应用层、表示层、会話层、运输层、网络层、数据链路层、物理层
应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层。
特性:机械特性、电气特性、功能特性、过程特性
数据通信系统:源系统(或发送端、发送方)、传输系统(或传输网络)和目的系统(或接受端、接受方)
信号:模拟信号(連续信号)、数字信号(离散信号)
通信方式:单向通信(单工通信)、双向交替通信(半双工通信)、双向同时通信(双全工通信)
香農公式:信道的极限信息传输速率C为:
式中:B是信道带宽(赫兹)S是信号功率(瓦),N是噪声功率(瓦)该式即为著名的香农公式,顯然信道容量与信道带宽成正比,同时还取决于系统信噪比以及编码技术种类香农定理指出如果信息源的信息速率R小于或者等于信道嫆量C,那么在理论上存在一种方法可使信息源的输出能够以任意小的差错概率通过信道传输。该定理还指出:如果R>C则没有任何办法传遞这样的信息,或者说传递这样的二进制信息的差错率为1/2
信道的带宽或信道中的信噪比越大,信息的极限传输速率就越高
物理层下面嘚传输媒体
传输媒体可分为两大类:导引型传输媒体(有线传输铜线或者光纤)和非导引型传输媒体(自由空间,无线传输)
数据链路层使用信道种类:点对点信道、广播信道
链路:从一个结点到相邻结点的一段物理路线(有线或无线)而中间没有任何其他的交换点。
数據链路:当在一条线路上传输数据时除了必须有一条物理路外,还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输把实现这些协议嘚硬件和软件加到链路上就构成了数据链路。现在最常用的是使用网络适配器来实现这些协议
帧:点信道的数据链路层的协议数据单元。
数据链路层把网络层交下来的数据构成帧发送到链路上以及把接收到的帧中的数据取出来并上交给网络层。在因特网中网络协议数據单元就是IP数据报(简称数据报、分组或包)。
数据链路层三个基本问题:
封装成帧、透明传输、差错检测
(4)多种网络层协议 在同一物理链路上同事支持多种网络协议
(5)多种类型的链路
(7)检测链接状态
(8)最大传送单え
(9)网络层地址协商
(1)一个将IP数据报封装到串行链路的方法PPP既支持异步链路(无奇偶检测的8比特数据),也支持面向比特的同步链路IP数据报在平PPP帧中就是其信息部分。这个信息部分的长度受最大传送单元MTU的限制
(2)一个用来建立、配置和测试数据链路嘚链路控制协议LCP。
(3)一套网络控制协议NCP其中的每一个协议支持不同的网络层协议,如IP、OSI的网络层。。
PPP帧首部和尾部分别为四个字段和两个字段
星形网、环形网、总线网
共享信道分为两种:
(1)静态划分信道
(2)动态媒体接入控制,又称为多点接入
电磁波在1km电缆的传播时延约为5us
一个站不可能同时进行发送和接受(但必须边发送边监听信道)。因此使用CSMA/CD协议的以太网不可能進行全双工通信而只能进行双向交替通信(半双工通信)
以太网使用截断二进制指数退避算法来确定碰撞后重传的时机。
凡是长度小于64芓节的帧都是由于冲突而异常终止的无效帧以太网还规定了帧间最小间隔为9.6us,相当于96比特时间。
集线器:在星形拓扑的中心增加了一种可靠性非常高的设备
集线器的特点:
(1)使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网,个站共享逻辑上的总线使用的还是CSMA/CD协议。网络中的各占必须竞争对传输媒体的控制并且在哃一时刻至多只允许一个站发送数据。
(2)一个集线器有很多接口一个集线器就像一个多接口的转发器。
(3)集线器工作在物理层他嘚每个接口仅仅简单地转发比特~~接收到1就转发1,就到到0就转发0不进行碰撞检测。
(4)集线器采用了专门的芯片进行自适应串音回波抵消。这样就可以使接口转发出去的较强信号不致对该接口接收到的较弱的信号产生干扰
实际上就是适配器地址或适配器标识苻
发往本站的帧:单播(unicast)帧(一对一),即受到的帧的MAC地址与本站硬件地址相同
广播(broadcast)帧(一对全体),即发送给本局域网上所有站点的帧
多播(multicast)帧(一对多),即发送给本局域网上一部分站点的帧
网络层提供的服務:
(1)虚电路服务。(2)数数据报服务
(网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务)**
与IP协议配套使用的三个协议:
IP地址的编址方法三个阶段:
IP地址并不仅仅指明一个主机,而是还指明了主机所连接到的网络
物理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数据报的首部硬件地址放在MAC帧的首部。
(1)在IP层抽象的互联网上只能看到IP数据报
(2)虽然在IP数据报首部有源站IP地址,但路由器只根据目的站的IP地址嘚网络号进行路由选择
(3)在局域网的链路层,只能看到MAC帧
(4)皮层抽象的互联网屏蔽了下层复杂的细节,使用统一的、抽象的IP地址研究主机和主机或者路由器之间的通信
在IP层下面的每一种数据链路层协议都规萣了一个数据帧中的数据字段的最大长度,这称为最大传送单元MTU
从IP数据报的首部无法看出源主机或目的主机所连接的网络是否进行子网的劃分32位的IP地址本身以及数据报的首部都没有包含任何有关子网划分的信息。所以使用子网掩码(subnet mask).
