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  • 计算机网络定义和分类

    万次阅读 2018-01-08 16:55:39
    这学期上了计算机网络这门课,上完之后感慨颇多,因为这门课非常有用,对于以后接触的网络各层次都有了更深入的理解。总结是一个很好的习惯,所以在这里总结一下所学的比较重要的东西吧,方便以后查阅。博客里面图片...

           这学期上了计算机网络这门课,上完之后感慨颇多,因为这门课非常有用,对于以后接触的网络各层次都有了更深入的理解。总结是一个很好的习惯,所以在这里总结一下所学的比较重要的东西吧,方便以后查阅。博客里面图片来自《计算机网络(第五版)》 清华大学出版社,以及老师上课的课件,在此声明并且表示感谢。

          首先什么是计算机网络?计算机网络是若干个在地理位置上不同的,具有独立计算能力的计算机和其他电子设备,通过各种各样的通信系统相连接形成的实现信息传输资源共享的系统。

           这里面的关键点如下:第一是地理位置是不同的。如果在一个板子上面的多处理器这明显不是在地理上面分散的,不叫计算机网络。第二就是具有独立计算能力。小学微机课老师用自己的电脑在每个人的电脑上面都显示同一个动作,学生的电脑都是“傀儡”这也不叫计算机网络。第三,计算机网络通过通信系统互联是为了交换信息的,掌握这些就不难理解计算机网络了。

            计算机网络的分类:

            计算机网络的分类有很多种。按照介质分:有线网络和无线网络。按照地理范围和用户多少来分:个域网,局域网,城域网,广域网。此外还有广播网络和点对点网络等等。

            个域网(PAN):允许设备围绕一个人的通信。 比如说我的电脑,通过蓝牙和手机,耳机,手环等等相连,这就是个域网。如下图所示,往往有一个设备作为主设备,其他从设备可以与主设备通信,也可以互相通信。


            局域网(LAN):局域网覆盖范围通常是一个屋子,一栋楼等等,这个大家比较熟悉,可以细分为有限局域网和无线局域网等。


            之后是城域网(MAN),覆盖范围往往是一个城市。比较典型的是有线电视网。城域网通过接入点拉光纤等进入小区,在小区可以使用同轴电缆进入千家万户。


            最后就是广域网(WAN)。它的覆盖范围很大,往往由核心城市组成一个大的网络,如下图所示。小的城市和大的城市相连,大的城市互相相连形成网络。覆盖中国的卫星网络就是一个广域网。


            这是最常用的分类方法。

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  • 计算机网络》复习笔记

    万次阅读 多人点赞 2018-01-05 21:20:48
    计算机网络》复习笔记 本复习笔记基于谢希仁的《计算机网络》第五版教材整理。 计算机网络复习笔记 绪论 1 计算机网络 2 因特网概述 3 互联网的组成 P8 4 计算机网络的类别 P17 5 计算机网络的体系结构 P25 ...

    《计算机网络》复习笔记

    本文同时发布在我的个人博客: https://wiki.hushhw.cn/posts/415999f5.html

    说明:

    • 本复习笔记基于谢希仁的《计算机网络》第五版教材整理。
    • 由于这篇复习笔记只是我本科考试前做的总结,所以水平非常有限,并且因为时间不够所以后面并没有继续整理。
    • 编辑这篇文章时是我第一次直接使用 markdown 编辑文章,所以导致排版语法有一些错误,见谅。
    • 我也没想到,这篇复习笔记忽然就热度起来了。。。

    后来考研复习时的复习PPT可以作为补充计算机网络笔记
    后来考研复习时的复习PPT可以作为补充计算机网络笔记
    后来考研复习时的复习PPT可以作为补充计算机网络笔记

    绪论

    1.1 计算机网络

    1. 计算机网络向用户提供的两个最重要的功能:
    • 连通性
    • 共享

    1.2 因特网概述

    1. 因特网发展的三个阶段:
    • 第一阶段:从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议。
    • 第二阶段:建成三级结构的因特网:主干网、地区网和校园网(或企业网)。
    • 第三阶段:形成多层次的ISP(Internet Service Provider 因特网服务提供者)结构的因特网
    1. Internet 和 Internet 的区别:
    • internet:通用名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
    • Internet:专用名词,它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络,它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则,且其前身是美国的 ARPANET。

    1.3 互联网的组成 P8

    • 边缘部分:有所有连接在因特网上的主机组成。这部分由用户直接使用,用来进行通信和资源共享。
    • 核心部分 : 由大量的网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)。
    1. 处于边缘部分的用户通信方式 P9-P10
    • 客户服务器方式(C/S方式):即Client/Server方式。(客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方)

    • 对等方式(P2P方式):即Peer-to-Peer方式。(对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器)

    1. 核心部分的交换技术 P11-15
    • 电路交换 的三个阶段:建立连接——通话——释放连接
      在通话时,两用户之间占用端到端的资源,而由于绝大部分时间线路都是空闲的,所以线路的传输速率往往很低。
    • 分组交换 的组成:报文、首部、分组。采用存储转发技术,即收到分组——存储分组——查询路由(路由选择协议)——转发分组。优点:高效、灵活、迅速、可靠。缺点:时延、开销。关键构件:路由器。
    • 报文交换 整个报文传送到相邻结点,全部存储下来之后查询转发表,转发到下一个结点。
      图片来源:blog.csdn.net/hcbbt/article/details/18271491
      这里写图片描述

