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  • 计算机网络各层功能及常用协议
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    2022-04-06 16:46:22

    OSI模型分为七层,自下而上分别是:物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层。

    1.物理层:在物理媒体上为数据端设备透明地传递原始比特流。传输单位是比特。
    
    2.数据链路层:功能可以概括为成帧、差错控制、流量控制和传输管理等。传输单位是帧。
    
    3.网络层:将网络层的协议数据单元(分组)从源端传到目的端,为分组交换网上的不同主机提供通信服务。对分组进行路由选择,并实现流量控制、阻塞控制、差错控制和国际互联等功能。传输单位是数据报。
    常用协议:
     - ARP:根据IP地址获取对应的MAC地址,通过一问一答实现交互,问是通过广播形式实现,答是通过单播形式。
     - ICMP:在ip网络设备之间发送控制报文,传递差错、控制、查询等信息。可根据ICMP查看要发送的数据是否成功送达。若未成功送达的话,可查看发送失败的原因
     - DHCP:给主机动态的分配ip地址,无需人为参与
     - IP协议:寻址和路由
    
    4.传输层:为端到端提供可靠的传输服务,为端到端连接提供流量控制、差错控制、服务质量、数据传输管理等服务。传输单位是报文段(TCP)或者用户数据报(UDP)- TCP:可靠的、面向连接、传输效率低
     - UDP:不可靠的、无连接、传输效率高
    
    5.会话层:负责管理主机间的通话进程,包括建立、管理以及终止进程间的通话。
    
    6.表示层:主要处理在两个通信系统中交换信息的表示方法。
    
    7.应用层:为特定类型的网络应用提供访问OSI参考模型环境的手段。传输单位是报文。
     - DNS:将域名转换为ip地址
     - FTP:用于ftp客户端和ftp服务器之间进行文本、文件传输
     - SMTP:提供可靠且有效的电子邮件传输的协议
     - HTTP:规定了浏览器和服务器之间请求和响应的格式与规则
     - HTTPS:HttpTcp之间加入SSL/TLS协议,对传输信息进行加密
    
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    一、常用协议 网络层协议:IP (IPv4 · IPv6) · ICMP· ICMPv6·IGMP ·IS-IS · IPsec · ARP · RARP · RIP等 传输层协议:TCP · UDP · TLS · DCCP· SCTP · RSVP · OSPF 等 应用层协议:DHCP ·DNS ...

    一、常用协议

    网络层协议:IP (IPv4 · IPv6) · ICMP· ICMPv6·IGMP ·IS-IS · IPsec · ARP · RARP · RIP等

    传输层协议:TCP · UDP · TLS · DCCP· SCTP · RSVP · OSPF 等

    应用层协议:DHCP ·DNS · FTP · Gopher · HTTP· IMAP4 · IRC · NNTP · XMPP ·POP3 · SIP · SMTP ·SNMP · SSH ·TELNET · RPC · RTCP · RTP ·RTSP· SDP · SOAP · GTP · STUN · NTP· SSDP · BGP 等

    二、工作中可能使用到的协议

    基本协议:

    TCP: 传输控制协议, 传输控制协议(TCP,Transmission Control Protocol)是一种面向连接    的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,由IETF的RFC 793 定义。
    UDP:用户数据包协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务
    FTP : 文件传输协议, 文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)是用于在网络上进行文件传输的一套标准协议,端口号默认为:21
    HTTP:超文本传输协议,请求-响应协议,它通常运行在TCP之上。它指定了客户端可能发送给服务器什么样的消息以及得到什么样的响应。端口号是:80
    SMTP:电子邮件传输协议,SMTP是建立在FTP文件传输服务上的一种邮件服务,主要用于系统之间的邮件信息传递,并提供有关来信的通知 ,端口号是:25
    SSH: 安全外壳协议, SSH 为建立在应用层基础上的安全协议。SSH 是较可靠,专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议。
    TELNET:Telnet协议是TCP/IP中的一员,是Internet远程登录服务的标准协议和主要方式。它为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力。在终端使用者的电脑上使用telnet程序,用它连接到服务器。 端口号是:23
    RPC: 远程过程调用, 分布式操作系统的进程间通讯、构造分布式计算的软件环境、远程数据库服务、分布式应用程序设计、分布式程序的调试
    SOAP: 简单对象访问协议, 是一种轻量的、简单的、基于XML的协议,它被设计成在WEB上交换结构化的和固化的信息。
    DNS:域名解析协议,DND使用TCP和UDP端口:53
    POP3:邮局协议,即邮局协议的第3个版本,它规定怎样将个人计算机连接到Internet的邮件服务器和下载电子邮件的电子协议,除了支持在线,还支持离线工作。端口号是:110
    常见封装协议:
    GRPC gRPC 是可以在任何环境中运行的现代开源高性能 RPC 框架。它可以通过可插拔的支持来有效地连接数据中心内和跨数据中心的服务,以实现负载平衡,跟踪,运行状况检查和身份验证。它也适用于分布式计算的最后一英里,以将设备,移动应用程序和浏览器连接到后端服务。
    gRPC 基于 HTTP/2 标准设计,带来诸如双向流、流控、头部压缩、单 TCP 连接上的多复用请求等特。这些特性使得其在移动设备上表现更好,更省电和节省空间占用。
    DUBBO 开源分布式服务框架, Dubbo(读音[ ˈ d ʌ b əʊ ])是阿里巴巴公司开源的一个高性能优秀的服务框架,使得应用可通过高性能的 RPC 实现服务的输出和输入功能,可以和 Spring框架无缝集成。
    Dubbo是一款高性能、轻量级的开源Java RPC框架,它提供了三大核心能力:面向接口的远程方法调用,智能容错和负载均衡,以及服务自动注册和发现
    DUBBOX:当当网根据自身的需求,为Dubbo实现了一些新的功能,并将其命名为Dubbox(即Dubbo eXtensions)
    WebSocket 是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单,允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中,浏览器和服务器只需要完成一次握手,两者之间就直接可以创建持久性的连接,并进行双向数据
    传输。
    WebService Web Service是一个平台独立的,低耦合的,自包含的、基于可编程的web的应用程序,可使用开放的XML标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序,用于开发分布式的交互操作的应用程序。
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    计算机网络在人们的日常生活和工作中的作用越来越大,与此同时网络的安全性也受到了冲击。网络通信时总会在网络协议中留下痕迹,基于网络数据的协议分类是协议分析中格式推断和语义分析的基础,那数据传输协议都有哪些?下面贤集网小编为大家分享五种常用网络协议。

    1、网络协议分类的方法

    当前,在开放式网络协议中,主要分成两种类型:网际标准化组织的开发系统互联协议ISO/OSI,网际互联网所使用的TCP/IP。前者属于一种十分规范的协议,该协议是专家学者们制定出来的,但是这种协议并没有被实际网络使用,而TCP/IP主要是从实验室然后到世界性的互联网,这一协议在实践中得到逐渐完善。

    网络协议分类的方法从研究手段分可划为两类,即指令代码分析(基于指令代码的协议識别)和报文序列分析(基于网络数据的协议识别)。报文序列分析相比于指令代码分析通用性更强,它不关心报文所在协议层次,并且对终端依赖较小。在协议种类复杂的情况下,如果数据量足够大,它的分析速度优于指令代码分析方式。但是对于加密协议,由于已经破坏了其统计规律,通过报文序列分析的方式很难得到理想结果,而且这种方法对样本的要求较高,如果样本中某类格式的协议比较少,该类协议就容易被忽略。

    根据研究对象的不同,报文序列分析可分为四类:未加密已知协议分类、加密已知协议分类、未加密未知协议分类、加密未知协议分类。传统的协议分类方法大都以统计规律为基础,通过查找高频的特征,采用不同的算法来进行分类,包括基于端口的分类、基于特征字段的分类、基于流量特征的分类等。其他方法有基于隐马尔可夫模型、基于正则表达式的分类等,这些方法多通过提高查找频繁特征的准确性来提高分类的精度。

    数据传输协议都有哪些?

    常见的网络协议有TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议、Microsoft网络的文件和打印机共享。在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX。用户如果访问Internet,则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。具体介绍如下:

    2426da51257a00542937ddb8425588ef.jpg

    TCP/IP协议

    TCP/IP协议是协议中的老大,用得最多,只有TCP/IP协议允许与internet进行完全连接。现今流行的网络软件和游戏大都支持TCP/IP协议。

    IPX/SPX协议

    IPX/SPX协议是Novell开发的专用于NetWare网络的协议,现在已经不光用于NetWare网络,大部分可以联机的游戏都支持IPX/SPX协议,例如星际、cs。虽然这些游戏都支持TCP/IP协议,但通过IPX/SPX协议更省事,不需要任何设置。IPX/SPX协议在局域网中的用途不大。它和TCP/IP协议的一个显著不同是它不使用ip地址,而是使用mac地址。

    NetBEUI协议

    NetBEUI协议是有IBM开发的非路由协议,实际上是NetBIOS增强用户接口,是Windows 98前的操作系统的缺省协议,特别适用于在“网上邻居”传送数据,大大提高了在“网上邻居”查找电脑的速度。如果一台只装了TCP/IP协议的Windows 98电脑想加入到WINNT域,也必须安装NetBEUI协议。

