章11：管理网络

TCP/IP 网络模型

应用层

直接为用户提供网络服务（如手机电脑的应用软件、网页浏览、文件传输）。

不关心数据如何传输。

传输数据单位：报文（message）

关键协议：

• HTTP/HTTPS：网页访问（80/443端口）。
• FTP：文件传输（21端口）。
• DNS：域名解析（53端口）。
• SMTP/POP3：电子邮件收发。
• SSH：安全远程登录（22端口）。

传输层

应用层的数据包会传给传输层，传输层（Transport Layer）是为应用层提供网络支持的。

数据单位：段（Segment，TCP）或数据报（Datagram，UDP）

在传输层会有两个传输协议，分别是 TCP 和 UDP。

网络层

传输层只需要服务号应用，让其作为应用间数据传输的媒介，帮助实现应用间的通信，实际的传输功能交给网络层。

通过逻辑地址（IP）实现主机到主机的路由与寻址。

数据单位：包（Packet）。

关键协议：

IP协议：

• 1. 功能
  • 逻辑寻址：为每台设备分配唯一的IP地址（如192.168.1.1或IPv6的2001:0db8::1），用于标识网络中的主机。
  • 路由选择：通过路由器将数据包从源IP转发到目标IP（基于路由表）。
  • 分片与重组：根据底层链路的MTU（最大传输单元）拆分或重组数据包。
  • 无连接服务：不预先建立连接（与TCP不同），每个数据包独立传输。
• 2. IP数据包（Packet）格式
     

• 3.IPv4
  由 32 位二进制数字组成，通常表示为 4 个十进制数（每个十进制数代表 8 位，即 1 字节），以点分隔。这 32 位被分为两部分：

  • 网络部分：用于标识网络，可以通过子网掩码来划分。

  • 主机部分：用于标识网络中的具体设备（如计算机、路由器等）。

  子网掩码决定了 IP 地址的哪一部分是网络部分，哪一部分是主机部分。

  寻址过程中，先匹配网络号再匹配主机号

• 4.路由

  确定数据包从源主机到目标主机的传输路径

  路由器使用目标 IP 地址和路由表中的信息来确定数据包的下一跳，并根据子网掩码划分网络。

  直接路由：数据包目标地址与本地网络相匹配，数据包直接送达目标。

  间接路由：目标地址不在本地网络，数据包通过默认网关或其他路由器转发。

  路由表包含多个条目，每个条目描述了一个网络地址和对应的下一跳信息。路由表决定了数据包从源到目的地的路径

网络接口层

网络接口层是 TCP/IP 模型的最底层（对应 OSI 模型的 数据链路层 + 物理层），负责在 物理网络介质（如以太网、Wi-Fi、光纤） 上传输数据帧（Frame），并管理 设备间的直接通信。

子层细分（若按5层模型）：
LLC（逻辑链路控制）：为上层（网络层）提供统一接口，屏蔽不同物理介质的差异；实现流量控制和错误检测（通过FCS）。
MAC（介质访问控制）：定义 ​​如何访问物理介质​​（如以太网的CSMA/CD、Wi-Fi的CSMA/CA）；管理 MAC地址（48位或64位硬件地址）。

数据单位：帧（Frame）。

关键协议：
​ ARP（地址解析协议）：作用：将IP地址解析为MAC地址
​ MTU（最大传输单元）：定义：单次传输的最大数据帧大小（以太网默认1500字节）。

数据封装流程

1.应用层生成HTTP请求 → 2. 传输层加TCP头（端口号） → 3. 网络层加IP头（源/目的IP） → 4. 链路层加帧头（MAC地址） → 通过物理介质传输。

网络接口

网络接口是计算机或网络设备与物理传输介质（如网线、光纤、无线信号）之间的​​硬件和软件连接点​​，负责数据的发送和接收。它是网络通信的基础，直接影响网络连接的稳定性、速度和安全性。
网络接口基于固件和拓扑的命名规则：

命名格式为：
​​<类型前缀><位置标识>​​

​​（1）类型前缀​

前缀	设备类型	示例
en	以太网（Ethernet）	eno1, ens3
wl	无线局域网（WLAN）	wlp4s0
ww	无线广域网（WWAN）	wwp0s0

（2）位置标识​

标识符	含义	示例
oN	板载设备（Onboard），N为固件提供的索引号	eno1（板载网卡1）
sN	PCI热插拔插槽（Slot N）中的设备	ens3（插槽3）
pMsN	位于PCI总线M、插槽N的设备（p=PCI, s=Slot）	enp0s1（总线0插槽1）
fN	多功能设备的功能编号（如多端口网卡的子接口）	enp0s1f0（功能0）

ss

最常用 5 条命令

ss（Socket Statistics）是 Linux 上用来查看“套接字（socket）”状态的工具，定位是 取代老旧的 netstat，速度更快、输出更细、过滤更灵活。日常排查端口监听、连接泄漏、TCP 队列、Unix 域套接字等场景都能用。

场景	命令
查看所有监听中的 TCP 端口	ss -lnt
查看所有已建立的 TCP 连接	ss -tn state established
查看某端口被谁占用	ss -lntp sport = :80
统计连接最多的远端 IP	ss -tn awk '{print \$5}' cut -d: -f1
只看 Unix 域套接字	ss -lx

对比 netstat 优势

维度	ss	netstat
速度	直接读 /proc/net/tcp 等，O(1)	遍历 /proc 再解析，O(n)
输出列	支持扩展列（cgroup、skmem、tcpinfo）	固定
维护状态	iproute2 套件持续更新	net-tools 已多年未更新
过滤能力	支持布尔表达式	仅 grep 二次过滤

​​nmcli命令

nmcli是 ​​NetworkManager​​ 的命令行管理工具，用于在 Linux 系统中配置和管理网络连接（有线、无线、VPN等）。它提供比传统工具（如 ifconfig、ip）更高级的功能，支持动态网络配置和自动化管理。

功能	说明
连接管理	创建、修改、启用/禁用网络连接（如Wi-Fi、以太网）。
设备控制	查看和管理物理/虚拟网络设备（如网卡、Wi-Fi适配器）。
状态监控	实时显示网络连接状态、IP地址、信号强度等。
高级配置	支持静态IP、DHCP、DNS、路由、绑定（Bonding）、桥接（Bridging）等。
自动化脚本	适合通过脚本或自动化工具（如Ansible）批量管理网络。