第一章 网络技术基础
1.1计算机网络形成与发展
无线网络：无线局域网WLAN，无线自组网Ad hoc，无线传感网WSN，无线网状网 WMN，蓝牙技术Bluetooth。 操作系统：面向任务型
通用型：变形级系统，基础级系统。
常见Linux发行版主要包括：Red Hat，Mandrake，Slackware，SUSE，TurboLinux，Debian，Caldera， Ubuntu，蓝点，红旗Linux等。
1.2计算机网络的基本概念
（1）建立计算机网络的主要目的是实现计算机资源的共享。
（2）互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”。 （3）互联计算机之间的通信必须遵守共同的网络协议。
网络拓扑：广播信道通信子网：总线型，树形，环型，无线与卫星通信型。 点对点线路通信子网：星型拓扑
环型拓扑：结构简单，传输延时确定 树形拓扑 网状拓扑
1.3分组交换与包交换
数据报方式：传输前不需要建立线路连接
虚电路方式需要预先建立一条逻辑链接的虚电路
数据交换：线路交换 存储转发交换：报文交换 报文分组交换：数据报方式 虚电路方式 1.4网络体系结构与网络协议
网络协议三要素：语法，语义，时序。
ISO/OSI参考模型：没有提供一个可以实现的方法，同一结点内部的相邻层之间通过接口来通信。每 层使用其下层提供的服务并向上层提供服务。
（1）物理层：利用物理传输介质，为数据链路层提供物理连接，以便透明的传输比特流
（2）数据链路层：在通信实体之间建立数据链路连接，以帧作为单位的传输数据，并采用差错控制 与流量控制，将有差错的物理线路变成无差错的数据链路 （3）网络层：通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径。网络层需要实现路由选择、 拥塞控制与网络互连等功能。
（4）传输层：向用户提供可靠的端到端服务，以便透明地传输报文。是网络体系结构中的关键层之 一。
（5）会话层：主要用于组织两个会话进程之间的通信，并且对数据交换进行管理。
（6）表示层：处理在不同通信系统中交换的信息的表示方式，包括数据格式变换、数据加密与解密、 数据压缩与恢复等功能。
（7）应用层：提供应用进程所需的信息交换和远程操作，及通过代理完成一些信息交换所需的功能。 应用层 表示层 应用层 会话层 传输层 传输层 网络层 互联层 数据链路层 物理层 主机-网络层 TCP/IP参考模型及层次结构
（1）互联层：处理来自传输层的分组发送要求 处理接收到的数据报
处理互联的路径、流量与拥塞控制问题。 （2）传输层：不同应用进程间的端对端通信。
传输控制协议TCP：一种可靠的面向连接协议，能将一台主机的字节流无差错的传输 到目的主机，完成流量控制功能。 用户数据报协议UDP
第二章 局域网基础
2.1局域网与城域网的基本概念
三要素：网络拓扑，传输介质，介质访问控制方法。 IEEE802标准：（1）IEEE802.3：定义CSMA/CD总线介质访问控制子层与物理标准 （2）IEEE802.11：定义无线局域网访问~~~~
（3）IEEE802.15：定义近距离个人无线网络~~~~ （4）IEEE802.16：定义宽带无线局域网~~~~
2.2共享式以太网
Ethernet的核心技术是随机争用型介质访问控制方法，即带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）方法。
CSMA/CD发送流程：先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发。 前导码 帧前定界符 目的地址 目的地址 类型 数据 帧校验字段 7B 1B 6B 6B 2B 46~1500B 4B （1）前导码与帧前定界符：用于接收同步阶段，保证接收电路在目的地址字段到达之前进入稳定状 态，前导码在帧前定界符在接收后不需要保留，也不计入帧头长度中。 （2）目的地址和源地址：硬件地址一般称为MAC地址，物理地址或Ethernet地址。
Ethernet的物理地址：IEEE注册管理委员会（RAC）为每个网卡生产商分配物理地址的前3字节。
2.3高速局域网的工作原理
（1）Fast Ethernet：100Base-TX支持2对5类非屏蔽双绞线或2对1类屏蔽双绞线（全双工） 100Base-T4支持4对3类非屏蔽双绞线UTP
100Base-FX支持2芯的多模或单模光纤
