网络管理
什么是网络
一组网络设备通过各种媒介实现信息资源共享
资源共享的功能和优点
数据和应用程序
资源
网络存储
备份设备
常见网络设备
路由器
交换机
网卡
RJ-45接口网线
光纤网线
网络应用程序
Web 浏览器（Chrome、IE、Firefox等）
即时消息（QQ、微信、钉钉等）
电子邮件（Outlook、foxmail 等）
协作（视频会议、VNC、Netmeeting、WebEx 等）
web网络服务（apache,nginx,IIS）
文件网络服务（ftp,nfs,samba）
数据库服务（ MySQL,MariaDB, MongoDB)
中间件服务（Tomcat，JBoss）
安全服务（ Netfilter）
网络特性
速度 带宽
成本
安全性
可用性 正常的运行时间/总时长（正常+异常）
可扩展性 模块化
可靠性 稳定性
拓扑 总线拓扑(同轴电缆系列)、环状拓扑、星型拓扑(普遍)
总线拓扑：
通讯堵塞
星型拓扑：
通过中心点传输
单点故障
扩展星型拓扑
比星型拓扑的复原能力更强
环拓扑
信号绕环传输
单一故障点
双环拓扑
信号沿相反方向传输
比单环的复原能力更强
全网状拓扑
容错能力强
实施成本高
主机通信
旧模型
专有产品
由一个厂商控制应用程序和嵌入的软件
基于标准的模型
多厂商软件
分层方法
网络模型分层
应用层：网络进程访问应用层()
表示层：数据表示()
会话层：主机间通讯(网段)
传输层：端到端连接(数据包)
网络层：数据传输(帧)
数据链路层 ：访问介质()
物理层：二进制传输(bit)
好处
降低复杂性
标准化接口
简化模块化设计
确保技术的互操作性
加快发展速度
简化教学
OSI 开放系统互联，网络国标
ISO 国际标准化组织
ATM 异步传输模式
PDU
PDU: Protocol Data Unit,协议数据单元是指对等层次之间传递的数据单位
物理层的 PDU是数据位 bit
数据链路层的 PDU是数据帧 frame
网络层的PDU是数据包 packet
传输层的 PDU是数据段 segment
其他更高层次的PDU是消息 message
三种通讯模式
单播unicast
广播broadcast
组播multicast
双绞线排序原因
千兆以上需要连接八根抵消彼此的电磁干扰（两两相缠抵消彼此的电磁干扰）
千兆以下不包括千兆有四根通就能联网
T568A：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白粽、粽
T568B：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白粽、粽
1和2发送数据
3和6接收数据
同设备使用交叉线
不同设备使用直连线
目前的网卡大多是智能识别交叉线和直连线
IEEE：802.3(使用CSMA/CD通讯机制，总线拓扑)
无线网络
IEEE：802.11作用于物理层和数据链路层(data link layer)
中国国标：WAPI(不通用)
国际国标：WiFi
单工：单向
收音机、喇叭、电台、早期电视
双工(全双工，半双工)
半双工：轮流双向，对讲机
全双工：同时双向手机
Hub集线器
Hub：多端口中继器
Hub并不记忆该信息包是由哪个MAC地址发出，哪个MAC地址在Hub的哪个端口
Hub的特点：
共享带宽
半双工
同一个冲突呀
以太网桥(配合集线器使用，已被淘汰)
交换式以太网的优势
扩展了网络带宽
分割了网络冲突域，使网络冲突被限制在最小的范围内
交换机作为更加智能的交换设备，能够提供更多用户所要求的功能：优先级、虚拟网、远程检测……
学习MAC地址和所在端口通过源地址
查看MAC地址通过目标地址
网桥不能阻隔广播
冲突域：两个主机同时在一个单工中发送信息出现冲突
广播域：一个主机发送广播，其他主机都接收数据
交换机(switch)：全双工
VLAN
分隔广播域
安全
灵活管理
trunk(干道)：不属于任何VLAN，给VLAN打标签
trunk协议：802.1Q
网桥、交换机工作在数据链路层
网卡功能：根据连接设备调整单工、双工的协议，工作在物理层和数据链路层
mii-tool -v eth0 查看网卡工作模式
ethtool eth0 查看更改网卡工作模式
路由器(router)：工作与网络层
阻断广播分隔广播域
选择路由表中到达目标最好的路径
维护和检查路由信息
连接广域网
广域网基于单播
局域网基于广播
route -n 查看路由表
分层的网络架构
核心层：企业级应用快速转发
分布层：广播域、路由、安全、远程接入、访问层汇聚
访问层：端口接入
TCP/IP协议
ARPA网络是TCP/IP的前身
共定义了四层
和ISO参考模型的分层有对应关系
应用层
传输层
Internet层
网络访问层
TCP特性
工作在传输层
面向连接协议
全双工协议
半关闭
错误检查
将数据打包成段，排序
确认机制
数据恢复，重传(断点续传)
