计算机基础知识

计算机组成：
cpu(控制器，运算器)

存储器：

内存：内存条，存取速度都快，断电数据丢失
外存：机械磁盘，存取速度都慢，断电数据不丢失

输入设备：

输出设备：

内核态：操作系统正在控制硬件的状态

用户态：应用程序正在运行的状态

Liunx系统会把内存分为两种区域：
buffer：缓冲区，攒一大波数据，再刷入硬盘

Cache：缓存，把硬盘的数据在内存中缓存好，cpu取的时候可以直接从内存取

Ps:

x86-64：复杂指令集，每次读取64位二进制数
2核4线程：物理层面2核，假的4核。真4>2核4线程>真2核

cpu:

ROM—>BIOS(操作系统)

CMOS—>存储BIOS配置数据

硬盘本身的分类：

机械磁盘

磁道:

扇区:

硬盘的最小读写单位是一个扇区——512Bytes

操作系统最小读写单位是一个Block块——8个扇区的大小——4k

柱面:

分区指的是从一个柱面开始到另外一个柱面结束，中间所包含的所有盘片所对应的磁盘

I/O时间=平均寻道时间+平均延迟时间

Ps:

buffer缓冲区——大卡车

操作系统block块——收纳箱

硬盘的扇区——单个快递盒子

Linux系统

Buffer——写缓冲区

Cache——读缓存

固态硬盘：依赖电子存取数据

虚拟内存：swap分区(硬盘分出来当作内存来用)

计算机启动过程：

按下电源—>开机自检(BIOS)—>MBR引导—>GRUN菜单—>加载内核

计算机加电
启动BIOS(计算机启动一定会先启动BIOS)，读取启动盘的第一个扇区大小为512Bytes(称之为主引导记录MBR)

446 bootloader—grub程序

64分区信息

2 结束标志位

grub程序负责将操作系统内核装载入内存，启动操作系统

读取运行级别

0—关机

1—单用户模式，不需要输入账号密码登录操作系统后就是管理员账户(破解管理员密码)

2—多用户模式，没有网络

3—多用户模式，有网络

4—系统未使用，保留

5—图形界面模式，有网络

6—重启

Centos7启动的第一个程序systemd(树形结构)，pid—>0

启动其它服务

系统密码破解和安全加固:

1.进入单用户模式：(GRUM菜单)

提前关闭sexlinux

重新启动—>按e进入，进入CentOs (Core)系统—>找到ro rhgb quiet这一行更改为 rw init=/sysroot/bin/sh，ctrl+x键进入更改密码—>执行命令

chroot /sysroot/ 回车passwd root 回车更改密码—>重启操作系统

2.grub加密：

终端输入：grub2-setpassword 设置grub密码(123)

修改配置文件：vim /boot/grub2/grub.cfg 找到--unrestricted 删掉，保存退出。(再次进入单用户模式，需要输入grub密码)

3.光盘修复模式：(绕过本地硬盘的认证环境，再用命令切回本地环境)

进入BIOS界面—>Boot界面下将CD-ROM Drlve顺序调整首位—>重启，

回车进入Troubleshooting界面，接着进入Rescue a CentOs system—>按 1(Continue)，按回车，输入chroot /mnt/sysimage(切到本地环境)—>设置登录密码passwd root (w1234){注：也可在此直接设置grub密码}—>重启计算机进入BOIS，将Boot下Hard Drlve 顺序调整回首位

4.BOIS系统设置密码：(扣主板BIOS电池—>锁住机柜)
进入BIOS界面—>Security界面下将Set Supervisor Password设置密码 (123)

5.多个连接终端：ctrl+alt +(f2,f3,f4...f6)字符界面登录，最多7个终端

操作系统会让BIOS去检测驱动程序

网线：

橙白

蓝白

绿白

棕白

千兆网卡——双绞线

万兆网卡——光纤

Day 02

计算机硬盘组成剩余：

硬盘接口类型：

IDE并口

SATA串口

SCSI

SAS(SATA和SCSI结合体)

光纤通道

硬盘和接口搭配：

SSD+SAS 土豪

SSD+SATA 常规，对速度有特殊要求

机械磁盘+SAS 常规，比较核心业务使用，对速度要求常规

机械磁盘+SATA 普通

高并发场景下：

热数据(核心数据)