    1.4 计算机网络的类别 P17

    1. 分类
    • 按通信距离分:广域网、局域网、城域网

    • 按信息交换方式分:电路交换网、分组交换网、总和交换网

    • 按网络拓扑结构分:星型网、树型网、环型网、总线网

    • 按通信介质分:双绞线网、同轴电缆网、光纤网、卫星网

    • 按传输带宽分:基带网、宽带网

    • 按使用范围分:公用网、专用网

    • 按速率分:高速网、中速网、低速网

    • 按通信传播方式分:广播式、点到点式

    1. 性能指标(P18):速率、带宽、时延
    • 速率:指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。b/s(bps) 如100M以太网,实际是指100Mb/s。往往是指额定速率或标称速率。

    • 带宽:数字信道所能传送的最高速率。b/s(bps)

    • 吞吐量:单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的实际数据量。其绝对上限值等于带宽。

    • 时延:数据(一个报文或分组、甚至比特)从网络(或链路)的一段传送到另一端的时间,也称延迟。
        ① 发送时延:主机或路由器发送数据帧所需的时间,也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。也成传输时延。
      发送时延 = 数据帧长度(b) / 信道带宽(b/s)
       ② 传播时延:电磁波在信道中传输一定距离所需划分的时间。
      传播时间 = 信道长度(m) / 传输速率(m/s)
       ③ 处理时延:主机或路由器处理收到的分组所花费的时间。
       ④ 排队时延:分组在输入队列中等待处理的时间加上其在输出队列中等待转发的时间。
      综上:总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延。
      注:对于高速网络链路,提高的是发送速率而不是传播速率。

    • 时延带宽积:传播时延 * 带宽。表示链路的容量。

    • 往返时间RTT:从发送方发送数据开始,到发送发收到接收方的确认为止,所花费的时间。

    • 利用率:某信道有百分之几是被利用的(有数据通过)。而信道或网络利用率过高会产生非常大的时延。
      当前时延=空闲时时延/(1-利用率)

    1.5 计算机网络的体系结构 P25

    1. 网络协议:简称协议,是为了进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
    2. 网络协议的三要素
    • 语法:数据与控制信息的结构或格式
    • 语义:需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应
    • 同步:事件实现顺序的详细说明
    1. 体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合
    2. 五层协议的体系结构
    • 物理层:物理层的任务就是透明地传送比特流。(注意:传递信息的物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆等,是在物理层的下面,当做第0 层。)物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
    • 数据链路层:将网络层交下来的IP数据报组装成帧,在两个相邻结点间的链路上”透明“的传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。在收到数据时,控制信息使收到端直到哪个帧从哪个比特开始和结束。
    • 网络层:选择合适的路由,使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站,并交付给目的站的运输层。网络层将运输层产生的报文或用户数据报封装成分组(IP数据报)或包进行传送。
    • 运输层:向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端对端服务,使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。(TCP、UDP)
    • 应用层:直接为用户的应用进程提供服务(HTTP、FTP等)
    1. OSI体系结构:物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层
    2. TCP/IP体系结构:网络接口层、网际层IP、运输层、应用层
      图片来源网络

    物理层

    2.1 物理层下的传输媒体

    图片来源网络

    1. 导向传输媒体
      1.1. 双绞线
      双绞线已成为局域网中的主流传输媒体
    • 屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)
    • 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)

    1.2. 同轴电缆

    • 细缆(适合短距离,安装容易,造价低)
    • 粗缆(适合较大局域网,布线距离长,可靠性好)

    1.3. 光纤
    光纤有很好的抗电磁干扰特性和很宽的频带,主要用在环形网中

    • 多模光纤(用发光二极管,便宜,定向性较差)
    • 单模光纤(注入激光二极管,定向性好)
    1. 非导向传输媒体
      微波、红外线、激光、卫星通信

    2.2 关于信道的几个基本概念

    1. 通信方式
    • 单向通信(单工)
    • 双向交替通信(半双工)
    • 双向同时通信(全双工)
    1. 基带信号:来自信源的信号。 带通信号:经过载波条之后的信号。基本带通调制方法:调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)

    2.3 信道复用技术

    这部分掌握码分复用计算即可

    • 频分复用FDM (Frequency Division Multiplexing):所有用户在同样的时间占用不同的频率带宽资源。
    • 时分复用TDM(Time Division Multiplexing)则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM 帧)。
    • 统计时分复用 STDM(Statistic TDM)是改进的时分复用,明显地提高信道的利用率。
    • 波分复用 WDM (Wavelength Division Multiplexing):光的频分复用
    • 码分复用 CDM (Code Division Multiplexing)常用的名词是码分多址 CDMA:有很强的抗干扰能力。

    码分多址的计算靠一个例题就基本会了:
    课后习题

    数据链路层

    数据链路层使用的信道主要有以下两种类型:

    • 点对点信道
    • 广播信道

    3.1 使用点对点信道的数据链路层

    1. 链路 :从一个结点到相邻结点的一段物理线路

    2. 数据链路 :把实现这些协议的硬件和软件加载链路上
      现在最常用的方法是使用适配器(即网卡)来实现这些协议的硬件和软件。一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。

    3. 三个基本问题:

    • 封装成帧
      就是在一段数据的前后分别添加首部(帧开始符SOH 01)和尾部(帧结束符EOT 04),然后就构成了一个帧。(数据部分<=长度限制MTU)首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
      帧定界是分组交换的必然要求
    • 透明传输
      为了达到透明传输(即传输的数据部分不会因为包含SOH和EOT而出错),在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(十六进制1B)
      透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆
    • 差错检测
      现实通信链路中比特在传输中会产生差错,传输错误的比特占比称为误码率BER,为了保证可靠性,通常通过循环冗余检验CRC来做差错检测。
      差错检测防止无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源