（2）Gigabit Ethernet：1998年2月批准千兆以太网标准IEEE802.3Z，与传统以太网有类似的组网方 法，1000Base-T标准定义了千兆介质专用端口，用于分隔MAC子层与物理层。 ①1000Base-T使用5类非屏蔽双绞线，双绞线长度可达100m ②1000Base-CX使用屏蔽双绞线，双绞线长度可达250m
③1000Base-LX使用波长为1300nm的单模光纤，光纤长度可达3000m ④1000Base-SX使用波长为850nm的多模光纤，光纤长度可达300~550m （3）10Gigabit Ethernet：万兆以太网标准IEEE802.3ae ①与其他以太网帧格式相同
②保持IEEE802.3对Ethernet最小和最大帧长度规定 ③不再使用双绞线，而是使用光纤作为传输介质 ④只有全双工工作方式，不存在介质访问控制问题，网络传输距离不受冲突 检测限制
2.4交换式局域网与虚拟局域网
交换机：局域网交换机是交换式局域网的核心设备。以太网交换机可以有多个端口，每个端口可以与 一个共享介质的集线器（Hub）连接。
交换机的技术特点：低交换延迟支持不同的传输速率和工作模式支持虚拟局域网服务
交换机的帧转发方式：直接交换方式存储转发交换方式改进的直接交换方式（前64字节） 虚拟局域网组网方法：①用交换机端口定义虚拟局域网 ②用MAC地址定义 ③用网络层地址定义 ④基于广播组
2.5无线局域网
应用领域：①传统局域网的扩充 ②建筑物之间的互联 ③漫游访问
④特殊无线网络的结构：Ad hoc不需要基站的“对等结构”
无线局域网分类：红外线局域网：发送点必须直接看到接收点，中间没有阻挡。 定向光束红外传输 全方位红外传输 漫反射红外传输
扩频局域网：跳频扩频和直接序列扩频都使用2.4GHz的ISM波段 窄带微波局域网
IEEE802.11协议结构：采用的是层次模型结构，其中物理层定义了红外，跳频扩频与直接序列扩频 的数据传输标准。
MAC层采用CSMA/CA冲突避免方法，物理层执行信道载波监听功能。 帧头（30B） 2B 2B 6B 6B 6B 2B 6B 0~2312B 4B 帧控制 Duration/ID 地址1 地址2 地址3 顺序控制 地址4 数据 帧校验 协议类发送DS 更多重功率更多WEP子类型 Order 版本 型 DS 发送 分组 传 管理 数据 加密 2b 2b 4b 1b 1b 1b 1b 1b 1b 1b 1b 帧校验字段长度为4B，用于完成帧的CRC校验，校验范围为MAC帧头与数据域。 IEEE802.11的网络结构：①端站STA ②接入点AP
③接入控制器AC：在WLAN与外部网络之间充当网关的作用
④AAA服务器：又称为RADIUS用户认证服务器，负责完成用户认证，授 权和计费功能。
IEEE802.11认证方式：基于IEEE802.1x的认证，基于PPPoE的认证和基于Web的认证。 IEEE802.11a：5GHz波段速率54Mbps IEEE802.11b：2.4GHz波段速率11Mbps IEEE802.11g：2.4GHz波段速率54Mbps
第三章 Internet基础
3.1Internet的构成
接入方式：电话网接入
ADSL接入：使用调制解调技术，在电话线路进行高速的数据传输。下行速率 （16~640kbps）远远大于上行速率（1.5~9Mbps）
HFC接入：上行速率10Mbps，下行速率10~40Mbps之间。采用共享式的传输方式。
3.2IP协议与IP层技术服务
IP服务三个特点：不可靠的投递业务 面向无连接的传输服务 尽最大努力投递服务 IP互联网时间：隐藏了低层物理网络细节
不指定网络互联的拓扑结构，也不要求全网之间的互联 能在物理网络之间转发数据，信息可以跨网传输 所有计算机使用统一的、全局的地址描述法 平等的对待互联网之间的每一个角落
3.3IP地址
直接广播：有效的网络号和一个全“1”的主机号
有限广播：32比特全“1”的IP地址（255.255.255.255）用于本网广播。
3.4IP数据报 0 版本 4 8 服务类型 标志 协议 源IP地址 目的IP地址 选项+填充 数据 16 19 总长度 片偏移 头部校验和 31 报头长度 标识 生存周期 长度：报头长度以32b双字指出该报头区的长度。在没有选项和填充的情况下，该值为“5”。一个含 有选项的报头长度则取决于选项域的长度。但是，报头长度应当是32b的整数倍，如不是，需 在填充域加0凑齐。
总长度以8b字节为单位。
头部校验和用于保证IP数据报报头完整性。 IP封装分片与重组：最大传输单元MTU
只有目的主机才可以对分片进行重组。
