网络与进程管理

OSI七层模型和TCP/IP四层模型

OSI七层模型:OSI(Open System Interconnection)开放系统互连参考模型是国际标准化组织(ISO)制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系。
TCP/IP四层模型:TCP/IP参考模型是计算机网络的祖父ARPANET和其后继的因特网使用的参考模型。
分层作用:方便管理

七层模型优点:
1、把复杂的网络划分成为更容易管理的层(将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题)
2、没有一个厂家能完整的提供整套解决方案和所有的设备,协议.
3、独立完成各自该做的任务,互不影响,分工明确,上层不关心下层具体细节,分层同样有益于网络排错
功能与代表设备
分层 名字 功能 工作在该层的设备
7 应用层 提供用户界面 QQ,IE 。应用程序
6 表示层 表示数据,进行加密等处理
5 会话层 将不同应用程序的数据分离
4 传输层 提供可靠或不可靠的传输,在重传前执行纠错 防火墙
3 网络层 提供逻辑地址,路由器使用它们来选择路径 三层交换机、路由器
2 数据链路层 将分组拆分为字节,并讲字节组合成帧,使用MAC地址提供介质访问,执行错误检测,但不纠错 二层交换机,网卡
1 物理层 在设备之间传输比特,指定电平,电缆速度和电缆针脚 集线器

互动:为什么现代网络通信过程中用TCP/IP四层模型,而不是用OSI七层模型呢?
OSI七层模型是理论模型,一般用于理论研究,他的分层有些冗余,实际应用,选择TCP/IP的四层模型。而且 OSI 自身也有缺陷,大多数人都认为 OSI 模型的层次数量与内容可能是最佳的选择,其实并非如此,其中会话层和表示层几乎是空的,而数据链路层和网络层包含内容太多,有很多的子层插入,每个子层都有不同的功能。

常见网络相关的协议:
DNS:域名解析协议 www.baidu.com
SNMP(Simple Network Management Protocol)网络管理协议
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机配置协议,它是在TCP/IP网络上使客户机获得配置信息的协议
FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议,它是一个标准协议,是在计算机和网络之间交换文件的最简单的方法。
TFTP(Trivial File Transfer Protocol):小文件传输协议
HTTP(Hypertext Transfer Protocol ):超文本传输协议
HTTPS(Secure Hypertext Transfer Protocol):安全超文本传输协议,它是由Netscape开发并内置于其浏览器中,用于对数据进行压缩和解压操作.
ICMP(Internet Control Message Protocol):Internet控制信息协议,互联网控制报文协议
ping ip定义消息类型有:TTL超时、地址的请求与应答、信息的请求与应答、目的地不可到达
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol):简单邮件传送协议
TELNET Protocol:虚拟终端协议
UDP(User Datagram Protocol):用户数据报协议,它是定义用来在互连网络环境中提供包交换的计算机通信的协议
TCP(Transmission Control Protocol):传输控制协议,是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议 log转发:开启一个协议:tcp(三次握手和四次挥手)

TCP协议和UDP协议的区别
(1)TCP协议:TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是面向连接的协议,在收发数据前,必须和对方建立可靠的连接。
(2)UDP协议:UDP 是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据报协议,是一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务
总结:TCP与UDP的区别:
1.基于连接与无连接;
2.对系统资源的要求(TCP较多,UDP少);
3.UDP程序结构较简单;UDP信息包的标题很短,只有8个字节,相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。所以传输速度可更快
4.TCP保证数据正确性,UDP可能丢包;TCP保证数据顺序,UDP不保证。
场景:视频,语音通讯使用udp,或网络环境很好,比如局域网中通讯可以使用udp。 udp数据传输完整性,可以通过应用层的软件来校对就可以了。
tcp传文件,数据完整性要求高。

TCP和UDP 常用端口号名称

(1)TCP 端口分配
21 ftp 文件传输服务
22 ssh 安全远程连接服务
23 telnet 远程连接服务
25 smtp 电子邮件服务
53 DNS 域名解析服务,有tcp53也有用udp53端口传输
80 http web服务
443 https 安全web服务

互动:如果你不知道哪个端口对应哪个服务怎么办?如873端口是哪个服务的?
[root@ken~]# vim /etc/services #此文件中,包含所有常见端口号及服务名称

linux网络相关的调试命令

一、桥接模式:配置桥接模式的虚拟机作为独立计算机存在
1. 虚拟机可以上外网
2. 可以和局域网内任意一台电脑通信
3. 可以和宿主机通信
4. 局域网内任意一台主机都可以和此虚拟机通信