    二进制数据协议

    原理:直接将内存里的对象保存为二进制数据,然后通过封包(size+(二进制数据))的方式发送出去,解包的时候,读取size,然后读取二进制数据,再根据二进制的结构体描述文件来解开这个包,获取每个数据成员的数据。

    json数据协议

    json数据协议,为了改变二进制的不足,改变二进制的封包与解包需要以来于每个协议的对象,使用跨语言的数据交换格式json与xml相比,体积会比xml小,可读性比二进制好,跨语言的封包和解包,每个语言只需要实现json的解码编码即可。

    五种常用网络协议

    1、Telnet(Remote Login):提供远程登录功能,一台计算机用户可以登录到远程的另一台计算机上,如同在远程主机上直接操作一样。

    2、FTP(File Transfer Protocol):远程文件传输协议,允许用户将远程主机上的文件拷贝到自己的计算机上。

    3、SMTP(Simple Mail transfer Protocol):简单邮政传输协议,用于传输电子邮件。

    4、NFS(Network File Server):网络文件服务器,可使多台计算机透明地访问彼此的目录。

    5、UDP(User Datagram Protocol):用户数据包协议,它和TCP一样位于传输层,和IP协议配合使用,在传输数据时省去包头,但它不能提供数据包的重传,所以适合传输较短的文件。

    以上就是关于数据传输协议都有哪些?五种常用网络协议的知识介绍,早期主要采用基于端口的协议识别方法对未加密的已知协议进行分析。随着计算机的普遍应用和各种应用程序的出现,新出现的协议开始采用动态端口来进行通信和数据传输,或者采用端口复用技术,这就使得端口识别技术应用越来越受限。

    注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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    计算机网络常用端口

    端口——服务——描述
    20/TCP,UDP——FTP [Default Data]——文件传输协议 - 默认数据端口
    21/TCP,UDP——FTP [Control]——文件传输协议 - 控制端口
    22/TCP,UDP——SSH——SSH(Secure Shell) - 远程登录协议,用于安全登录文件传输(SCP,SFTP)及端口重新定向
    23/TCP,UDP——Telnet——Telnet终端仿真协议 - 未加密文本通信
    25/TCP,UDP——SMTP——SMTP(简单邮件传输协议) - 用于邮件服务器间的电子邮件传递
    43/TCP——WHOIS——WHOIS协议
    53/TCP,UDP——DNS——DNS(域名服务系统)
    67/UDP——BOOTPs——BOOTP(BootStrap协议)服务;同时用于动态主机设置协议
    68/UDP——BOOTPc——BOOTP客户端;同时用于动态主机设定协议
    69/UDP——TFTP——小型文件传输协议(小型文件传输协议)
    80/TCP——Http——超文本传输协议(超文本传输协议)- 用于传输网页
    110/TCP——POP3——邮局协议,“邮局协议”,第3版 - 用于接收电子邮件
    113/TCP——Windows验证服务——Ident - 旧的服务器身份识别系统,仍然被IRC服务器用来认证它的用户
    123/UDP——NTP——NTP(Network Time Protocol) - 用于时间同步
    137/TCP,UDP——NetBIOS Name Service——NetBIOS NetBIOS 名称服务
    138/TCP,UDP——NetBIOS Datagram Service——NetBIOS NetBIOS 数据报文服务
    139/TCP,UDP——NetBIOS Session Service——NetBIOS NetBIOS 会话服务
    143/TCP,UDP——IMAP——因特网信息访问协议(Internet信息访问协议 4) - 用于检索 电子邮件s
    161/TCP,UDP——SNMP——简单网络管理协议 (简单网络管理协议)
    179/TCP——Bgp——边界网关协议 (边界网关协议)
    194/TCP——IRC(互联网中继聊天)
    220/TCP,UDP——IMAP3——因特网信息访问协议,交互邮件访问协议第3版
    389/TCP,UDP——LDAP——轻型目录访问协议 LDAP
    443/TCP——Https——超文本传输安全协议 - 超文本传输协议 over TLS/SSL(加密传输)
    546/TCP,UDP——DHCPv6客户端
    547/TCP,UDP——DHCPv6服务器
    631/TCP,UDP——CUPS——互联网打印协议
    636/TCP,UDP——LDAPS——LDAP over SSL(加密传输,也被称为LDAPS)
    991/TCP,UDP——NAS (Netnews Admin System)
    1080/tcp——SOCKS——SOCKS代理
    1194/udp——OpenVPN
    1433/tcp,udp——SQL Server——Microsoft SQL 数据库系统
    1434/tcp,udp——SQL Server monitor——Microsoft SQL 活动监视器
    1521/tcp——Oracle——Oracle数据库 default listener, in future releases official port 2483
    3306/tcp,udp——MySQL——MySQL数据库系统
    3389/tcp——RDP——远程桌面协议(RDP)
    5432/tcp——PostgreSQL——PostgreSQL database system

