ToB企服应用市场:ToB评测及商务社交产业平台

标题: 浅谈网络 | 通信协议 [打印本页]

作者: 怀念夏天 时间: 2024-10-27 20:21
标题: 浅谈网络 | 通信协议
协议三要素
语法，就是这一段内容要符合肯定的规则和格式。例如，括号要成对，竣事要利用分号等。
语义，就是这一段内容要代表某种意义。例如数字减去数字是故意义的，数字减去文本一般来说就没故意义。
顺序，就是先干啥，后干啥。例如，可以先加上某个数值，然后再减去某个数值。
用一个下单的过程，看看互联网世界的运行过程中，都利用了哪些网络协议：

浏览器发起请求（域名解析）
DNS 或 HTTPDNS 查询：用户在浏览器输入网址（URL），浏览器需将域名（如www.kaola.com）转换成 IP 地址。通过 DNS 或 HTTPDNS 协议，浏览器查询得到了对应的 IP 地址，例如 106.114.138.24。
URL 转换成 IP：域名就像网络的“地址簿”，将人类记忆的域名转成计算机辨认的 IP 地址，这是访问的第一步。
请求的封装与传输层协议
应用层协议：浏览器通过 HTTP/HTTPS 协议将请求打包，此中包含访问请求的详细内容。
传输层协议选择：根据请求的范例选择 UDP 或 TCP，但一般的 HTTP 和 HTTPS 利用 TCP 协议，确保连接的可靠性和数据完整性。
端口号：TCP 协议中的端口号资助定位目的应用程序，例如浏览器的动态端口和电商服务器的 HTTPS 端口（默认 443），操作系统利用端口将收到的数据包转发给符合的应用历程。
网络层与 IP 路由
IP 层封装：传输层封装完成后，将数据包交给网络层，网络层添加源 IP（浏览器地点的 IP 地址）和目的 IP（服务器的 IP 地址）。
路由选择：操作系统检查目的 IP 地址。如果是外部地址（如外网），则会通过默认网关转发出去。默认网关的 MAC 地址通过 ARP 协议解析获取。
数据包的路由传输
ARP 协议：浏览器通过 ARP 协议询问本地网关的 MAC 地址，然后将封装有目的 IP 的数据包发送给网关。
网关的路由转发：数据包到达网关（路由器），路由器根据其路由表决定下一跳，逐级找到到达目的服务器的最佳路径。
多跳传输：每个路由器就像旅途中的城关，将数据包沿着路由协议（如 OSPF 或 BGP）确定的路径逐跳转发，直到到达目的网络。
到达目的服务器
目的地的 ARP 解析：当数据包进入目的服务器的网络，服务器通过 ARP 获取最终 MAC 地址并吸收数据包。
解封装与传输层确认：服务器依次拆开封装的包，确认传输层协议为 TCP，并通过端口号找到监听的应用历程（如 Tomcat）。
TCP 的确认机制：每个 TCP 包有确认响应，以确保数据传输的可靠性。若数据丢失，TCP 会自动重传，而不会由浏览器重新发送请求。
应用层的业务处置惩罚
应用层请求处置惩罚：服务器的欢迎历程（例如 Tomcat）吸收 HTTP 请求内容，将其拆分为详细操作，例如处置惩罚订单、扣减库存、计算支付金额等。欢迎历程调和这些业务模块，保证订单处置惩罚的正确性。
RPC 调用：业务模块间通信利用 RPC（远程过程调用），通过协议实现模块间的透明交互。RPC 自动处置惩罚网络连接，使调用方无需处置惩罚复杂的网络通信细节。
返回响应到用户
HTTPS 响应返回：业务处置惩罚完成后，服务器将响应结果封装成 HTTPS 包，沿着与请求路径相反的方向返回至客户端。
浏览器显示结果：数据包最终返回用户浏览器，显示订单处置惩罚成功或支付完成的消息。

