以下一些重要特点重要特点： IP地址不能反映有关主机位置的地理信息。不能反映有关主机位置的

15、地理信息。 多地址主机多地址主机。 按照Internet的观点，用转发器或网桥转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号码。 在IP地址中，所有分配到网络号的网络都是平等的。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 4子网及子网掩码子网及子网掩码（1）子网掩码：）子网掩码： 子网掩码是一个32位地址，它用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络ID和主机ID；用来将网络分割为多个子网；判断目的主机的IP地址是在本局域网或是在远程网。 在TCP/IP网络上的每一个主机都要求有子网掩码。这样当TCP/IP网络上的主机相互通

16、信时，就可用子网掩码来判断这些主机是否在相同的网络段内。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 4子网及子网掩码子网及子网掩码（1）子网掩码：）子网掩码：类子网掩码子网掩码的二进制表示A11111111.00000000.00000000.00000000B11111111.11111111.00000000.00000000C11111111.11111111.11111111.00000000某台主机的某台主机的IP地址为地址为4.1 TCP/IP协议

17、协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 4子网及子网掩码子网及子网掩码（2）划分子网：）划分子网：一个网络实际上可能会有多个物理网段，通常称这些网段网段为子网。把一个网络分成多个子网，要求每个子网使用不同的网络ID，通过把主机号（主机ID）分成两个部分，为每个子网生成唯一的网络ID。一部分用于标识作为唯一网络的子网，另一部分用于标识子网中的主机。网络地址部分网络地址部分子网地址部分子网地址部分 主机地址部分主机地址部分4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 4子网及子网掩码子网及子网掩码（2）划分子网：）划分子网：将网络划

18、分成多个子网时，必须先确定子网掩码。将网络划分成多个子网时，必须先确定子网掩码。确定子网的个数，将这个数转换成二进制数。确定子网的个数，将这个数转换成二进制数。例如：将例如：将B类类IP地址的网络划分出地址的网络划分出4个子网，该二进制数是个子网，该二进制数是11，占用，占用2个二进制位。个二进制位。B类网络的默认掩码类网络的默认掩码。1100000000000000=192.0所以子网掩码为所以子网掩码为4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 4子网及子网掩码子网及子网掩码（2）划分子网：）划分子

19、网：确定完子网掩码以后，即可定义出子网号。确定完子网掩码以后，即可定义出子网号。00000000子网掩码为子网掩码为11000000=192010000001000000011000000 4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 4子网及子网掩码子网及子网掩码（2）划分子网：）划分子网：子网号一经定义，即可确定每个子网中的主机数目。子网号一经定义，即可确定每个子网中的主机数目。11000000 00000000=192.0主

20、机号位是主机号位是14位，因此，每个子网中所能容纳的主机总位，因此，每个子网中所能容纳的主机总数位数位214-2。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 5IP协议协议是一种无连接的、不可靠的协议。它定义了是一种无连接的、不可靠的协议。它定义了IP地址的结构，地址的结构，管理管理IP分组在主机间寻址并为分组在主机间寻址并为IP数据分组设置传输路径。数据分组设置传输路径。4.1 TCP/IP协议协议4.1.4 Internet 网际协议（网际协议（IP）l 6IP路由路由路由是数据从一个节点传输到另一个节点的过程。例如，要路由是数据从一个节点传输到

21、另一个节点的过程。例如，要出发到某地，一般先确定到达目的地的路线。在出发到某地，一般先确定到达目的地的路线。在TCP/IP网网络中，同一网络区段中的计算机可以直接通信，不同网络区络中，同一网络区段中的计算机可以直接通信，不同网络区段中的计算机要相互通信，则必须借助于段中的计算机要相互通信，则必须借助于IP路由。路由。路由器都是靠路由表来确定数据报的流向的，路由器都是靠路由表来确定数据报的流向的，IP路由表实路由表实际上是相互邻接的网络际上是相互邻接的网络IP地址的列表。地址的列表。一般的，作为路由器的计算机中都安装有两块网卡，这一般的，作为路由器的计算机中都安装有两块网卡，这两块网卡的两块网卡

