Linux网络管理员指南：详解与授权

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"《Linux网络管理员手册》是由Olaf Kirch编著，赵炯翻译的一本专业指南，该书详细涵盖了Linux网络管理的相关知识。本书于1999年8月30日首次出版，专为Linux网络管理员设计，旨在提供系统级网络配置、维护和优化的深入理解。在版权方面，虽然“UNIX”是Univel的注册商标，但“Linux”并非如此，且与Univel的UNIX并无关联。作者Olaf Kirch的联系信息包括Kattreinstr.38, 64295 Darmstadt, Germany的地址以及okir@monad.swb.de的电子邮件。该手册的复制和分发需遵循特定条件： 1. 所有完整或部分复制必须保留完整的版权声明和许可声明。 2. 对《Linux网络管理员手册》的任何翻译或衍生作品在发布前必须得到作者书面许可。 3. 如果仅分发部分内容，必须包含获取完整版的指示，并确保提供获取完整版的途径。 4. 可以引用小部分内容作为评论或引用时的插图，但需遵守版权规定。《Linux网络管理员手册》涵盖了广泛的主题，如网络配置工具（如ifconfig、route和iptables）、防火墙管理、DNS设置、网络服务（如DHCP、NFS和Samba）、网络安全策略、网络性能监控和故障排查等。通过阅读这本书，管理员可以提升他们的技术技能，更好地理解和管理Linux环境中的网络基础设施，这对于任何从事Linux系统维护和扩展的人员来说是一份宝贵的参考资料。"

