网络层IP简介及网络管理工具
网络层简介
网络层（Network Layer）是OSI模型中的第三层（TCP/IP模型中的第二层），提供路由和寻址的功能，使两终端主机能够互连并且决定最佳路径，并具有一定的拥塞控制和流量控制的能力。相当于发送邮件时需要地址一般重要。由于TCP/IP协议体系中的网络层功能由IP协议规定和实现。
网络层IP协议解决了一个单一网络上传输数据包的问题。
IP地址
网络层IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给互联网上的每台计算机和其它设备都规定了一种地址，叫做“IP 地址”，又称为逻辑地址。由于有这种地址，才保证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来
IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的。
IP地址由32位二进制组成，将二进制转换为字节就是4字节。
IP地址分类
A类规定前8位二进制为网络位，后24位为主机位，并且网络位的前8位首位必须为0.
网络位：占用1个字节，0xxx xxxx，只有7位可用，所以网络位为 2^7-2，1~126
-2是因为网络位全为0（000 0000）时为保留地址，网络位为0（111 1111）时为本地回环地址127.0.0.0，去掉这两个才是真正可用的。
主机位：占用3个字节，也就是24位，得出可用主机数为2^24-2。
-2是因为主机位全为0时用来表示本网络的单个网段，区分不同网络。主机位全为1时表示本网络的广播地址
A类私有地址：10.0.0.0~10.255.255.255
B类规定前16位为网络位，后16位为主机位，并且网络位的前8位的首2位必须为10
网络位：占用2个字节，10xxx xxx.X，有17位可用，所以网络位总数为 2^14，128.0~191.255
主机位：占用2个字节，也就是16位，得出可用主机数为2^16-2。
-2是因为主机位全为0时用来表示本网络的单个网段，区分不同网络，主机位全为1时表示本网络的广播地址
B类私有地址：172.16.0.0~172.31.255.255
C类规定前24位为网络位，后8位为主机位，并且网络位前8位的首3位必须为110
网络为：占3个字节，110x xxxx.X.X，有21位可用，所以网络位总数为2^21，192.0.0~223.255.255
主机位：占1个字节，也就是8位，得出主机数为2^8-2.
-2是因为主机位全为0时用来表示本网络的单个网段，区分不同网络，主机位全为1时表示本网络的广播地址
C类私有地址：192.168.0.0 -- 192.168.255.255
D类为组播地址
E类地址保留
以上是老的分配方法，固定的分配方法，因为现在的IPV4数量有限，某些场景下会浪费资源，所以出现了新的技术CIDR。
CIDR无类别域间路由
无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing、CIDR）是一个用于给用户分配IP地址以及在互联网上有效地路由IP数据包的对IP地址进行归类的方法。
一个IP地址包含两部分：标识网络的前缀和紧接着的在这个网络内的主机地址。在之前的分类网络中，IP地址的分配把IP地址的32位按每8位为一段分开。这使得前缀必须为8，16或者24位。因此，可分配的最小的地址块有256（24位前缀，8位主机地址，28=256）个地址，而这对大多数企业来说太少了。大一点的地址块包含65536（16位前缀，16位主机，216=65536）个地址，而这对大公司来说都太多了。这导致不能充分使用IP地址和在路由上的不便，因为大量的需要单独路由的小型网络（C类网络）因在地域上分得很开而很难进行聚合路由，于是给路由设备增加了很多负担。
无类别域间路由是基于可变长子网掩码（VLSM）来进行任意长度的前缀的分配的。
子网掩码是一种把前缀编成一种与IP地址相似的形式的掩码。一个子网掩码一共有32位，被分为连续的两部分，高位部分的每一位都被设为二进制的1，其余部分的每一位均被设为二进制的0。其中为1的位的数目和前缀的长度相同。它也被写成点分十进制的形式。子网掩码的作用和前缀一样，但是掩码这种形式出现得比前缀要早。
CIDR用可变长子网掩码根据各人需要来分配IP地址，而不是按照一个全网络约定的规则。所以，网络/主机的划分可以在地址内的任意位置进行。这个划分可以是递归进行的，即通过增加掩码位数，来使一部分地址被继续分为更小的部分。整个互联网现在都在使用CIDR/VLSM网络地址。
CIDR表示法：IP/网络ID位数
CIDR通过子网掩码计算IP地址的具体范围。
给定IP地址167.77.88.99和掩码255.255.255.192，子网号是什么？广播地址是什么？有效IP地址是什么？
计算方法为：通过掩码的全为1位和全为0位对应IP地址的对比进行与运算，1与任何数(N)都为N,0与任何数(N)都为0
将掩码和IP通过下面二进制转换十进制方法反过来将十进制转换为二进制
IP： 166 77 88 99
10100110 01001101 01010110 01100011
MASK： 255 255 255 192
11111111 11111111 11111111 11000000
进行与运算：1与任何数(N)都为N,0与任何数(N)都为0
11111111 11111111 11111111 11 000000
10100110 01001101 01010110 01 100011
得出： 10100110 01001101 01010110 01 000000
166 77 88 64
最后得出：
子网号：26
网段：166.77.88.64
第小IP：166.77.88.65
最大IP：166.77.88.126
广播地址：166.77.88.127
二进制转十进制方法
1.第一种:
00000001 = 1
00000010 = 2
00000100 = 4
00001000 = 8
00010000 = 16
00100000 = 32
01000000 = 64
10000000 = 128
2.第二种：
00000001 = 1
00000011 = 3
00000111 = 7
00001111 = 15
00011111 = 31
00111111 = 63
01111111 = 127
3.第三种：
10000000 = 128
11000000 = 192
11100000 = 224
11110000 = 240
11111000 = 248
11111100 = 252
11111110 = 254
Linux网卡配置介绍
centos6网卡名的配置文件：/etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules
修改网卡名称之后需要卸载网卡驱动重装一次就好了
查看网卡驱动：
dmesg | grep -i eth0
ethtool -i eth0