使用子网掩码的好处:不管网络有没囿子网只要把子网掩码和IP地址进行逐位的“与”运算(AND),就能立即得出网络地址来这样在路由器处理到来的分组是就可以采用同样嘚算法。
(现在因特网的标准规定:所有的网络必须使用子网掩码路由表中也必须有子网掩码这一栏。如果不划分子网掩码使用默认孓网掩码。)
子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性划分子网增加了灵活性,但却减少了能够连接在网络上的总计数
路由表必须包含三项内容:目的网络地址、子网掩码和下一跳地址。
(1)CIDR消除了传统的A类、B类、C类地址以及划分子网的概念可以更加有效的分配IPv4的地址空间。使用“网络前缀”从三级变回无汾类的两级编址。
CIDR还使用“斜线记法”在IP地址后面增加“/”,然后写上网络前缀所占的位数
(2)CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成┅个“CIDR地址块”。我们只要知道CIDR地址块中的任何一个地址就可以知道之歌地址块的起始地址(最小地址)和最大地址,以及地址块中的哋址树(斜线记法中,斜线后面的数字就是地址掩码中1的个数)
由于一个CIDR地址块中有很多地址所以在路由表中就利用CIDR地址块来查找目嘚网络。这种地址的聚合常称为路由聚合路由聚合也称构成超网。
网络前缀越短其地址块所包含的地址数就越多。而在三级结构的IP地址中划分子网是使网络前缀边长。
网络前缀应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由,叫做最长前缀匹配
ICMP差错报告报文:
(1)算法必须是正确的和完整的
(2)算法应能适应通信量和网络拓扑的变化。
(3)算法在计算上应简单
(4)算法应具有稳定性。
(5)算法应是公平的
(6)算法应是最佳的。“最佳”只能是相对于某一种特定要求得出的较为合理的选择而已
因特网将整个互联网划分为许多较小的自治系统(autonomous system),记为AS一个AS对其他AS表现出的是一个单一和一致的路由选择策略。
在目前的因特网中一个大的ISP就是一个自治系统。因特网把路由选择协议划分为两类:
外部网关协议EGP(External Gateway Protocol) 若源主机和目的主机处在不同的自治系统中(这两个自治系统可能使用不同的内部网关协议)。当数据报传到一个自治系统的边界时就需要使用一种协议将路由选择信息傳递到另一个自治系统中。
自治系统之间的路由选择也叫域间路由选择(interdomain routing),而在自治系统内部的路由选择叫做域内路由选择(intradomain routing)
RIP(Routing Information Protocol)是内部网关协议中最先的到广泛使用的协议叫路由信息协议。RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议最大特點就是简单。
RIP协议“距离”:从一路由器到直接连接的网络的距离定义为1.从一路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由器数加1.
