了解网络的工作原理以及使用开源工具调优网络性能的一些技巧。

大多数人每天至少接触两种类型的网络。当你打开电脑或移动设备时，设备连接到本地的WiFi，然后连接到一个叫做互联网的互联网网络。

但是这个网络到底是如何运作的呢？您的设备如何能够找到互联网、共享打印机或文件共享？这些东西怎么知道如何响应你的设备？系统管理员使用哪些措施来优化网络性能？

开源的理念在网络技术中根深蒂固，任何想要更多了解网络的人都可以免费获得与网络相关的资源。本文介绍了使用开源技术进行网络管理的基础知识。

计算机网络是两台或多台相互通信的计算机的集合。为了使网络工作，网络上的一台计算机必须能够找到其他计算机，并且通信必须能够从一台计算机到另一台计算机。为了满足这一需求，开发和定义了两种不同的通信协议：TCP和IP。

为了使计算机相互通信，它们必须有一种在它们之间传递信息的手段。人类说话所产生的声音是通过声波传播的。计算机通过以太网电缆、无线电波或微波传输的数字信号进行通信。该规范被正式定义为TCP协议。

计算机之间必须有某种相互识别的方式。当人们互相称呼时，我们使用名字和代词。当计算机彼此通信时，它们使用诸如192.168.0.1之类的IP地址，这些IP地址可以映射到诸如“Laptop”、“Desktop”、“Tux”或ldquo之类的名称

enguin”。该规范被定义为IP协议。

最简单的网络是两台计算机的网络，使用一种特殊路由的以太网电缆，称为“交叉电缆”。交叉电缆将信号从一台计算机连接并传输到另一台计算机上相应的接收器。还有将标准以太网转换为交叉电缆的交叉适配器。

由于两台计算机之间没有路由器，所有网络管理都必须在每台机器上手动完成，因此这是一个很好的网络基础入门练习。

用交叉电缆，你可以把两台电脑连接在一起。因为两台计算机是直接连接的，没有网络控制器来引导它们，所以两台机器都不需要做很多事情来创建或加入网络。通常，此任务将由交换机和DHCP服务器或路由器提示，但在这个简单的网络设置中，这完全取决于您。

要创建网络，必须首先为每台计算机分配一个IP地址。为自分配保留的地址从169.254开始，这是一种常见的方式，提醒您该IP段是一个闭环系统。

首先，您必须知道您正在使用什么网络接口。以太网端口通常以“eth”后跟一个从0开始的数字来指定，但有些设备使用不同的术语来表示接口。在计算机上使用ip命令查询接口：

$ip address show1: lo:在此例中，正确的接口名称为eth0。但是，在某些情况下，您将看到en0或enpo0s1或类似的内容，因此在使用它之前一定要先检查设备名称。

网络是什么？

正常情况下，IP地址从路由器获取，路由器通过网络广播地址。当一台计算机连接到网络时，它请求一个地址。路由器通过媒体访问控制(MAC)地址(注意这个MAC与苹果的MAC无关)来识别设备，并分配一个IP地址。这就是计算机在网络上找到彼此的方式。

在本文的简单网络中，没有路由器分配IP地址和注册设备，所以我们需要手动分配IP地址，并使用IP命令为计算机分配IP地址：

$sudo ip address add 169.254.0.1 dev eth0为另一台计算机分配一个ip地址并添加一个ip地址。

现在计算机有交叉电缆作为通信媒介，它们有一个唯一的ip地址用于标识。但是网络缺少一个重要的组成部分：计算机不知道它是网络的一部分。

用于传输的 TCP 协议

路由器的另一个功能是设置从一个地方到另一个地方的网络路径，称为路由表。路由表可以简单地看作是网络的城市地图。

我们还没有设置路由表，但是我们可以用route命令来查看它：

$routeKernel IP路由表destination | Gateway | Genmask | Flags | Metric | Ref |再次使用| Iface $，可以使用IP命令查看路由表。

