服务器基础
一、服务器的种类
1、按网络规模划分
按网络规模划分，服务器分为工作组级服务器、部门级服务器、企业级服务器
2、按架构划分
按照服务器的结构，可以分为CISC（复杂指令集）架构的服务器和RISC（精简指令集）架构的服务器
3、按用途划分
按照使用的用途，服务器又可以分为通用型服务器和专用型（或称“功能型”）服务器
4、按外观划分
按照服务器的外观，可以分为台式服务器和机架式服务器以及刀片服务器
二、linux系统启动过程
1、计算机通电后，CPU开始从一个固定的地址加载代码并开始执行，这个地址就是BIOS的驱动程序所在的位置，于是BIOS的驱动开始执行。
2.读取并执行第一个开机装置的 MBR 的 boot Loader(lilo, grub, spfdisk 等等)；
3、依据 boot loader 的设定载入 Kernel ，Kernel 开始检测硬体并载入驱动程式；
4、在硬件驱动成功后，Kernel 会主动呼叫 systemd（初始化） 程序。
三、web工作原理
www是world wide web的缩写，也就是全球信息广播的意思。通常说的上网就是使用www来查询用户所需要的信息。www可以结合文字、图形、影像以及声音等多媒体，并通过可以让鼠标单击超链接的方式将信息以Internet传递到世界各处去。
与其他服务器类似，当你连接上www网站，该网站肯定会提供一些数据，而你的客户端则必须要使用可以解析这些数据的软件来处理，那就是浏览器。
1、 www所用的协议： 浏览器怎样向web服务器请求数据以及服务器怎样把文档传送给浏览器呢？这就是由http协议来定义的，（ Hyper Text Transport Protocol，HTTP，超文本传输协议）。
2、www服务器需要提供可让客户端浏览的平台。目前最主流的Web服务器是 Apache、Microsoft的Internet信息服务器（Internet Information Services，IIS）和unix nginx。
3、服务器所提供的最主要数据是超文本标记语言 （Hyper Text Markup Language，HTML）、多媒体文件（图片、影像、声音、文字等，都属于多媒体或称为超媒体），HTML只是一些纯文本数据，通过所谓的标记来规范所要显示的数据格式。
4、客户端收到服务器的数据之后需要软件解析服务器所提供的数据，最后将效果呈现在用户的屏幕上。那么著名的浏览器就有内建在Windows操作系统内的IE浏览器了，还有Firefox浏览器和Google的chrome浏览器。
网址的意义
web服务器提供的这些数据大部分都是文件，那么我们需要在服务器端先将数据文件写好，并且放置在某个特殊的目录下面，这个目录就是我们整个网站的首页，在redhat中，这个目录默认在/var/www/html。浏览器是通过你在地址栏中输入你所需要的网址来取得这个目录的数据的。
URL：Uniform Resource Locator，统一资源定位符，对可以从互联网上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁的表示，是互联网上标准资源的地址。
<协议>://<主机地址或主机名>[:port]/<目录资源，路径>
浏览器常支持的协议有：http、https、ftp等。
http请求方法
在http通信中，每个http请求报文都包含一个方法，用以告诉web服务器端需要执行哪些具体的动作，这些动作包括：获取指定web页面、提交内容到服务器、删除服务器上资源文件等。
| 序号 | 方法 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | GET | 请求指定的页面信息，并返回实体主体 |
| 2 | HEAD | 类似于get请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头 |
| 3 | POST | 向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改 |
| 4 | PUT | 从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容 |
| 5 | DELETE | 请求服务器删除指定的页面 |
| 6 | CONNECT | HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器 |
| 7 | OPTIONS | 允许客户端查看服务器的性能 |
| 8 | TRACE | 回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断 |
状态代码由三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，且有五种可能取值。
| 状态码 | 意义 |
|---|---|
| 1xx | 指示信息 —— 表示请求已接收，继续处理。 |
| 2xx | 成功 —— 表示请求已被成功接收、理解、接受。 |
