Linux基础教程(清华课件)-第13章 TCP_IP网络管理.ppt
《Linux基础教程(清华课件)-第13章 TCP_IP网络管理.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《Linux基础教程(清华课件)-第13章 TCP_IP网络管理.ppt(60页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、LinuxLinux基础教程(基础教程(1 1)操作系统基础操作系统基础清华大学计算机基础教育课程系列教材清华大学计算机基础教育课程系列教材 汤荷美汤荷美 董渊董渊 李莉李莉 程志锐程志锐 编著编著总总 目目 录录第第1部分部分 Linux操作系统操作系统第第1章章 操作系统概述操作系统概述第第2章章 处理机管理处理机管理第第3章章 存储管理存储管理第第4章章 调度调度第第5章章 设备设备第第6章章 文件系统文件系统第第2部分部分 操作系统命令及操作系统命令及shell编程编程第第7章章 Linux基本命令基本命令第第8章章 使用使用vi编辑文件编辑文件第第9章章 shell编程编程第第3部分
2、部分 系系 统统 管管 理理第第10章章 Linux系统软件的获取和安装系统软件的获取和安装第第11章章 账号管理账号管理第第12章章 文件系统管理文件系统管理第第13章章 TCP/IP网络管理网络管理第第14章章 备份与恢复备份与恢复第第15章章 XWindow及及Genie应用程序应用程序第第13章章 TCP/IP网络管理网络管理13.1 网络概述网络概述13.2 网络配置网络配置13.3 定为基本的网络故障和收集网络状态信息定为基本的网络故障和收集网络状态信息13.4 基本网络服务的介绍基本网络服务的介绍13.5 小结小结习题习题主机系统的网络管理涵盖很多方面的内容,包括网络主机系统的网
3、络管理涵盖很多方面的内容,包括网络设备的安装、网络故障的检测、网络流量的统计以设备的安装、网络故障的检测、网络流量的统计以及状态信息的收集,本章将通过一些基本网络操作及状态信息的收集,本章将通过一些基本网络操作命令的介绍和对网络配置文件的分析,帮助读者更命令的介绍和对网络配置文件的分析,帮助读者更好地理解网络的工作原理,提高管理技能。好地理解网络的工作原理,提高管理技能。13.1网络概述网络概述Linux是一个网络操作系统,系统管理的很大一部分是一个网络操作系统,系统管理的很大一部分工作与网络有关。和传统的工作与网络有关。和传统的Unix一样,一样,Linux中,中,也同时支持也同时支持TCP
4、/IP网络和网络和UUCP网络。网络。UUCP(Unix-to-Unix Copy)是由美国贝尔实验室开是由美国贝尔实验室开发的、供发的、供UNIX工作站之间进行通信的一套协议簇,工作站之间进行通信的一套协议簇,它主要是通过拨号电话线路进行通信,尽管它主要是通过拨号电话线路进行通信,尽管UUCP网络仍然广泛地应用于各种场合,而且费用低廉,网络仍然广泛地应用于各种场合,而且费用低廉,但它有限的传输带宽将制约它的发展。随着但它有限的传输带宽将制约它的发展。随着TCP/IP网络的迅速发展,可以预见网络的迅速发展,可以预见UUCP的应用范的应用范围将不断地被削减。本章主要介绍围将不断地被削减。本章主要
