飞凌嵌入式ElfBoard-Linux系统基础入门-网络相关shell命令之网络基础知识

以下测试的网络环境为：虚拟机NAT模式，ubuntu设置为自动获取ip。

具备基本的网络知识对于linux的学习非常重要，只有了解了这些基础知识，才能更好的学习网络相关指令、网络设置、网络服务等内容。

1.OSI七层模型

OSI模型即网络结构的标准模型，是由国际互联网标准化组织定义的网络分层模型，虽然由于模型的实现太复杂，并没有实际的七层网络协议栈，但对于理解网络协议内部的架构很有帮，提供了很好的参考模型。

在OSI七层结构中，每一层规定了不同的特性，负责不同的功能：

应用层（Application Layer）：用户接口，为应用程序提供访问网络服务的接口，为用户提供常用的应用。应用层使用报文进行数据交互，本层定义的规范有：Telnet、FTP协议、HTTP协议、域名DNS等。

表示层（Presentation Layer）：对传输的数据进行解释交换，使主机之间通信的信息能互相理解。该层功能主要包括数据的压缩、加密、格式转换等，定义的标准有：ASCII、JPEG等。

会话层（Session Layer）：对应用会话的建立、中止、会话过程的管理。

传输层（Transport Layer）：该层为主机进程之间的通信提供服务，以数据段为单位，提供可靠或在不可靠的传输，为上层掩盖下层细节，保证会话层的数据信息能够传送到另一方的会话层，是计算机通信体系结构中关键的一层。主要的传输层协议是TCP和UDP。

网络层（NetWork Layer）：负责将各个子网之间的数据进行路由选择，将数据从发送端主机发送到接收端主机，数据单位为数据包，主要用到的协议就是IP协议。

数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层将网络层交下来的 IP数据包组装成帧，在这一层利用通信信道实现无差错传输，在物理介质基础之上提供了可靠的数据传输。

物理层（Physical Layer）：为上层提供物理介质，通信端点之间的硬件物理接口，设备之间以比特流进行传输。该层主要与硬件相关，确定了与物理接口的一些特性，如电气特性、功能特性等。

2.TCP/IP四层模型

TCP/IP传输协议，即传输控制/网络协议，也叫做网络通讯协议。是linux世界的网络基础，是在网络的使用中的最基本的通信协议。TCP/IP协议不是一个独立的协议，而是一组不同层次上的多个协议的组合，不同层次负责不同的功能。

网络接口层：对应的OSI参考模型中的物理层和数据链路层。TCP/IP本身并未定义该层的协议，只是规定了为上一层网络层提供访问接口，可以传输IP数据包，发送ARP请求和接收ARP应答。

网络层：对应OSI参考模型中的网络层，是TCP/IP协议栈的核心，将数据包进行分组并发往目的主机。主要解决主机到主机的通信问题，它所包含的协议涉及数据包在整个网络上的逻辑传输。该层有三个主要协议：IP（国际协议）、IGMP（互联网组管理协议）、ICMP（互联网控制报文协议）

传输层：对应OSI参考模型中的传输层，提供主机与主机之间对等层之间可以进行会话的机制，保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。该层定义了两个主要的协议：TCP传输控制协议、UDP用户数据报协议

应用层：将OSI参考模型中的会话层和表示层取消，将功能合并到到应用层，为用户提供所需要的各种服务。例如，基于TCP协议的FTP（文件传输协议）、Telnet协议、HTTP（超文本链接协议）等，基于UDP协议的TFTP、域名服务DNS、NFS等。

以FTP文件传输为例，在各层的数据传输过程如下：

3.IP

互联网上的每个接口必须有一个唯一的Internet地址（也称作IP地址）主机或网络设备如果想要连接到Internet，就必须配置IP地址。应用范围最广泛的因特网地址使用IPv4的IP地址，长为32位，由4组十进制数组成，每组数值范围为0~255，中间用点号隔开。例如IP地址192.168.0.232。

IP地址的一般格式为：类别+网络标号+主机标识。其中类别用来区分IP地址的类型，网络号表示主机所在的网络，主机号表示主机在网络中的标识。IP地址通常分为五类：A类、B类、C类、D类、E类：

其中D、E类为特殊地址不对民用开发。对于ABC类地址划分了公有地址和私有地址，其中公有地址由Inter INC负责，这些IP需要进行注册申请。私有地址属于非注册地址，专门为组织机构内部使用，不能直接访问公网，是不同局域网内的计算机可以使用相同的IP地址

一些特殊的IP地址：

（一）主机号全为0的IP地址，不分配给任何主机，用于表示某个网络的网络地址

（二）主机号全为1的IP地址，不分配给任何主机，仅用作广播地址

（三）IP地址127.0.0.1为回环结构，用于本地进行软件测试

4.子网掩码

子网掩码是一个32位的二进制地址，用来屏蔽原来网络地址的划分情况，从而获得一个范围小的，可以实际使用的网络。子网掩码使用与IP地址相同的格式，由4组十进制数组成，其中值为0的部分对应IP地址的主机ID部分。

使用子网掩码，网络设备可以分析得出一个IP地址的网络地址和子网地址，以及主机地址。子网掩码和IP地址进行“与”运算后，所得到的值为网络地址和子网地址。

标准的子网掩码：

子网掩码便于网络设备的尽快寻址，区分本网段地址和非本网段的地址，划分子网，进一步缩小子网的地址空间，充分利用目前紧缺的IP地址。

举例：

比较两台主机的IP地址与子网掩码进行“与”运算后的值，如果结果相同，则说明两台计算机处于同一个子网络上。在以太网结构的网络中，同一子网内的两台计算机可以直接通信，而不用路由器对IP分组进行转发

两个主机的IP地址和子网掩码进行按位“与”运算，得到两个主机的网络地址均为11000000.10101000.00000000.00000000，即192.168.0.0，可知两个主机在同一个网络上。

5.端口号

端口是一个16位的整数，为了方便多种应用程序，区分不同应用程序的数据和状态，引入了端口。服务程序需要对某个端口进行绑定，客户端访问主机的此端口号与应用程序进行通信。

端口号可以由系统分配，也由用户自定义，一些常用的服务程序使用固定的静态端口号。

6.DNS（域名系统）

DNS是Domai Name Systerm的缩写，即域名系统，是一个用于TCP/IP应用程序的分布式数据库，用来提供IP地址和主机之间的映射信息。

DNS的名字空间具有树形的层次结构，结构如下

根域是特殊结点，没有任何结点，树形结构中的域名从最高层域名串联起来，中间用“.”分隔，顶级域名是域名的最后一部分。

顶级域名分为组织域（3个字符长的普通域）和国家/地区域（2个字符的域）。

组织域：

国家/地区域：