    CRC校验在计算机组成与结构中学过不做解释
    会做课后习题7、8题即可

    3.2点对点协议 PPP P70

    1. PPP协议的组成部分
    • 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法
    • 链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)
    • 网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)
    1. PPP协议的帧格式
      图片来源:blog.csdn.net/cainv89/article/details/50614218
      首部:
    • 首部中的标志字段F(Flag),规定为0x7E(符号0x表示它后面的字符是用十六进制表示的。十六进制的7E的二进制表示是01111110),标志字段表示一个帧的开始。
    • 首部中的地址字段A规定为0xFF(即11111111)。
    • 首部中的控制字段C规定为0x03(即00000011)。
    • 首部中的2字节的协议字段:
      (1)当协议字段为0x0021时,PPP帧的信息字段就是IP数据报。
      (2)当协议字段为0xC021时,PPP帧的信息字段就是PPP链路控制协议LCP的数据。
      (3)当协议字段为0x8021时,PPP帧的信息字段就是网络层的控制数据。

    尾部:

    • 尾部中的第一个字段(2个字节)是使用CRC的帧检验序列FCS。
    • 尾部中的标志字段F(Flag),规定为0x7E(符号0x表示它后面的字符是用十六进制表示的。十六进制的7E的二进制表示是01111110),标志字段表示一个帧的结束。
    1. 透明传输的实现方法
      当信息字段中出现和标志字段一样的比特(0x7E)组合时,就必须采取一些措施使这种形式上和标志字段一样的比特组合不出现在信息字段中。
    • 字节填充——PPP使用异步传输
      当 PPP 用在异步传输时,就使用一种特殊的字符填充法:将每一个 0x7E字节变为(0x7D, 0x5E),0x7D转变成为(0x7D, 0x5D)。ASCII 码的控制字符(即数值小于 0x20 的字符),则在前面要加入0x7D,同时将该字符的编码加以改变。

    • 零比特填充——PPP使用同步传输
      只要发现有5个连续的1,则立即填入一个0
      图片来源:blog.csdn.net/cainv89/article/details/50614218

    这部分考题很简单:见课后习题10

    1. PPP 协议的工作状态:
      链路静止-建立物理层-链路建立-pc发LCP-NCP分配IP地址-链路打开,网络层建立。(释放时倒过来)

    3.3 使用广播信道的数据链路层 P76

    广播信道是一种一对多的通信,局域网使用的就是广播信道

    1. 局域网的数据链路层(局域网的数据链路层被拆分为了两个子层)
    • 逻辑链路控制LLC子层:与传输媒体无关
    • 媒体接入控制MAC子层:和局域网都对LLC子层来说是透明的
    1. CSMA/CD 协议
      以太网采用CSMA/CD协议的方式来协调总线上各计算机的工作。在使用CSMA/CD协议的时候,一个站不可能同时进行发送和接收,因此使用CSMA/CD协议的以太网不可能进行全双工通信而只能进行双向交替通信(半双工)。

    CSMA/CD是载波监听多点接入/碰撞检测(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)的缩写,下面是CSMA/CD协议的要点:

    • **“多点接入”**就是计算机以多点接入(动态媒体接入控制)的方式连接在一根总线上。

    • **“载波监听”**就是”发送前先监听”,即每一个站在发送数据前先要检测一下总线是否有其他站在发送数据,如有则暂时不要发送数据,要等到信道为空闲。

    • **“碰撞检测”**就是“边发送边监听”,即适配器边发送数据边检测信道上的信号电压的变化情况。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时,就认为总线上至少有两个站同时在发送数据,表明产生了碰撞,就要立即停止发送,免得继续浪费网络资源,然后等待一段随机时间后再次发送。

      把总线上的单程端到端传播时延记为τ,A 发送数据后,最迟要经过2τ才能知道自己发送的数据和其他站发送的数据有没有发生碰撞。

    3.4 以太网的MAC层

    1. MAC地址
      “MAC地址”又叫做硬件地址或物理地址,实际上就是适配器地址或适配器标识符EUI-48。高位24位:厂家,低位24位由厂家自行指派

    2. MAC帧的格式
      常用的以太网MAC帧格式有两种标准 : DIX Ethernet V2 标准IEEE 的 802.3 标准。V2使用较多,如图:
      图片来源:见水印blog.csdn.net/ftxc_blog/article/details/12811235
      以太网V2的MAC帧较为简单,有五个字段组成。
      前两个字段分别为6字长的目标地址和源地址字段。第三个字段是2字节的类型字段,用来标志上一层使用的是什么协议,以便把收到的MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。后面数据字段46~1500字节,FCS字段4个字节。

    3.5 扩展的以太网

    1. 在物理层扩展—集线器 P91
      现在,双绞线以太网成为以太网的主流类型,扩展主机和集线器之间的距离的一种简单方法就是使用光纤(通常是一对光纤)和一对光纤调制解调器。

    光纤调制解调器的作用,是进行电信号和光信号的转换。

    1. 在数据链路层扩展—网桥(自学习算法)P94
      注:在数据链路层扩展以太网要使用网桥
      网桥工作在数据链路层,它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发或过滤。当网桥收到一个帧时,并不是向所有的接口转发这个帧,而是检查此帧的目的MAC地址,然后再确定将该帧转发到哪一个接口,或者是把它丢弃(即过滤)。

    具体可以参考这篇博客:
    http://blog.csdn.net/cainv89/article/details/50651489

    1. 虚拟局域网-交换机P98
      多接口网桥即交换式集线器常称为以太网交换机。利用以太网交换机可以很方便地 实现虚拟局域网,虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个 4 字节的标识符,称为 VLAN 标记。

