什么是 Linux 网络?

机房内的蓝光

作者

Mesh Flinders

Staff Writer

IBM Think

Ian Smalley

Staff Editor

IBM Think

什么是 Linux 网络?

Linux 网络是一个工具和配置系统,可支持 Linux 系统与其他计算设备进行通信并通过网络交换信息。

通过网络接口、路由器、域名系统 (DNS) 和防火墙等一系列协议和工具,Linux 网络提供了灵活安全的网络基础设施,许多企业的核心业务应用程序都依赖该基础设施。

网络是各类数字通信的基础,可支持数据和资源通过网络进行交换,同时支撑云计算虚拟化、社交网络等革新技术。

作为世界上最受欢迎的开源操作系统 (OS),Linux 在这些网络、网络连接和网络设备的配置、管理和保护方式中发挥着关键作用。

什么是 Linux?

Linux 是基于 Unix 的开源操作系统 (OS);Unix 是最早的计算设备操作系统之一,开发于 20 世纪 60 年代。自 1991 年发明以来,Linux 已成长为使用最广泛的操作系统之一,提供 Microsoft Windows 和 Apple macOS 等专有平台的免费替代方案。如今,Linux 在许多个人电脑、服务器、移动设备和各种其他设备上运行。

Linux 网络在很大程度上依赖于 Linux 内核,这种计算机程序使用户可以控制系统的硬件和软件从而有效运行。所有 Linux 系统都使用内核与用户通信并接收 Linux 命令。

什么是联网?

联网是连接计算设备(例如个人电脑、移动设备、路由器或应用程序)的方法,以便它们可以交换数据并分享资源。通过网络连接的设备(也称为联网设备)依赖于一套称为协议的规则。这些协议定义了如何通过物理连接和无线连接发送和接收数据。

在计算机网络发明之前,计算机和计算设备必须进行物理移动,才能分享信息和资源,由于这些设备又大又重,所以这个过程很繁琐。美国国防部于 20 世纪 60 年代末创建了第一个计算机网络 ARPANET,以促进信息和资源共享。

如今,计算机网络支撑着全球革新技术,包括互联网、搜索、社交媒体等。

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Linux 网络是如何工作的?

Linux 网络依赖四个关键概念实现其功能:

  • 配置
  • 管理
  • 安全性
  • 虚拟化

总的来说,这些概念概括了如何建立网络、设备位于何处以及如何分享信息。下面进一步介绍每个步骤。

配置

Linux 网络配置是对网络相关领域的管理,例如网络接口、路由和 DNS 等网络功能关键要素。在 Linux 网络配置中,网络接口描述了设备接入 Linux 网络(物理或虚拟)的方式。路由和路由表是指信息(又称“网络流量”)可接管网络的路径。

为启用网络配置,Linux 支持各种协议(管理设备间网络流量共享方式的规则),例如 TCP/IP、DHCP、ICMP、IPv4、IPv6 和 UDP。它还包括故障排除工具。netstat、ifconfig、traceroute 和 tcpdump 等命令行工具是基于文本的接口,允许用户通过操作系统与网络直接交互。

域名系统 (DNS) 将特定域名(例如 Web 地址)转换为 Internet Protocol (IP) 地址,以供网络上的设备访问。IP 地址在网络配置中起着关键作用,因为 IP 地址通常是一串复杂的数字,相比域名更难被用户记忆。

最后,防火墙是在网络配置期间设置的系统,用于监控网络上的所有传入和传出流量,确保其安全。

管理

Linux 网络管理是一套用于监控网络流量、服务和连接的工具和实践。这些工具和做法可以包括建立一个简单的网络接口。它们还扩展到现代云环境中复杂网络基础设施的安装和配置。

网络监控是 Linux 网络管理的一个关键方面。它涉及用于跟踪网络活动以及用于识别和解决可能影响网络性能的问题的各种工具。其中一个示例是 netstat,这是一种命令行 Linux 工具,可提供有关 Linux 网络连接功能、路由和接口性能的信息。

随着各项功能和技术的完善,Linux 网络管理越发依赖自动化。如今,系统可以自动处理许多任务——例如配置网络接口、监控流量和检查系统状态,从而优化并精简关键流程。

安全性

Linux 网络(运行 Linux OS 的连接系统)使用各种工具和技术来保护用户和系统免受未经授权的访问入侵。下面我们来看看其中最有效的一些方法。

  • 防火墙:防火墙是根据一组预定义规则控制网络流量的系统。在 Linux 网络上,防火墙充当受信任的内部网络与不受信任的外部网络(例如互联网)之间的屏障。最流行的 Linux 防火墙管理网络工具之一是 iptables,它是一个控制防火墙规则和网络流量的命令。
  • 开源代码:Linux 的开源代码是其抵御安全威胁和数据泄露的最强大防御措施之一。全球专家社区持续审核并完善支持 Linux 系统的代码,以便快速解决任何漏洞。
  • 访问控制:在 Linux 网络中,访问控制是指通过一组规则和机制限制用户权限(即修改系统上文件和进程的能力)的实践。
  • 加密:在 Linux 网络上,SSL/TLS 和 IPsec 等协议对传输中的数据进行加密,防止未经授权的用户在数据于网络之间移动时读取或理解数据。
  • 记录:记录是指所有网络运营相关活动的实践,有助于确保系统进程接受密切监控。当 Linux 网络上出现意外入侵或可疑活动时,可以对这些记录进行审核。