5、介绍TCP/IP网络的网络的管理,不再对管理,不再对UUCP进行过多的讨论。有兴趣的读进行过多的讨论。有兴趣的读者可以通过其他途径深入了解。下面将结合者可以通过其他途径深入了解。下面将结合TCP/IP网络在网络在Linux中的实现介绍一些基本概念。中的实现介绍一些基本概念。TCP/IP被称为一种事实上的被称为一种事实上的Internet互联标准,因为互联标准,因为它并不完全遵从它并不完全遵从ISO/OSI标准,但是因为标准,但是因为Internet是是从从TCP/IP协议基础上发展起来的,在标准委员会协议基础上发展起来的,在标准委员会制定出标准时,制定出标准时,TCP/IP已经得到了广泛的应用
6、和已经得到了广泛的应用和厂商支持。人们最终抛弃了政府行为,而选择了在厂商支持。人们最终抛弃了政府行为,而选择了在市场需求中茁壮成长起来的市场需求中茁壮成长起来的TCP/IP标准,这一点标准,这一点在计算机界常常得到印证。在计算机界常常得到印证。图图13.1是是TCP/IP协议簇的原理结构图,它反映了网络协议簇的原理结构图,它反映了网络系统的工作原理。系统的工作原理。图图13.1 TCP/IP协议簇的结构图协议簇的结构图TCP/IP协议簇的核心部分包括传输层协议协议簇的核心部分包括传输层协议(TCP和和UDP)、网络层协议、网络层协议(IP)和硬件接口层,这三层在操和硬件接口层,这三层在操作系统
7、内核中实现。而应用层如作系统内核中实现。而应用层如FTP、WWW等应等应用程序则通过网络编程接口用程序则通过网络编程接口(socket、Windows Sockets)与核心协议打交道。整个协议簇是一种分与核心协议打交道。整个协议簇是一种分层结构的,下层为上层提供服务,不同层次之间通层结构的,下层为上层提供服务,不同层次之间通过一些接口通信,比如应用层通过过一些接口通信,比如应用层通过socket接口与接口与TCP层通信。层通信。将通信功能分层可以简化各层的实现,优化每一层的将通信功能分层可以简化各层的实现,优化每一层的功能,达到代码重用、最小修改和易于维护的目的。功能,达到代码重用、最小修改
8、和易于维护的目的。模块化在软件设计与实现中无论是面向对象技术还模块化在软件设计与实现中无论是面向对象技术还是分布式处理都有其不可替代的优越性,是软件工是分布式处理都有其不可替代的优越性,是软件工程的理想目标。采用这种层次性的结构还可以程的理想目标。采用这种层次性的结构还可以 灵活地配置网络,可以通过为硬件驱动规定统一的灵活地配置网络,可以通过为硬件驱动规定统一的接口,将硬件的运作和处理交给不同的生产厂商去接口,将硬件的运作和处理交给不同的生产厂商去做。最终的好处是无论采用什么样的硬件环境,都做。最终的好处是无论采用什么样的硬件环境,都可以通过可以通过TCP/IP网络达到互联的要求。下面将结网络
9、达到互联的要求。下面将结合最为常见的以太网进行分析。合最为常见的以太网进行分析。13.2 网络配置网络配置13.2.1 以太网卡的安装以太网卡的安装我们常用的网卡有两种总线模式,一种是我们常用的网卡有两种总线模式,一种是ISA卡,一卡,一种是种是PCI卡。卡。PCI卡比卡比ISA有许多优点,除了提供很有许多优点,除了提供很高的总线带宽来达到更快更好的性能外,它对系统高的总线带宽来达到更快更好的性能外,它对系统资源的申请是动态的,而资源的申请是动态的,而ISA必须固定分配。典型必须固定分配。典型的情况就是装载的情况就是装载ISA卡时,卡时,Linux需要给它分配一个需要给它分配一个中断号和中断号
