Linux 网络配置
文章目录
- 网络基础知识
- IP地址
- 子网掩码
- DNS
- 三种网络连接模式
- 桥接模式
- NAT模式
- 主机模式
- 网络配置常用命令
- SSH
网络基础知识
IP地址
IP地址是用于区分同一个网络中的不同主机的唯一标识。
Internet中的主机要与其他机器通信必须具有一个IP地址，因为网络中传输的数据包必须携带目的IP地址和源IP地址，路由器依靠此信息为数据包选择路由。
IP地址可以为32位（IPV4，4个字节）或者128位（IPV6，16个字节）,如果没有特殊说明，一般是指IPV4。
通常使用 点分十进制 表示，例如：172.10.1.10。
IP地址由 网络号 和 主机号 两部分组成，其中网络号的位数直接决定可以分配的网络数，主机号的位数则决定网络中最大的主机数。
由于整个互联网所包含的网络规模不太固定，因此IP地址空间被划分为不同的类别，每一类具有不同的网络号位数和主机号位数。
IP地址共有 2 32 = 4294967296 2^{32}=4294967296 232=4294967296 个地址，被分为5类，分别为A、B、C、D、E。
A类IP地址 ，即在IP地址的4段号码中，第1段号码为网络号码，剩下的3段号码为本地计算机的号码。如果用二进制数表示IP地址，则A类IP地址就是由1字节的网络地址和3字节的主机地址组成。也就是说，A类IP地址中网络的标识长度为8位，主机标识的长度为24位。
A类IP地址（第一位固定为0）的范围为 0.0.0.0 到 127.255.255.255，二进制表示为
00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000001
....
01111111 11111111 11111111 11111110
01111111 11111111 11111111 11111111
- 网络号为全 0 的IP地址有特殊用途，表示本网络；
- 网络号为 127 的IP地址作为本地软件环回测试本主机的进程间通信之用。
在ABC类网络中，有两类地址规定不用于主机地址：
- 全 0 的主机号IP地址表示该IP地址是本主机所连接到的单个网络地址；
- 全 1 的主机号IP地址表示该网络上的所有主机。
因此A类地址可指派的网络号有 126 ( 2 7 − 2 ) 126(2^7-2) 126(27−2) 个，每个网络可指派主机数为 16777214 ( 2 24 − 2 ) 16777214(2^{24}-2) 16777214(224−2)台。
B类IP地址 ，即在IP地址的4段号码中，前2段号码为网络号码。如果用二进制表示IP地址，则B类IP地址由2字节的网络地址和2字节主机地址组成，也就是说，B类IP地址中网络标识的长度为16位，主机标识的长度为16位。
B类IP地址（前两位固定为10）范围为 128.0.0.0 到 191.255.255.255，二进制表示为
10000000 00000000 00000000 00000000
10000000 00000000 00000000 00000001
...
10111111 11111111 11111111 11111110
10111111 11111111 11111111 11111111
注： 以前B类网络号 128.0.0.0 以及C类网络号 192.0.0.0 规定不指派，现在可以指派。
因此B类网络可指派的网络号有 16384 ( 2 14 ) 16384(2^{14}) 16384(214) 个，每个网络可以可指派主机数为 65534 ( 2 16 − 2 ) 65534(2^{16}-2) 65534(216−2)台。
C类IP地址，即在IP地址的4段号码中，前3段为网络号码，剩下的1段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址，则C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，也就是说，C类IP地址中网络的标识长度为24位，主机标识的长度为8位。
C类IP地址（前三位固定为110）范围为 192.0.0.0 到 223.255.255.255，二进制表示为
11000000 00000000 00000000 00000000
11000000 00000000 00000000 00000001
...
11011111 11111111 11111111 11111110
11011111 11111111 11111111 11111111
因此C类网络有 2097152 ( 2 21 ) 2097152(2^{21}) 2097152(221) 个网络，每个网络最多可容纳 254 ( 2 8 − 2 ) 254(2^8-2) 254(28−2)台主机。
D类IP地址，被称为多播地址或组播地址，用来共享同一协议的一组计算机（一对多通信）。
D类IP地址（前四位固定为1110）范围为 224.0.0.0到239.255.255.255。
11100000 00000000 00000000 00000000
11100000 00000000 00000000 00000001
...