一、一些问题

1、TCP 在举行三次握手的时候，IP 层和 MAC 层对应都有什么操作呢？

TCP 三次握手过程：
第一次握手：客户端向服务器发送 SYN 包，请求创建连接。
第二次握手：服务器收到 SYN 包后，返回一个 SYN-ACK 包以确认。 >第三次握手：客户端收到 SYN-ACK 包，返回一个 ACK 包，连接正式创建。
IP 层的操作：在每次握手时，TCP 会封装数据包，并在网络层（即 IP 层）加入 IP 头部，包含源 IP 和目的 IP 地址。
路由选择：如果客户端和服务器不在同一个网络，IP 层负责确定命据包的路由路径，从源 IP 经过多个路由器，最终到达目的 IP。
分片与重组：如果数据包过大，IP 层大概会对其举行分片。每个分片带着 IP 头，传输至目的地址后，重新组合成完整的数据包。
MAC 层的操作： MAC 层是在数据链路层（第二层）上工作的，负责在局域网中找到目的设备的物理地址（MAC 地址）并传输数据。
ARP 协议（地址解析协议）：在每次握手前，IP 层需要通过 ARP 查询目的 IP 地址对应的 MAC 地址（如果尚未缓存）。
例如，客户端会向局域网广播一个 ARP 请求，询问目的 IP 的 MAC 地址。目的设备回应其 MAC 地址，之后数据包中会包含这个 MAC
地址。帧的封装：当 IP 层准备好数据包后，MAC 层会封装它，生成包含源 MAC 和目的 MAC 的帧，用于局域网内传输。
数据帧的传输：在局域网中，互换时机利用 MAC 地址表决定命据帧的转发路径，使其到达目的 MAC 地址。

在三次握手中，IP 层负责路由和 IP 地址管理，确保数据包从源 IP 发送到目的 IP。而MAC 层负责局域网内的传输，通过 ARP 获取 MAC 地址并举行帧封装，使数据帧能在局域网内正确路由。
2、二层设备处置惩罚的包里，有没有 HTTP 层的内容呢？

当我们发送一个 HTTP 包时，它确实包含了七层的内容，但在网络传输过程中，它仍然会经过二层设备。实际上，网络通信过程会经过多个条理，每一层都会在本身的条理上处置惩罚部分信息。

二层设备的职责：二层设备（如互换机）主要处置惩罚的是数据链路层（Layer 2），关注 MAC地址，用于在同一个网络段内传输数据包。二层设备会读取帧的头部信息（例如源 MAC 地址和目的 MAC 地址），然后根据
MAC地址表来决定命据帧的转发路径。
HTTP 包在二层的处置惩罚：HTTP 包的内容是在七层（应用层）工作的，但它会经过 OSI 模子中的各个层级封装后传输。HTTP请求会在应用层封装，然后依次向下经过传输层（通常利用 TCP 协议），再到网络层（例如
IP层），最后封装到数据链路层。二层设备收到的包已经是完整的帧，但它只会关注二层的内容（如 MAC 地址），并不会检察更高层的信息（如
HTTP 头部）。
二层设备是否包含七层内容：二层设备只关注二层的数据，但这些数据包确实包含了更高层的内容。即便是七层（HTTP）的数据包，经过封装后到达二层，它仍然携带了HTTP
数据；只是二层设备不处置惩罚或解读 HTTP 头部，而是直接根据 MAC 地址信息举行转发。

即使是七层的 HTTP 数据包，它也必须经过二层设备，但二层设备不会解析或处置惩罚此中的 HTTP 内容。
3、通过 SSH 登录到公有云主机里面，都需要经历哪些过程？

