第五章 网络基础知识
1、网络的拓朴结构
计算机网络拓朴主要是指通信子网的拓朴构型。网络拓朴影响着网络的性能，以及整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用
总线结构：只有一条双向通路，便于采用广播式传送信息；总线拓朴结构属于分布式控制，无须中央处理器，结构简单；节点的增删和位置的变动容易，扩充性能好；节点的接口通常采用无源线路，可靠性高；设备少价格低，安装使用方便；但因为电气信号通路多，干扰较大，对信号的质量要求高。负载重时线路的利用率低。网上的信息延迟不确定，故障隔离和检测困难。
星状结构：维护容易，配置灵活；故障隔离和检测容易；网络延迟时间短节点与中央交换单元直接连通，各节点之间的通信必须经过中央单元转换；网络共享能力差；线路利用率低，中央单元负荷重。
环状结构：环形网中信息流动方向是固定的，两个节点间只有一条通路，路径控制简单；有旁路设备，节点一旦发生故障，系统自动旁路，可靠性高；信息要串行穿行多个节点，传输效率低，系统响应速度慢；环路封闭，扩充较难。
树状结构：是总线结构的扩充形式，主要用于多个网络组成的分组结构中。
分布式结构：无严格的布点规定，各节点之间有多条线路相连。有较高的可靠性，资源共享方便，网络响应时间短；因为节点与多个节点相连，故节点的路由选择和流量控制难度大，管理复杂；硬件成本高。
2、网络的协议和标准
一个网络协议主要包括3个要素：语法、语义和时序。协议是一组约定的规则，它有助于通信实体间的相互理解和正确通信。协议中有3个要素，其中语法定义数据的表示形式；语义则能使数据管理所需的信息得到正确理解；时序则规定了通信应答信号之间的间隔和先后关系。
在IEEE802局域网标准中只定义了物理层和数据链路层。其中又把数据链路层分为了逻辑链路控制LLC和介质访问控制MAC。
以太网IEEE802.3采用的是带冲突检测的载波监听多路访问协议技术CSMA/CD。802.3,802.3u,802.3z。
802.3u采用非屏蔽双绞线，并使用与802.3一样的介质访问控制（MAC）层；802.3z对MAC规范进行了重定义，并重定义了物理层标准。
令牌环网IEEE802.5，FDDI类似于令牌环网协议，但是采用双环技术。
PPP协议，具备用户验证能力，可以解决IP分配。PPP和其他协议共同派生出了PPPoE和PPPOA，主要用于ADSL。
ADSL，非对称用户数据线，速率上行1M下行8M，把线路按频段分成语音、上行和下行3个信道。
数字专线DDN，综合业务数字网ISDN
帧中继FR，双工并保持顺序不变。是一种基于可变帧长的数据传输网络。适用于带宽需求64K－2M，通信距离较长，数据有突发性时。
异步传输模式ATM，是一种面向分组的快速分组交换模式，使用异步时分复用技术，将信息流分割成定长的信息元。共有4层，用户层、ATM适配层、ATM层、物理层。有2种连接类型，永久虚电路和交换虚电路。
TCP/IP协议是internet协议的核心，分为5方面：逻辑编址、路由选择、域名解析、错误检测、流量控制及对应用程序的支持。
TCP/IP分层模型由4层组成，应用层（FTP,telnet,smtp,nfs,snmp）、传输层（TCP，UDP）、网际层（IP,icmp,arp,rarp）、网络接口层(802.3,802.5,FDDI,ppp）。
TCP/IP的传输层任务是提供应用程序之间的通信服务，这种通信又叫端到端的通信。网际层又叫IP层，它接收传输层的请求，传送某个具有目的地址信息的分组。网络接口层又称为数据链路层。
3、构建网络
网络互联的设备有：中继器（及集线器）、网桥（及交换机）、路由器、网关。
在构建一个网络的过程中，主要考虑服务器、客户机、网络设备、通信介质、、网络软件等，以及协议的选择和设备的连接方式。
4、关于IP地址
IP地址分为5类：A，B，C，D，E。
A类网络地址占有1个字节，定义最高位为0来标识此类地址。余下7位为真正的网络地址，支持1－126个网络。第一个字节的10进制表示为000－127。后面3个字节作为主机地址，提供2^24 - 2个端点的寻址。
B类网络地址占有2个字节，定义最高位为10来标识此地址。余下14位为真正的网络地址，第一个字节的10进制表示为128－191。
C类网络地址占有3个字节，定义最高位为110来标识此地址。余下21位为真正的网络地址，第一个字节的10进制表示为192－223。
D类网络地址用于组播，定义最高位为1110来标识此类地址。第一个字节的10进制表示为224－239。
E类网络地址为实验保留，定义最高位为1111来标识此类地址。第一个字节的10进制表示为240－255。
可变长子网掩码VLSM，就是在IP地址后面加上“/网络号及子网络号编址比特数”。如：193.168.125.0/27，就表示前27位为网络号。
