网络安全入门学习第九课——计算机网络基础

文章目录

一、网路通信三要素

1、IP地址：互联网协议地址，分为公网地址和私有地址

1.1、公网地址的范围

A类:地址范围1.0.0.0~127.255.255.255，主要分配给主机数量多、局域网数量少的大型网络;
B类:地址范围为128.0.0.0至191.255.255.255，一般为国际大公司及政府机构使用;
C类:地址范围为192.0.0.0至223.255.255.255，为一般小型公司校园网研究机构;

1.2、私网地址的范围

A类地址:10.0.0.0~10.255.255.255
B类地址:172.16.0.0~172.31.255.255
C类地址:192.168.0.0~192.168.255.255

2、端口

2.1、周知端口：

0~1023，被预先定义的知名应用占用（如：HTTP占用 80，FTP占用21）

2.2、注册端口：

1024~49151，分配给用户进程或某些应用程序。（如：Tomcat占用8080， MySQL占用3306）

2.3、动态端口：

49152到65535，之所以称为动态端口，是因为它一般不固定分配某种进程，而是动态分配。

3、协议

数据在网络中传输的规则，常见的协议有UDP协议和TCP协议。
通信协议：计算机网络中，连接和通信数据的规则被称为网络通信协议。

二、两个终端间通信的五大要素

1、发送者
2、接收者
3、介质
4、数据
5、协议通信时双向的。主机A要发送数据给主机B，主机B也要回复。

三、设备

交换机：可以实现多台主机互联，分为广域交换机和局域网交换机
路由器：可以跨网段通信

四、企业网络基本架构

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五、OSI模型（理论上是七层模型，实际使用的五层模型）

1、七层模型结构

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通俗易懂就是：小明要寄快递（应用层），把快递打包（表示层），选择快递公司（会话层），选择快递保价还是不保价（传输层），填写寄件的目的地址（网络层），快递公司开始运输并且打电话叫收件人来收件（数据链路层），收件人处理快递方式（物理层）

2、TCP/IP模型

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3、各层对应的

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3.1、应用层、表示层、会话层（应用层）：HTTP、FTP、DNS、SMTP，应用程序要关注的：浏览器、邮箱，程序员一般是在这一层开发。
3.2、传输层：TCP、UDP这两种，选择数据传输的方式。
3.3、网络层：IP、ICMP、ARP、RARP，封装源和目的IP，进行路径选择。
3.4、数据链路层：MAC（物理地址）
3.5、物理层：常见为IEEE 802中定义的规范

六、数据封装（从上往下一级一级封装）

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七、数据链路层

数据链路层功能是：向该层用户提供透明的和可靠的数据传送服务。

1、透明性是指该层上传输的数据的内容、格式及编码没有限制，也没有必要解释信息结构的意义；可靠的传输使用户免去对丢失信息、干扰信息及顺序不正确等的担心。
2、在物理层中这些情况都可能发生，在数据链路层中必须用纠错码来检错与纠错。
3、数据链路层是基于MAC地址进行帧的传输。（洪泛攻击）

八、数据链路层——以太网帧格式

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1、Ethernet_II

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1.1、D.MAC：目的地址、C.MAC：源地址

两者的区别：*假设：A和B通信 A——>B Refer——>host C.MAC——>D.MAC

1.2、Type

标识符。使用的协议的标识符，用于区别上层使用什么协议。例如：0x0800（IP协议）、0x0806（ARP协议）

1.3、Data

也称为载荷。是所传输的上层数据帧，而这个数据帧的长度在64-1518字节之间。其中Windows最长在1518字节，Linux数据最长在1500个字节

1.4、FCS

帧检验的序列，相当于校验码。用来保证数据完整性，检验传输的数据有没有出错，一般长度是4个字节。

2、以太网的MAC地址

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MAC地址由两部分组成，分别是供应商代码（OUI）和序列号。其中前24位代表该供应商代码，由IEEE管理和分配。剩下的24位序列号由厂商自己分配。

3、MAC地址（单播、组播、广播）

3.1、单播：就是一对一通信。其中就是通过MAC地址识别通信目标的。
3.2、组播：一对多，在以太网中的部分主机通信，相当于只跟我关系好的通信。
3.3、广播：一对多，以太网中的所有主机都能接收，相当于是大喇叭。