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第一章网络绪论

1.1 历史

连网的主意大概与电讯事业本身一样的久远。考虑人们生活的石器时代，那时鼓可能已经用于

在人们之间传递消息了。假释穴居人A想邀请穴居人B进行一场互扔石块的游戏，但是他们互相之间

居住得太遥远，以至B听不见A的击鼓声。那么，A能够做些什么呢？他可以1）走到B的地方去，2）

使用一个更大的鼓，或者3）询问C，C居住在他们中间的地方，来传递消息。这最后一个办法就叫

做连网。

当然，我们已经比我们祖先的原始嗜好和设备有了长足的进步。现在，通过大量的线缆的集合，

如光纤、微波、等等，我们用计算机进行相互间的对话来作星期六足球比赛的约会。[1] 下面，我们

将涉及实现上述的手段和方法，但不考虑线缆，也不考虑足球的部分。

在本手册中，我们将讨论两种网络类型：基于UUCP的，和基于TCP/IP的。这是一些协议集和软

件包，它们提供了在两台计算机之间传输数据的方法。在这一章中，我们将考虑这两种网络类型，

并且讨论它们的基本原理。

我们定义网络是一个互相之间能够通信主机（hosts）的集合，这常常依赖于一些专用（指定）

主机的服务，即是在参与者之间中继数据。主机通常就是计算机，但也不一定；也可以将X-终端或

者智能打印机当作主机。少量的主机聚合也称为站点（sites）。

没有语言或者代码，进行通信是不可能的。在计算机网络中，这些语言共同地被称为协议

（protocols）。然而，这里你不用关心协议是如何制定出来的，而是要，例如，考虑州长开会时注意

到的高度形式化的行为代码。同样，用于计算机网络中的协议仅仅是两台或多台主机之间交换消息

所用的非常严格的一些规则。

1.2 UUCP 网络

UUCP是Unix-to-Unix Copy的缩写。刚开始它是作为一个程序包，用于在串行线路上传输文件、

确定这些传输的时间、并且在远程站点上启动程序的执行。自从七十年代末它第一次实现以来，已

经历了很大的变化，但其提供的服务仍然很简单。他的主要应用仍然是在基于拨号连接的广域网中。

UUCP是贝尔实验室在1977年首先开发出来的，用于在他们的Unix开发站点之间的通信。在 1978

年中期，这个网络已经连接了80多个站点。它应用于运行电子邮件以及远程打印。然而，这个系统

主要用于分发新软件以及调试程序。[2] 现今，UUCP不再被限制于这个环境内了。在许多种类的平

台上已有免费的和商业的移植版本了，包括AmigaOS、DOS、Atari的TOS等等。

UUCP网络的主要缺点之一是它的低带宽。一方面，电话设备对最高传输速率有严密的限制。另

一方面，UUCP链接很少有固定的连接；而是在有规则的时间间隔上主机拨号来相互连接。因此，大

多数时间，是用于在UUCP网络上传输存储于某些主机磁盘上的邮件消息、等待下次连接的建立。

尽管有这些限制，世界各地仍有许多UUCP网络在运转着，主要是由计算机业余爱好者在运行着，

它以合适的价格为私人用户提供网络访问。UUCP流行的主要原因是：与将你的计算机连接到大

Internet电缆上相比，它是极其便宜的。为了使你的计算机成为一个UUCP节点，你只须有个modem、

一个运行着的UUCP程序，以及愿意供你邮件和新闻的其他的UUCP节点。

第一章网络绪论

1.2.1 如何使用 UUCP

UUCP后面的概念是非常简单的：就如同它的名字指出的一样，它基本上是将文件从一台主机上

拷贝到另一台上去，但它也允许在远程主机上进行一定的操作。

假设你的机器允许访问名为swim的假想的主机，并且让它为你执行lpr打印命令。那么你可以命

令行上键入下面一行在swim上打印出本书来：[3]