DNS 解析（域名到 IP 地址的转换）输入主机名：你在 SSH 客户端中输入公有云主机的域名（例如 cloud.example.com）时，系统需要先获取目的主机的 IP 地址。本地 DNS 缓存检查：客户端会先查询本地 DNS
缓存，如果已经缓存了域名对应的 IP 地址，则直接利用。如果没有，则向 DNS 服务器请求解析。递归查询：如果本地没有缓存，客户端会向
DNS 服务器发送域名查询请求。DNS 服务器会举行递归查询，直到找到对应的 IP 地址，然后将其返回给客户端。得到 IP 地址：DNS
解析完成后，客户端得到公有云主机的 IP 地址，以便举行后续的网络通信。
TCP 三次握手创建连接客户端发送 SYN 包：客户端向目的主机的 IP 地址发送一个 SYN 包，表现希望创建连接。这个包会到达服务器的 22 端口（默认 SSH 服务端口）。服务器响应 SYN-ACK 包：公有云主机上的 SSH
服务器吸收到 SYN 包后，回应一个 SYN-ACK 包，表现接受连接请求。客户端回应 ACK 包：客户端收到服务器的 SYN-ACK
包后，发送一个 ACK 包，确认连接已经创建。此时 TCP 连接正式创建完成，双方进入“已连接”状态。三次握手创建的 TCP 连接为
SSH 协议的加密通信提供了可靠的底子传输通道。
SSH 握手与加密会话创建 SSH 握手主要是为了确保通信的安全性，详细过程如下：
版本互换：客户端和服务器起首互换协议版本信息，以确保双方利用兼容的 SSH 版本。
算法协商：客户端和服务器协商将要利用的加密算法、散列算法和密钥互换算法，以确保传输的机密性和完整性。密钥互换：通过密钥互换算法（通常是
Diffie-Hellman 或 ECDH），客户端和服务器互换密钥材料，生成对称会话密钥。
服务器身份验证：服务器向客户端发送数字证书，客户端验证服务器的公钥以确认其身份，制止连接到恶意服务器。
对称会话密钥生成：客户端和服务器利用互换的密钥材料生成一个对称会话密钥，用于加密会话中的数据。这种对称加密确保了数据的机密性和完整性。
SSH 用户身份验证 SSH 用户身份验证确保是合法用户尝试访问主机。
身份验证方式：通常支持多种身份验证方式，如密码、SSH 密钥、或基于证书的验证。公有云主机一般利用 SSH 密钥验证，这比密码更安全。
密钥验证：生成密钥对：客户端预老师成 SSH 密钥对，包罗私钥（生存在本地）和公钥（上传到服务器）。
公钥验证：客户端将本身的公钥上传至公有云主机的 ~/.ssh/authorized_keys
文件中。连接时，服务器会检查客户端提供的私钥签名是否与存储的公钥匹配。
签名验证：服务器验证签名后确认身份，允许连接。如果私钥不匹配或验证失败，连接会被拒绝。
创建加密会话和数据传输进入加密会话：身份验证成功后，客户端和服务器开始加密会话。全部传输数据都利用生成的会话密钥举行加密，确保数据的安全性。
命令与响应：在创建加密会话后，客户端可以开始输入命令，例如文件传输、远程管理操作等，服务器则执行命令并返回结果。数据传输过程中通过加密的信道保障数据机密性，防止第三方窃听或篡改。
保持连接：SSH 通常支持会话保持，客户端和服务器会定期发送心跳包，确保连接正常、空闲状态保持，制止意外断开。
连接关闭与资源释放客户端退出：当客户端完成操作并输入 exit 命令或关闭 SSH 客户端时，客户端会向服务器发送连接终止请求。四次挥手：为了确保数据的完整性温顺利断开连接，TCP 协议会执行四次挥手过程，释放连接资源。客户端发送 FIN 包，表现准备关闭连接。
服务器响应 ACK 包，确认收到连接关闭请求。服务器发送 FIN 包，表现本身也准备关闭连接。客户端响应 ACK 包，确认连接关闭。
会话终止：经过四次挥手后，连接彻底关闭，双方资源被释放，整个 SSH 会话竣事。

本地电脑通过 SSH 连接公有云主机的过程主要涉及以下步调：
DNS 解析：将公有云主机域名解析为 IP 地址。
TCP 三次握手：创建可靠的 TCP 连接。
SSH 握手与加密会话创建：通过密钥互换和算法协商生成加密信道。
身份验证：客户端验证身份，服务器确认合法用户。
加密会话与数据传输：在加密信道中举行命令操作和数据传输。
连接关闭与资源释放：执行四次挥手，安全断开连接，释放资源。
4、打开一个电商网站，都需要经历哪些过程？