4、数据帧的传输

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第一步：主机检查帧头中的目的MAC地址，如果目的MAC地址不是本机MAC地址，也不是本机侦听的组播或广播MAC地址，则主机会丢弃收到的帧。如果目的MAC地址是本机MAC 地址，则接收该帧。
第二步：检查帧校验序列（FCS）字段，并与本机计算的值对比来确定帧在传输过程中是否保持了完整性。
第三步：如果检查通过，就会剥离帧头和帧尾，然后根据帧头中的Type字段来决定把数据发送到哪个上层协议进行后续处理。

5、数据帧的发送和接收

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当主机接收到的数据帧所包含的目的MAC地址是自己时，会把以太网封装剥掉后送往上层协议。
其中就是通过Type来判断发送给上层哪个协议来处理。

九、网络层

网络层位于数据链路层与传输层之间。网络层中包许多协议，其中最为重要的协议就是IP协议。网络层提供了IP路由功能。理解IP路由除了要熟悉IP协议的工作机制之外，还必须理解IP编址以及如何合理地使用IP地址来设计网络。

十、网络层——协议

1、ICMP

控制报文协议。面向无连接的协议，对应UDP，一般用来传输报错的信息（报告错误，交换机受限制等相关信息的传递）

2、ARP

地址解析协议。根据IP地址来获得MAC地址的（IP——>ARP——>物理地址）。
常见攻击手法有ARP欺骗，因为ARP协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的，局域网络上的主机可以自主发送ARP应答消息，其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存；由此攻击者就可以向某一主机发送伪ARP应答报文，使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机，这就构成了一个ARP欺骗。（协议缺少核验导致的）

3、RARP

反向地址转换协议。假如一个设备不知道它自己的IP地址，但是知道自己的物理地址（物理地址——>RARP——>IP）。

十一、IP地址

1、IP报文头部

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1.1、TTL：time to live，报文的生存时间，防止协议呈环状。

报文在网段间转发时，如果网络设备上的路由规划不合理，就可能会出现环路，导致报文在网络中无限循环，无法到达目的端。环路发生后，所有发往这个目的地的报文都会被循环转发，随着这种报文逐渐增多，网络将会发生拥塞。为避免环路导致的网络拥塞，IP报文头中包含一个生存时间TTL（Time To Live）字段。报文每经过一台三层设备，TTL值减1。初始TTL值由源端设备设置。当报文中的TTL降为0时，报文会被丢弃。同时，丢弃报文的设备会根据报文头中的源IP地址向源端发送ICMP错误消息。
默认情况下，Linux系统的TTL值为64或255，Windows NT/2000/XP系统的TTL值为128，Windows 98系统的TTL值为32，UNIX主机的TTL值为255，当数据包传送到一个路由器之后，TTL就自动减1, 所以：52 = 系统TTL默认值 - 经过的路由个数。

1.2、Protocol

协议号，其中：TCP(6) 、UDP(17)、 ICMP(1) 、IGMP(2)

2、网络通信

同网段不过路由，不同网段需要路由

3、IP编址

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3.1、IP = 网络位 + 主机位
3.2、同网段的IP地址数量是256-2=254个，减去的两个分别是网络地址（00000000）和广播地址（11111111）

4、IP地址类型

分为两大类：私有地址和特殊地址

4.1、私有地址范围

10.0.0.010.255.255.255
172.16.0.0172.31.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255

4.2、特殊地址范围

127.0.0.0 ~ 127.255.255.255
0.0.0.0
255.255.255.255

5、子网掩码

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5.1、子网掩码作用

用来区分IP地址的网络号与主机号。用来将网络分割为多个子网，减少网络上的通信量，节省IP地址，便于管理。

5.2、常见的IP地址包含子网掩码写法

192.168.1.1/24，后面的24就是代表子网掩码的网络位，是C类掩码。

5.3、地址规划

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网络地址 = IP地址 * 子网掩码
可用的主机数量就是子网掩码主机位0的个数，如上图是：2的8次方-2=256-2=254个。