11101111 11111111 11111111 11111110
11101111 11111111 11111111 11111111
E类IP地址，不分网络号和主机号，保留为以后使用。
E类地址（前四位固定为1111），范围为240.0.0.0到255.255.255.255。
11110000 00000000 00000000 00000000 = 240.0.0.0
11110000 00000000 00000000 00000001
...
11110111 11111111 11111111 11111110
11110111 11111111 11111111 11111111 = 247.255.255.255
...
11111111 11111111 11111111 11111111 = 255.255.255.255
总结
IP地址的指派范围
| 网络类别 | 最大可指派的网络数 | 第一个可指派的网络号 | 最后一个可指派的网络号 | 每一个网络中的最大主机数 | 占IP地址总数比例 |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 126 ( 2 7 − 2 ) 126 (2^7 - 2) 126(27−2) | 1 | 126 | 16777214 ( 2 24 − 2 ) 16777214(2^{24} - 2) 16777214(224−2) | 1/2 |
| B | 16384 ( 2 14 ) 16384 (2^{14}) 16384(214) | 128.0 | 191.255 | 65534 ( 2 16 − 2 ) 65534(2^{16} - 2) 65534(216−2) | 1/4 |
| C | 2097152 ( 2 21 ) 2097152 (2^{21}) 2097152(221) | 192.0.0 | 223.255.255 | 254 ( 2 8 − 2 ) 254(2^8 - 2) 254(28−2) | 1/8 |
| D | 1/16 | ||||
| E | 1/16 |
保留的IP地址
| 地址 | 功能 |
|---|---|
| 网络地址全为0 | 表示当前网络或网桥 |
| 网络地址全为1 | 表示所有网络 |
| 网络号为127，地址号为非全0和全1 | 保留用于环回测试。表示当前节点，让节点给自己发送测试分组，而不会生成网络流量 |
| 节点地址全为0 | 表示网络地址或者网络中的任何主机 |
| 节点地址全为1 | 表示指定网络中的所有节点 |
| 整个IP地址全为0 | 思科路由器用来指定默认路由器，也可以表示任何网络 |
| 整个IP地址全为1 | 到当前网络中所有的节点的广播，有时称为全1广播 |
保留的私有IP地址空间
| 地址类型 | 保留的地址空间 |
|---|---|
| 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 |
子网掩码
子网掩码也可称为网络掩码，用户通过子网掩码可以很快确认当前主机IP所属的网络类型，通常网络地址部分为“1”，主机地址部分为“0”。
A类IP地址的子网掩码为255.0.0.0；
B类IP地址的子网掩码为255.255.0.0；
C类IP地址的子网掩码为255.255.255.0。
子网掩码主要用于判断主机发送的数据包是发送给外网还是内网。
主机A向主机B发送数据包，则主机A先将自己的子网掩码与目标主机B的IP地址执行“与”操作。
假设主机B的IP地址为192.168.0.100，主机A的子网掩码为255.255.255.0，将IP地址与子网掩码进行“与”操作得到网络地址，结果为192.168.0.0。
主机A将此网络地址与主机B所在的网络地址做对比：如果网络地址相同，则表明主机A与主机B在同一网络中，数据包向内网发送；如果不同，则向外网发送（发送至网关）。
网关又称为连接器或协议转换器。
主要用于在传输层上实现网络连接（两个上层协议不同的网络互联）。
网关的实质是一个网络通向其他网络的IP地址。
例如，网络A与网络B：网络A的IP地址范围为192.168.1.1～192.168.1.254，其子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为192.168.2.1～192.168.2.254，子网掩码为255.255.255.0。
如果没有路由器，两个网络之间不能进行TCP/IP通信，因为TCP/IP协议根据子网掩码判定两个网络中的主机处于不同的网络，此时要实现网络间的通信，必须通过网关。