    计算机网络常用的协议

    在这里插入图片描述

    网络访问层

    PPP协议:又称为点对点协议。工作在数据链路层,提供连接认证、传输加密和压缩等功能,互联网服务提供商(ISP)使用PPP为用户提供到Internet的拨号连接,这是因为IP报文无法在没有数据链路协议的情况下通过调制解调器线路自行传输。
    LCP协议:不依赖上层。负责建立和断开连接、设置最大接收单元、设置验证协议以及设置是否进行通信质量的监控。
    NCP协议:依赖上层。
    CSMA/CD协议:又称为带有冲突检测的载波侦听多路存取。在以太网中使用的介质访问控制方法,主要工作特点有“多点接入”、“载波监听”、“碰撞检测”。
    POS协议:一种在SDH上进行包通信的一种协议。
    100VG-AnyLAN协议:是IEEE802.12规范定义的一种网络协议。
    无线LAN:无限LAN是的注意事项:在其通信范围内,任何人都可使用该无线LAN,会有被盗听或篡改的危险;可以无需牌照使用特定频段,因此会导致信号不稳定。

    网络层

    ARP协议:地址解析协议。以太网协议规定同一局域网中的主机进行通信,必须知道硬件地址,但是网路层只关心网络地址,ARP协议可以通过网络地址找到对应的硬件地址,所以ARP协议既可以说是工作在数据链路层,也可以说是工作在网络层。
    IPv4:由8比特构成,表示IP首部的下一个首部隶属于那个协议。
    IPv6:必要性:为了根本解决IPv4地址耗尽的问题而被标准化的网际协议。
    ICMP协议:网络控制报文协议。IP数据包在发送途中发生异常导致无法到达对端目标地址时,给发送端发送一个发生异常的通知;有时被用来诊断网络的健康状况。为了更有效的转发IP数据包的成功交付机会,网络控制报文协议,用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据,但是对于用户数据的传递起着重要的作用。最常用的就是ping和tracert工具了,ping hostname是用来检测网络是否畅通最常用的方法,tracert hostname用来追踪路由器。
    ARP协议:从分组数据包的IP地址中解析出物理地址的一种协议。
    OSPF协议:开放式最短路径优先。为了弥补RIP协议收敛速度慢,只适用于小型网络的不足。于是有了OSPF协议,使用了最短路径算法SPF,更新过程收敛更快,但是也更复杂,课适用于大中型网络,其工作特点有:使用洪泛法向本自治系统中所有路由器发送信息;发送的信息就是本路由器相邻的所有路由器的链路状态;只有当链路状态发生变化的时候,才会用洪泛法像所有路由器发送信息。这也是OSPF与RIP协议区别的要点。
    BGP协议:边界网关协议。BGP不使用传统的内部网关协议(IGP)的指标,而使用基于路径、网络策略或规则集来决定路由。因此,它更适合被称为矢量性协议,而不是路由协议。采用传统的内部网关协议会使得路由表过于庞大。

    传输层

    TCP协议:传输控制协议。面向有连接的传输层协议。可保证两段通信主机之间的通信可达;能够正确处理在传输过程中丢包、传输顺序乱掉等异常情况;能够有效利用带宽,缓解网络拥堵。协议族的核心内容,主要特点是:点对点链接;可靠交付的服务;提供全双工通信;面向字节流;建立会话,分段传输,流量控制。总之就是传输更可靠,但是相应开销也更大。特别需要掌握的就是“三次握手,四次挥手”通信方式。
    UDP协议:面向无连接的传输层协议。用于分组数据较少或多播、广播通信以及视频通信等多媒体领域。特点有:无连接;尽最大努力交付;面向报文;没有拥塞控制;支持一对一,一对多,多对一的交互通信;开销小。常用聊天信息就是用的UDP协议。
    ARQ协议:自动重传请求。保证TCP可靠传输的一种检查机制。

    应用层

    HTTP协议:浏览器与服务端之间通信所用的协议。WWW中属于OSI应用层的协议。
    HTML协议:所传输数据的主要格式。属于表示层的协议。
    SMTP协议:发送电子邮件时用到的协议。
    MIME协议:属于OSI参考模型的表示层。
    FTP协议:进行文件传输时会建立两个TCP连接,分别是发出传输请求是所要用到的控制连接与实际传输数据时所要用到的数据连接。
    SSH协议:登录到远程的计算机上,使那台计算机上的程序得以运行的一种功能。
    SNMP协议:简单网络管理协议。为以后扩大网络收集必要的信息;属于应用协议。 是专门设计用于在 IP 网络管理网络节点(服务器、工作站、路由器、交换机及HUBS等)的一种标准协议,它是一种应用层协议。
    MIB协议:访问在SNMP上保存的信息;属于表层协议。
    TELNET协议:远程终端协议,适用与远程控制主机操作。
    POP协议:用于用户从邮件服务器取出邮件的协议。

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