5.4、缺省子网掩码：会导致地址使用率过低

5.5、变长子网掩码：解决地址使用率过低

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上图IP地址书写一般是：

192.168.1.7/25

。

网络位借用了一位主机位

，把一个子网划分为两个子网，分别是子网掩码：255.255.255.128 和 255.255.255.0，每一个子网的主机数量是2的7次方-2 = 128 – 2 = 126个。

十二、网关

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网关用来转发来自不同网段之间的数据包。

十三、传输层

传输层定义了主机应用程序之间端到端的连通性。传输层中最为常见的两个协议分别是传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol ）和用户数据包协议UDP（User Datagram Protocol）。

1、TCP协议特点

1.1、使用TCP协议，必须双方先建立连接，它是一种面向连接的可靠通信协议。
1.2、传输前，采用“三次握手”方式建立连接，所以是可靠的。
1.3、在连接中可进行大数据量的传输。
1.4、连接、发送数据都需要确认，且传输完毕后，还需释放已建立的连接，通信效率较低。

2、TCP协议通信场景

对信息安全要求较高的场景，例如：文件下载、金融等数据通信。

3、TCP端口号，端口号用来区分不同的网络服务

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4、TCP的头部

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4.1、16位端口号

告知主机该报文段是来自哪里（源端口）以及传给哪个上层协议或应用程序（目的端口）的。请注意：进行TCP通信时，客户端通常使用系统自动选择的临时端口号，而服务器则使用知名服务端口号。

4.2、32位序号（seq）

一次TCP通信（从TCP连接建立到断开）过程中某一个传输方向上的字节流的每个字节的编号。可为随机数生成。

4.3、32位确认号(ack)

用作对另一方发送来的TCP报文段的响应。其值是收到的TCP报文段的序号值加1。

4.4、4位数据偏移（头部长度）

标识该TCP头部有多少个32bit字（4字节）。因为4位最大能表示15，所以TCP头部最长是60字节。

4.5、6位标志位：

4.5.1、URG

表示紧急指针是否有效

4.5.2、ACK

表示确认号是否有效，ACK = 1时才有效，，表示期望收到的下一个字节的序号

4.5.3、PSH

提示接收端应用程序应该立即从TCP接收缓冲区中读走数据，为接收后续数据腾出空间（如果应用程序不将接收到的数据读走，它们就会一直停留在TCP接收缓冲区中）

4.5.4、RST

表示要求对方重新建立连接，我们称携带RST标志的TCP报文段为复位报文段

4.5.5、SYN

表示请求建立一个连接。我们称携带SYN标志的TCP报文段为同步报文段

4.5.6、FIN

表示：通知对方本端要关闭连接了，我们称携带FIN的TCP报文段为结束报文段

4.6、16位端口号

告知主机该报文段是来自哪里（源端口）以及传给哪个上层协议或应用程序（目的端口）的。请注意：进行TCP通信时，客户端通常使用系统自动选择的临时端口号，而服务器则使用知名服务端口号。

4.7、16位校验和

由发送端填充，接收端对TCP报文段执行CRC算法以检验TCP报文段在传输过程中是否损坏。注意：这个校验不仅包括TCP头部，也包括数据部分，这也是TCP可靠传输的一个重要保障。

4.8、16位紧急指针

是一个正的偏移量。TCP的紧急指针是发送端向接收端发送紧急数据的方法。

5、TCP建立连接的过程（三次握手）

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TCP是一种可靠的，面向连接的全双工传输层协议。TCP连接的建立是一个三次握手的过程。

第一次：主机A（通常也称为客户端）发送一个标识了SYN=1的数据段，表示期望与服务器A建立连接，此数据段的序列号（seq）为a。
第二次：服务器A回复标识了SYN=1、ACK=1的数据段，此数据段的序列号（seq）为b，确认序列号为主机A的序列号加1（a+1），以此作为对主机A的SYN报文的确认。
第三次：主机A发送一个标识了ACK的数据段，此数据段的序列号（seq）为a+1，确认序列号为服务器A的序列号加1（b+1），以此作为对服务器A的SYN报文段的确认。