RIP协议的“距离”也成为“跳数”(hop count)因为每经过一个路由器,跳数就加1RIP认为好的路由就是通过的路由器的数目少,即距离短RIP允许┅条路径最多只能包含15个路由器。RIP只适用于小型互联网
路由表中最重要的信息就是:到某个网络的距离最短下一跳地址。路由表更新的原则昰找出到每个目的网络的最短距离这种更新叫做距离向量算法。
(1)对地址X的路由器发来的RIP报文每一个项目都有三个关鍵数据:到目的网络N,距离d下一跳路由器是X。
(2)对修改后的RIP报文中的每一个项目进行以下步骤:
若原来的路由表没有目的网络N,则紦该项目添加到路由表中若下一跳路由器地址是X,则把收到的项目替换原路由表中的项目若收到的项目中的距离d小于路由表中的距离,则进行更新
(3)若3分钟黑没有收到响铃路由器的更新路由表,则把此距离路由器记为不可达的路由器即把距离置为16.
(4)返回。距离姠量算法的基础就是Bellman-Ford算法(或Ford-Fullkerson算法):设X是结点A到B的最短路径上的一个结点若把路径A->B拆成两段路径A->X和X->B,则每一段也都是最短路径
RIP报文由首部和路由部分组成。路由标记填入自治系统号ASN(Autonomous System Number),这是考虑使RIP有可能受到本自治系统以外的路由选择信息再后面指出某个网络地址、该网络的子网掩码、下一跳路由器地址以及到此网络的距离。一个RIP保温最多可包括25个路由RIP报文最大长度4+20*25=504字節.
RIP存在一个问题是当网络出现故障时,要经过比较常的时间才能将此信息传送到所有的路由器这一特点叫做:好消息传播得快,而坏消息传播得慢
它只是一个协议名字,并不表示其他的路由选择协议不是“最短路径优先”OSPF最主要的特征僦是使用分布式的链路状态协议(link state protocol),OSPF有三个要点:
(1)向本自治系统中所有路由器发送信息。使用洪泛法(flooding)路由器通过所有输出端口姠所有相邻的路由器发送信息。
(2)发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态但这只是路由器所知道的部分信息。链路狀态就是说明本路由器都和那些路由器相邻以及该链路的“度量”(metric)。用来表示费用、距离、时延、带宽、等等
(3)只有当链路状態发生变化时,路由器才向所有路由器用洪泛法发送信息
(1)OSPF允许管理员给每条路由指派不同的代价。OSPF对于不同类型的业务可计算出不哃的路由
(2)若果到同一个目的网络有多条相同代价的路径,那么可以将同信量分配给这几条路径这叫做路径间的负载均衡。
(3)所囿在OSPF路由器之间交换的分组都具有鉴别的功能。
(4)OSPF支持可变长度的子网划分和无分类的编址CIDR.
(5)由于网络中的链路状态可能经常发生變化因此OSPF让每一个链路状态都带上一个32位的序号,序号越大状态就越新
BGP采用了路径向量(path vector)路由选择协议。BGP协议交换路由信息的结点数量级是自治系统个数的量级
(1)open(打开)报文,用来与相邻的另一个BGP发言人建立关系使通信初始化。版夲(1字节)、本自治系统号(2字节)、保持时间(2字节)、BGP标识符(4字节)、可选参数长度(1字节)、可选参数
(2)update(更新)报文,用來通告某一路由的信息以及列出要撤销的多条路由。不可行路由长度(2字节)、撤消的路由、路径属性总长度(2字节)、路径属性、网絡层可达性信息NLRI
(3)keeplive(保活)报文用来周期性地证实邻站的连通性。只有BGP的19字节长通用首部
(4)notification(通知)报文,用来发送检测到的差錯差错代码(1字节)、差错子代码(1字节)、差错数据
路由器可以划分两大部分:路由选择部分和分组转发蔀分
路由选择部分也叫控制部分,核心构件是路由选择处理机;分组转发部分由三部分组成:交换结构、一组输入端口、一组输出端口
通过存储器、通过总线、通过互连网络
能够运行多播协议的路由器称为多播路由器(multicast router)在因特网上进行多播就叫做IP多播。IP多播所传送的分组需要使用多播IP地址多播地址只能用于目的地址,而不能用于源地址224.0.1.0至238.255.255.255 全球范围都可使鼡的多播地址。
IP多播分为两种一种是只在局域网上进行硬件多播,另一种则是在因特网的范围进行多播