二、nat模式:配置nat模式的虚拟机使用本机IP地址(地址转化)

1. 物理机vmnet8这个网卡必须开启
2. 可以上外网
3. 可以宿主机通信
4. 局域网内不可以访问此虚拟机

三、仅主机模式

1. 可以和宿主机通信
2. 同一台宿主机上的仅主机模式下的虚拟机之间可以互相通信
3. 不可以上外网
4. 局域网内不可以相互访问

1.修改IP相关信息
[root@ken ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
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 00:0c:29:13:a1:49 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.4.190/24 brd 192.168.4.255 scope global noprefixroute eth0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::20c:29ff:fe13:a149/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

2. 修改网卡信息
修改配置文件 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

DEVICE=eth0 #指出设备名称
NM_CONTROLLED=yes #network mamager的参数,实时生效,不需要重启
ONBOOT=yes #设置为yes,开机自动启用网络连接
IPADDR=192.168.21.129 #IP地址
BOOTPROTO=none #设置为none禁止DHCP,设置为static启用静态IP地址,设置为dhcp开启DHCP服务
NETMASK=255.255.255.0 #子网掩码
DNS1=8.8.8.8 #第一个dns服务器
TYPE=Ethernet #网络类型为:Ethernet
GATEWAY=192.168.21.2 #设置网关
DNS2=8.8.4.4 #第二个dns服务器
IPV6INIT=no #禁止IPV6
USERCTL=no #是否允许非root用户控制该设备,设置为no,只能用root用户更改
HWADDR=00:0C:29:2C:E1:0F #网卡的Mac地址
PREFIX=24
NAME="System eth0" #定义设备名称

3.临时添加IP地址
[root@ken ~]# ip a a 192.168.4.191 dev eth0
[root@ken ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
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 00:0c:29:13:a1:49 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.4.190/24 brd 192.168.4.255 scope global noprefixroute eth0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 192.168.4.191/32 scope global eth0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::20c:29ff:fe13:a149/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

4.查看端口监听状态
ss 命令
常用选项:
  -t: 显示tcp链接
  -n: 以数字形式显示当前链接的端口
  -l: 只显示监听的
  -a:显示全部
  -p: 显示PID
常用组合:ss -tnl

[root@ken ~]# ss -tnl
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port
LISTEN 0 128 *:22 *:*
LISTEN 0 100 127.0.0.1:25 *:*
LISTEN 0 128 :::22 :::*
LISTEN 0 100 ::1:25 :::*

进程管理

程序:二进制文件,静态 /bin/date,/usr/sbin/sshd
进程:是程序运行的过程,动态,有生命周期及运行状态。

下图所示的是进程的生命周期:

描述如下:
父进程复制自己的地址空间(fork [fɔ:k] 分叉)创建一个新的(子)进程结构。每个新进程分配一个唯一的进程 ID (PID),满足跟踪安全性之需。PID 和父进程 ID (PPID)是子进程环境的元素,任何进程都可以创建子进程,所有进程都是第一个系统进程的后代。
centos5或6PID为1的进程是: init
centos7 PID为1的进程是: systemd
僵尸进程:一个进程使用fork创建子进程,如果子进程退出,而父进程并没有调用wait或waitpid获取子进程的状态信息,那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中。这种进程称之为僵尸进程。
用自己的话表达:父进程退出了,子进程没有退出,那么这些子进程就没有父进程来管理了,就变成僵尸进程。

进程的属性
进程ID(PID):是唯一的数值,用来区分进程
进程状态:状态分为运行R、休眠S、僵尸Z(zombie)

使用ps查看进程工具
1、ps查看进程工具
例1:常用的参数:
a: 显示跟当前终端关联的所有进程
u: 基于用户的格式显示(U: 显示某用户ID所有的进程)
x: 显示所有进程,不以终端机来区分