这就如同在公司中同一个部门的员工可以直接相互交流，而不同部门的员工要当面聊天，则需要员工走出办公室出门，去其他办公室或会议室，此时的“门”就相当于网络中的网关。
如果网络A中的主机要向网络B中的主机发送数据包，则数据包需要先由主机转发给自己的网关，再由网关转发到网络B的网关，网络B的网关再将其转发给网络B的主机。
DNS
DNS（Domain Name System，域名系统）是域名与IP地址相互映射的一个分布式数据库。
其主要的目的是帮助用户更方便地访问互联网。
例如，在浏览器中输入网站域名，必须通过域名服务器解析域名，从而得到服务器的实际IP地址。
这样做的好处在于，当用户需要通过网络访问某些服务时，不需要再去查找该服务的实际IP地址，使用固定的域名即可。
DNS通常可以自动获取，也可以手动设置：
公共DNS：114.114.114.114、114.114.115.115
阿里DNS：223.5.5.5、223.6.6.6
腾讯DNS：119.29.29.29、182.254.116.116
百度DNS：180.76.76.76
Goggle DNS：8.8.8.8、8.8.4.4
三种网络连接模式
桥接模式
虚拟机需要直接连接到物理网络，通常与宿主机的物理网卡共享网络连接。
虚拟机和宿主机在同一网络中，拥有一个与宿主机同一局域网中的IP地址，虚拟机获得与宿主机相同的网络访问权限。
通常需要配置 DHCP 或手动分配虚拟机的 IP 地址，需要更多的网络资源和配置。
NAT模式
虚拟机通过宿主机的网络连接访问外部网络，宿主机充当网关和 NAT 设备。
虚拟机获取一个虚拟的 IP 地址，且和宿主机之间共享一个公共的 IP 地址，而外部世界只能通过宿主机的 IP 地址访问虚拟机。
主机模式
虚拟机和宿主机在一个隔离的虚拟网络中，并且该网络与外部网络不相连。
虚拟机可以与宿主机之间互相通信，但无法访问互联网或其他外部网络。
不需要配置路由器或 NAT 服务，简单易用。
对于需要本地测试、开发、或实验环境而不需要外部连接的场景非常合适。
网络配置常用命令
ifconfig # 查看所有活动的网卡
ifconfig ens33 # 查看指定网络接口ens33
ip a # 查看网卡
ping 目标主机 # 测试网络连通性
ping baidu.com # 测试是否可以连通 baidu.com
ping -c 5 baidu.com # 设定检查次数 5 次
dig 目标主机域名 # 查看主机信息
dig baidu.com
nmcli # 查看网卡信息
route # 查看或设置主机中路由表信息
nslookup 目标主机域名 [DNS服务器地址] # 测试DNS域名解析
nslookup baidu.com
nslookup baidu.com 8.8.8.8
curl [-O] url # 访问url，[-O] 表示下载，可选
curl cip.cc # 向cip.cc 发起请求，获取公网ip
nmap ip地址 # 查看指定IP的端口情况
nmap 127.0.0.1 # 查看本机的端口情况
netstat [-anprstuv..] # 查看网络连接信息
netstat -anp | grep 端口号 # 查看端口情况
netstat -anp | grep 123 # 查看端口或进程123情况
PS [-e -f] # [-e] 全部进程, [-f] 格式化
ps -ef # 列出全部进程信息
ps -ef | grep tail # 过滤 tail的进程信息
kill [-9] 进程ID # 关闭指定进程，[-9] 强制关闭，可选
SSH
SSH（Secure Shell）是创建在应用层和传输层基础上的安全协议。相较于FTP、POP等传统的网络服务程序，SSH更为可靠，主要用于对远程登录的会话数据进行加密，有效防止远程管理过程中的信息泄露。
在嵌入式开发中，开发者经常会使用一些支持SSH协议的程序软件，实现远程登录Linux操作系统。这样客户端无须启动Linux操作系统以及为其分配资源，可提高计算机的工作效率。
sudo apt-cache policy openssh-server # 查看ssh安装情况
sudo apt-get install openssh-server # 安装ssh
也可以使用以下内容进行简化
sudo apt-cache policy ssh # 查看ssh安装情况
sudo apt-get install ssh # 安装ssh
service ssh start / restart # 开启服务
service ssh stop # 关闭服务
service ssh status # 查看服务状态
利用 finalshell 或者 xshell 连接即可。