5、网络的信息安全：主要就是信息的存储安全和传输安全。信息的存储安全包括信息的使用安全（用户的标识与验证、用户存取权限限制、安全问题跟踪），计算机病毒的防治，系统安全监控，数据的加密，防止非法攻击。
WindowsNT的网络结构中，包括的两个接口是NDIS和TDI。通过边界定义了各个层次间的统一接口，两个主要的边界层为NDIS和TDI。
NDIS，网络设备接口规范；
TDI，传输驱动程序接口。
防火墙技术经历了包过滤、应用代理网关和状态检测三个发展阶段。
包过滤路由器是最简单常用的防火墙。一般工作在网络层，对经过网络的信息进行分析并按策略进行限制，其核心是包过滤的算法设计。优点是速度快、实现方便；缺点是安全性差、兼容差，日志记录能力差。
双宿主主机防火墙，由具有两个以上网口的堡垒主机构成，通过代理服务器软件从一个子网访问另一个子网。优点是加强了日志功能；缺点是若堡垒主机被攻破意味着失去了网络的安全。
屏蔽主机网关防火墙，是由过滤路由器和应用网关组成。过滤路由器的作用是进行包过滤；应用网关的作用是代理服务。共建立了两道安全屏障。优点是安全性高；缺点是配置复杂。
被屏蔽子网防火墙，由两个包过滤路由器和一个应用网关（堡垒主机）组成。两个包过滤路由器中间形成一个DMZ区。
6、重发器也称为中继器或转发器，是一种在物理层上互联网段的设备。
网关也称为信关，工作在应用层，实现网络间协议转换的功能，也被称为协议转换器。
Kerberos是分布式环境下的身份认证系统。为了防止relay攻击，它使用了一次性的ticket和时间戳。常用的数字证书格式有PGP和X.509证书。
SSL是要建立一条安全的连接。是传输层安全协议。
HTTPS用于安全地传送单个报文，属于应用层协议。
SOCKS5是增加了认证功能的SOCKS协议。SOCKS用于代理基于TCP/IP的网络应用。SOCKS服务器端实现于应用层，SOCKS客户机实现于应用层和传输层之间。协议的作用是在两个没有直接IP联系的主机之间实现通信。
SNMP是一种广泛使用的网络管理协议，用来收集网络上设备信息。其对应的管理信息库为MIB-2。
7、OSI参考模型的三个主要概念是Service, Interface, Protocol。
OSI/RM中的1－3层负责通信功能，称为通信子网。5－7层属于资源子网的功能范围，称为资源子网层。传输层起着承接作用。
物理层，只是为它的上一层提供一个物理连接，在这一层数据还没有被组织；
数据链路层，负责两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据，并进行流量控制。数据链路层要负责建立、维持和释放数据链路的连接；
网络层，为传输层提供端到端的交换网络数据传送功能，屏蔽传输细节，为传输层建立、维持和拆除一条或多条通信路径。在这一层帧被组成数据包；
传输层，为会话层提供透明可靠的数据传输服务，保证端到端的数据完整性。选择网络层的最适宜服务，提供建立、维护、拆除传输链接的功能。在这一层传输的是报文；
会话层，为表示层实体提供建立、维护、结束会话连接的功能。完成通信进程的逻辑名字与物理名字间的对应，提供会话管理服务；
表示层，为应用层提供能解释所交换信息含义的一组服务，提供格式化的表示和转换数据服务，数据的压缩、解压、加密和解密工作也是由表示层完成；
应用层，提供OSI用户服务，提供网络与用户应用软件间的接口服务。
8、ISDN为了使通信网络内部的变化对终端用户是透明的、不可见的，它必须提供一个标准的用户接口。
宽带ISDN可以提供许多业务，其中会议电视属于会话型业务。窄带ISDN向用户提供基本速率144Kb/s的基本速率接口BRI，和速率2Mb/s的一次群速率接口PRI。
双绞线多用于10BASE－T和100BASE－T的以太网中，一段双绞线的最大长度为100m，只能连接一台计算机。双绞线的每端需要一个RJ45插头，各段双绞线通过集线器相连，利用双绞线最多可连接64个结点到中继器。
屏蔽双绞线STP，非屏蔽双绞线UTP。10BASE-T, 10BASE-F的最后一个字母是以线缆类型命名的，T表示双绞线，F表示光纤。
以太网遵循IEEE802.3标准。采用粗缆的标准称为10Base5，规定每段粗缆的长度不超过500米。采用细缆的标准称为10BASE2，工作距离为185米。否则要使用重发器（即中继器）相连。整个网的长度不能超过2500米。若超过该长度则要分成两个网，网间使用网桥相连。这是在数据链路层的连接。
千兆以太网支持3种传输介质。多模光纤工作距离为500米，单模光纤的工作距离为2000米；宽带同轴电缆的工作距离只有25米；5类UTP双绞线仍然是最大传输100米。
符合以太网标准的物理地址采用连续编码方法，它使用的地址长度是48bit。
域名解析的两种主要方式是反复解析和递归解析。
从网络高层协议角度看，网络攻击可以分为服务攻击与非服务攻击。
防火墙一般可提供4种服务，它们是服务控制、方向控制、行为控制和用户控制。
防火墙是一种被动的网络安全措施。