「Linux」作怪的网络

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从Linux的安装，基本命令的使用，常规 Linux 的安全策略到 Linux 常见的目录结构，今天我们看看Linux的网络。

"秀才不出门，便知天下事"，你是秀才你试试。

没有网络，我们可能停留在看电视，跳皮筋的年代，我还真是会跳皮筋

为了让我们下载软件更加的顺畅，速度更快，最快速度白嫖资源，不得学习下配置网络

配置Linux网络

既然要配置网络，我们先看看网络的配置文件在哪里，以及相关的配置有哪些，分别代表是什么意思

• 打开网络配置文件

网络配置文件

 

BOOTPROTO = static，表示启用了静态 IP 地址，默认为 none

NAME = eth0，与网卡配置文件对应的一个标签，如果为 eth0 则配置文件是 ifcfg-eth0

UUID = xxxx，网卡唯一设备标识，系统自动得生成

DEVICE = XXX，网卡设备名称，是物理设备标识

IPADDR0 = XXX，表示设置 IP 地址。这里注意后面的数字，在 Centos7 以后可以一个网卡配置多个IP地址

PREFIX0 = 24，设置子网掩码，这里设置子网掩码的方法和之前的版本也不一样，24代表是255.255.255.0

Getway = XXX，网关地址，什么是网关线面会详细阐述

知道配置文件每一行代表的含义以后，就可以根据自己的需求进行配置了，记得配置完成以后重启网络，如果是Centos7，那么命令将是下方的命令

service network restart 

• 本地回环配置文件

本地回环配置文件

 

第一行：Device：网络的设备名

第二到四行：lo 接口的 IP 地址，子网掩码，网络号

第七行：lo 接口的广播地址

第八行：开机启动 lo 接口

第九行：将 lo 接口设置为本地回环地址

DNS 配置文件 /etc/resolv.conf

DNS配置文件

 

这里的「namespace」 表示域名服务器，后面的 IP 地址就是 DNS 服务器，当用户在 Linux 中访问某个域名的时候，就需要靠这些 DNS 服务器来解析

设置主机和 IP 绑定配置文件 /etc/hosts

为什么会说说这个配置文件呢，因为当在部署集群的时候，我们需要在此配置，方便我们不用每次都是输入其他机器得IP进行访问，而是直接使用用户名即可。

类似于 Windows 下得 hosts 文件，我们看看 Linux 中的 /etc/hosts 的内容

hosts配置文件

 

从上面我们发现，hosts 文件中的每一行内容为一个主机，每一行由三个部分组成，其中每个部分按空格隔开。

多说一句，以后大家如果需要分析一些日志文件的时候，一定要清楚是按照什么分割的，免得浪费了时间却还没有处理好问题

• 第一部分：网络IP地址
• 第二部分：主机名域名
• 第三部分：主机名

路由

我和你的通信需要网络的传输，这个传输过程中可以说经历了九九八十一难，看到此，是不是点个赞让我安稳下心灵，停，不是现在拉下去点赞，晚点晚点

就是这样穿过无数的节点，无数的路由器才将信息传递到你的屏幕

那么为了保证将信息传递给你，在数据传输到达某一个网络节点后，这个网络节点需要根据一个「约定」将数据传送到另一个网络节点，然后再传输到下一个节点，依此类推到达目标主机。这里的每个网络节点就是「路由」，所谓的约定即路由规则

那么不使用路由就不行?

