13 网络配置与管理之网络基础知识

在上一篇的内容中，我们讨论了 Linux 文件系统与存储管理，重点介绍了磁盘的分区与管理工具。今天，我们将开始探讨网络配置与管理的基础知识，这对于后续配置网络接口来说是非常重要的。

网络基础知识

在深入网络配置之前，我们首先需要理解一些网络基础知识，包括网络模型、协议、IP 地址及其分类、子网划分等概念。

1. 网络模型

计算机网络通常遵循分层结构来处理通信。最常用的模型是 OSI模型（开放系统互联模型）和 TCP/IP模型。在这里我们主要关注 TCP/IP 模型，它是现代互联网的基础。

• 应用层：提供网络服务给用户，例如 HTTP、FTP、SSH 等。
• 传输层：负责数据在网络中的传输，主要协议有 TCP 和 UDP。
• 网络层：负责数据包的路由与转发，主要协议有 IP。
• 链路层：管理物理网络的传输，包括以太网、Wi-Fi等。

2. IP 地址

IP 地址是指分配给网络上每个设备的唯一标识符。它的格式通常是 x.x.x.x，其中每个 x 的取值范围是 0-255。IP 地址分为两类：

• IPv4：32 位地址，格式为 192.168.1.1
• IPv6：128 位地址，格式为 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

IP 地址分类

IPv4 地址可以分为以下几类：

• A类地址：范围从 0.0.0.0 到 127.255.255.255，支持大规模主机。
• B类地址：范围从 128.0.0.0 到 191.255.255.255，支持中等规模主机。
• C类地址：范围从 192.0.0.0 到 223.255.255.255，支持小规模主机。
• D类地址：用于多播。
• E类地址：保留用于实验和研究。

3. 子网划分

子网划分是将一个大的网络划分为多个小的网络，提高地址的利用率，并增强网络的管理。

子网掩码（Subnet Mask）用于标识一个 IP 地址的网络部分和主机部分。例如，在 IP 地址 192.168.1.1 中，常见的子网掩码是 255.255.255.0，该掩码表示前 24 位是网络部分，后 8 位是主机部分。

子网掩码的计算

假设你有一个 IP 地址 192.168.1.0 和一个子网掩码 255.255.255.192，你可以通过以下公式计算出网络的可用主机地址范围：

• 子网掩码为 255.255.255.192，其对应的 CIDR 表示为 /26（即前 26 位为网络部分）。
• 计算出每个子网的地址数量为 $2^{(32 - 26)} = 2^6 = 64$，所以可用的主机数是 64 - 2 = 62（减去网络地址和广播地址）。

4. 网络协议

网络协议是两个计算机之间进行通信的规则和标准。以下是一些常见的网络协议：

• HTTP/HTTPS：用于网页访问。
• FTP：文件传输协议。
• SSH：安全的远程登录和命令行执行。
• DNS：域名系统，用于将域名转换为 IP 地址。
• DHCP：动态主机配置协议，自动为网络中的设备分配 IP 地址。

5. 案例：使用命令行查看网络信息

在 Linux 系统中，你可以利用多种命令查看当前的网络配置。

# 查看当前网络接口的配置
ifconfig

# 或使用 ip 命令（推荐）
ip addr show

# 查看网络路由
route -n

# 查看活动的网络连接
netstat -tuln

以上命令可以帮助运维人员快速了解当前系统的网络状态和配置。

总结

这一部分内容为后续的 网络接口配置 打下了坚实的基础。我们讨论了网络模型、IP 地址、子网划分以及协议等关键概念。在下一篇中，我们将深入探讨具体的网络接口配置操作，包括如何配置静态和动态 IP 地址等。通过实践这些技能，你将能够管理并配置 Linux 系统的网络设置。

请继续关注我们系列教程的下篇内容！