10、和I/O资源的地址,以便驱动程序知道在何资源的地址,以便驱动程序知道在何处可以找到该卡。处可以找到该卡。系统加载网卡也有两种模式,一种是直接编译进内核,系统加载网卡也有两种模式,一种是直接编译进内核,一种是动态加载模块。若设备驱动以模块方式动态一种是动态加载模块。若设备驱动以模块方式动态加载进内核,对于加载进内核,对于PCI设备,模块将自动检测到所设备,模块将自动检测到所有已经安装到系统上的设备;对于有已经安装到系统上的设备;对于ISA卡,则卡,则需要向模块提供需要向模块提供I/O地址,这些信息应在地址,这些信息应在/etc/conf.modules中提供中提供(有的系统为有的系统为modul
11、es.conf)。比如有一块比如有一块ISA总线的总线的3c509卡,编辑卡,编辑conf.modules文件如下:文件如下:alias eth0 3c509options 3c509 io=0 x300这样驱动程序就知道到内存的这样驱动程序就知道到内存的哪一段去寻找网卡,其中哪一段去寻找网卡,其中0 x表示表示16进制。对于进制。对于PCI卡,仅仅需要卡,仅仅需要alias命令来使设备名命令来使设备名(以太网设备为以太网设备为ethN)和适当的驱动模块名关联即可,和适当的驱动模块名关联即可,PCI卡的卡的I/O地址将会被自动检测到。对于地址将会被自动检测到。对于PCI卡,编辑卡,编辑conf
12、.modules文件如下:文件如下:alias eth0 3c509注:注:加载加载模块的命令格式如下:模块的命令格式如下:#insmod 模块名模块名(本例中为本例中为3c509)若驱动程序直接被编译进了内核,系统启动若驱动程序直接被编译进了内核,系统启动时的时的PCI检测程序将会自动找到所有相关的网卡。检测程序将会自动找到所有相关的网卡。ISA卡一般也能够被自动检测到,但是在某些情况卡一般也能够被自动检测到,但是在某些情况 下,下,ISA卡仍然需要做下面的配置工作,在卡仍然需要做下面的配置工作,在/etc/lilo.conf中增加配置信息,其方法是通过中增加配置信息,其方法是通过LILO程
13、序将启动参数信息传递给内核。对于程序将启动参数信息传递给内核。对于ISA卡,编卡,编辑辑lilo.conf文件,增加如下内容:文件,增加如下内容:append=ether=3,0 x300,eth0 注:注:先不要在先不要在“lilo.conf”中加入启动参数,测中加入启动参数,测试一下你的试一下你的ISA卡,若失败再使用启动参数,有些卡,若失败再使用启动参数,有些旧的旧的ISA网卡,必须使用其驱动盘设置中断号与网卡,必须使用其驱动盘设置中断号与I/O地址或者采用硬跳线改变中断号,在系统中配置的地址或者采用硬跳线改变中断号,在系统中配置的参数无效。参数无效。PCI卡会被自动查找到,所以没有必要
14、卡会被自动查找到,所以没有必要这样做。这样做。13.2.2 TCP/IP网络相关的概念网络相关的概念前面提到了前面提到了TCP/IP网络的结构以及如何加载硬件驱网络的结构以及如何加载硬件驱动程序,剩下的工作就是如何在系统中配置动程序,剩下的工作就是如何在系统中配置TCP/IP,以使其能正常工作。在开始讲配置之前,以使其能正常工作。在开始讲配置之前,必须澄清一些基本概念,以让读者理解为什么要这必须澄清一些基本概念,以让读者理解为什么要这样配置。样配置。1.IP地址地址TCP/IP网络要进行通讯,必须有一个标识主机的方网络要进行通讯,必须有一个标识主机的方法。在以太网中,可以通过网卡的硬件地址来标