| 3xx | 重定向 —— 要完成请求必须进行更进一步的操作。 |
| 4xx | 客户端错误 —— 请求有语法错误或请求无法实现。 |
| 5xx | 服务器端错误 —— 服务器未能实现合法的请求。 |
常见状态代码、状态描述的说明如下：
| 状态码 | 说明 |
|---|---|
| 200 OK | 客户端请求成功。 |
| 400 Bad Request | 客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解。 |
| 401 Unauthorized | 请求未经授权，这个状态代码必须和 WWW-Authenticate 报头域一起使用。 |
| 403 Forbidden | 服务器收到请求，但是拒绝提供服务。 |
| 404 Not Found | 请求资源不存在，举个例子：输入了错误的URL。 |
| 500 Internal Server Error | 服务器发生不可预期的错误。 |
| 503 Server Unavailable | 服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常。 |
http协议请求的工作流程：
（1）终端客户在web浏览器地址栏输入访问地址http://www.ceshi.com:80/index.html
（2）web浏览器请求DNS服务器把域名www.ceshi.com解析成web服务器的IP地址
（3）web浏览器将端口号（默认是80）从访问地址（URL）中解析出来
（4）web浏览器通过解析后的ip地址及端口号与web服务器之间建立一条TCP连接
（5）建立TCP连接后，web浏览器向web服务器发送一条HTTP请求报文
（6）web服务器响应并读取浏览器的请求信息，然后返回一条HTTP响应报文。
（7）web服务器关闭HTTP连接，关闭TCP连接，web浏览器显示访问的网站内容到屏幕上。
四、DHCP工作原理
dhcp(Dynamic Host configuration Protocol,动态主机配置协议 )是一个局域网的网络协议，它主要是通过客户端发送广播数据包给整个物理网段内的所有主机，若局域网内有DHCP服务器时，才会响应客户端的IP参数要求。
客户端取得IP参数的过程如下：
（1）客户端：利用广播数据包发送搜索DHCP服务器的数据包。若客户端网络设置使用DHCP协议取得IP，则当客户端开机或者是重新启动网卡时，客户端主机会发送出查找DHCP服务器的UDP数据包（discover）给所有物理网段内的计算机。因为客户端还不知道自己属于哪一个网络，所以该数据包的来源地址会为0.0.0.0，而目的地址则为255.255.255.255。一般主机接收到这个数据包之后会直接丢弃，若局域网内有DHCP服务器，则会开始后续行为。
（2）服务器端：提供客户端网络相关的租约以供选择。（dhcp offer）DHCP服务器在监听到客户端发出的dhcp discover广播后，会针对这个客户端的硬件地址（ MAC）与本身的设置数据进行下列工作：到服务器的日志文件中查找该用户之前是否曾经租用过某个IP，若有且该IP目前无人使用，则提供此IP给客户端。若配置文件针对该MAC地址提供特定的固定IP时，则提供该固定的IP给客户端。若不符合上述两个条件，则随机选取当前没有被使用的IP参数给客户端，并记录下来。
（3）客户端：决定选择DHCP服务器提供的网络参数租约并向服务器确认。由于局域网内可能并非仅有一台DHCP服务器，但客户端仅能接收一组网络参数租约，因此客户端只会挑选其中一个DHCP offer（通常是最先抵达的那个）。当决定好使用此服务器的网络参数租约后，客户端便开始使用这组网络参数来配置自己的网络环境。此外，客户端会发送一个dhcp request广播数据包给所有物理网段内的主机，告知已经接受该服务器的租约（此时若有两台以上的DHCP服务器，则这些没有被接受的服务器会收回该IP租约。）。同时，客户端还会向网络发送一个ARP封包，查询网络上面有没有其他机器使用该IP地址；如果发现该IP地址已经被占用，客户端则会送出一个DHCPDECLIENT包给DHCP服务器，拒绝接受其DHCP offer，并重新发送DHCP discover信息。
（4）服务器端：记录该次租约行为后并向客户端发送响应数据包信息以确认客户端的使用。当服务器端收到客户端的确认选择后，服务器会回送确认的dhcp ack响应数据包，并且告知客户端这个网络参数租约的期限，并且开始租约计时。那么该次租约何时会到期而被解约，有以下几种情况：
客户端脱机：关闭网络接口、重新启动、关机等行为，都算是脱机状态，这个时候server端就会将该IP地址收回，并放到server的备用区中，以便日后使用。
客户端租约到期：dhcp server端发放的IP有使用的期限，客户端使用这个IP到达期限规定的时间，而且没有重新提出DHCP的申请时，server端就会将该IP收回，这个时候就会断线。但用户也可以向DHCP服务器再次要求分配IP。