输入 URL 和浏览器解析你在浏览器的地址栏中输入电商网站的 URL，例如 https://www.onlinestore.com，并按下 Enter。浏览器检查输入内容，如果未指定协议（如
HTTPS），默认会尝试利用 HTTPS 连接，拼接为 https://www.onlinestore.com。
DNS 解析（将域名转换为 IP 地址）本地 DNS 缓存检查：浏览器起首检查是否已经缓存了目的域名对应的 IP 地址。如果缓存存在且有效，则跳过 DNS 查询。 DNS 服务器查询：若缓存中没有该 IP 地址，浏览器会向 DNS 服务器发起 DNS
查询请求。递归查询：如果 DNS 服务器也没有该记载，它会向根 DNS 服务器递归查询，逐级寻找 authoritative DNS
服务器来获取目的域名的 IP 地址。获取 IP 地址：DNS 解析完成后，返回目的服务器的 IP 地址，浏览器利用该 IP 地址创建连接。
TCP 三次握手创建连接客户端发送 SYN 包：浏览器向目的 IP 地址发送 SYN 包，请求创建连接（默认端口为 443）。服务器响应 SYN-ACK 包：电商网站的服务器收到 SYN 包后，回复一个 SYN-ACK 包，表现同意连接。客户端发送 ACK
包：浏览器收到服务器的 SYN-ACK 包后，发送 ACK 包确认连接成功创建。至此，TCP 连接创建完成，为后续的 HTTP
请求提供传输通道。
SSL/TLS 握手（如果是 HTTPS 连接）版本和加密算法协商：浏览器和服务器协商 SSL/TLS 版本及加密算法（如 AES、SHA）。服务器证书验证：服务器发送数字证书给浏览器，浏览器验证证书是否可信、有效，以确保连接到的是真实的电商网站。
会话密钥生成：双方通过密钥互换算法（如 Diffie-Hellman）生成对称会话密钥，用于加密会话中的数据。
加密会话开始：握手完成后，浏览器和服务器开始加密传输，确保通信内容的安全性。
发送 HTTP 请求构建 HTTP 请求：在连接创建和 SSL/TLS 加密后，浏览器向服务器发送第一个 HTTP 请求，通常是 GET 请求，要求加载网站的主页内容（例如 GET / HTTP/1.1）。
请求头信息：请求中包含头部信息，包罗浏览器范例、语言偏好、授权信息、Cookie 等，服务器据此调整响应内容。发送
Cookie：如果浏览器曾经访问过该网站，则会包含之前存储的 Cookie 信息，资助辨认用户和定制内容。
服务器吸收请求并处置惩罚服务器路由：服务器根据 URL 路径将请求分发到对应的处置惩罚模块。例如，/home 路径大概会引导到主页渲染模块。后端逻辑处置惩罚：服务器的后端系统（例如
Python、Node.js）处置惩罚请求，大概会执行各种逻辑操作，比如读取用户信息、获取推荐商品、处置惩罚促销信息等。
数据库查询：服务器访问数据库获取数据，比如商品信息、用户数据、购物车内容等，举行页面内容的动态生成。生成 HTTP 响应：服务器将数据生成
HTML 文档，包含 CSS、JavaScript 等资源链接，并打包成 HTTP 响应。
返回 HTTP 响应和数据传输 HTTP 响应发送：服务器将生成的 HTTP 响应发送给浏览器，包含网页内容和资源文件链接。数据包传输：HTTP 响应通过 TCP 连接返回，全部数据都经过加密传输，确保数据的完整性和安全性。
分块传输：如果内容较大，响应会分为多个数据包逐块发送，浏览器吸收数据并逐步处置惩罚，提拔加载速度。
浏览器渲染流程解析 HTML：浏览器解析服务器返回的 HTML，逐步构建 DOM 树（文档对象模子），表现页面结构。解析 CSS：浏览器下载并解析 CSS 文件，构建 CSSOM 树（CSS 对象模子），定义页面的样式。 JavaScript
执行：浏览器下载并执行 JavaScript 文件，大概会动态修改 DOM 树和 CSSOM 树，实现页面的交互结果。合成渲染树：浏览器将
DOM 树和 CSSOM 树合成为渲染树，用于生成页面的结构和样式。
结构和绘制：浏览器根据渲染树计算各元素的结构位置，然后绘制到屏幕上，用户可见页面内容。
加载其他资源异步加载：HTML 中的 < img > 标签加载图片，或 < iframe > 标签嵌入外部内容，浏览器会异步请求这些资源，以便主页面尽快显示。
渲染优化：浏览器会缓存常用资源（如图标、字体、JavaScript），加速页面加载。
内容展示与交互：页面内容加载完成后，用户可以举行操作，如点击产品、检察详情、加入购物车等，浏览器会响应这些操作并执行相应的
JavaScript 代码。
浏览器缓存和后续请求缓存策略：服务器返回的资源文件（如图片、CSS）通常会包含缓存策略，浏览器缓存这些资源用于后续访问。淘汰重复请求：如果用户在短时间内访问同一页面，浏览器会优先从缓存中读取资源，淘汰请求次数，加快加载速度。

打开一个电商网站时的完整过程包罗以下步调：
DNS 解析：将域名转换为 IP 地址。
TCP 三次握手：创建 TCP 连接。
SSL/TLS 握手：创建加密通道。
发送 HTTP 请求：请求页面内容。
服务器处置惩罚请求：生成 HTML 和数据内容。
返回 HTTP 响应：数据包通过 TCP 加密传输。
浏览器渲染页面：解析 HTML、CSS、执行 JavaScript。
异步加载资源：加载图片、视频等外部资源。
用户交互和响应：支持购物车、导航等交互功能。
缓存和优化：浏览器缓存资源，加快后续访问。
二、为什么要网络分层？