22、的IP分别是要路由的两个网段中的一个分别是要路由的两个网段中的一个IP地址，地址，这样该计算机就好比一座桥梁一样用来连接两个不同的这样该计算机就好比一座桥梁一样用来连接两个不同的网段，完成路由的功能。网段，完成路由的功能。4.1 TCP/IP协议协议4.1.5 下一代的网际协议下一代的网际协议IPv6 IPv6地址采用128bit来表示，16字节。用“冒号十六进制”记法，把每个16比特的量用十六进制值表示，各量之间用冒号分隔。例如，如果前面所给的点分十进制数记法的值改为冒号十六进制记法，就变成了FFFE:000C:0000:0000:0C00:0000:0000:000CFFFE:C:0:0:

23、C00:0:0:CFFFE:C:C00:0:0:C一个一个Linux系统进行网络配置的主要参数：系统进行网络配置的主要参数：网络网络IP地址：地址：2子网掩码：子网掩码：默认网关：默认网关：54DNS服务器地址：服务器地址：linux的网络配置的网络配置 4.2 Linux网络配置网络配置4.2.1 图形界面配置方式图形界面配置方式打开“系统”“首选项”“网络连接”，选中要操作的网卡，点击编辑4.2.2 使用使用setupsetup配置配置打开终端，输入命令 setup,打开如下图所示配置工具选择

24、网络配置 选择要配置的网卡eth0配置如下图,配置完点“确定”。接着返回配置DNS，最后保存退出4.2.3 使用网络配置文件配置网络使用网络配置文件配置网络 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 /etc/sysconfig/network /etc/resolv.conf /etc/rc.d/init.d/network /etc/hosts /etc/host.conf与/etc/nsswitch.conf /etc/hosts.allow与/etc/hosts.deny(1). 修改IP地址文件/etc/sysconfig/network-s

25、cripts/ifcfg-eth0DEVICE= 表示物理设备的名字ONBOOT= yes表示系统启动时激活该设备，no表示不激活BOOTPROTO= 取值可以是static(静态配置)、bootp(使用bootp协议)、dhcp(使用dhcp协议)BROADCAST= 表示广播地址IPADDR= 表示该网卡的IP地址PREFIX= 子网掩码GATEWAY=表示网关DNS*=表示DNSGATEWAY=(2). 修改网关/etc/sysconfig/network(3). DNS配置/etc/resolv.confservice network start(4). 重启网络

26、 /et/init.d/network(5).(5). /etc/hosts (主机表) 为用户提供IP地址和主机名之间的映射(转换)。 至少有 localhost.localdomain这一行。如果需要使用主机名称访问服务器或其他主机，可以添加行： IP地址 主机名全称 主机别名00 master01 (6). 解析配置文件解析配置文件/etc/host.conf /etc/host.conf文件指定如何解析主机名，文件指定如何解析主机名，Linux通过解通过

27、解析器库来获得主机名对应的析器库来获得主机名对应的IP地址。地址。 文件的每行包含文件的每行包含1个配置关键字个配置关键字(order,trim,multi, nospoof,reorder)，其后是配置信息。，其后是配置信息。order hosts, bindmulti on(7). 访问控制文件访问控制文件/etc/hosts.allow与与 /etc/hosts.deny文件文件 一般情况下，服务器及主机允许同一网段的主机进行远程一般情况下，服务器及主机允许同一网段的主机进行远程访问。若想限制或只允许某些主机的远程访问则需这两个访问。若想限制或只允许某些主机的远程访问则需这两个文件。分别

28、描述了被允许文件。分别描述了被允许/禁止连接的主机或主机范围。禁止连接的主机或主机范围。在在/etc/hosts.allow文件中加入：文件中加入：ALL:192.168.248.在在/etc/hosts.deny文件中加入：文件中加入：ALL:ALL例例1：允许允许192.168.248.x网段主机的所有服务请求，网段主机的所有服务请求， 拒绝其他网段主机的服务请求。拒绝其他网段主机的服务请求。(7). 访问控制文件访问控制文件/etc/hosts.allow与与 /etc/hosts.deny文件文件 一般情况下，服务器及主机允许同一网段的主机进行远程一般情况下，服务器及主机允许同一网段的

29、主机进行远程访问。若想限制或只允许某些主机的远程访问则需这两个访问。若想限制或只允许某些主机的远程访问则需这两个文件。分别描述了被允许文件。分别描述了被允许/禁止连接的主机或主机范围。禁止连接的主机或主机范围。在在/etc/hosts.allow文件中加入：文件中加入：ALL EXCEPT vsftpd:ALL在在/etc/hosts.deny文件中加入：文件中加入：ALL:ALL例例2：禁止所有网段的禁止所有网段的ftp服务，允许其他服务。服务，允许其他服务。(1) ifconfig：对用户网络接口进行配置。 ifconfig命令用到的执行参数可以没有，也可有一个网络接口的名字、一个IP地址