虚拟化

虚拟化是一种技术,它允许从单个物理机器共享多个计算资源。Linux 网络虚拟化有助于虚拟化通常依赖于硬件的网络资源,如路由器和交换机,以便更有效地分配和使用这些资源。

为了支持这一过程,Linux 网络在应用程序和硬件之间创建了一个抽象层,从而通过应用程序简化了硬件管理。抽象层对于使应用程序在虚拟化环境中更具可移植性和灵活性是至关重要的。

Linux 网络凭借其开源特性,成为了虚拟化的理想环境。它们还利用基于内核的虚拟机 (KVM)——Linux 内核内置的虚拟化模块,实现类似虚拟机管理程序的运行能力。

虚拟机管理程序是一种软件,它允许多个虚拟机实例在一台物理服务器上同时运行,每个虚拟机都有自己的操作系统。在非 Linux 系统上,虚拟机管理程序主动向虚拟机分配各种计算资源,而在 Linux 系统上,KVM 负责处理这种资源分配。

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Linux 网络的优势

Linux 网络被世界上一些最成功的企业广泛使用,以连接和支持其核心业务应用程序和流程。以下是 Linux 网络的一些最受欢迎的优势。

成本

Linux 的开源使其成为了具备成本效益的解决方案,尤其是在企业层面。全球开发人员社区会主动监控 Linux 网络,持续排查相关问题,而无需支付其他专有网络通常所需的许可费用。

安全性

依赖 Linux 等开源操作系统的另一个优点是其强大的安全能力。Linux 社区有很多网络安全专家,他们对所有 Linux 发行版进行审查,以保护 Linux 网络免受最新攻击。这些努力有助于确保对新出现的威胁进行强有力的防御。

可靠性

Linux 网络具备高度可靠性,尤其是在运行复杂工作量时,例如进行高频交易的金融应用程序。Linux 网络凭借卓越的性能和高度稳定性,成为了此类应用程序的理想解决方案。

灵活性

Linux 操作系统和 Linux 网络采用高度定制化设计,支持用户根据个人需求灵活定制网络基础设施。Linux 网络工具允许用户修改源代码,自定义计算环境并集成各种功能和平台。

支持

Linux 操作系统和 Linux 网络支持是基于社区的并且是免费的。由使用 Linux 系统的开发人员和专家组成的全球社区提供了广泛的资源(包括论坛和教程),为用户解决问题提供了多种选项。

Linux 网络的企业用例

由于其开放性、灵活性和安全性,各行各业各种规模的企业都依赖 Linux 网络来满足其最复杂的网络需求。以下是一些在企业层面最热门的 Linux 网络用例。

服务器

Linux 操作系统和 Linux 网络广泛应用于托管数百万个商业网站和数据中心。这类系统可支持电子商务软件即服务 (SaaS) 销售等核心业务功能。

Linux 可提供稳定且安全的环境,用于运行支持大量资源密集型业务应用场景的 Web 和应用程序服务器。根据 Enterprise Apps 去年的一份报告,全球排名前百万的 Web 服务器中,超过 96% 的设备都由 Linux 驱动。1

云计算

Linux 操作系统支撑着大多数云计算实例,而按需访问计算资源已成为多数企业级 IT 环境的基础。全球最受欢迎的云平台——例如 Amazon Web Services (AWS)、Microsoft Azure、Google Cloud 和 Google Drive,均在 Linux 和 Linux 网络上运行。

网络安全

当今运营的许多先进企业依赖 Linux 网络及其强大的安全功能套件来保护其网络免受复杂的网络攻击

Linux 网络拥有世界上设计最精良的防火墙,以及 Linux 环境独有的 iptables 和 nftables 等专用工具。

容器化

Linux 网络针对容器化应用程序进行了优化,此类应用程序是捆绑应用程序代码库和依赖项的软件单元,因此应用程序可以在多种环境中运行。如今,容器主导了现代应用程序市场,全球市场价值达 58.5 亿美元。预计未来 5 年该价值将以 33% 的复合年增长率 (CAGR) 增长。2

Linux 网络可支持众多依赖容器化的现代开发运维 (DevOps) 环境,以确保其传输的代码在所有适用环境中都经过全面测试。

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脚注

1. Linux 使用情况和市场份额统计(2024 年),Enterprise Apps,2024 年

2. 应用程序市场规模和趋势(2024 年),Grandview 研究,2024 年