举个例子，我给你寄几箱猕猴桃，我的地点在北京，到了快递点，我需要写你的地址，比如是"成都市高新区马保国镇222单元"，通常邮寄点不会直接帮你送到指定的地址，而是可能先到成都，然后成都这边揽收再送到马保国镇，这种就是采用分发得策略来提升效率。

这里的寄送系统就是一个大型的网络系统，每个寄存点主要负责快递的传送任务，只要快递到达寄存点，就得准确，迅速将信件投递到下一个寄存点处，这里的快递就是通过「路由机制」准确，快速的寄送到目的地的。

有哪几种路由呢

• 静态路由

静态路由是系统管理员通过 route 手工加入的静态路由规则

• 动态路由

动态路由是不同机器彼此经由程序相互交换路由规则而来的。如果网络发生了变化，路由软件会重新计算路由并发出新的路由更新信息

路由如何配置

在Linux中，通过 route 命令配置静态路由信息，

route [-n|ee] 

常用的选项我将其总结如下

路由选项

 

• 查看当前路由表信息

查看路由表信息

 

从上面我们可以知道通过 route -n 输出的为纯 IP 地址，而 route 输出的信息就会包含主机名信息，下面说说选项的含义

• Destination：网络号，即network的意思
• Gateway：连出去的网关地址
• Flag
• U：代表路由启动勒
• H：代表目标路由是一部主机而非网络
• R：代表使用动态路由的时候，回复路由信息标识
• G：表示需要通过外部的主机来转递数据
• M:表示路由已经修改了

网关是什么

不知道大家有没有经历过在宿舍买台交换机，然后几台机器组成局域网打游戏狂欢的日子

那个时候苦逼呀，只能打局域网的游戏，不能上网，时代在进步，科技在腾飞呐，学校就给每个宿舍分配一一个IP地址，这个 IP 地址是学校的网管部门负责，宿舍网的 IP 通常是192.168.1.x，校园网的IP地址假设是10.10.x.x，

如果此时你想在宿舍上网，那该怎么办?

• 第一种方案：舍友们众筹买一张网卡，然后插入到A同学的电脑上，一张网卡的线插在宿舍的交换机，另一张网卡插在校园网的网口，此时就可以上网，但是A同学电脑就贡献出去了，只能看你们打游戏，他自嗨，多可怜
• 第二种方案：买个路由器，这个路由器有内网网口和外网网口，外网网口插在校园网的网口上面(当然配置的时候根据网管部门所要求的)，内网网口连接上宿舍的所有电脑，这样的话，路由器就得一直都开着

宿舍长可以上网了，其他人的电脑要上网还需要配置下各自的网卡，通常是DHCP默认配置，在配置的时候你就会发现有个叫做Gateway的东西，这就是网关，要了解网关不得不去了解MAC头和IP的头部

MAC和IP头部有啥?

网卡自出生那天起，就带上了这个地址，那么问题来了，为啥不使用MAC地址进行通信呢?因为靠MAC地址没法定位准确，它更像身份证，作为唯一标识。举个例子，我住在“成都市高新区B座5楼”，有个女娃儿可以问路人：“成都市高新区B座在哪里”，路人可以给他比较明确的地点，但是如果她问：“你知道小蓝(身份证)在哪儿吗”，很明显无从得知，说不定以为"你是个傻子吧"。

你可以找到IP地址(成都市高新区B座5楼)，但是可能还是找不到我，这个时候假设你可能去服务台问(其实是靠吼，身份证为XXX的是哪位)，这个时候我听到自然就会答应，不过你如果在北京喊，就听不见了，所以 MAC 地址实际上通信范围是也是比较小的，局限在一个子网里。它的头部结构都有哪些字段?

MAC

 

图中的类型大部分都是IP数据包，IP里面可能包含了TCP，HTTP等，这都是封装的事儿了。拥有了这个MAC地址，就会在链路上广播，MAC的网卡才发现这个包原来是给它的，网卡将包收进来，打开 IP 包，发现 IP 地址是自己的，再打开TCP包发现端口是自己，还是80，正好就是目前监听的端口，开启摸鱼聊天模式

IP头部都有哪些字段?