15、识法。在以太网中,可以通过网卡的硬件地址来标识主机,但是这种地址格式复杂,不便于阅读和记忆,主机,但是这种地址格式复杂,不便于阅读和记忆,也不便于管理。所以也不便于管理。所以TCP/IP网络中定义了一种地网络中定义了一种地址格式,用来惟一确定每个网络接口。它具有如下址格式,用来惟一确定每个网络接口。它具有如下格式:格式:X.Y.Z.W 其中其中X、Y、Z、W是是0到到255之间的整数,如果按照之间的整数,如果按照二进制的书写格式,它是一个二进制的书写格式,它是一个32位的数字,对于位的数字,对于TCP/IP协议簇来说,它所认识的协议簇来说,它所认识的IP地址与上面的地址与上面的格式有点不同,它
16、以如下格式阅读:格式有点不同,它以如下格式阅读:网络地址网络地址+主机地址其中网络地址是大于主机地址其中网络地址是大于1位的二进位的二进制数,主机地址也是大于制数,主机地址也是大于1位的二进制数。比如,位的二进制数。比如,计算中心网关地址计算中心网关地址166.111.4.1分解成协议所能认识分解成协议所能认识的地址就是:的地址就是:网络地址网络地址=1010011001101111 主机地址主机地址=0000010000000001后面将介绍为什么这样分解。需要注意的是,在后面将介绍为什么这样分解。需要注意的是,在IP地地址中,全主机地址代表的是网络,全主机地址址中,全主机地址代表的是网络,
17、全主机地址代表的是广播。比如对代表的是广播。比如对IP地址地址166.111.4.1而言,它而言,它所在的网络用所在的网络用166.111.4.0来表示,而来表示,而166.111.4.255则代表向整个则代表向整个166.111.4网络广播的地址。网络广播的地址。以上的设计贯彻了灵活的原则,给以上的设计贯彻了灵活的原则,给IP地址带来了很好地址带来了很好的实用性。我们可以根据某个机器的数目给不同的的实用性。我们可以根据某个机器的数目给不同的单位分配不同的网段,于是就诞生了单位分配不同的网段,于是就诞生了IP地址分类的地址分类的问题。举个例子来说,像问题。举个例子来说,像166.111网段可以
18、拥有的主网段可以拥有的主机数可以用机数可以用16位主机地址表示,即可以达到位主机地址表示,即可以达到65536台主机,所以像清华大学这样的单位,拥有一个像台主机,所以像清华大学这样的单位,拥有一个像166.111这样的网段是合适的。而对于大型这样的网段是合适的。而对于大型 的跨国公司如的跨国公司如IBM,则可能拥有上十万台的主机,则可能拥有上十万台的主机,16位主机地址是不能满足要求的,可以分配一个位主机地址是不能满足要求的,可以分配一个24位的主机地址。而对一些小公司而言,可能分配一位的主机地址。而对一些小公司而言,可能分配一个拥有个拥有255台主机数的台主机数的8位主机地址的网段就可以满位
19、主机地址的网段就可以满足要求了。足要求了。最大主机数最大主机数1677721465543254N/AN/A最大主最大主机数比理论数目少机数比理论数目少2个,是因为网络地址和广播地个,是因为网络地址和广播地址是保留地址。另外,有一些地址是保留用于特定址是保留地址。另外,有一些地址是保留用于特定的内部网络的,这些网络没有直接连接到的内部网络的,这些网络没有直接连接到Internet,它们可能放在防火墙后面,这些地址规定如下:,它们可能放在防火墙后面,这些地址规定如下:A类:类:10.0.0.0B类:类:172.16.0.0到到172.31.0.0C类:类:192.168.0.0到到192.168.