让筹划更简单
分层筹划就像盖楼，每层只负责本身该做的事情。
物理层：负责怎么把信号传输出去。
数据链路层：负责在局域网内找到正确设备。
网络层：负责找到路，把数据送到另一个网络。
传输层：负责数据的完整性。
应用层：负责显示网页、打开应用。
每层做好本身的一部分，整个过程更有条理，也便于明白。
提高兼容性
网络分层就像盖楼时的修建标准，不同的品牌和设备可以一起利用，因为每一层的标准都是一样的。
比如，网络层的 IP 地址是全球通用的，不管是苹果、华为、戴尔生产的设备都可以利用 IP 地址来定位和通信。
方便排盘问题
如果数据传输遇到问题，我们可以按层来检查，逐层排除故障，就像逐层检查水管漏水的问题。
比如：无法上网时，可以先检查物理层（网线是否连接），再检查网络层（IP 地址是否正确）等。
升级方便
如果需要更新某层的技术，比如从有线网升级到 Wi-Fi，只需替换物理层，而不影响传输层以上的网页、应用等其他功能。
每层可以独立更新，而不会影响到其他层。这让网络可以随着科技发展而升级，比如 4G 到 5G。
更安全
分层的筹划可以让每一层都加上本身的掩护步伐，层层掩护，确保数据安全。
比如在传输层可以加密数据，在应用层可以设置密码，这样即便某一层出问题，其他层也可以提供掩护。

计算机网络分层是为了实现各层独立、提高机动性、将复杂问题分解成小问题，从而使筹划、实现和维护更加高效。
网络数据包在经过不同网络层时的处置惩罚流程

吸收网络包并处置惩罚当一个网络包经过网口时，程序起首检查它是否需要处置惩罚这个包。如果网口处于稠浊模式，程序会吸收全部经过的网络包；否则，它只会吸收目的 MAC地址与本身匹配的包。
调用 process_layer2(buffer) 处置惩罚数据链路层进入process_layer2(buffer) 函数后，程序会从 Buffer 中解析出二层的 MAC 头部，并根据目的 MAC 地址判定是否需要继承处置惩罚。如果目的 MAC地址与本机匹配，说明该包是发给本机的，则进入下一步；否则，程序会丢弃该包。
调用 process_layer3(buffer) 处置惩罚网络层在 process_layer3(buffer) 中，程序会解析并移除 IP 头部，检查目的 IP 地址。如果目的 IP 地址不是本机地址，程序会将包转发至其他网络设备；如果 IP 地址是本机的，则继承处置惩罚。程序根据 IP 头中的协议字段，判定是 TCP 包照旧 UDP 包，并相应地进入下一步。
调用 process_tcp(buffer) 处置惩罚传输层（以 TCP 为例）在 process_tcp(buffer) 中，程序解析 TCP 头部，检查是否是新连接的发起、响应包或正常数据包。
如果是新连接请求或响应，则需要发送回复包；如果是正常数据包，程序会根据端口号将其交给对应的应用程序处置惩罚（如 HTTP 请求交给浏览器处置惩罚）。
交给应用层（浏览器）处置惩罚根据 TCP 头中的端口号，程序将数据包交给监听该端口的应用程序，例如浏览器。
浏览器会解析 HTTP 内容并显示页面。用户大概点击页面，浏览器捕获到点击变乱，生成新的 HTTP 请求并传送给网络层处置惩罚。
发送网络包的流程浏览器通过端口向传输层发送 HTTP 请求数据。程序调用 send_tcp(buffer)，为 Buffer 中的 HTTP 内容添加 TCP 头部（包罗源端口和目的端口）。调用 send_layer3(buffer)，为 Buffer 添加 IP
头部（包罗源 IP 和目的 IP）。最后调用 send_layer2(buffer)，为 Buffer 添加 MAC 头部（包罗源 MAC和目的 MAC）。如果目的 MAC 地址未知，程序会通过 ARP 协议查询。
完成发送 Buffer 中已包含完整的 MAC、IP、TCP 头部和 HTTP 数据，程序将其从网口发出，完成一次网络通信的发送流程。

OSI 七层模子架构图：

三、 Ifconfig&ip addr

如果在非常小的 Linux 系统中，发现既没有 ifconfig 命令，也没有 ip addr 命令。这个时候，可以自行安装 net-tools 和 iproute2 这两个工具。固然，大多数时候这两个命令是系统自带的。

root@test:~# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
link/ether fa:16:3e:c7:79:75 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 10.100.122.2/24 brd 10.100.122.255 scope global eth0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::f816:3eff:fec7:7975/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