IP头

 

上述 IP 头部的详细信息就先不说了，这里主要述说源IP和目标IP地址，当我们要访问一个IP地址的时候，需要判断这个目标IP是否和当前的IP地址在同一个网段

怎么判断是否在同一个网段

此时涉及到网络的 CIDR 和子网掩码了。我们通常将 IP 地址比喻为门牌号码，既然是门牌号码，如果一样了就会冲突。假设大家都将地址设置为三单元110，那快递小哥就压根找不到地方，所以，我们使用电脑的时候，有时出现上不了网了，很可能是IP冲突了哟。

10.120.55.73，这就是一个IP地址。按照"."分割，其中每个部分占 8 个 bit ，所以 IP 地址为 32 位，这样的话 IP 地址一共就有约42.9亿个，很明显在现在看来不够用，但是当初设计者哪知道现在这么多计算机呀，于是出现了 IPV6，128 位，至于够不够用还得看看国家的生育政策了

不够用就算了，还将这些IP地址分为了5类

IP地址分类

 

对于A，B，C这三类，分为了两部分，前面一部分为网络号，后面一部分为主机号，还是比较好理解。假设大家都是3单元110，小蓝是东华小区的110，而小李是万科小区的110

那么这几类，分别代表了多少的主机数量呢

各类主机数量

 

从上图我们发现C类的地址254个，B类地址65534，这放在一个网络下面岂不是太浪费，有没有折中的方法呢

CIDR

CIDR 叫做无类型域间选路。将上面 32 位的地址分为两部分，分别为网络号和主机号。比如地址10.120.55.73/24，斜杠后面的24表示在32位中，前面的24为网络号，后面的8位为主机号

如何得到网络号

将子网掩码和IP地址进行 AND 运算就可得到网络号。此时子网掩码为255.255.255.0，255 转换为二进制为1，1 和任何的数进行AND运算都是原来的数值，所以前面三个数不变，为10.120.55。后面一个数为0，0和任何数进行AND运算为0，所以最后一个数为0，合计后就是10.120.55.0，这就是网络号

什么是私有地址和公有地址呢

私有地址和公有地址

 

我们平时自己的电脑或者办公室里，一般都是私有IP地址，因为这些IP地址由相关组织的内部管理，自己分配使用，所以我的私有IP地址可能和你的是一样的

这就好比我所在的小区是3栋，你的小区也是3栋。但是一旦走出了小区，就需要使用共有IP地址了。就像建设路1000号，这是相关部门划分的，不能两个小区都叫做建设路1000号

怎么获取公有IP地址呢

这就需要花钱了，毕竟是共有的，比较香且有限制。假设你要做一个网站，全国人民都可以访问，就需要买个 IP 地址了

在这五类地址中，还差一个D类组播地址。从名字可以看出，这类地址属于一个组的机器都能收到。就仿佛QQ群，发个消息大家都能看到，至于回复不回复另说

好了，说了这么多，回到网关部分

如果你想和你的室友通信，就和网关没有关系，因为你们在同一个网关，只需要通过 ARP 获得 MAC 地址，然后将源MAC 和目的 MAC 放入到 MAC 头中发出去即可

如果不是在同一个网段，你想和你的异地女友聊天，这个时候会先访问默认网关 Gateway，这个过程和发往同一个网段的其他机器又是一样的，将源地址和目的地址放入IP头，通过ARP获取网关MAC地址，将源 MAC和网关 MAC 放入 MAC头部发送出去，网关所在端口接受以后下一步操作就看网关了

网管呢可以当作是路由器，路由器是一个物理设备，假设有5个网口，五个网口相当于五条路，分别连接五个局域网，每条路的 IP 地址都和局域网的 IP 地址是同一个网段，每条路都是它握住的那个局域网的网关

简单来说：如果一个包想发到其他的局域网，都会选择一条路 ，然后根据路由算法，选择另一条路加上IP头和MAC投扔出去

到底选择哪一条路?