冷数据(访问量较少数据)

RAID——’’硬盘的集群’’，多块硬盘要连接到RAID(阵列卡)上制作，防止单点故障，提升性能

Raid0：至少1块硬盘

容量：N块盘合在一起的总容量

性能：理论上N块盘合在一起读写速度，实际上要低一些

冗余性：不容许坏任一块盘

场合：追求读写性能，对数据安全性没啥要求。例如集群服务器

Raid1：只能2块硬盘

场合：追求安全，对读写性能要求不高。例如：服务器的系统盘

容量：一块盘容量

性能：一块盘的读写速度

冗余：可以坏一块盘，另一块盘有完整数据

Raid5：至少3块硬盘，俩俩之间做奇偶异或运算，相同为0，不同为1

容量：废掉1块盘容量，等量盘情况下，容量低于raid0

性能：读写速度低于raido，高于raid1

冗余性：可以坏任一块盘，其余两块盘可以通过奇偶校验推导出坏盘的数据

场合：一般场合都可以使用

Raid10：至少4块硬盘，raido和raid1的整合的产物，兼顾了raid1的安全性和raido的读写性能。通常用于数据库服务器

优化基本原则：

针对读操作，数据能从内存取就不要从硬盘
针对写操作，在内存中攒一波再写入硬盘

二．操作系统(协调，控制，管理计算机硬件资源以及上层的应用程序)

操作系统最核心的概念就是进程(进程指的就是一个程序的运行过程，具体是操作系统控制硬件来运行程序的过程)

第二代计算机：

批处理系统

一次只把一个/道程序读入内存，运行完毕后，才能运行下一个程序，称之为串行

优点：

充分利用计算机资源

缺点：

需要人参与程序运行的过程
对程序员不友好，明显感觉到等待
整个计算机程序的运行是串行

第三代计算机：

多道技术——并发(多个任务看起来是同时运行的)

空间上的复用：多道程序运行前必须先加载到内存中(前提)
时间上的复用：多个任务复用cpu的时间，通俗地说就是cpu在多个程序之间来回切换
1. 当一个任务遇到I/O，肯定要切换——提升效率
2. 一个任务没有遇到I/O但是占用cpu时间过程，也要切换——降低效率

Ps：多个进程的内存空间是相互隔离的，而且是物理隔离

并行：真正意义上的同时运行，只有多个CPU才能实现并行。

分时操作系统CTTS：多用户多任务

应用多道技术来实现多个任务的并发的运行

3.进程和线程：

进程：操作系统控制硬件运行程序的过程(资源单位)

线程：流水线运行代码的过程(执行单位)

操作系统(工厂)——进程(车间)——线程(流水线)

4.一个任务运行的三种状态

运行态：拿到cpu，正在运行

就绪态：等待分配cpu，一旦拿到cpu就可以立即运行

阻塞态：拿到cpu也无法立即运行，需要转到就绪态，然后....

运行态(r)——>就绪态(操作系统认为占用CPU的时间过长或者有更高优先级的任务抢走了CPU)

就绪态——>运行态(操作系统重新分配给该任务CPU权限)

运行态——>阻塞态(任务遇到I/O操作)

阻塞态(s)——>就绪态(I/O操作执行完毕)

非阻塞态(运行态，就绪态)

网络：

什么是网络

网络=物理连接介质+互联网通信协议(计算机界的英语)

为什么要有网络

为了方便数据的传输/通信，信息高速公路

OSI七层协议

应用层 http协议，ftp协议，可以自定义协议

表示层

会话层

传输层：tcp/udp协议

数据段
Head+data:head存放的是源端口目标端口
端口在本机唯一即可

网络层：ip协议(0.0.0.0-255.255.255.255)

1.数据包

2.head+data：head放源ip地址目标ip地址

3.ip地址的协议——路由协议

数据连接层：以太网协议：

数据帧
Head+data；head里放：源mac地址目标mac地址
基于mac地址的广播的通信方式——通信基本靠吼

物理层：电信号/比特位(转换成电信号，然后发送)

以太网协议：

以太网数据称为数据帧，分为head(原mac地址，目标mac地址)+data部分，其中head长度固定
规定凡是接入互联网的主机必须有一块网卡，网卡上有一个MAC地址，全球唯一
以太网协议的通信采用的是广播的通信方式，计算机通信基本靠喊