20、255.0IP地址经过分类,确实方便了记忆和管理,但是也造地址经过分类,确实方便了记忆和管理,但是也造成了地址的浪费,许多地址即使空着,但归属某个成了地址的浪费,许多地址即使空着,但归属某个单位或部门,别人没有办法使用,从而造成了地址单位或部门,别人没有办法使用,从而造成了地址空间的紧张,当然这也在很大程度上是因为空间的紧张,当然这也在很大程度上是因为32的地的地址空间限制。所以址空间限制。所以Ipv6(目前的目前的IP协议版本为协议版本为Ipv4)技术的一部分工作就是解决地址空间不足的问题。技术的一部分工作就是解决地址空间不足的问题。2.MAC地址地址MAC地址在以太网中是网卡的硬件地址,以
21、太网中地址在以太网中是网卡的硬件地址,以太网中机器之间通过这个地址通信,它是一个机器之间通过这个地址通信,它是一个6字节字节48位位的数字,其常见格式以十六进制数字表示如下:的数字,其常见格式以十六进制数字表示如下:xx:xx:xx:xx:xx:xx可以通过可以通过ifconfig命令来查看它。命令来查看它。在在IBM的令牌环网中也有硬件地址的概念,但两者的令牌环网中也有硬件地址的概念,但两者有很大的区别,在同一本地网络中,如果要让这种有很大的区别,在同一本地网络中,如果要让这种硬件地址格式不同的网络互连,必须通过专用的设硬件地址格式不同的网络互连,必须通过专用的设备,如网桥等。我们所说的备,
22、如网桥等。我们所说的TCP/IP网络是由许多网络是由许多小的网络构成,这些网络可能是以太网也可能是令小的网络构成,这些网络可能是以太网也可能是令牌环网,牌环网,TCP/IP协议通过一个地址转换协议协议通过一个地址转换协议ARP来映射来映射IP地址与硬件地址的对应关系。同一本地网地址与硬件地址的对应关系。同一本地网络中,硬件地址必须惟一,因为它是区分不同主机络中,硬件地址必须惟一,因为它是区分不同主机 的惟一标准。以太网中通过的惟一标准。以太网中通过ARP地址广播包来收集地址广播包来收集其他主机的地址。其他主机的地址。3.子网掩码子网掩码操作系统中,操作系统中,TCP/IP协议簇在工作时,将协议
23、簇在工作时,将IP地址看地址看作是网络地址与主机地址的聚合体,其中网络地址作是网络地址与主机地址的聚合体,其中网络地址是用来确定数据包的传输路径的,比如如何将一个是用来确定数据包的传输路径的,比如如何将一个数据包从美国数据包从美国UC-berkely大学的校园网发送到清华大学的校园网发送到清华大学的校园网。在这个发送过程中,路由协议根据大学的校园网。在这个发送过程中,路由协议根据网络地址确定数据包从哪个路由器发送到下一个网网络地址确定数据包从哪个路由器发送到下一个网络。而对于子网掩码而言,它是用来确定这个网络络。而对于子网掩码而言,它是用来确定这个网络地址的,将子网掩码值与主机的地址的,将子网
24、掩码值与主机的IP地址做按位地址做按位“与与”运算,就得到了网络地址,从而也就决定了该机运算,就得到了网络地址,从而也就决定了该机器上的数据包按照什么样的路径发送给别人,按器上的数据包按照什么样的路径发送给别人,按行话说,就是影响了主机的静态路由。举例说,主机行话说,就是影响了主机的静态路由。举例说,主机A:192.168.2.4与与B:192.168.2.5的子网掩码都为的子网掩码都为255.255.255.0,192.168.2.1为网关,如果主机为网关,如果主机A要发要发送信息给送信息给B,它通过子网掩码发现,它通过子网掩码发现B与它处在同一与它处在同一网络,于是就将数据包直接发送给该机
25、器,但是如网络,于是就将数据包直接发送给该机器,但是如果将主机果将主机B放在网关以外放在网关以外,因为以太网的因为以太网的ARP广播包广播包不能通过路由器,得不到对方的不能通过路由器,得不到对方的MAC地址,从而地址,从而主机主机A无法知道无法知道B不在本网段这一信息,所以不会不在本网段这一信息,所以不会去寻找网关转发该数据包,通信也就无法进行。这去寻找网关转发该数据包,通信也就无法进行。这可以解释对于将子网掩码设大了或设小了所导致的可以解释对于将子网掩码设大了或设小了所导致的种种问题。种种问题。所以遇到这种问题,一定要明白,子网掩码将决定你所以遇到这种问题,一定要明白,子网掩码将决定你机器上
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- Linux基础教程清华课件-第13章 TCP_IP网络管理 Linux 基础教程 清华 课件 13 TCP_IP 网络 管理
限制150内