由于目前的DHCP客户端程序大多数会主动依据租约时间去重新申请IP，所以即使有租约期限，也不需要在某个时间点手动去重新申请IP。一般情况下，假设租约时间是T小时，那么客户端程序在0.5T时会主动向DHCP服务器发出重新要求网络参数的数据包。如果这次数据包请求没有成功，那么在0.85T后还会再次发送数据包一次。正因如此，所以服务器端会启动port67监听客户端请求，而客户端会启动port68主动向服务器请求。
五、DNS工作原理
DNS（域名解析服务器：Domain Name System）是互联网上的一项服务，它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便的访问互联网。
DNS系统使用的是网络的查询，那么自然需要有监听的port。DNS使用的是53端口，在/etc/services（搜索domain）这个文件中能看到。通常DNS是以UDP这个较快速的数据传输协议来查询的，但是没有查询到完整的信息时，就会再次以TCP这个协议来重新查询。所以启动DNS时，会同时启动TCP以及UDP的port53。
1、因特网的域名结构
由于因特网的用户数量较多，所以因特网在命名时采用的是层次树状结构的命名方法。任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名(domain name)。“域”(domain)是名字空间中一个可被管理的划分。
域名只是逻辑概念，并不代表计算机所在的物理地点。域名可分为三大类：
(1)国家顶级域名：采用ISO3166的规定。如：cn代表中国，us代表美国，uk代表英国，等等。国家域名又常记为ccTLD(country code top-level domains，cc表示国家代码contry-code)。
(2)通用顶级域名：最常见的通用顶级域名有7个，即：com(公司企业)，net(网络服务机构)，org(非营利组织)，int(国际组织)，gov(美国的政府部门)，mil(美国的军事部门)。
(3)基础结构域名(infrastructure domain)：这种顶级域名只有一个，即arpa，用于反向域名解析，因此称为反向域名。
2、根据域名服务器起的作用，可以把域名服务器划分为以下类型：
（1）根域名服务器：最高层次的域名服务器，也是最重要的域名服务器。所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和IP地址。不管是哪一个本地域名服务器，若要对因特网上任何一个域名进行解析，只要自己无法解析，就首先求助根域名服务器。所以根域名服务器是最重要的域名服务器。假定所有的根域名服务器都瘫痪了，那么整个DNS系统就无法工作。需要注意的是，在很多情况下，根域名服务器并不直接把待查询的域名直接解析出IP地址，而是告诉本地域名服务器下一步应当找哪一个顶级域名服务器进行查询。
现如今全球一共投放13个根服务器。根服务器主要用来管理互联网的主目录，全世界只有13台。1个为主根服务器，放置在美国。其余12个均为辅根服务器，其中9个放置在美国，欧洲2个，位于英国和瑞典，亚洲1个，位于日本。所有根服务器均由美国政府授权的互联网域名与号码分配机构ICANN统一管理，负责全球互联网域名根服务器、域名体系和IP地址等的管理。 这13台根服务器可以指挥Firefox或互联网 Explorer这样的Web浏览器和电子邮件程序控制互联网通信。换句话说——攻击整个因特网最有力、最直接，也是最致命的方法恐怕就是攻击根域名服务器了。
在与现有IPv4根服务器体系架构充分兼容基础上，由我国下一代互联网国家工程中心领衔发起的“雪人计划”于2016年在美国、日本、印度、俄罗斯、德国、法国等全球16个国家完成25台IPv6（互联网协议第六版）根服务器架设，事实上形成了13台原有根加25台IPv6根的新格局，为建立多边、民主、透明的国际互联网治理体系打下坚实基础。中国部署了其中的4台，由1台主根服务器和3台辅根服务器组成，打破了中国过去没有根服务器的困境。
（2）顶级域名服务器：负责管理在该顶级域名服务器注册的二级域名。
（3）权限域名服务器：负责一个“区”的域名服务器。
（4）本地域名服务器：本地域名服务器不属于域名服务器的层次结构，但是它对域名系统非常重要。当一个主机发出DNS查询请求时，这个查询请求报文就发送给本地域名服务器。
为了提高域名服务器的可靠性，DNS域名服务器都把数据复制到几个域名服务器来保存，其中的一个就是主DNS服务器（Master name server），负责解析至少一个域。其他的是辅助（从）DNS服务器（Slave name server）：负责解析至少一个域，是主DNS服务器的辅助。当主域名服务器出故障时，辅助域名服务器可以保证DNS的查询工作不会中断。主域名服务器定期把数据复制到辅助域名服务器中，而更改数据只能在主域名服务器中进行。这样就保证了数据的一致性。
（5）缓存DNS服务器：不负责解析域，只是缓存域名解析的结果。
3、DNS域名解析的过程
1、在浏览器中输入www . qq .com 域名，操作系统会先检查自己本地的hosts文件是否有这个网址映射关系，如果有，就先调用这个IP地址映射，完成域名解析。