ARP协议——获取目标mac地址

前提：在一个局域网内，靠的是目标mac地址找到对方在哪里，即只要目标mac地址是谁，数据包就送给谁

先判断两台计算机的子网地址是否一样，如果一样，应该尝试获取计算机2的mac地址
如果不一样，网关将内的mac地址更改为对外的mac地址，与目标mac地址联系

ARP协议会将ip地址转换成mac 地址(要么是局域网内一台计算机的mac地址，要么是网关的mac地址,不会是公网上的mac地址)

mac地址学习功能，两个机器通过广播的方式找到对方后就可以形成mac地址通信(只能在局域网用)

ip协议：

mac地址+ip地址标识了全世界范围内唯一一台计算机

Ipv4地址的范围32位二进制数（网络号，主机号）：

00000000.00000000.00000000.00000000——0.0.0.0

11111111.11111111.11111111.11111111——255.255.255.255

子网掩码：

11111111.11111111.11111111.00000000——255.255.255.0

例子：
ip：

10101100.00010000.00001010.00000010—>ip地址：172.16.10.2/24

10101100.00010000.00001010 —>网络号：172.16.10

00000010—>主机号：2

子网掩码，用来标识一个ip地址的网络号个数，从左到右，只要属于网络号，子网掩码标志为1

11111111.11111111.11111111.00000000—255.255.255.0

子网地址：ip地址跟子网掩码转换成二进制，然后按位与运算

例如：

10101100.00010000.00001010.00000010—>ip地址：172.16.10.2/16

11111111.11111111.00000000.00000000—>子网掩码：255.255.0.0

10101100.00010000.00001010.11111110—>ip地址：172.16.10.254/24

11111111.11111111.11111111.00000000—>子网掩码：255.255.255.0

10101100.00010000.00001010.00000000—>子网地址：172.16.10.0

10101100.00010000.00001010.11111110—>ip地址：172.16.10.254/25

11111111.11111111.11111111.10000000—>子网掩码：255.255.255.128

10101100.00010000.00001010.10000000—>子网地址：172.16.10.128

0.标识网段地址

127.0.0.1—>本地回环地址

255.标识广播

子网划分：
借主机位子网掩码换成网络位子网掩码，通过ip地址与子网掩码来计算子网地址，2的次方数划分。

例如：172.16.10.0/24 与 172.16.10.0/25 子网划分2个

vlan介绍：

引入：

1.两台计算机相互通信，计算机1必须要拿到计算机2的ip地址

2.通信分为局域网内和跨局域网

如果在同一个局域网内如何通信？要拿到目标的mac地址是计算机的mac地址

如果不在同一个局域网内如何通信？要拿到的目标mac是网关的mac地址

Ip+端口标识唯一一个基于网络通讯的软件

Tcp/udp协议

tcp通信之间必须建立双向通路(必须先启动服务端，客户端主动连接服务端)

建立通信：

Syn_sent：客<——>backlog半连接池

Listen：服

(Syn_rcvd：服

Established：客

Established：服

断开连接：

客：Fin_wait_1

服：Close wait

客：Fin_wait_2

服：Last_ack

客：Time_wait

tcp协议——>可靠性：数据完成后，客户段需要向服务端(彼此)回复ack文件确认后，才删除数据

Udp协议——>不可靠性，数据传输完成后，无需对方回复ack即可删除数据

4.Socket层(套接字软件)：对传输层及以下进行封装

应

Dhcp：

想实现网络通信，每台主机需要具备四要素

本机的ip地址
子网掩码
网关的ip地址
dns的ip地址

获取以上地址：

手动配置——>静态配置

动态获取——>dhcp

Dhcpclinet(68号端口)——>dhcpserver(67号端口)

5.dns(ip——>域名——>hao123)

什么是dns：domain name server 域名解析服务，负责把域名解析成ip地址

dns的查询方式

1.递归查询

2.迭代查询

dns查询顺序：

浏览器dns缓存——本地系统dns缓存——本地计算机hosts文件——isp dns缓存——递归or迭代搜索

/etc/hosts

C:\windows\system32\drivers\etc

6.cmd命令

查看本机ip地址信息：ipconfig /all

查看本机解析缓存：ipconfig /displaydns

清除本机解析缓存：ipconfig /flushdns

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