[root@ken ~]# ps aux
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.3 125328 3832 ? Ss 20:40 0:01 /usr/lib/syst
root 2 0.0 0.0 0 0 ? S 20:40 0:00 [kthreadd]
root 3 0.0 0.0 0 0 ? S 20:40 0:00 [ksoftirqd/0]
root 5 0.0 0.0 0 0 ? S< 20:40 0:00 [kworker/0:0H
root 6 0.0 0.0 0 0 ? S 20:40 0:00 [kworker/u256
root 7 0.0 0.0 0 0 ? S 20:40 0:00 [migration/0]
root 8 0.0 0.0 0 0 ? S 20:40 0:00 [rcu_bh]
root 9 0.0 0.0 0 0 ? R 20:40 0:00 [rcu_sched]
root 10 0.0 0.0 0 0 ? S< 20:40 0:00 [lru-add-drai
root 11 0.0 0.0 0 0 ? S 20:40 0:00 [watchdog/0]
注:最后一列[xxxx] 使用方括号括起来的进程是内核态的进程。没有括起来的是用户态进程。
上面的参数输出每列含意:
USER: 启动这些进程的用户
PID: 进程的ID
%CPU 进程占用的CPU百分比;
%MEM 占用内存的百分比;
VSZ:进程占用的虚拟内存大小(单位:KB)
RSS:进程占用的物理内存大小(单位:KB)
STAT:该程序目前的状态,Linux进程有5种基本状态:
R :该程序目前正在运作,或者是可被运作;
S :该程序目前正在睡眠当中,但可被某些讯号(signal) 唤醒。
T :该程序目前正在侦测或者是停止了;
Z :该程序应该已经终止,但是其父程序却无法正常的终止他,造成 zombie (疆尸) 程序的状态
D 不可中断状态.
5个基本状态后,还可以加一些字母,比如:Ss、R+,如下图:

它们含意如下::
<: 表示进程运行在高优先级上
N: 表示进程运行在低优先级上
L: 表示进程有页面锁定在内存中
s: 表示进程是控制进程
l: 表示进程是多线程的
+: 表示当前进程运行在前台
START:该 process 被触发启动的时间;
TIME :该 process 实际使用 CPU 运作的时间。
COMMAND:该程序的实际指令

uptime查看系统负载
[root@ken ~]# uptime
22:14:16 up 1:33, 2 users, load average: 0.00, 0.01, 0.04

弹出消息含意如下:
当前时间 系统运行时间 当前登录用户 系统负载1分钟,5分钟,15分钟的平均负载

top命令
[root@ken ~]# top
top - 22:19:03 up 1:38, 2 users, load average: 0.07, 0.03, 0.04
Tasks: 95 total, 1 running, 94 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni,100.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 s
KiB Mem : 997956 total, 769528 free, 91376 used, 137052 buff/cache
KiB Swap: 2097148 total, 2097148 free, 0 used. 750772 avail Mem

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
638 root 20 0 298712 6120 4788 S 0.7 0.6 0:06.92 vmtoolsd
646 root 20 0 476188 8996 6748 S 0.7 0.9 0:00.30 NetworkMa+
1 root 20 0 125328 3832 2576 S 0.0 0.4 0:01.30 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd
3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.14 ksoftirqd+
5 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0+
6 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.14 kworker/u+
7 root rt 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 migration+
8 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 rcu_bh
9 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.40 rcu_sched

第1行:系统时间、运行时间、登录终端数、系统负载(三个数值分别为1分钟、5分钟、15分钟内的平均值,数值越小意味着负载越低)。
第2行:进程总数、运行中的进程数、睡眠中的进程数、停止的进程数、僵死的进程数。
第3行:用户占用资源百分比、系统内核占用资源百分比、改变过优先级的进程资源百分比、空闲的资源百分比等。其中数据均为CPU数据并以百分比格式显示,例如“97.1 id”意味着有97.1%的CPU处理器资源处于空闲。
第4行:物理内存总量、内存使用量、内存空闲量、作为内核缓存的内存量。
第5行:虚拟内存总量、虚拟内存使用量、虚拟内存空闲量、已被提前加载的内存量。
第6行:
PID — 进程id
USER — 进程所有者
PR — 进程优先级
NI — nice值。负值表示高优先级,正值表示低优先级
VIRT — 进程使用的虚拟内存总量,单位kb。VIRT=SWAP+RES
RES — 进程使用的、未被换出的物理内存大小,单位kb。RES=CODE+DATA
SHR — 共享内存大小,单位kb
S — 进程状态。D=不可中断的睡眠状态 R=运行 S=睡眠 T=跟踪/停止 Z=僵尸进程
%CPU — 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
%MEM — 进程使用的物理内存百分比
TIME+ — 进程使用的CPU时间总计,单位1/100秒
COMMAND — 进程名称(命令名/命令行)

lsof命令
lsof命令用于查看你进程打开的文件,打开文件的进程,进程打开的端口(TCP、UDP)
-i<条件>:列出符合条件的进程。(4、6、协议、:端口、 @ip )
[root@ken ~]# lsof -i :22
COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
sshd 867 root 3u IPv4 19361 0t0 TCP *:ssh (LISTEN)
sshd 867 root 4u IPv6 19370 0t0 TCP *:ssh (LISTEN)

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