复制代码

这个命令显示了这台机器上全部的网卡；

Loopback 接口 (lo)

1: lo:：表示接口编号（1）和接口名称（lo），lo 是 Linux 系统中默认的回环接口（loopback interface），用于本地通信测试。
<LOOPBACK,UP,LOWER_UP>：接口状态标志。
LOOPBACK：表示这是一个回环接口。
UP：接口已经启用。
LOWER_UP：物理链路已经连接。
mtu 65536：最大传输单元（MTU），表示接口可以传输的最大数据包大小。回环接口的 MTU 设置较大，因为它不经过物理网络。
qdisc noqueue：队列调度器（queueing discipline）类型。noqueue 表示这个接口不需要排队（因为它只用于本地传输）。
state UNKNOWN：接口状态，由于回环接口不需要实际的物理连接，所以显示为 UNKNOWN。
group default：接口所属的组（默认组）。
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00：表示链路层（数据链路层）的 MAC 地址。回环接口没有实际的 MAC 地址，所以显示为 00:00:00:00:00:00。
inet 127.0.0.1/8 scope host lo：IPv4 地址。
127.0.0.1/8：这是本地回环地址，子网掩码为 /8（255.0.0.0），即 127.0.0.1-127.255.255.255 范围内的 IP 地址都属于回环地址。
scope host：作用域是 host，仅在本机使用。
valid_lft forever preferred_lft forever：该地址的有效期（valid lifetime）和优先有效期（preferred lifetime）是永久的，即不会失效。
inet6 ::1/128 scope host：IPv6 地址。
::1/128：IPv6 回环地址，::1 是 IPv6 的本地回环地址，等价于 IPv4 的 127.0.0.1。
scope host：表示该地址的作用域是本地（host）。
valid_lft forever preferred_lft forever：地址的有效期和优先有效期是永久的。

复制代码

以太网接口 (eth0)

2: eth0:：接口编号（2）和接口名称（eth0），eth0 是默认的第一个有线以太网接口。
<BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP>：接口状态标志。
BROADCAST：接口支持广播。
MULTICAST：接口支持多播。
UP：接口已经启用。
LOWER_UP：物理链路已经连接。
mtu 1500：最大传输单元为 1500 字节，这是以太网接口的默认值。
qdisc pfifo_fast：队列调度器类型，pfifo_fast 表示默认的先进先出（FIFO）队列。
state UP：接口处于启用状态。
group default：接口所属的组。
qlen 1000：队列长度，表示接口可以处理的最大数据包数量为 1000 个。
link/ether fa:16:3e:c7:79:75 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff：链路层（数据链路层）信息。
fa:16:3e:c7:79:75：接口的 MAC 地址。
brd ff:ff:ff:ff:ff:ff：广播地址，用于在网络上发送广播消息。
inet 10.100.122.2/24 brd 10.100.122.255 scope global eth0：IPv4 地址信息。
10.100.122.2/24：接口的 IPv4 地址，子网掩码为 /24（255.255.255.0），即该地址属于 10.100.122.0 到 10.100.122.255 的子网。
brd 10.100.122.255：广播地址，用于向同一子网的所有设备发送数据。
scope global：作用域为 global，表示该地址可用于公网通信。
valid_lft forever preferred_lft forever：地址的有效期和优先有效期是永久的。
inet6 fe80::f816:3eff:fec7:7975/64 scope link：IPv6 地址信息。
fe80::f816:3eff:fec7:7975/64：接口的链路本地 IPv6 地址，fe80:: 是链路本地地址前缀。
scope link：作用域为 link，表示该地址仅在本地网络中有效。
valid_lft forever preferred_lft forever：地址的有效期和优先有效期是永久的。