$ uux -r swim!lpr !netguide.dvi

这使得uux为swim调度了一个作业（job）。uux是UUCP组中的一个命令。这个作业由输入文件

netguide.dvi、以及馈送该文件到lpr的请求组成。-r标志告诉uux不用立刻访问远程系统，而是将作业

存储起来直到稍后时有个连接被建立起来。这叫作假脱机（打印）（spooling）。

UUCP的另一个特性是它允许通过几台主机转发作业和文件，假如它们合作的话。假定上面例子

中的swim与groucho有一个UUCP链接，groucho中保存着大量的应用程序文档。为了下载文件

tripwire-1.0.tar.gz到你的站点上，你可以发出

$ uucp -mr swim!groucho!~/security/tripwire-1.0.tar.gz

trip.tgz

所创建的作业将请求swim从groucho取得该文件，并将文件送到你的站点，这里UUCP将把文件

存为trip.tgz并且通过文件到达的邮件来通知你。这将分三步完成。首先，你的站点将作业送至swim。

当下次swim与groucho建立了连接，就会下载该文件。最后一步是从swim到你站点的实际的传输。

目前，UUCP网络所提供的最重要的服务就是电子邮件和新闻。稍后我们将会讨论这些，所以这

里我们仅给出一个概要的介绍。

电子邮件 – 简称email – 允许你与远程主机上的用户交换消息而无需实际地知道如何访问这些

主机。控制一个消息从你的站点到达目的站点的任务是完全由邮件处理系统完成的。在一个UUCP

环境中，邮件一般是通过在比邻的主机上执行rmail命令传送的，并把接收者的地址和邮件消息传给

rmail。然后rmail将会转发消息到另一台主机上等等，直到消息到达目的主机为止。我们将在第13章

中详细地讨论。

News可以最恰当地描述成一类分布式的电子公告板系统。绝大多数情况下，这个术语指的是

Usenet News，它是直到目前为止最著名的估计有着120,000-参与站点的新闻交换网络。Usenet的起源

可追溯至1979年，那时，在新的Unix-V7版本发布以后，三个研究生有了一个在Unix团体中通用信息

交换的点子。他们整理了一些脚本，这成了第一个网络新闻系统。在1980年里，这个网络连接了北

卡罗林纳州的两所大学里的duke、unc和phs网络。从这衍生出来，Usenet最终成长起来了。尽管它起

初是一个基于UUCP的网络，现已不再限于单种类型的网络了。

信息的基本单元是文章，它可能被投寄到专用于某个特殊主题的新闻组的层次结构中。大多数

站点仅仅接收全部新闻组的一个选集，而全部新闻组每天平均传送相当于60MB的文章。

在UUCP的世界中，news通常是按照从请求的组中收集所有的文章，并且打包成几批（batches），

再通过一个UUCP链接来发送的。这几批文章被发送到接收站点，并在那里被送给了rnews命令来打

开这几批数据包以及更进一步的处理。

最后，对于许多拨号上网的供公共访问的文档站点来说，UUCP也同样是一种供选择的方法。你

通常可以这样来使用它们：使用UUCP拨号上网、作为来客（guest）用户登录、并从公共访问文档

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区域下载文件。这些来客帐号的登录名/口令通常是uucp/nuucp或者是其他一些类似的。

1.3 TCP/IP 网络

尽管UUCP可能是一种廉价的拨号上网链接的选择，但还存在着许多情况，在这些情况下，这种

存储-与-转发的技术被证明是不灵活的，例如在局域网（LANs）的情况下。这通常是由位于同一幢

建筑物、甚至是位于同一层的少数机器组成，它们互相连接以提供一个相似的工作环境。典型地来

讲，你将在这些主机上共享文件，或者在不同的机器上运行分布式应用程序。

这些任务需要一种完全不同的连网途径。所有的数据被分解成更小的块（packets 包、分组），

这些块被立刻转发到目的主机上，并再重新组合起来。而不是随同一个作业脚本转发整个文件。这

类网络被称为包[分组]交换（packet-switched）网络。从其它方面来讲，这允许在网络上运行交互式

的应用程序。当然，所付出的代价是大大地增加了软件的复杂性。

这种系统---不一定就是主机---所采用的解决方案就是著名的TCP/IP。在本节中，我们将看一下

它的基本概念。

1.3.1 TCP/IP 网络引言

TCP/IP的起源可以上溯到1975年美国DARPA（Defense Advanced Research Projects Agency 国防

部远景规划局）支助的研究计划。那是个试验性的网络，ARPANET，在经证实成功以后，于1975

年转入正常运行。

1983年，新的TCP/IP协议组被作为标准采用，并且网络中的所有主机必须使用它。当ARPANET

最终成长为Internet时（ARPANET本身于1990年停止使用），TCP/IP的使用已经传播到Internet以外的

网络上去了。最值得注意的是局域网络，但随着象ISDN等快速数字电话设备的出现，将来肯定也会

应用于拨号上网的传输。

在贯穿以下几节的TCP/IP讨论当中，作为一个看待的具体实例，我们将考虑坐落在Fredland某地

的Groucho Marx大学（GMU），绝大多数系部运行他们自己的局域网，有些系部共享一个局域网，

有些有好几个局域网络。他们都是互连的，并且通过一个高速链接与Internet相连。

假设你的机器在数学系连接到局域网上，并且假设你的机器名为erdos。为了访问物理系的一个

名为guark的主机，你键入以下命令：

$ rlogin quark.physics

Welcome to the Physics Department at GMU

(ttyq2) login:

在提示符下，输入你的登录名，假如说是andres，以及你的口令。这时你就进入了quark的shell，

在那里你就可以象是在系统的控制台上一样键入各种命令。在你退出shell以后，就会退回到自己机

器的提示符下。你刚才即使用了TCP/IP提供的即时的、交互式的应用程序：远程登录。

在你登录进quark时，你也会想要运行一个基于X11的应用程序，就象函数绘图程序，或一个

PostScript预览器。为了让这个程序知道你想要把窗口显示在你的主机屏幕上，你就必须设置

DISPLAY环境变量：

$ export DISPLAY=erdos.maths:0.0

第一章网络绪论

如果你现在运行你的应用程序，它将联系你的X服务器而不是quark的，并在你的屏幕上显示它

的所有窗口。当然，这需要X11运行在erdos上。这里的要点是TCP/IP允许quark和erdos来回传送X11

分组，并给了你这样一种幻觉，好象你只在单个系统上。在这里，网络几乎是透明的。

TCP/IP网络的另一个重要的应用程序是NFS，它代表网络文件系统（Network File System）。这是

另一种透明使用网络的形式，因为它基本上允许你从其他主机上直接加载目录分层结构，所以它们

就好象本地的文件系统一样。例如，所有用户的登录主目录可能在一台中心服务器机器上，局域网

上所有其它主机都可以从它上面加载这个目录。这样做的效果是用户可以登录到任何机器上，并且

会发现自己在同一个主目录中。类似地，仅在一台机器上安装需要大量磁盘空间的应用程序（比如

象TeX），并且将这些目录导出到其它机器上。我们将在第十一章中再次讨论NFS。

当然，这些仅是在TCP/IP网络上你能做些什么的例子。这种可能性几乎是无限的。

我们现在进一步讨论TCP/IP工作的原理。你需要知道这些以理解如何和为什么要配置你的机器。

我们将首先从分析硬件着手，然后慢慢地深入。

1.3.2 以太网

在局域网中广泛使用的硬件类型就是众所周知的以太网（Ethernet）。它由主机通过连接器与之

连接的单根电缆、三通头或收发器组成。简易以太网安装起来一点不贵，而且其网络传输速率达到

每秒10M，这也基本上说明了它为什么如此普及。

以太网可分成三类，分别称为粗缆（thick）、细缆（thin）和双绞线（twisted pair）。细缆和粗缆

以太网都使用同轴电缆，只是粗细不同以及与主机连接的方式不同。细缆以太网使用一个T形的

“BNC”连接头，两端连电缆，一头旋到计算机背面的一个插头上。粗缆以太网需要在电缆上钻一

个小孔，并且使用一个“吸血鬼式的三通头”连接收发器。这样，一个或多个主机就能连接到收发

器上。以太网的细缆和粗缆使用的长度最长分别可达200米和500米，因此它们也分别称为10base-2

和10base-5。双绞线使用一根由两根铜线做成的线缆，也就是在普通电话装置中用的那种，但通常还

需要另外一些硬件。它也以10base-T知名。

尽管将一台主机加入粗缆以太网有些烦琐，但不会断开网络。要往细缆以太网装置中增加一台

主机的话，就不得不中断网络服务几分钟，因为需要切断电缆以接入一个连接头。

许多人偏爱细缆以太网，因为它非常便宜：PC网卡售价只有50美元左右，并且电缆每米也只有

几美分。然而，对于大规模的安装，粗缆以太网则更适合。例如，GMU数学系的以太网使用的是粗

缆，所以每当往网上增加一台主机时就不需要中断网络。

以太网技术的缺点之一是它有限的电缆长度，这妨碍了它在除局域网以外地方的使用。然而，

几个以太网段可以使用中继器、桥接器或路由器来相互连接在一起。中继器只是简单地在两个或多

个网段之间拷贝信号，所以，所有用其连接在一起的网段将表现出好象是一个以太网。由于时限的

要求，在网络上的任何两台主机之间都不能多于四个网段。桥接器和路由器是很复杂的。它们分析

输入的数据，并且仅在接收主机不在本地以太网上时才转发数据。

以太网的运作如同一个总线系统，在该总线上，一个主机可以发送最大长度可达1500字节的分

组（或帧 frames）到同一以太网上的另一台主机中。主机是通过一个六字节地址寻址的，这个地址

是固化在以太网板上的固件中的。这些地址通常是使用以冒号分开的两位十六进制数的序列形式写

出的，就如同格式aa:bb:cc:dd:ee:ff。

某个站点发送的帧，别的所有站点都能看到，但只有目的主机会拾取并处理该帧。如果两个站

点试图同时发送，就会发生碰撞[冲突]（collision）。这个问题解决的办法是两个站点都放弃发送，

并在片刻以后再次尝试发送。

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