    网络层

    4.1 网际协议IP

    网际协议IP是TCP/IP体系中两个最重要的协议之一,也是最重要的因特网标准协议之一。与IP协议配套是用的四个协议:
    1.地址解析协议ARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
    2.逆地址解析协议RARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
    3.网际控制报文协议ICMP:提供差错报告和询问报文,以提高IP数据交付成功的机会
    4.网际组管理协议IGMP::用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。

    图片来源网络

    4.1.1 虚拟互连网络

    因为没有一种单一的网络能够适应所有的用户需求,所以网络互连也变得困难,所以需要一些中间设备:

    • 物理层中间设备:转发器(repeater)
    • 数据链路层中间设备:网桥或桥接器(bridge)
    • 网络层中间设备:路由器(router)
    • 网络层以上的中间设备:网关(gateway)

    具体各层的设备说明可以看这篇博客“网络设备”部分:
    http://blog.csdn.net/hushhw/article/details/78489470

    4.1.2 分类的IP地址 P113

    IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机(或路由器)分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。由因特网名字与号码指派公司ICANN进行分配。

    IP地址编制方法的三个阶段:

    • 分类的IP地址
    • 子网的划分
    • 构成超网

    每一类地址都由 网络号 net-id和 主机号 host-id组成
    主机号中全0表示网络地址,全1表示广播地址

    图片来源网络
    图片来源网络

    • A类
    1. 由1字节的网络地址和3字节主机地址组成
    2. 网络地址的最高位必须是“0“,可指派的网络数为128-2,减2的原因是0.0.0.0对应“本网络”,另外一个是127.0.0.1是本地软件的回环地址,用于测试自己电脑IP地址是否可用。
    3. 地址范围1.0.0.0到126.255.255.255
    4. 最大主机数为2563-2=16777214台,减2的原因是全0的主机号字段代表该IP地址是"本主机“,全1表示”所有的“,表示该网络上的所有主机
    • B类
    1. 由2字节的网络地址和2字节主机地址组成
    2. 网络地址的最高位必须是“10”,可指派的网络数为 214 -1,因为最高位为10,所以不存在全0全1的情况,但是B类网络地址128.0.0.0是不指派的,可指派最小网络地址是128.1.0.0
    3. 地址范围128.0.0.0-191.255.255.255
    4. 最大主机数为2562-2=65534台,减2同样是全0全1情况。
    • C类
    1. 由3字节的网络地址和1字节主机地址组成
    2. 网络地址的最高位必须是“110”,可指派的网络数为221-1,192.0.0.0不指派,最小可指派网络地址是192.0.1.0
    3. 地址范围192.0.0.0-223.255.255.255
    4. 最大主机数为256-2=254台,减2同样是全0全1情况。
    • D类是多播地址,“lll0”开始

    • E类地址保留为今后使用,“llll0”开头

    4.1.3 IP地址与硬件地址

    硬件地址是数据链路层和物理层使用的地址
    IP地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址

    IP地址放在IP数据报的首部,而硬件地址放在MAC帧的首部。当数据报放入数据链路层的MAC帧中后,整个IP数据报就成为MAC帧的数据,因而在数据链路层看不见数据报的IP地址。

    4.1.4 地址解析协议ARP

    ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射问题。

    每一个主机都设有一个ARP高速缓存(ARP cache),里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。
    如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上,那么就要通过 ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址,然后把分组发送给这个路由器,让这个路由器把分组转发给下一个网络。

    4.1.5 IP数据报

    1. IP数据报格式
      一个IP数据报由首部(20 字节+可选字段)和数据两部分组成
      图片来源网络
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    2. 分组转发
      (1) 从数据报的首部提取目的主机的 IP 地址 D, 得出目的网络地址为 N。
      (2) 若网络 N 与此路由器直接相连,则把数据报直接交付目的主机 D;否则是间接交付,执行(3)。
      (3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(4)。
      (4) 若路由表中有到达网络 N 的路由,则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器;否则,执行(5)。
      (5) 若路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器;否则,执行(6)
      (6) 报告转发分组出错。

    4.2 划分子网 P128

    1. 两级IP地址缺陷:

    2. IP 地址空间的利用率有时很低。

    3. 给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。

    4. 两级的 IP 地址不够灵活

    5. 子网划分的基本思路:

    6. 划分子网纯属一个单位内部的事情,单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。

    7. 划分子网的方法是从主机号借用若干个位作为子网号。

    8. 路由器在收到IP数据报后,按目标网络号和子网号定位目标子网

    9. 子网掩码
      子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性

    这里要会已知IP地址,子网掩码,求网络地址

    4.3 构造超网(无分类编址CIDR)

    1. **CIDR(无分类域间路由选择)**的主要特点:
    • CIDR消除了传统的A、B、C类地址以及划分子网的概念,用网络前缀代替网络号和子网号,后面的部分指明主机。因此,CIDR使IP地址从三级编址(使用子网掩码),又回到了两级编址,但这已是无分类的两级编址。
    • CIDR把网络前缀相同的连续的IP地址组成一个”CIDR地址块”只要知道CIDR地址块中的任何一个地址,就可以知道这地址块的起始地址(即最小地址)和最大地址,以及地址块中的地址数。
    1. 地址掩码:是一连串的1和0组成,而1的个数救赎网络前缀长度。在斜线记法中。斜线后面的数字就是地址掩码中1的个数。

    2. 构成超网:由于一个CIDR地址块中含有很多地址,所以在路由表中就利用CIDR地址块来查找目标网络,这种地址的聚合常称为路由聚合,也称构成超网。

    4.4 网际控制报文协议ICMP

    为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会,在网际层使用了ICMP,ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。