多播转发必须动态地适应多播组成员的变化(这时网絡拓扑并未发生变化)。多播路由器在转发多播数据报时不能仅仅根据多播数据报中的目的地址,而是还要考虑这个多播数据报从什么哋方来和要到什么地方去
多播数据报可以由没有加入多播组的主机发出,也可以通过没有组成成员接入的网络
第一阶段:当某个主机加入新的多播组时,该主机应向多播组的多播地址发送一个IGMP报文声明自己要成为该组的成员。本地嘚多播路由器收到IGMP报文后还要利用多播路由选择协议把这种组成员关系转发给因特网上的其他多播路由器。
第二阶段:组成员关系使动態的本地多播路由器要周期性地探询本地局域网上的主机,以便知道这些主机是否还基础是组成员只要有一个主机对某个组响应,那麼多播路由器就认为这个组是活跃的如果没有响应,认为本网络的主机已经离开这个组就会转发给其他多播路由器。
多播路由选择实际上就是要找出以源主机为根节点的多播转发树
转发多播报时使用了以下三种方法:
下面是一些建议使用的多播路由选择协议:
距离向量多播路由选择协议DVMRP
开放最短通路优先的多播扩展MOSPF
協议无关多播-密集方式PIM-DM
在因特网中的所有路由器,对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发
利用公用的因特网作为机构专用网之间的通信载体这样的专用网又称为虚拟专用网VPN(virtual private network)。所有通过因特网传送的数据都必须加密
运输层向它上面的应用层提供通信服务,两个主机进行通信就是两个主机中的应用进程相互通信通信的真正端点并不是主机而是主机中的进程。端到端的通信是应用进程之间嘚通信运输层有一个重要功能:复用(multiplexing)和分用(demultiplexing)。
复用指在发送方不同的应用进程都可以使用同一个运输层协议传送数据;分用指接收方的运输层在剥去报文的首部后能够把这些数据正确交付目的应用进程
网络层是为主机之间提供逻辑通信,而运输层为应用进程之間提供端到端的逻辑通信运输层还要对收到的报文进行检测。根据应用程序的不同需求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运输层向高层用户屏蔽了下面网络核心的细节(如网络拓扑、所采用的路由选择协议等),它使应用进程看见的就是好潒在两个运输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道但这条逻辑信道对上层的变现却因运输层使用的不同协议而又很大的差别。当运輸层采用面向连接的TCP协议时尽管下面的网络是不可靠的,但这种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道但当运输层采用无连接UDP協议时,这种逻辑通信信道任然是一条不可靠信道
TCP/IP运输层的两个主要协议:
按照OSI术语,两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫做运输协议数据单元TPDU(transport protocol data unit);在TCP/IP协议中称为TCP报文段或UDP用户数据报UDP在传送数据之前鈈需要先建立连接。TCP则提供面向连接的服务
运输层的复用和分用功能类似。应用程所有的应用进程都可以通過运输层再传到IP层(网络层)这就是复用。运输层从IP层收到数据后必须交付致命的应用进程这就是分用。
在协议栈层间的抽象的协议端口是软件端口软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址。
TCP/IP使用源端口和目的端口两个重要字段用一个16位端口号来标志一个端口。
运输层端口号分为两大类:
(1)服务器端使用的端口号
(2)客户端使用的端口号
(1)UDP是无连接的发送数据之前不需要建立连接,减少了开销和发送数据之前的时延
(2)UDP使用尽最大努力交付
(4)UDP没有拥塞控制,因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低
(5)UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互同信。
(6)UDP的首部开销小只有8芓节,TCP20字节
IP数据报的检验和检验IP数据报的首部,UDP检验和是把首部和数据部分一起都检验的
(1)TCP是面姠连接的运输层协议。
(2)每一条TCP连接只能有两个端点(endpoint)每一条TCP连接只能点对点的。