复制代码

在 IP 地址的背面有个 scope，对于 eth0 这张网卡来讲，是 global，说明这张网卡是可以对外的，可以吸收来自各个地方的包。对于 lo 来讲，是 host，说明这张网卡仅仅可以供本机相互通信。
lo 全称是loopback，又称环回接口，往往会被分配到 127.0.0.1 这个地址。这个地址用于本机通信，经过内核处置惩罚后直接返回，不会在任何网络中出现。
MAC 地址
在 IP 地址的上一行是 link/ether fa:16:3e:c7:79:75 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff，这个被称为MAC 地址，是一个网卡的物理地址，用十六进制，6 个 byte 表现。
MAC 地址更像是身份证，是一个唯一的标识。它的唯一性筹划是为了组网的时候，不同的网卡放在一个网络里面的时候，可以不消担心辩论。从硬件角度，保证不同的网卡有不同的标识。
MAC 地址是有肯定定位功能的，只不过范围非常有限。MAC 地址的通信范围比力小，范围在一个子网里面。例如，从 192.168.0.2/24 访问 192.168.0.3/24 是可以用 MAC 地址的。一旦跨子网，即从 192.168.0.2/24 到 192.168.1.2/24，MAC 地址就不行了，需要 IP 地址起作用了。
网络设备的状态标识
<BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> 是干什么的？这个叫作net_device flags，网络设备的状态标识。
UP 表现网卡处于启动的状态；BROADCAST 表现这个网卡有广播地址，可以发送广播包；MULTICAST 表现网卡可以发送多播包；LOWER_UP 表现 L1 是启动的，也即网线插着呢。MTU1500 是指什么意思呢？是哪一层的概念呢？最大传输单位 MTU 为 1500，这是以太网的默认值。
网络包是层层封装的。MTU 是二层 MAC 层的概念。MAC 层有 MAC 的头，以太网规定连 MAC 头带正文合起来，不允许超过 1500 个字节。正文里面有 IP 的头、TCP 的头、HTTP 的头。如果放不下，就需要分片来传输。
qdisc 全称是queueing discipline，中文叫排队规则。内核如果需要通过某个网络接口发送数据包，它都需要按照为这个接口设置的 qdisc（排队规则）把数据包加入队列。
最简单的 qdisc 是 pfifo，它不对进入的数据包做任何的处置惩罚，数据包采用先入先出的方式通过队列。pfifo_fast 轻微复杂一些，它的队列包罗三个波段（band）。在每个波段里面，利用先进先出规则。
三个波段（band）的优先级也不雷同。band 0 的优先级最高，band 2 的最低。如果 band 0 里面有数据包，系统就不会处置惩罚 band 1 里面的数据包，band 1 和 band 2 之间也是一样。
数据包是按照服务范例（Type of Service，TOS）被分配到三个波段（band）里面的。TOS 是 IP 头里面的一个字段，代表了当前的包是高优先级的，照旧低优先级的。
pfifo和pfifo_fast都是Linux内核中用于网络流量控制的排队规则。
pfifo采用先入先出的方式处置惩罚数据包，简单且高效，但缺乏流量控制和优先级管理的能力。
pfifo_fast在pfifo的底子上引入了优先级调治的概念，通过三个不同优先级的波段来管理数据包，提高了网络流量的管理效率。
在选择利用哪种排队规则时，需要根据详细的网络环境和需求举行权衡和选择。对于需要简单且高效处置惩罚大量数据包的环境，pfifo大概是一个不错的选择；而对于需要处置惩罚具有不同优先级的数据包的环境，pfifo_fast大概更符合。
IP是怎么来的，又是怎么没的？
四、DHCP与PXE

动态主机设置协议（Dynamic Host Configuration Protocol），简称DHCP。
DHCP 的根本工作方式：

DHCP Discover（我来啦，有人吗？）
新设备刚接入网络时，就像个新来的游客，啥都不清楚，只知道本身的 MAC 地址，于是它“吼”了一声：“我来啦，有人能给我个 IP 地址吗？”这就是 DHCP Discover 步调。在这个阶段，设备用 IP 地址 0.0.0.0 作为源地址，因为它还没有正式的 IP 地址，而目的地址是广播地址 255.255.255.255，全部网络设备都能收到。这个数据包封装在 UDP 和 BOOTP 里，虽然实际上 DHCP 是 BOOTP 的增强版，但在抓包软件里大概还会显示为 BOOTP 协议。

Discover 包的内容很简单：设备带着本身的 MAC 地址，告诉网络管理员（DHCP Server）本身还没有 IP，问谁能租个 IP 地址给它。

DHCP Offer（来了新人，有 IP 给你！）
如果网络管理员已经设置了 DHCP Server，负责管理 IP 地址，就会马上知道有新人入网了。在确认 MAC 地址唯一的环境下，DHCP Server 就会给新人发送一个 DHCP Offer。DHCP Server 把这个 IP 地址“生存”给这个新人，确保不会再分配给其他设备。

在这个 Offer 包里，DHCP Server 提供了一个 IP 地址，同时也包含了子网掩码、网关和租约时间等设置信息。由于新设备还没有 IP 地址，DHCP Server 也需要通过广播方式发送 Offer 数据包，让它能吸收到。