6、TCP关闭连接（四次挥手）

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TCP支持全双工模式传输数据，这意味着同一时刻两个方向都可以进行数据的传输。在传输数据之前，TCP通过三次握手建立的实际上是两个方向的连接，因此在传输完毕后，两个方向的连接必须都关闭。

主机在关闭连接之前，要确认收到来自对方的ACK。

第一次挥手：主机A想终止连接，于是发送一个标识了FIN，ACK的数据段，序列号为a，确认序列号为b。
第二次挥手：服务器A回应一个标识了ACK的数据段，序列号为b，确认序号为a+1，作为对主机A的FIN报文的确认。
第三次挥手：服务器A想终止连接，于是向主机A发送一个标识了FIN，ACK的数据段，序列号为b，确认序列号为a+1。
第四次挥手：主机A回应一个标识了ACK的数据段，序列号为a+1，确认序号为b+1，作为对服务器A的FIN报文的确认。以上四次交互便完成了两个方向连接的关闭。

7、UDP协议特点

7.1、UDP是一种无连接、不可靠传输的协议。
7.2、将数据源IP、目的地IP和端口封装成数据包，不需要建立连接
7.3、每个数据包的大小限制在64KB内
7.4、发送不管对方是否准备好，接收方收到也不确认，故是不可靠的
7.5、可以广播发送，发送数据结束时无需释放资源，开销小，速度快。

8、UDP协议通信场景

语音通话，视频会话等。

9、UDP头部

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UDP头部仅占8字节，传输数据时没有确认机制。

10、UDP传输过程

使用UDP传输数据时，由应用程序根据需要提供报文到达确认、排序、流量控制等功能。
UDP不提供重传机制，占用资源小，处理效率高。
一些时延敏感的流量，如语音、视频等，通常使用UDP作为传输层协议。

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本文转载自: https://blog.csdn.net/p36273/article/details/130798709
版权归原作者 p36273 所有，如有侵权，请联系我们删除。

网络安全入门学习第九课——计算机网络基础

文章目录

一、网路通信三要素

1、IP地址：互联网协议地址，分为公网地址和私有地址

1.1、公网地址的范围

1.2、私网地址的范围

2、端口

2.1、周知端口：

2.2、注册端口：

2.3、动态端口：

3、协议

二、两个终端间通信的五大要素

三、设备

四、企业网络基本架构

五、OSI模型（理论上是七层模型，实际使用的五层模型）

1、七层模型结构

2、TCP/IP模型

3、各层对应的

六、数据封装（从上往下一级一级封装）

七、数据链路层

八、数据链路层——以太网帧格式

1、Ethernet_II

1.1、D.MAC：目的地址、C.MAC：源地址

1.2、Type

1.3、Data

1.4、FCS

2、以太网的MAC地址

3、MAC地址（单播、组播、广播）

4、数据帧的传输

5、数据帧的发送和接收

九、网络层

十、网络层——协议

1、ICMP

2、ARP

3、RARP

十一、IP地址

1、IP报文头部

1.1、TTL：time to live，报文的生存时间，防止协议呈环状。

1.2、Protocol

2、网络通信

3、IP编址

4、IP地址类型

4.1、私有地址范围

4.2、特殊地址范围

5、子网掩码

5.1、子网掩码作用

5.2、常见的IP地址包含子网掩码写法

5.3、地址规划

5.4、缺省子网掩码：会导致地址使用率过低

5.5、变长子网掩码：解决地址使用率过低

十二、网关

十三、传输层

1、TCP协议特点

2、TCP协议通信场景

3、TCP端口号，端口号用来区分不同的网络服务

4、TCP的头部

4.1、16位端口号

4.2、32位序号（seq）

4.3、32位确认号(ack)

4.4、4位数据偏移（头部长度）

4.5、6位标志位：

4.5.1、URG

4.5.2、ACK

4.5.3、PSH

4.5.4、RST

4.5.5、SYN

4.5.6、FIN

4.6、16位端口号

4.7、16位校验和

4.8、16位紧急指针

5、TCP建立连接的过程（三次握手）

6、TCP关闭连接（四次挥手）

7、UDP协议特点

8、UDP协议通信场景

9、UDP头部

10、UDP传输过程

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