2、如果hosts里没有这个域名的映射，则查找本地DNS解析器缓存，是否有这个网址映射关系，如果有，直接返回，完成域名解析。
3、如果hosts与本地DNS解析器缓存都没有相应的网址映射关系，首先会找TCP/IP参数中设置的首选DNS服务器，在此我们叫它本地DNS服务器，此服务器收到查询时，如果要查询的域名，包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果给客户机，完成域名解析，此解析具有权威性。
4、如果要查询的域名，不由本地DNS服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有权威性。
5、如果本地DNS服务器本地区域文件与缓存解析都失效，则根据本地DNS服务器的设置（是否设置转发器）进行查询，如果未用转发模式，本地DNS就把请求发至13台根DNS，根DNS服务器收到请求后会判断这个域名(.com)是谁来授权管理，并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后，将会联系负责.com域的这台服务器。这台负责.com域的服务器收到请求后，如果自己无法解析，它就会找一个管理qq.com的DNS服务器地址给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后，就会找qq.com域服务器，重复上面的动作，进行查询，直至找到www . qq .com主机。
6、如果用的是转发模式，本地DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器，由上一级服务器进行解析，上一级服务器如果不能解析，或找根DNS或把请求转至上上级，以此循环。找到最后把结果返回给本地DNS服务器，由此DNS服务器再返回给客户机。
注：从客户端到本地DNS服务器是属于递归查询，而DNS服务器之间使用的交互查询就是迭代查询。
114.114.114.114是国内移动、电信和联通通用的DNS，手机和电脑端都可以使用，干净无广告，解析成功率相对来说更高，国内用户使用的比较多，而且速度相对快、稳定，是国内用户上网常用的DNS。
六、NFS工作原理
NFS（Network File System，网络文件系统）是FreeBSD支持的文件系统中的一种，它允许网络中的计算机（不同的计算机、不同的操作系统）之间通过TCP/IP网络共享资源，主要在unix系列操作系统上使用。在NFS的应用中，本地NFS的客户端应用可以透明地读写位于远端NFS服务器上的文件，就像访问本地文件一样。
NFS服务器可以让PC将网络中的NFS服务器共享的目录挂载到本地端的文件系统中，而在本地端的系统中看来，那个远程主机的目录就好像是自己的一个磁盘分区一样。
由于NFS支持的功能比较多，而不同的功能都会使用不同的程序来启动，每启动一个功能就会启用一些端口来传输数据，因此NFS的功能所对应的端口并不固定，而是随机取用一些未被使用的小于1024的端口用于传输。但如此一来就会产生客户端连接服务器的问题，因为客户端需要知道服务器端的相关端口才能够连接。
此时就需要RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）的服务。由于当服务器在启动NFS时会随机选取数个端口号，并主动向RPC注册，所以RPC知道每个NFS功能所对应的端口号，RPC将端口号通知给客户端，让客户端可以连接到正确的端口上去。RPC采用固定端口号port 111来监听客户端的需求并向客户端响应正确的端口号。
注：在启动NFS之前，要先启动RPC，否则NFS会无法向RPC注册。另外，RPC若重新启动，原来注册的数据会消失不见，因此RPC重启后，它管理的所有服务都需要重新启动以重新向RPC注册。
七、FTP工作原理
1、ftp简介
FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）是用于在网络上进行文件传输的一套标准协议，它属于网络传输协议的应用层。它最主要的功能是在服务器与客户端之间进行文件的传输。这个协议使用的是明文传输。为了更安全的使用FTP协议，只介绍较为安全但功能较少的vsftpd这个软件。
FTP服务器的功能除了单纯的进行文件的传输与管理外，依据服务器软件的配置架构，它还可以提供以下几个主要功能：
1、不同的用户：FTP服务器在默认的情况下，依据用户登录的情况而分为三种不同的身份，分别是：实体用户，real user；访客，guest；匿名用户，anonymous。
2、命令记录与日志文件记录:FTP可以利用系统的syslogd来进行数据的记录，而记录的数据包括了用户曾经使用过的命令与用户传输数据（传输时间、文件大小等）的记录，所以你可以在/var/log/里面找到各项日志信息。
3、限制用户活动的目录（change root，简称chroot）:为了避免用户在你的linux系统中随意切换目录，所以将用户的工作范围局限在用户主目录下面。FTP可以限制用户仅能在自己的用户主目录当中活动。当用户登录FTP后，由于用户无法离开自己的用户主目录，显示的根目录就是自己用户主目录的内容。这种环境称为change root，即chroot，即改变根目录的意思。
