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
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
- 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
3、各层对应的
- 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）
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
1、Ethernet_II
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
- 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
- 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
- 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
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
- 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
10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.31.255.255
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
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
- 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
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
- 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
4、TCP的头部
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）
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）
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。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-720059.html
- 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
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-720059.html
- 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。
到了这里，关于网络安全入门学习第九课——计算机网络基础的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