    1. ICMP报文的种类
    • ICMP差错报告报文
    • ICMP询问报文
    1. ICMP 差错报告报文共有 5 种:
    • 终点不可达
    • 源点抑制(Source quench)
    • 时间超过
    • 参数问题
    • 改变路由(重定向)(Redirect)
    1. ICMP 询问报文有两种:
    • 回送请求和回答报文
    • 时间戳请求和回答报文

    4.5 路由选择协议

    1. 两大类路由选择协议:
    • 内部网关协议 IGP:一个自治系统内部使用的路由选择协议。有多种协议,如 RIP 和OSPF 协议。
    • 外部网关协议EGP:一个自治系统的边界,将路由选择信息传递到另一个自治系统中。目前使用的就是BGP

    RIP协议的优缺点:

    • RIP 存在的一个问题是当网络出现故障时,要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器。
    • RIP 协议最大的优点就是实现简单,开销较小。
    • RIP 限制了网络的规模,它能使用的最大距离为 15(16 表示不可达)。
    • 路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表,因而随着网络规模的扩大,开销也就增加。

    书上例题P149 例4-5
    更新路由表

    RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议,其主要特点:
    (1)仅和相邻路由器交换信息。
    (3)按固定的时间间隔交换路由信息,例如,每隔30秒。

    OSPF最主要的特征就是使用分布式的链路状态协议,其主要特点:
    (1)使用洪泛法向本自治系统中所有路由器发送信息。
    (2)发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态。
    (3)只有当链路状态发生变化时,路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。

    BGP是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议,它采用路径向量路由选择协议,其主要特点:
    (2)自治系统AS之间的路由选择必须考虑有关策略。
    (3)BGP只能力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由,而并非要寻找一条最佳路由。

    运输层

    5.1 运输层协议概述

    1. 运输层功能
    • 运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信(但网络层是为主机之间提供逻辑通信)
    • 运输层还要对收到的报文进行差错检测
    • 运输层需要有两种不同的运输协议,即面向连接的 TCP 和无连接的 UDP
    1. 运输层的两个主要协议
      TCP/IP 的运输层有两个不同的协议:
    • 用户数据报协议 UDP(User Datagram Protocol)
    • 传输控制协议 TCP(Transmission Control Protocol)

    UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输层在收到 UDP 报文后,不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付,但在某些情况下 UDP 是一种最有效的工作方式。

    TCP 则提供面向连接的服务。TCP 不提供广播或多播服务。由于 TCP 要提供可靠的、面向连接的运输服务,因此不可避免地增加了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多,还要占用许多的处理机资源。

    图片来源网络

    1. 运输层的端口
      TCP/IP的运输层的端口用一个 16 位端口号进行标志
      端口号只具备本地意义,即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程。

    客户发起通讯请求时,必须先知道对方服务器的IP地址和端口号,运输层的端口号分为下面三大类:

    • 熟知端口号,数值一般为 0~1023。
      一些常用的数值端口号:
      FTP 21
      LELNET 23
      SMTP 25
      DNS 53
      TFTP 69
      HTTP 80
      SNMP 161
      SNMP(trap) 162

    • 登记端口号,数值为1024~49151,为没有熟知端口号的应用程序使用的。

    • 客户端口号或短暂端口号,数值为49152~65535,留给客户进程选择暂时使用。

    5.2 用户数据报协议 UDP

    1. UDP的主要特点:
    • UDP 是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接。
    • UDP 使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付,同时也不使用拥塞控制
    • UDP 是面向报文的
    • UDP 没有拥塞控制,很适合多媒体通信的要求。
    • UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信
    • UDP 的首部开销小,只有 8 个字节

    5.3 传输控制协议 TCP

    1. TCP的主要特点:
    • TCP 是面向连接的运输层协议
    • 每一条 TCP 连接只能有两个端点(endpoint),每一条 TCP 连接只能是点对点的(一对一)
    • TCP 提供可靠交付的服务
    • TCP 提供全双工通信
    • 面向字节流

    5.4 可靠运输的工作原理

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  • 计算机网络端口的定义

    千次阅读 2013-02-27 13:59:01
    这些端口多数没有明确的定义服务对象不同程序可根据实际需要自己定义如后面要介绍的远程控制软件和木马程序中都会有这些端口的定义的。 记住这些常见的程序端口在木马程序的防护和查杀上是非常有必要的。常见...

    端口介绍


    本文所述端口都是逻辑意义上的端口,是指TCP/IP协议中的端口,端口号的范围从0到65535,比如用于浏览网页服务的80端口,用于FTP服务的21端口等等。

    我们这里将要介绍的就是逻辑意义上的端口。 

    A、按端口号分布划分 

       


    (1)知名端口(Well-Known Ports)  

     

    知名端口即众所周知的端口号,范围从0到1023,这些端口号一般固定分配给一些服务。

    比如21端口分配给FTP服务,25端口分配给SMTP(简单邮件传输协议)服务,80端口分配给HTTP服务,135端口分配给RPC(远程过程调用)服务等等。 


    (2)注册端口(Registered  Ports)

    端口号从1025到49151。它们松散地绑定于一些服务。也是说有许多服务绑定于这些端口这些端口同样用于许多其他目的。

    这些端口多数没有明确的定义服务对象不同程序可根据实际需要自己定义如后面要介绍的远程控制软件和木马程序中都会有这些端口的定义的。

    记住这些常见的程序端口在木马程序的防护和查杀上是非常有必要的。常见木马所使用的端口在后面将有详细的列表。    


    (3)动态端口(Dynamic Ports)    