查看模块：lsmod
卸载网卡驱动：只是内存中卸载,虚拟机中叫e1000，物理机不一定
modprobe -r e1000
rmmod e1000
装载网卡驱动：
modprobe e1000
将centos7网卡名恢复为传统名称：eth0，eth1
编辑/etc/default/grub
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rhgb quiet net.ifnames=0"
为grub2生成配置文件
grub2-mkconfig -o /etc/grub2.cfg
重启系统：reboot
linux主机连接到网络的基本配置
/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE： 此配置文件应用到的设备
ONBOOT： 在系统引导时是否激活此设备
HWADDR： 对应的设备的MAC地址
BOOTPROTO： 激活此设备时使用的地址配置协议，常用的dhcp,static,none,bootp
NM_CONTROLLEDl：NM是NetworkManager的简写，次网卡是否接受NM控制，建议centos6位’no‘
NAME： 对外的名字
IPADDR： IP地址
PREFIX： 子网掩码，8,16,24,这样表示形式的
GATEWAY： 网关
DNS1: DNS服务器地址
DNS2： 冗余DNS服务器
/usr/share/doc/initscripts-9.49.30/sysconfig.txt：配置文件的说明参考
静态路由的配置方法，没有则创建该文件：
/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
格式： 10.0.0.0/8 via 172.16.0.1
添加IP地址192.168.2.2/24到eth0网卡上
编辑/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
内容：
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
NM_CONTROLLEDl=no
NAME=eth0
IPADDR=192.168.2.2
PREFIX=24
GATEWAY=192.168.2.1
DNS1=114.114.114.114
DNS2=223.5.5.5
Linux网络管理工具
ifconfig
ifconfig eth0 down :临时关闭
ifconfig eth0 up ：启动
ifdown eth0 ：关闭
ifup eth0 ：开启
ifconfig eth0 IP/netmask : 临时
route ：路由
-n：数字化显示
add：
-host：主机路由 gw：指定网关
-net：网络路由IP/netmask gw：指定网关
default：默认路由
del 192.168.0.1
ip ：tab键查看子命令和选项
ip [option] odject {command|help}
网络层
ip addr add IP/netmask dev ens33 为网卡添加IP
ip addr del IP/netmask dev ens33 删除指定网卡的指定IP
ip addr flush dev ens33 清空指定网卡上所有IP
ip route add 192.168.0.0/24 via 192.16.0.1 dev ens33
添加网关：ip route add default via 172.16.0.1
数据链路层
ip link show ens33 查看信息
ip link set ens33 down|up 启动或关闭
ss：命令
netstat通过遍历/proc来获取socket信息，ss使用netlink与内核tcp_diag模块通信获取socket信息
选项：
-t:tcp协议相关
-u：udp协议相关
-w：裸套接字相关
-x：unix sock相关
-l：listen状态相关
-a：所有
-n：数字显示
-p：相关程序的PID
-e：扩展的信息
-m：内存使用信息
-o：计时器信息
常用组合：
ss -l ：显示本地打开的所有端口
ss -pl：显示每个进程具体打开的socket
ss -ta：显示所有TCP的socket
ss -ua：显示所有UDP的socket
ss -s ：列出当前socket详细信息
ss -o state established '(dport = :ssh)'
Bonding技术
Bonding:
将多块网卡绑定同一IP地址对外提供服务，可以实现高可用或者负载均衡，直接给两块网卡设置同一IP地址是不可以的，通过bonding，虚拟一块网卡对外提供连接，物理网卡的被修改为相同的MAC地址
模式：
mode 0 (balance-rr)
轮转策略：从头到尾顺序的在每一个slave接口上发送数据包，本模式提供负载均衡和容错的能力
mode 1 (active-backup)
活动-备份策略：只有一个slave被激活，当活动的slave接口失效时才会激活其他slave，为了避免交换机发生混乱此时绑定的MAC地址只有一个外部端口可见
mode 3 (broadcast)
广播策略：在所有slave接口上传送所有数据报，提供容错能力
注意：active-backup、balance-tlb、balance-alb模式不需要交换机的任何特殊配置，其他的绑定模式需要配置交换机以便整合连接，如思科交换机在模式0、2、3中使用etherchanne，但在模式4中需要LACP和etherchannel
bonding配置 bond(结合，凝聚)
/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
BOOTPROTO=none
BONDING_OPTS="mode=0 miimon=100" ：mode是bonding的模式，用哪种，填哪种；
miimion是多网卡之间经过多长时间互相发送一个报文，测一下对方是否工作正常，如有损坏，立马接替工作；
bonding需要物理网卡配合使用，以下是物理网卡的配置：
/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
MASTER=bond0 ：指明配合哪个bond，认为bond是主
SLAVE=yes ：说明本网卡是辅助
BOOTPROTO=none
USERCTL=none ：不允许用户操作
查看bond状态：/proc/net/bonding/bond#
bonding 的删除：
ifconfig down ：先禁用网卡
lsmod | grep "bond" ：查看bond的模块
rmmod bonding ：删除模块
将原网卡配置文件恢复，重启网络服务即可
官网介绍：
https://www.kernel.org/doc/Documentation/networking/bonding.txt