$ip route$使用ip命令添加路由：

$sudo ip route \ add 169.254.0.0/24 \ dev eth0 \ proto static此命令为eth0接口添加一条从169.254.0.0到169.254.0.255的路由。它将路由协议设置为“静态”，这意味着您作为管理员创建的路由将覆盖范围内的任何动态路由。

使用route命令查询路由表信息。

$ routeKernel IP路由表目的|网关| Genmask |…| Ifacelink - local | 0.0.0.0 | 255.255.255.0 |…| eth0或使用IP命令从不同角度查询路由表：

现在你的网络有了一个传输方法、一个寻址方法和一个网络路由。您可以联系计算机外部的主机。发送到另一台计算机的最简单的消息是“bing”，这也是产生该消息的命令的名称(ping)。

$ping -c1 169.254.0.264 bytes from 169.254.0.2: $ping -c1 169.254.0.264 bytes from 169.254.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.233 ms-- -- 169.254.0.2 ping统计信息——发送1个，接收1个，丢包率为0%，icmp_seq=1 ttl=64 time=0.233 ms-- -- 169.254.0.2 ping统计信息——发送1个，接收1个，丢包率为0%，time 0msrtt min/avg/max/mdev=0.244/0.244/0.000 ms查看与之交互的邻居。

$ip邻居169.254.0.2 dev eth0 lladdr e8:6a:64:ac:ef:7c STALE

用于寻址的 IP 协议

双节点组网不多。为了解决这个问题，开发了特殊的硬件，称为网络“交换机”。网络交换机允许您将几根以太网电缆连接到它，它将消息不加区分地从发送计算机分发到交换机上所有侦听计算机。所有计算机都忽略此信息，除了那些具有与预期收件人匹配的IP地址的计算机。这使得网络相对嘈杂，但这是将一组计算机物理连接在一起的简单方法。

用于物理电缆的物理交换机在大多数现代家庭网络中是不实用的。所以WiFi接入点取代了物理交换机。WiFi接入点的功能与交换机相同：它允许许多计算机连接到它并在它们之间传递信息。

接入互联网不仅仅是一种期望，它往往是家庭网络存在的原因。没有连接到互联网的交换机或WiFi接入点并不是很有用，但要将你的网络连接到另一个网络，你需要一个路由器。

事实上，本地网络连接了许多设备，并且随着越来越多的设备联网，网络的规模以数量级增加。

手动配置网络是不实际的，因此这些任务被分配给网络中的特定节点，网络中的每台计算机运行一个后台守护进程来填充从网络上的权威服务器接收到的网络设置。在家庭网络中，这项工作通常被整合到一个小型嵌入式设备中，通常由您的互联网服务提供商(ISP)提供，称为路由器(人们有时错误地将其称为调制解调器)。在大型网络中，通常将每个作业分配给单独的专用服务器，以确保专用服务器能够专注于其工作并确保灵活性。这些任务包括：

DHCP服务器为加入网络的设备分配和跟踪IP地址。DNS服务器将域名(如redhat.com)转换为IP地址209.132.183.105防火墙保护您的网络免受不需要的流量进入或被禁止的流量流出路由器有效地传输网络流量，充当通往其他网络(如Internet)的网关，并进行网络地址转换(NAT)。您当前的网络上可能有一个路由器，它可能管理所有这些任务，甚至更多。多亏了像VyOS这样的项目，你现在可以运行自己的开源路由器了。对于这样的项目，您应该使用一台带有至少两个网络接口控制器(网卡)的专用计算机：一个连接到您的ISP，另一个连接到交换机，或者更可能是WiFi接入点。

无论您的网络中有多少设备，或者您的网络连接了多少其他网络，其原理仍然与双节点网络相同。您需要一种传输模式、寻址方案以及如何路由到网络的知识。

当前位置了解网络的工作原理对管理网络至关重要。除非您知道测试结果，否则无法排除问题，并且除非您知道哪些命令与您的网络设备交互，否则您无法运行测试。对于重要的网络命令的基本用法，以及您可以从中提取哪些信息，请下载我们最新的网络快速列表。