    动态端口的范围从49152到65535,这些端口号一般不固定分配给某个服务,也就是说许多服务都可以使用这些端口。

    只要运行的程序向系统提出访问网络的申请,那么系统就可以从这些端口号中分配一个供该程序使用。

    比如1024端口就是分配给第一个向系统发出申请的程序。在关闭程序进程后,就会释放所占用的端口号。    

    不过,动态端口也常常被病毒木马程序所利用,如冰河默认连接端口是7626、WAY 2.4是8011、Netspy 3.0是7306、YAI病毒是1024等等


    B、 按协议类型划分 

       

    按协议类型划分,可以分为TCP、UDP、IP和ICMP(Internet控制消息协议)等端口。下面主要介绍TCP和UDP端口:    


    (1)TCP端口    

    TCP端口,即传输控制协议端口,需要在客户端和服务器之间建立连接,这样可以提供可靠的数据传输。常见的包括FTP服务的21端口,Telnet服务的23端口,SMTP服务的25端口,以及HTTP服务的80端口等等。  


    (2)UDP端口    

    UDP端口,即用户数据包协议端口,无需在客户端和服务器之间建立连接,安全性得不到保障。常见的有DNS服务的53端口,SNMP(简单网络管理协议)服务的161端口,QQ使用的8000和4000端口等等。


    重要端口列表


    端口:0 

    服务:Reserved 
    说明:通常用于分析操作系统。这一方法能够工作是因为在一些系统中“0”是无效端口,当你试图使用通常的闭合端口连接它时将产生不同的结果。一种典型的扫描,使用IP地址为0.0.0.0,设置ACK位并在以太网层广播。 

    端口:1 
    服务:tcpmux 
    说明:这显示有人在寻找SGI Irix机器。Irix是实现tcpmux的主要提供者,默认情况下tcpmux在这种系统中被打开。Irix机器在发布是含有几个默认的无密码的帐户,如:IP、GUEST UUCP、NUUCP、DEMOS 、TUTOR、DIAG、OUTOFBOX等。许多管理员在安装后忘记删除这些帐户。因此HACKER在INTERNET上搜索tcpmux并利用这些帐户。 

    端口:7 
    服务:Echo 
    说明:能看到许多人搜索Fraggle放大器时,发送到X.X.X.0和X.X.X.255的信息。 

    端口:19 
    服务:Character Generator 
    说明:这是一种仅仅发送字符的服务。UDP版本将会在收到UDP包后回应含有垃圾字符的包。TCP连接时会发送含有垃圾字符的数据流直到连接关闭。HACKER利用IP欺骗可以发动DoS攻击。伪造两个chargen服务器之间的UDP包。同样Fraggle DoS攻击向目标地址的这个端口广播一个带有伪造受害者IP的数据包,受害者为了回应这些数据而过载。 

    端口:21 
    服务:FTP 
    说明:FTP服务器所开放的端口,用于上传、下载。最常见的攻击者用于寻找打开anonymous的FTP服务器的方法。这些服务器带有可读写的目录。木马Doly Trojan、Fore、Invisible FTP、WebEx、WinCrash和Blade Runner所开放的端口。 

    端口:22 
    服务:Ssh 
    说明:PcAnywhere建立的TCP和这一端口的连接可能是为了寻找ssh。这一服务有许多弱点,如果配置成特定的模式,许多使用RSAREF库的版本就会有不少的漏洞存在。 

    端口:23 
    服务:Telnet 
    说明:远程登录,入侵者在搜索远程登录UNIX的服务。大多数情况下扫描这一端口是为了找到机器运行的操作系统。还有使用其他技术,入侵者也会找到密码。木马Tiny Telnet Server就开放这个端口。 

    端口:25 
    服务:SMTP 
    说明:SMTP服务器所开放的端口,用于发送邮件。入侵者寻找SMTP服务器是为了传递他们的SPAM。入侵者的帐户被关闭,他们需要连接到高带宽的E-MAIL服务器上,将简单的信息传递到不同的地址。木马Antigen、Email Password Sender、Haebu Coceda、Shtrilitz Stealth、WinPC、WinSpy都开放这个端口。 

    端口:31 
    服务:MSG Authentication 
    说明:木马Master Paradise、Hackers Paradise开放此端口。 

    端口:42 
    服务:WINS Replication 
    说明:WINS复制 

    端口:53 
    服务:Domain Name Server(DNS) 
    说明:DNS服务器所开放的端口,入侵者可能是试图进行区域传递(TCP),欺骗DNS(UDP)或隐藏其他的通信。因此防火墙常常过滤或记录此端口。 

    端口:67 
    服务:Bootstrap Protocol Server 
    说明:通过DSL和Cable modem的防火墙常会看见大量发送到广播地址255.255.255.255的数据。这些机器在向DHCP服务器请求一个地址。HACKER常进入它们,分配一个地址把自己作为局部路由器而发起大量中间人(man-in-middle)攻击。客户端向68端口广播请求配置,服务器向67端口广播回应请求。这种回应使用广播是因为客户端还不知道可以发送的IP地址。 

    端口:69 
    服务:Trival File Transfer 
    说明:许多服务器与bootp一起提供这项服务,便于从系统下载启动代码。但是它们常常由于错误配置而使入侵者能从系统中窃取任何 文件。它们也可用于系统写入文件。 

    端口:79 
    服务:Finger Server 
    说明:入侵者用于获得用户信息,查询操作系统,探测已知的缓冲区溢出错误,回应从自己机器到其他机器Finger扫描。 