流量控制，滑动窗口
拥塞控制，慢启动和拥塞避免算法
UDP特性
没有错误检查
端口
远端口16字节，端口号是2的16次方65536
目的端口16字节，端口号是2的16次方65536
TCP协议PORT
传输层通过port号，确定应用层协议
Port number:
tcp：传输控制协议，面向连接的协议；通信前需要建立虚拟链路；结束后拆除链路
0-65535
udp：User Datagram Protocol，无连接的协议
0-65535
IANA:互联网数字分配机构（负责域名，数字资源，协议分配）
0-1023：系统端口或特权端口(仅管理员可用) ，众所周知，永久的分配给固定的系统
应用使用，22/tcp(ssh), 80/tcp(http), 443/tcp(https)
1024-49151：用户端口或注册端口，但要求并不严格，分配给程序注册为某应用使用，
1433/tcp(SqlServer)，1521/tcp(oracle),
3306/tcp(mysql),11211/tcp/udp (memcached)
49152-65535：动态端口或私有端口，客户端程序随机使用的端口
其范围的定义：/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
TCP三次握手
A发送握手请求SYN=1，B发送接受握手请求SYN=1,ACK=1，A发送收到接受请求ACK=1,开始传输数据。
TCP四次挥手
A发送断开请求FIN=1,B发送已收到请求ACK=1继续传输数据，B发送确认断开请求FIN=1,ACK=1,A发送收到确认请求ACK=1
有限状态机FSM
CLOSED 没有任何连接状态
LISTEN 侦听状态，等待来自远方TCP端口的连接请求
SYN-SENT 在发送连接请求后，等待对方确认
SYN-RECEIVED 在收到和发送一个连接请求后，等待对方确认
ESTABLISHED 代表传输连接建立，双方进入数据传送状态
FIN-WAIT-1 主动关闭,主机已发送关闭连接请求，等待对方确认
FIN-WAIT-2 主动关闭,主机已收到对方关闭传输连接确认，等待对方发送关闭传输连接请求
TIME-WAIT 完成双向传输连接关闭，等待所有分组消失
CLOSE-WAIT 被动关闭,收到对方发来的关闭连接请求，并已确认
LAST-ACK 被动关闭,等待最后一个关闭传输连接确认，并等待所有分组消失
CLOSING 双方同时尝试关闭传输连接，等待对方确认
有限状态机
客户端先发送一个FIN给服务端，自己进入了FIN_WAIT_1状态，这时等待接收服务端的报文，该报文会有三种可能：
只有服务端的ACK
只有服务端的FIN
基于服务端的ACK，又有FIN
1、只收到服务器的ACK，客户端会进入FIN_WAIT_2状态，后续当收到服务端的FIN时，回应发送一个ACK，会进入到TIME_WAIT状态，这个状态会持续2MSL(TCP报文段在网络中的最大生存时间, RFC 1122标准的建议值是2min).客户端等待2MSL，是为了当最后一个ACK丢失时，可以再发送一次。因为服务端在等待超时后会再发送一个FIN给客户端，进而客户端知道ACK已丢失
2、只有服务端的FIN时，回应一个ACK给服务端，进入CLOSING状态，然后接收到服务端的ACK时，进入TIME_WAIT状态
3、同时收到服务端的ACK和FIN，直接进入TIME_WAIT状态
客户端的典型状态转移
处于FIN_WAIT_2状态的客户端需要等待服务器发送结束报文段，才能转移至TIME_WAIT状态，否则它将一直停留在这个状态。如果不是为了在半关闭状态下继续接收数据，连接长时间地停留在FIN_WAIT_2状态并无益处。连接停留在FIN_WAIT_2状态的情况可能发生在：客户端执行半关闭后，未等服务器关闭连接就强行退出了。此时客户端连接由内核来接管，可称之为孤儿连接（和孤儿进程类似）
Linux为了防止孤儿连接长时间存留在内核中，定义了两个内核参数：
/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_orphans 指定内核能接管的孤儿连接数目
/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout 指定孤儿连接在内核中生存的时间
TCP确认
window size =1，一次发送一个包，传输效率慢
固定窗口
window size =3，一次发送三个包，双方性能不同，容易丢包
滑动窗口
测试发送，测试出接受方一次能接收多少个包，并以最大接收数发送
UDP
工作在传输层
提供不可靠的网络访问
非面向连接协议
有限的错误检查
传输性能高
无数据恢复特性
Internet层
ping -s 65507 -f
arp -n
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