DHCP Request（确认吸收租约）
新设备收到 DHCP Server 的 Offer 包后，发现有个 IP 可以用了，自然很开心！如果网络中有多个 DHCP Server，设备乃至大概收到多个 IP 地址（真是被宠若惊）。不过它会挑一个（通常是第一个到达的）并发送 DHCP Request 包来确认。这个 Request 包照旧用广播方式发送，因为设备还在用 0.0.0.0 源地址，并把本身选定的 IP 地址、MAC 地址以及 DHCP Server 的信息包含在包中，以便告诉全部的 DHCP Server：“我决定选这个 IP 地址了，谢谢大家！”
DHCP Acknowledgement（正式入网）
当 DHCP Server 收到设备的 Request 后，会广播一个 DHCP ACK 包，表现已经确认设备选的 IP 地址。这个 ACK 包包含 IP 地址的租用信息和其他设置信息，表现“欢迎加入网络大家庭！”这一步后，新设备就可以正式利用这个 IP 地址，成为网络的一部分。

续约与释放
续约：IP 地址的租赁期到达一半时，设备会发送一个 DHCP Request 数据包请求续租，服务器会通过 ACK 数据包延长租赁限期。
释放：当设备离开网络时，会发送 DHCP Release 数据包，将 IP 地址归还 DHCP 服务器以供其他设备利用。
预启动执行环境（Pre-boot Execution Environment），简称PXE。
PXE 的背景

在普通的环境下，笔记本电脑或个人电脑只需要手动安装一次操作系统，这一过程并不频繁，因此无需额外的复杂自动化。但在数据中央中，管理员大概需要同时摆设操作系统到数百台新服务器，如果每台都手动安装，工作量巨大且不切实际。因此，管理员希望通过网络自动化安装操作系统。
PXE 就是为办理这一需求而筹划的，可以大概在没有操作系统的环境下，从网络安装系统，并自动分配 IP 地址。

PXE 工作流程分解
1、启动 PXE 客户端
由于还没有操作系统，PXE 客户端被写入 BIOS 中。开机时 BIOS 加载 PXE 客户端进入内存。
PXE 客户端在启动时通过 DHCP 获取 IP 地址，而且请求其他设置信息。
2、通过 DHCP 获取 PXE 服务器信息
PXE 客户端发送 DHCP Discover 广播包，告诉 DHCP Server 设备“初来乍到”，没有 IP 地址。DHCP Server 会分配一个 IP 地址，并在回应的 DHCP Offer 中包含 PXE 服务器的地址（next-server）和启动文件（filename，例如 pxelinux.0）。
为了支持 PXE，DHCP 服务器设置中增长了 next-server 和 filename 参数，这样 PXE 客户端除了得到 IP，还能知道去哪里找 PXE 服务器和下载哪个启动文件。
3、从 PXE 服务器下载启动文件
获取到 PXE 服务器地址和启动文件名后，PXE 客户端会尝试从该服务器下载启动文件。这个下载过程利用 TFTP（Trivial File Transfer Protocol），一种简化的文件传输协议。
PXE 服务器（通常有一个 TFTP 服务器）吸收到请求后，将 pxelinux.0 文件传给客户端。
4、执行启动文件，获取设置信息
PXE 客户端执行下载到的启动文件 pxelinux.0。启动文件指示客户端继承向 TFTP 服务器请求更多的设置信息（例如 pxelinux.cfg 设置文件）。
设置文件中定义了进一步的系统加载信息，包罗内核位置和 initramfs 文件。这些信息指引 PXE 客户端完成操作系统的启动准备。
5、启动操作系统
PXE 客户端下载并加载 Linux 内核与 initramfs 文件，系统成功启动。
一旦内核启动，机器便有了根本操作系统的功能，可以通过网络进一步安装完整的操作系统。
关键点
PXE 的 DHCP 设置：为支持 PXE，需要在 DHCP 服务器中设置 next-server（PXE 服务器的 IP）和 filename（启动文件）。
TFTP 协议：PXE 利用 TFTP 举行文件传输，适合在无操作系统的环境中传输启动文件。
自动化安装流程：PXE 实现了操作系统的自动化摆设，大大简化了数据中央中大批量服务器的初始化和安装流程。

免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！更多信息从访问主页：qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及商务社交产业平台。

欢迎光临 ToB企服应用市场:ToB评测及商务社交产业平台 (https://dis.qidao123.com/)