    端口:80 
    服务:HTTP 
    说明:用于网页浏览。木马Executor开放此端口。 

    端口:99 
    服务:Metagram Relay 
    说明:后门程序ncx99开放此端口。 

    端口:102 
    服务:Message transfer agent(MTA)-X.400 over TCP/IP 
    说明:消息传输代理。 

    端口:109 
    服务:Post Office Protocol -Version3 
    说明:POP3服务器开放此端口,用于接收邮件,客户端访问服务器端的邮件服务。POP3服务有许多公认的弱点。关于用户名和密码交 换缓冲区溢出的弱点至少有20个,这意味着入侵者可以在真正登陆前进入系统。成功登陆后还有其他缓冲区溢出错误。 

    端口:110 
    服务:SUN公司的RPC服务所有端口 
    说明:常见RPC服务有rpc.mountd、NFS、rpc.statd、rpc.csmd、rpc.ttybd、amd等 

    端口:113 
    服务:Authentication Service 
    说明:这是一个许多计算机上运行的协议,用于鉴别TCP连接的用户。使用标准的这种服务可以获得许多计算机的信息。但是它可作为许多服务的记录器,尤其是FTP、POP、IMAP、SMTP和IRC等服务。通常如果有许多客户通过防火墙访问这些服务,将会看到许多这个端口的连接请求。记住,如果阻断这个端口客户端会感觉到在防火墙另一边与E-MAIL服务器的缓慢连接。许多防火墙支持TCP连接的阻断过程中发回RST。这将会停止缓慢的连接。 

    端口:119 
    服务:Network News Transfer Protocol 
    说明:NEWS新闻组传输协议,承载USENET通信。这个端口的连接通常是人们在寻找USENET服务器。多数ISP限制,只有他们的客户才能访问他们的新闻组服务器。打开新闻组服务器将允许发/读任何人的帖子,访问被限制的新闻组服务器,匿名发帖或发送SPAM。 

    端口:135 
    服务:Location Service 
    说明:Microsoft在这个端口运行DCE RPC end-point mapper为它的DCOM服务。这与UNIX 111端口的功能很相似。使用DCOM和RPC的服务利用计算机上的end-point mapper注册它们的位置。远端客户连接到计算机时,它们查找end-point mapper找到服务的位置。HACKER扫描计算机的这个端口是为了找到这个计算机上运行Exchange Server吗?什么版本?还有些DOS攻击直接针对这个端口。 

    端口:137、138、139 
    服务:NETBIOS Name Service 
    说明:其中137、138是UDP端口,当通过网上邻居传输文件时用这个端口。而139端口:通过这个端口进入的连接试图获得NetBIOS/SMB服务。这个协议被用于windows文件和打印机共享和SAMBA。还有WINS Regisrtation也用它。 

    端口:143 
    服务:Interim Mail Access Protocol v2 
    说明:和POP3的安全问题一样,许多IMAP服务器存在有缓冲区溢出漏洞。记住:一种LINUX蠕虫(admv0rm)会通过这个端口繁殖,因此许多这个端口的扫描来自不知情的已经被感染的用户。当REDHAT在他们的LINUX发布版本中默认允许IMAP后,这些漏洞变的很流行。这一端口还被用于IMAP2,但并不流行。 

    端口:161 
    服务:SNMP 
    说明:SNMP允许远程管理设备。所有配置和运行信息的储存在数据库中,通过SNMP可获得这些信息。许多管理员的错误配置将被暴露在Internet。Cackers将试图使用默认的密码public、private访问系统。他们可能会试验所有可能的组合。SNMP包可能会被错误的指向用户的网络。 

    端口:177 
    服务:X Display Manager Control Protocol 
    说明:许多入侵者通过它访问X-windows操作台,它同时需要打开6000端口。 

    端口:389 
    服务:LDAP、ILS 
    说明:轻型目录访问协议和NetMeeting Internet Locator Server共用这一端口。 

    端口:443 
    服务:Https 
    说明:网页浏览端口,能提供加密和通过安全端口传输的另一种HTTP。 

    端口:456 
    服务:[NULL] 
    说明:木马HACKERS PARADISE开放此端口。 

    端口:513 
    服务:Login,remote login 
    说明:是从使用cable modem或DSL登陆到子网中的UNIX计算机发出的广播。这些人为入侵者进入他们的系统提供了信息。 

    端口:544 
    服务:[NULL] 
    说明:kerberos kshell 

    端口:548 
    服务:Macintosh,File Services(AFP/IP) 
    说明:Macintosh,文件服务。 

    端口:553 
    服务:CORBA IIOP (UDP) 
    说明:使用cable modem、DSL或VLAN将会看到这个端口的广播。CORBA是一种面向对象的RPC系统。入侵者可以利用这些信息进入系统。 

    端口:555 
    服务:DSF 
    说明:木马PhAse1.0、Stealth Spy、IniKiller开放此端口。 

    端口:568 
    服务:Membership DPA 
    说明:成员资格 DPA。 

    端口:569 
    服务:Membership MSN 
    说明:成员资格 MSN。 

    端口:635 
    服务:mountd 
    说明:Linux的mountd Bug。这是扫描的一个流行BUG。大多数对这个端口的扫描是基于UDP的,但是基于TCP的mountd有所增加(mountd同时运行于两个端口)。记住mountd可运行于任何端口(到底是哪个端口,需要在端口111做portmap查询),只是Linux默认端口是635,就像NFS通常运行于2049端口。 

    端口:636 
    服务:LDAP 
    说明:SSL(Secure Sockets layer) 

    端口:666 
    服务:Doom Id Software 
    说明:木马Attack FTP、Satanz Backdoor开放此端口 

    端口:993 
    服务:IMAP 
    说明:SSL(Secure Sockets layer) 