30、以及其他参数选项。4.2.4 使用命令行配置网络使用命令行配置网络 4-10无参数：显示计算机上的网络接口look-back使用带参数的使用带参数的ifconfig命令可以手动设置网卡的配置参数。命令可以手动设置网卡的配置参数。 interface,up,down, netmask address, broadcast address, mtu bytes,arp例如：例如：ifconfig eth0 down ifconfig eth0 2 netmask 28 broadcast 27(2) ethtool：检查网卡

31、状态(3)ifup和ifdown：启用、停止网卡(4) route ：路由设置路由设置 Destination与与Genmask构成一个网域，该网域是通过构成一个网域，该网域是通过Gateway连接出去的。如果连接出去的。如果gateway显示显示表示该路由是直接由本表示该路由是直接由本机传送，亦即可以透过局域网络的机传送，亦即可以透过局域网络的MAC直接传讯；如果有显直接传讯；如果有显示示IP的话，表示该路由需要经过路由器的话，表示该路由需要经过路由器(通讯闸通讯闸)的帮忙才能够的帮忙才能够传送出去。传送出去。路由是有顺序的路由是有顺序的。Flags标识：标识：U(route

32、is up)：该路由是启动的；：该路由是启动的；H(target is a host)：目标是一部主机：目标是一部主机(IP)而非网域；而非网域；G(use gateway)：需要透过外部的主机：需要透过外部的主机(gateway)来转递封包；来转递封包；R(reinstate route for dynamic routing)：使用动态路由时，恢复路由信息的旗：使用动态路由时，恢复路由信息的旗标；标；D(dynamically installed by daemon or redirect)：已经由服务或转：已经由服务或转port功能设功能设定为动态路由定为动态路由M(modified f

33、rom routing daemon or redirect)：路由已经被修改了；：路由已经被修改了；!(reject route)：这个路由将不会被接受：这个路由将不会被接受(用来抵挡不安全的网域！用来抵挡不安全的网域！)Iface：这个路由传递封包的接口。这个路由传递封包的接口。添加路由信息：添加路由信息： 一个接口必须在它的一个接口必须在它的IP地址被添加到路由表之后才能提供地址被添加到路由表之后才能提供给人们使用。给人们使用。 route add -net 网络地址网络地址 netmask 子网掩码子网掩码 dev 网卡设备名网卡设备名 route add net n

34、etmask dev eth0 route add default gw 网关网关IP地址地址 dev 网卡设备名网卡设备名 route del default gw 网关网关IP地址地址(5) ping 该命令通过向被测试的目的主机地址发送该命令通过向被测试的目的主机地址发送ICMP报报文并收取回应报文，来测试当前主机到目的主机的文并收取回应报文，来测试当前主机到目的主机的网络连接状态。网络连接状态。 用户使用用户使用“Ctr+C”键来终止该命令键来终止该命令 ping -c 发出报文数发出报文数目的主机地址目的主机地址(6)traceroute命令 ping命令失败后，

35、首先使用命令失败后，首先使用traceroute查找发送的分组查找发送的分组碰到了什么问题。（错误路由、被中间路由器丢弃）。碰到了什么问题。（错误路由、被中间路由器丢弃）。 traceroute命令的功能是跟踪本地和远程两台主机间的命令的功能是跟踪本地和远程两台主机间的UDP路由数据报。该命令给出了从源主机到达目的主机间路由数据报。该命令给出了从源主机到达目的主机间的网关，同时也给出了每个网关的往返时间。的网关，同时也给出了每个网关的往返时间。 traceroute IP地址地址 rootlinux#traceroute -n traceroute to tw.yahoo-(203.84.20

36、2.164),30 hops max,38 byte packets1 42.174 ms 41.690 ms 41.058 ms2 40.962 ms 41.978 ms 40.973 ms3 30 40.983 ms 41.930 ms 41.003 ms4 10 42.956 ms 41.997 ms 42.337 ms5 53 47.591 ms 47.972 ms 48.748 ms6 0 48.193 ms 47.970 ms 47.986 ms7 4 47.959 ms 47.951 ms 47.985 ms8 38 48.363 ms 47.586 ms 47.995 ms9 2 49.256 m