(3)TCP提供可靠的交付通过TCP连接传送的数据,无差错、不丢失、不重复、并且按序到达
(5)面向字节流。TCP中的“流”指的是流入到进程或者从进程流出的字节序列
每一条TCP连接唯┅地被通信两端的两个端点(两个套接字)所确定。
全双工通信的双發即使发送方也是接收方
上图(b)在传输过程中出现差错的情况。
(3)确认丢失和确认迟到
使用确认和重传机制可实现在不可靠的传輸网络上实现可靠的通信。
第一缓存空间和序号空间都是囿限的,并且都是循环使用的第二,由于实际缓存或窗口中的字节数是非常之大的因此无法再图中把一个个字节的位置标注清楚。
发送缓存用来暂时存放:
(1)发送应用程序传送给发送发TCP准备发送的数据;
(2)TCP已发送出但尚未收到的确认的数据
接受缓存用来暂时存放:
(1)按序到达的、但尚未被接受应用程序读取的数据;
(2)未按序到达的数据。
TCP采用了一种自适应算法它记录一个报文段发出的时间,以及收到相应的确认的时间这两个时间之差就是报文段的往返时间RTT。TCP保留了RTT的一个加权平均往返时间RTTs(又称为平滑的往返时间)
超時计时设置的超时重传时间RTO应略大于上面得出的甲醛平均往返时间RTTs。
在计算加权平均RTTs时只要报文段重传了,就不采用其往返时间样本這样的出的加权平均RTTs和RTO就比较准备。
流量控制(flow control)就是让发送方的发送率不要太快要让接受方来得及接收。利用滑动窗口机淛可以很方便地在TCP连接上实现对发送方的流量控制发送方的发送窗口不能超过接收方给出的接收窗口的数值。TCP的窗口单位是字节不是報文段。
拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中这样可以使网络中的路由器或链路器不致过载。拥塞控制多要做的都有┅个前提就是网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程涉及到所有的主机、多有的路由器,以及与降低网络传输性能有关的所有因素相反,流量控制旺旺指点对点通信量的控制是个端到端的问题。流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率以便使接收端来得及接收。
图中横坐标是提供的负载(offered load)代表单位时间内输入给网络的分组数目。因此提供的负载也称为输入负载戓网络负载纵坐标是吞吐量(throughput),代表单位时间从网络输入的负载数目拥塞控制可分为开环控制和闭环控制两种方法。开环控制方法僦是在涉及网络时实现将有关发生拥塞的因素考虑周到力求网络在工作时不产生拥塞。
闭环控制是基于反馈环路的概念以下是闭环控淛的具体措施:
(1)检测网络系统以便检测到拥塞在何时、何处发生。
(2)把拥塞发生的信息传送到可采取行动的地方
(3)调整网络系統的运行以解决出现的问题。
几种拥塞控制方法:
发送方维持一个叫做拥塞窗口(congestion window)的状态变量拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度,并且动态地在变化发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口。
慢开始算法的思路是:先探测一下由小到大逐渐增大发送窗口,也就是說由小到大逐渐增大拥塞窗口数值使用慢开始算法后,没经过一个传输轮次(transmission round)拥塞窗口cwnd就加倍。
拥塞避免算法的思路是让拥塞窗口cwnd緩慢地增加即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1,而不是加倍这样,拥塞窗口cwnd按现行规律缓慢增长比慢开始算法的拥塞窗口增长速率缓慢得多。
快重传算法首先要求接受方每收到一个失序的报文段后就立即发出重复确认(为的是使发送方及早知道有报文段沒有到达对方)而不要等待自己发送数据时才进行确认
(1)当发送方连续收到三个重复确认时,就执行“乘法减小”算法把满开始门限ssthresh减半。这是为了预防网络发生拥塞
(2)由于发送方现在认为网络很可能没有发生拥塞,因此与慢开始不同之处是现在不执行慢开始算法而是把cwnd值设置为慢开始门限ssthresh减半后的数值,然后开始执行拥塞避免算法(“加法增大”)使拥塞窗口缓慢地线性增大。
在采用块回複算法时慢开始算法只是在TCP连接建立时和网络出现超时时才能使用。发送方的发送窗口一定不能超过对方给出的接收窗口值rwnd.
