网络必备知识系列

2023/6/6
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上一篇分享了Linux的学习经验，今天就来分享下有关网络的一些基础知识，网络对于从事IT行业的人来说，都应该有所了解的，小到自己家中的网络及其相关设备，从网线到交换机到路由器甚至更专业的防火墙以及负载均衡。掌握基本的知识原理，有助于排查自己项目中的网络问题。

目前，我认为作为非网络专业人士，只需要了解网络基础知识，并能解决自己开发或者运维工作中遇到的简单网络问题即可，其余的就可以交给专业网络工程师处理。因为毕竟人的精力有限，事事精通是很难的。

网络协议

有很多人推荐去读《TCP/IP详解》，其实每个人应该按照自己所从事的专业来选择去读，像我并不是网络专业，看了一点就已经有点打瞌睡了，不是不想读，实在是厚厚一本知识点不少啊。而且因为没有太多的实践，理论知识会很快遗忘。所以我基本都是用到才去查看，感觉这样还能记得牢一点。

这里分享常见的网络协议：

HTTP（超文本传输协议）：用于在Web浏览器和Web服务器之间传输数据，是Web应用程序的基础协议。

HTTPS（安全超文本传输协议）：是HTTP协议的安全版本，通过SSL/TLS协议对通信数据进行加密和认证。

TCP(Transmission Control Protocol):面向连接的传输层协议,在 web 中用于 HTTP 和 WebSocket 的传输。

UDP(User Datagram Protocol):无连接的传输层协议,在 web 中用于 DNS 解析。

FTP（文件传输协议）：用于在计算机之间传输文件，支持匿名访问和身份验证。

SMTP（简单邮件传输协议）：用于在邮件客户端和邮件服务器之间传输电子邮件。

POP3（邮局协议版本3）：用于从邮件服务器上下载邮件，支持邮件的离线阅读。

IMAP（互联网邮件访问协议）：用于在邮件客户端和邮件服务器之间传输电子邮件，并支持邮件的在线阅读和管理。

DNS（域名系统）：用于将域名转换成IP地址，以便计算机能够互相通信。

ICMP（Internet控制消息协议）：用于在网络中传输控制信息和错误消息，如ping命令就是基于ICMP协议。

WebSocket:一种用于 web 的网络通信协议,能够实现 web 应用的实时通信。常用于即时通讯等需要实时交互的 web 应用。

SSH（安全外壳协议）：用于在网络中安全地传输数据，支持加密和身份验证。

网络模型

1. OSI七层模型:是ISO制定的网络互连模型,由物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层7个层次组成。
- 物理层:定义传输介质和信号的电气接口特性。
- 数据链路层:定义在直接相连网络设备上传输的数据帧格式和验证机制。
- 网络层:定义数据在可扩展子网上传输的路径选择、逻辑地址和路由策略。
- 传输层:定义网络端对端的数据传输服务,包含可靠交付和错误恢复机制。
- 会话层:利用传输层服务实现会话连接,管理会话初始、终止及维持。
- 表示层:提供数据在网络上传输的编码解码方式,包含数据压缩、加密解密等机制。
- 应用层:提供网络应用服务,包含文件传输、电子邮件、数据库访问及远程登录等网络应用。

2. TCP/IP模型:由物理层、数据链路层、网络互连层、传输层、应用层5个层次组成。是实际应用中最为广泛的网络模型。
- 物理层和数据链路层:与OSI模型对应层次的功能相同。 
- 网络互连层: IP协议,负责网间的数据传输。相当于OSI模型的网络层、传输层和部分会话层。
- 传输层:TCP和UDP协议,提供端对端的传输服务。
- 应用层:各种应用层协议,如HTTP、FTP、SMTP等对应于OSI模型的表示层和应用层。

3.五层模型：五层模型是一种简化版的网络模型，由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。相比 OSI 七层模型,五层网络模型将上层概括为一个应用层,简化了模型的层次。相比 TCP/IP 五层模型,区分的更加清晰,应用层和传输层的对应更加准确。

常用的网络检测命令

ping:检测网络主机是否可达,以及网络延迟。
```
ping www.baidu.com
```
traceroute:检测数据包从源到目的地的路径和路径上的每一跳网关的IP地址。
```
traceroute www.baidu.com 
```

netstat:显示网络连接,路由表和网卡信息。

# 显示所有有效TCP连接
netstat -at  

# 显示所有TCP和UDP端口
netstat -au

# 显示路由表
netstat -r

ip:显示和操作路由,设备,策略路由和隧道。

# 显示接口信息
ip addr

# 显示路由表  
ip route

nmap: 用于端口扫描和安全审计。


扫描主机网络是否存活及开放了哪些端口
nmap www.baidu.com  

# 扫描局域网内所有主机开放的端口  
nmap -sP 192.168.1.0/24

tcpdump:用于网络数据包的捕获和分析。

# 抓取所有网卡数据包  
tcpdump -i any   

# 只抓取8080端口的数据包
tcpdump port 8080

lsof:列出打开的文件,其中也包括网络文件,用于确定进程打开的端口与连接。

    # 列出所有打开的TCP连接
    lsof -iTCP

设置静态IP

修改 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 文件 CentOS下,网络配置文件是ifcfg-eth0,修改内容如下:

    DEVICE=eth0
    BOOTPROTO=static  # 静态IP,默认是dhcp
    IPADDR=192.168.1.10   # 静态IP地址
    NETMASK=255.255.255.0  # 子网掩码
    GATEWAY=192.168.1.1    # 网关
    DNS1=8.8.8.8           # DNS服务器
    ONBOOT=yes             # 开机启动

然后重启网络服务:

    service network restart

修改 /etc/network/interfaces 文件 Ubuntu下,网络配置文件是 /etc/network/interfaces,修改内容如下:

auto eth0
iface eth0 inet static
address 192.168.1.10
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.1.1
dns-nameserver 8.8.8.8

然后重启网络服务:

    /etc/init.d/networking restart

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