    端口:1001、1011 
    服务:[NULL] 
    说明:木马Silencer、WebEx开放1001端口。木马Doly Trojan开放1011端口。 

    端口:1024 
    服务:Reserved 
    说明:它是动态端口的开始,许多程序并不在乎用哪个端口连接网络,它们请求系统为它们分配下一个闲置端口。基于这一点分配从端口1024开始。这就是说第一个向系统发出请求的会分配到1024端口。你可以重启机器,打开Telnet,再打开一个窗口运行natstat -a 将会看到Telnet被分配1024端口。还有SQL session也用此端口和5000端口。 

    端口:1025、1033 
    服务:1025:network blackjack 1033:[NULL] 
    说明:木马netspy开放这2个端口。 

    端口:1080 
    服务:SOCKS 
    说明:这一协议以通道方式穿过防火墙,允许防火墙后面的人通过一个IP地址访问INTERNET。理论上它应该只允许内部的通信向外到达INTERNET。但是由于错误的配置,它会允许位于防火墙外部的攻击穿过防火墙。WinGate常会发生这种错误,在加入IRC聊天室时常会看到这种情况。 

    端口:1170 
    服务:[NULL] 
    说明:木马Streaming Audio Trojan、Psyber Stream Server、Voice开放此端口。 

    端口:1234、1243、6711、6776 
    服务:[NULL] 
    说明:木马SubSeven2.0、Ultors Trojan开放1234、6776端口。木马SubSeven1.0/1.9开放1243、6711、6776端口。 

    端口:1245 
    服务:[NULL] 
    说明:木马Vodoo开放此端口。 

    端口:1433 
    服务:SQL 
    说明:Microsoft的SQL服务开放的端口。 

    端口:1492 
    服务:stone-design-1 
    说明:木马FTP99CMP开放此端口。 

    端口:1500 
    服务:RPC client fixed port session queries 
    说明:RPC客户固定端口会话查询 

    端口:1503 
    服务:NetMeeting T.120 
    说明:NetMeeting T.120 

    端口:1524 
    服务:ingress 
    说明:许多攻击脚本将安装一个后门SHELL于这个端口,尤其是针对SUN系统中Sendmail和RPC服务漏洞的脚本。如果刚安装了防火墙就看到在这个端口上的连接企图,很可能是上述原因。可以试试Telnet到用户的计算机上的这个端口,看看它是否会给你一个SHELL。连接到600/pcserver也存在这个问题。
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  • 计算机网络 —— 冲突域和广播

    千次阅读 多人点赞 2019-10-17 16:12:25
    一、概念 (1)冲突域 ...定义:如果站点发出一个广播信号,所有能接收收到这个信号的设备范围称为一个广播域。 分层:基于OSI的第二层数据链路层 设备:第三层设备才能隔离广播域,比如Router。路...

    一、概念


    (1)冲突域

    定义:同一时间内只能有一台设备发送信息的范围。

    分层:基于OSI的第一层物理层

    设备:第二层设备能隔离冲突域,比如Switch。交换机能缩小冲突域的范围,交换接的每一个端口就是一个冲突域。

    (2)广播域

    定义:如果站点发出一个广播信号,所有能接收收到这个信号的设备范围称为一个广播域。

    分层:基于OSI的第二层数据链路层

    设备:第三层设备才能隔离广播域,比如Router。路由器能隔离广播域,其每一个端口就是一个广播域。
    在这里插入图片描述

    二、示例


    1、第二层设备只能隔离冲突域,第三层设备才能隔离广播域

    ​2、路由器不但能隔离广播域,默认也是可以隔离冲突域的

    ​3、路由器下直连交换,则路由器到交换机之间也是存在冲突域的

    ​4、router不仅能能够分割广播域,也能缩小冲突域

    ​5、交换机的每一个端口是一个冲突域

    ​6、集线器下连的所有端口是一个冲突域

    示例1:

    交换机能隔离冲突域,交换机的每一个端口就是一个冲突域。
    在这里插入图片描述

    示例2:

    路由器既能隔离冲突域,又能隔离广播域。
    在这里插入图片描述

    示例3:

    只有路由器能隔离广播域,因此三个端口对应三个广播域

    路由器能隔离冲突域,因此三个端口对应三个冲突域。交换机能隔离冲突域,因此六个端口对应六个冲突域。冲突域个数 = 6+3 =9
    在这里插入图片描述

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    千次阅读 2019-01-07 09:00:52
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    千次阅读 2020-04-06 20:25:11
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    千次阅读 2016-11-14 16:37:05
    网络协议是为了使计算机网络中的不同的设备进行数据通信而预先制定一套通信双方相互了解和共同遵守的格式约定,网络协议是一系列规定和约定的规范性的描述,定义了网络设备之间如何进行信息交换。网络协议是计算机...
  • 计算机网络原理 笔记整理

    千次阅读 多人点赞 2020-06-16 21:38:49
    计算机网络原理 ╭第一章 计算机网络概述 |第二章 网络应用 |第三章 传输层 |第四章 网络层 内容大纲< |第五章 数据链路层与局域网 |第六章 物理层 ...计算机网络定义 *1.定义: 1)计算机网络
  • 计算机网络笔记

    千次阅读 2012-09-24 20:51:12
    计算机网络定义:将独立自主的、地理上分散的计算机系统,通过通信设备和传输介质连接起来,在完善的网络软件控制下以实现信息传输和资源共享的系统,就是计算机网络计算机网络的发展经历了5个阶段的演进,即...

空空如也

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计算机网络广播的定义