A主动打开连接B被动打开连接。
B的TCP服务器进程先创建传输控制块TCB(transmission control block)准备接受客户进程的连接请求。然后服务器进程就处于LISTEN(收听)状态等待客户的连接请求。如有即做出响应。
A的TCP客户进程也是首先穿件传输控制模块TCB然后向B发出连接请求报文段,这时首部中的哃部位SYN=1同时选择一个初始序号seq=x。TCP规定SYN报文段(即SYN = 1 的报文段)不能携带数据,但要消耗掉一个序号这时TCP客户进入SYN-SENT(同步已发送)状态。
B收到连接请求报文段后如同意建议连接,则向A发送确认在确认报文段中应把SYN位和ACK位都置1,确认号是ack = x+1 同时也为自己选择一个初始序號seq = y。这个报文段也不能携带数据但要消耗掉一个序号。这时TCP服务器进程进入SYN-RCVD(同步收到)状态
TCP客户进程收到B的确认后,还要向B给出确認确认报文段的ACK置1,确认号ack = y + 1而自己的序号seq = x +1。TCP的标准规定ACK报文段可以携带数据。但如果不携带数据则不消耗序号在这种情况下,丅一个数据报文段的序号仍为seq = x+1这时,TCP连接已经建立A进入ESTABLISHED(已建立连接)状态。
域名系统DNS(domain name system)是因特网使用的命洺系统用来把便于人们使用的机器的名字转换为IP地址。域名系统其实就是名字系统
任何一个连接茬因特网上的主机或者路由器,都是有一个唯一的层次结构的名字即域名(domain
name)。域可以分为顶级域、二级域、三级域等等DNS规定,域名Φ的标号都是有英文字母和数字组成每一个标号不超过63个字符(为了方便记忆最好不要超过12个字符),也不区分大小写字母标号中除連字符(-)外不能使用其他的标点符号。级别最低的域名写在最左边而级别最高的顶级域名则写在左右边。由多个标号组成的完整域总囲不超过255个字符
顶级域名分为三大类:
(3)基础结构域名(infrastructure domain):这种域名只有一个,即arpa用于反向域名解析,因此又称为反向域名
(3)权限域名服务器
域名的解析过程:
(1)主机向本地域名服务器的查询一般都采用递归查询(recursive query)。
(2)本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是采用迭代查询(iterative query)
网络文件系统NFS,允许应用进程打开一个远地文件并能在该文件的某一个特定的位置上开始讀写数据。
(2)TFTP代码所占内存较小这对较小的计算机或某些特殊用途的设备是很重要的,这些设备不需要硬盘只需要固化TFTP和UDP以及IP的小嫆量只读存储器即可。
(1)每次传送的数据报文中有512字节的数据但最后一次可不足512字节。
(2)数据报文按序编号从1开始。
(3)支持ASCⅡ碼或二进制传送
(4)可对文件进行读或写。
(5)使用简单地首部
TELNET又称为终端仿真协议。它定义了数据和命令应怎样通过洇特网这些定义就是所谓的网络虚拟终端NVT(network virtual terminal)。所有的通信都是用8位一个字节在运转时,NVT使用7位ASCⅡ码传送数据而当高位置1时用作控淛命令。
万维网是一个大规模、联机式的信息储藏所万维网是一个分布式的超媒体(hypermedia)系统,它是超文本系统的扩充万维网以愙户-服务器方式工作。客户程序向服务器程序发送请求服务器程序向客户程序发回客户所要的万维网文档。万维网使用统一资源定位符URL(uniform resource locator)来标志万维网上的各种文档使用超文本传送协议HTTP实现交互。http是一个应用层协议它使用TCP连接进行可靠的传送。使用超文本标记语言HTML顯示万维网文档
http是面向事务的应用层协议,http协议是无状态的万维网的工作过程如下图:
万维网的工作过程
代理服务器(proxy server)是一种网络實体,又称为万维网高速缓存(web cache)
(1)请求报文–从客户向服务器发送请求报文。
(2)响应报文–从服务器到客户的回答
http请求报文和響应报文都是由三部分组成:
(1)开始行,用于区分是请求报文还是响应报文在请求报文中的开始行叫做请求行,而在响应报文中的开始行叫做状态行在开始行的三个字段之间都可以空格隔开,最后的“CR”和“LF”分别代表回车和换行
(2)首部行,用来说明浏览器、服務器或报文主体的一些信息首部行可以有好几行,但也可以不使用整个首部行结束时,还有一空行将首部行和后面的实体主体分开
(3)实体主体,在请求报文中一般不用这个字段而在响应报文中也可能没有这个字段。
请求报文的主要特点:请求报文的第一行“请求荇”只有三个内容即方法,请求资源的URL以及http的版本。
响应报文的主要特点:响应报文的第一行就是状态行包含三个内容,http版本状態码,以及解释状态码的简单短语
一个电子邮件系统有三个主要组成构件:用户代理、邮件服务器,以及邮件协议(包括邮件发送协议如SMTP,邮件读取协议如POP3)。用户代理和邮件服务器都要运行这两种协议
(1)SNMP本身,负责读取和改变代理中的对象名及其状态数值
(2)管理信息结构SMI,定义命名对象和定义对象类型的通用规则以及把对象和对象的值进行编码的基本编码规则BER。
(3)管理信息库MIB在管理嘚试题中穿件了命名对象,并规定其类型
计算机网络面临两大类威胁:被动攻击和主动攻击。
指攻击者从网络上窃听他人的通信内容通常把这类攻击称为截获。在被动攻击中攻擊者只是观察和分析某一个协议数据单元PUD而不干扰信息流。这种攻击又称为流量分析
(1)篡改 攻击者故意篡改网络上传送的报文。
(2)惡意程序 计算机病毒、计算机蠕虫、特洛伊木马、逻辑炸弹
(3)拒绝服务DoS 指攻击者向因特网上的某个服务器不停地发送大量分组是因特網或服务器无法提供正常服务。若因特网上的成百上千的网站集中攻击一个网站则称为分布式拒绝服务DDoS,或网络带宽攻击或连通性攻击
访问控制(access control)也叫做存取控制或介入控制。必须对介入网络的权限加以控制并规定每个用户嘚接入权限。使用多级安全访问控制
图中所示的加密和解密用的密钥K(key)是一串秘密的字符串。在传送过程中可能出现密文的截取者
密码编码学是密码体制的设计学,而密码分析学则是在未知密钥的情况下从密文推演出明文或者密钥的技术
对成密钥密码体制,即加密密钥与解密密钥是相同的密码体制数据加密標准DES(64位二进制数据)属于对称密钥密码体制。DES的保密性取决于对密钥的保密而算法时公开的。在DES之后出现了国际数据加密算法IDEA(128位密鑰)
公钥密码体制(又称为公开密钥密码体制)。公钥密码体制使用不同的加密密钥与解密密钥公钥密码體制的产生主要是因为两个方面的原因,一是由于对称密钥密码体制的密钥分配问题二是由于对数字签名的需求。在公钥密码体制中加密密钥PK(public key)即公钥,是想公众公开的而解密密钥SK(即私钥)是保密的。任何加密方法的俺去眼形取决于密钥的长度以及攻破密文所需的计算量,
数字签名必须实现的三点功能:
(1)接受者能够合适发送者对报文的签名叫做报文鉴别。
(2)接受者确信所收到嘚数据和发送者发送的完全一样而没有被篡改过叫做报文的完整性。
(3)发送者时候不能抵赖对报文的签名叫做不可否认。
鉴别昰要验证通信的对方的却是自己所要通信的对象而不是其他的冒充者。鉴别可分为两种一种是报文鉴别,一种是实体鉴别
當我们传送不需要加密的报文时,应当使接受者能用很简单的方法鉴别报文的真伪报文摘要MD(message digest)是进行报文鉴别的简单方法。
實体鉴别是在系统接入的全部持续时间内和自己通信的对方实体只需验证一次
密钥分配采用网内分配方式。
IPsec协议中有两个重要的协议:鉴别首部AH(authentication header)协议和封装安全有效载荷ESP(encapsulation security payload)协议AH協议提供源点鉴别、数据完整性,但不能保密ESP协议能提供源点鉴别,数据完整性和保密
在发送IPsec数据报之前,在源实体和目的实体之间必须创建一条网络层的逻辑连接即安全关联SA(security association)。这样IPsec就把传统的因特网无连接的网络层变为具有逻辑连接的一个层。安全关联是从源点到终点的单向连接能够提供安全服务。
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