• 静态路由

静态路由比较简单，直接在路由器上配置规则，规则为：假设访问A网站，就从2号口出去，下一跳为 IP2;如果想访问B网站，则从3号口出去，下一跳为IP3，随后缓存在路由器中

那么IP头和MAC头，需要修改哪些内容呢

常见的网络连接方式

桥接的基本原理

桥接

 

桥接默认使用VMnet0，Bridge桥当作一台机器，这个机器有两块网卡分别处于两个局域网中，使用"桥"连接，这样局域网A 和 B 就无缝的连接起来，桥接的时候 VMWare 网卡和物理网卡处于同一个IP网段

Vmvare 桥是同样的原理，Vmvare 软件会虚拟一块网卡，当使用桥接的时候，Vmvare 会虚拟一块网卡和真正的物理网卡进行桥接，这样的话，发送到物理网卡的所有数据包就到了 Vmvare 虚拟机

而由 Vmvare 发出的数据包也会通过桥从物理网卡那端发出，所以，如果物理网卡可以上网，那么桥接的虚拟网卡也基本上没问题

联网的方式

桥接的方式是最简单的，主机怎么联网，那么虚拟机就怎么联网，将虚拟及当作局域网中的一台电脑就好了

注意：主机网卡可以访问 internet 的局域网的时候，虚拟机才会通过 Bridge 访问 internet

Nat

Nat

 

Nat的基本原理

NAT的全称是 Network address translate，NAT应用在 Internet 网关和路由器上。比如192.168.0.123这个地址需要访问Internet，数据包会先到路由器或网关，然后网关和路由器会有一个能访问 Internet 的 IP 地址，这样的网关和路由器在收到数据包后，对数据包的 IP 进行更改(NAT)，这样就可以让私有网段的主机能够顺利访问Internet，这个技术解决了 IP 稀缺的问题，同样的私有 IP 可以网关NAT上网

那么对于Vmvare 是同样的道理，它会在虚拟机和主机之间伪造一块网卡，这个网卡和虚拟机的IP出于同一个地址段，网卡和主机的网络接口进行NAT，意味着虚拟发出的每一块数据包都会经过虚拟网卡，然后NAT，从主机的接口发送出去

注意：虚拟网卡和虚拟机处于同一个地址段，虚拟机和主机处于不同的地址段，主机相当于虚拟机的网关，所以虚拟机能够 ping 通主机的 Ip，但是主机 Ping 不同虚拟机 Ip、

联网方式

• 动态ip地址

这个方式简单，直接将虚拟机设置成使用DHCP方式上网，Linux开启DHCP服务即可。注意：在vmvare中，需要在编辑-----虚拟网络设置中，将DHCP开启，默认为关闭

• 静态IP设置

如果不想使用DHCP，也可以手动设置：IP设置与 vmnet1 同网段,网关设置成 vmnet8 的网关(在“虚拟网络设置”里的Net选项卡里能找到Gateway)通常是xxx.xxx.xxx.2。子网掩码设置与VMnet8相同(设置好IP地址后，子网掩码自动生成)

DNS设置与主机相同。

例如：主机IP是 10.70.54.31,设置虚拟机IP为 10.70.54.22。Netmask，Gateway，DNS都与主机相同即可实现 虚拟机 —主机 虚拟机<---->互联网 通信。

提示：使用NAT技术，主机能上网，虚拟机就可以访问 Internet，但是主机不能访问虚拟机

host--only的方式

host-only

 

这种方式：只需要主机和虚拟机通信，不让虚拟机访问Internet。同样是两种方式

• 动态IP地址

此处和上面一样，开启DHCP以后，虚拟机就可以自动的获取IP地址和DNS了

• 静态地址

将IP地址设置为和 VM 一个网段，网关设置为 VMnet1 的网关，

也可以手动设置，将虚拟机 IP 设置与 VMnet1 同网段，网关设置成 VMnet1 的网关相同,其余设置与 VMnet1 相同，DNS设置与主机相同。

举个例子

例如：VMnet1 IP:172.16.249.1 Gateway :172.16.249.2 。那么虚拟机

IP:172.16.249.100 Gateway: 172.16.249.2。这样、 虚拟机<—>主机 可以通信，但是、 虚拟机<—>互联网 无法通信

 

提示：Host-only技术只用于主机和虚拟机互访，于访问internet无关。

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