2、ftp的工作流程
FTP的传输使用的是TCP数据包协议。FTP服务器使用了两个连接，分别是命令通道与数据流通道。由于是TCP数据包，这两个连接都需要经过三次握手。
建立命令通道的过程
客户端会随机获取一个大于1024以上的端口来与FTP服务器端的port 21来实现连接，这个过程需要三次握手。实现连接后客户端便可以通过这个连接来对FTP服务器执行命令，查询文件名、下载、上传等命令都是利用这个通道来执行的。
（1）通知FTP服务器端使用主动连接且告知连接的端口号
FTP服务器的端口21号主要用在命令的执行，但是牵涉到数据流时，就不是使用这个连接了。客户端在需要数据的情况下，会告知服务器端要用什么方式来连接，如果是主动连接，客户端会先随机启用一个端口，且通过命令通道告知FTP服务器这两个信息，并等待FTP服务器的连接。
FTP服务器主动向客户端连接
FTP服务器由命令通道了解客户端的需求后，会主动地由port 20向客户端的数据端口连接，这个连接也会经过三次握手。此时FTP的客户端与服务器端会建立两条连接，分别用在命令的执行与数据的传递。而默认FTP服务器端使用的主动连接端口就是port 20。
数据传输通道是在有数据传输的行为时才会建立的通道，并不是一开始连接到FTP服务器就立刻建立的通道。
注意：port 21主要接收来自客户端的主动连接，port 20则为FTP服务器主动连接至客户端。
（2）客户端选择被动式连接模式
客户端通过命令通道发出被动式连接要求，并等待服务器的回应。
FTP服务器启动数据端口，并通知客户端连接
如果你所使用的FTP服务器是能够处理被动式连接的，此时FTP服务器会先启动一个监听端口。这个端口号码可以是随机的，也可以自定义某一范围的端口，这要看FTP服务器软件而定。然后FTP服务器会通过命令通道告知客户端这个已经启动的端口port pasv，并等待客户端的连接。
客户端随机取用大于1024的端口进行连接
然后客户端会随机取用一个大于1024的端口号来进行对主机的port pasv连接。如果一切都没有问题的话，那么FTP数据就可以通过客户端的随机端口和服务端的port pasv来传送了。
八、pxe+kickstart安装系统原理
传统的安装操作系统的方式：光盘安装，U盘安装，网络安装 。
kickstart是一种无人值守的安装方式，它的工作原理是提前定义好了linux安装过程的配置文件，这个配置文件通常为ks.cfg。有了这个文件，可以让Linux在安装过程中按照我们预先定义的要求进行自动化安装，同时对于部署大量主机也非常方便。
==PXE（preboot execute environment，预启动执行环境）==是由Intel公司开发的最新技术，工作于Client/Server的网络模式，支持通过网络从远端服务器下载镜像，并由此支持通过网络启动操作系统，在启动过程中，终端要求服务器分配IP地址，再用TFTP（trivial file transfer protocol，简单文件传输协议）协议下载一个启动软件包到本机内存中执行，由这个启动软件包完成终端（客户端）基本软件设置，从而引导安装操作系统。
pxe可以引导多种操作系统。严格来说，PXE 并不是一种安装方式，而是一种引导方式。进行 PXE 安装的必要条件是在要安装的计算机中必须包含一个 PXE 支持的网卡（NIC），即网卡中必须要有 PXE Client，PXE Client在网卡的 ROM 中。当计算机引导时，BIOS 把 PXE Client 调入内存中执行，然后由 PXE Client 将放置在远端的文件通过网络下载到本地运行。使用pxe引导需要设置 DHCP 服务器和 TFTP 服务器。DHCP 服务器会给 PXE Client（将要安装系统的主机）分配一个 IP 地址，由于是给 PXE Client 分配 IP 地址，所以在配置 DHCP 服务器时需要增加相应的 PXE 设置。此外，在 PXE Client的 ROM 中，已经存在了 TFTP Client，那么它就可以通过 TFTP 协议到 TFTP Server 上下载所需的文件了。
PXE的引导过程：
1、PXE client端通过PXE BootROM（自启动芯片）（BIOS里面的PXE固件）广播一个DHCP discover包；
2、支持pxe的DHCP服务器返回分配给客户机的IP以及启动文件的放置位置；
3、PXE client会向本网络中的TFTP服务器索取pxelinux.0（引导文件）、pxelinux.cfg/default（启动菜单配置文件）、vmlinuz（可执行的linux内核，负责安排所有的硬件启动）和initrd.img（驱动程序模块）文件；
4、pxe client由TFTP从服务端下载启动安装程序所必需的文件（pxelinux.0、pxelinux.cfg/default）后，会根据default文件中定义的引导顺序，加载内核和文件系统；
5、这些启动资源其实就是最小的操作系统，这个最小操作系统在装载了网络驱动和TCP/IP协议栈之后，就可以通过HTTP、FTP、NFS方式进行安装；