3.5差错与控制报文
ICMP差错控制：所有差错信息都要向源主机报告
差错报告不享受特别优先权和可靠性，作为一般数据传输。
ICMP差错报告除包含故障IP数据报报头，还包含故障IP数据报数据区的前64 比特数据
ICMP差错报告是伴随抛弃出错IP数据报而产生的。 ICMP出错报告：目的不可达，超时，参数出错
3.6路由器与路由选择
RIP协议利用向量-距离算法；OSPF使用链路-状态算法。 RIP解决慢收敛对策：①限制路径最大最大“距离”对策 ②水平分割对策 ③保持对策
④带触发刷新的毒性逆转对策
3.7组播技术
组播地址都是D类IP地址
组管理协议包括：Internet组管理协议IGMP和Cisco专用的组管理协议CGMP
IGMPv1定义了基本的组成员查询和报告过程；IGMPv2在IGMPv1的基础上添加了组成员快速离开的机制；IGMP监听可以解决2层环境中的组播报文泛滥问题。
3.8IPv6协议
128位地址长度。特殊地址：全零地址（地址不存在），回送地址（0:0:0:0:0:0:0:1）
第四章 Internet基本服务
4.1应用进程通信模型
重复服务器方案和并发服务器方案。
P2P网络基本结构：集中式：服务器只保留索引信息。 Napster代表 分布式非结构化：对网络的动态变化有较好的容错能力，因此具有较好的可用性 支持复杂查询，没有中心服务器，采用洪泛式搜索和随机转发
机制
Gnutella为代表
分布式结构化：基于DHT的分布式发现和路由算法。 以Pastry、Tapestry、Chord和CAN为代表 混合式：用户结点搜索结点索引结点。
Skype、eDonkey、BitTorrent、PPLive为代表
4.2域名系统
类型 SOA A MX NS CNAME PTR HINFO TXT 意义 授权开始 主机地址 邮件交换机 域名服务器 别名 指针 主机描述 文本 内容 标识一个资源记录集合（称为授权区段）的开始 32位二进制IP地址 邮件服务器名及优先级 域的授权名字服务器名 别名的规范名字 对应于IP地址的主机名 ASCII字符串，CPU和OS描述 ASCII字符串，不解释 4.3远程登录服务
网络虚拟终端NVT提供了一种标准的键盘定义，用来屏蔽不同计算机系统对键盘输入的差异性。
4.4FTP服务
客户机与服务器间建立双重连接 控制连接
数据连接 主动模式：PORT命令
被动模式：客户机通过控制连接向服务器发送PASV。 FTP协议支持两种文本文件类型的传输：即ASCII码文件类型和EBCDIC文件类型
4.5电子邮件系统
SMTP发邮件，POP3或IMAP收邮件
SMTP传送邮件阶段：建立连接邮件传递连接关闭。 命令 描述 USER<用户邮箱名> 客户机希望操作的电子邮箱 PASS<口令> 用户邮箱口令 STAT 查询报文总长度 LIST[<邮件编号>] 列出报文长度 RETR<邮件编号> 请求服务器发送指定编号的邮件 DELE<邮件编号> 对指定编号的邮件作删除标记 NOOP 无操作 RSET 复位操作，清除所有删除标记 QUIT 删除具有“删除”标记的邮件，关闭连接 4.6Web服务
Web是TCP/IP互联网上一个完全分布的信息系统，最早由欧洲核物理研究中心的Tim-Berners Lee主持开发。
Web服务系统中，信息资源以页面的形式存储在服务器中，这些页面采用超文本方式对信息进行组织。 页面到页面的链接信息由统一资源定位符URL维持。
浏览器由一个控制单元和一系列的客户单元、解释单元组成。控制单元接收用户的键盘或鼠标输入，并调用其他单元完成用户指令。
超文本传输协议HTTP：是Web客户机与Web服务器之间的传输协议。它建立在TCP基础之上，是 一种面向对象的协议。HTTP精确定义了请求报文和响应报文的格式，HTTP 请求报文包括一个请求行和若干报头行。
浏览器的安全性：①保护自己的计算机：将Internet世界划分成几个区域。
②验证站点的真实性：浏览站点前要求Web站点将其从CA安全认证中心申请的 数字证书发送过来。
③避免他人假冒自己：用户可以从CA安全认证中心申请自己的证书，并将该证书 装入浏览器
④避免第三方偷看或篡改：安全通道使用安全套阶层SSL技术。
第五章 新型网络应用
5.1即时通信系统
RFC2778，描述了即时通信系统的功能，正式为即时通信系统勾勒出了模型框架。 MSN采用自己的MSNP协议、AOL采用OSCAR协议、QQ采用自己的私有协议。
（1）SIP协议：不关心承载网络，他是应用层协议，可以运行在TCP、UDP、SCTP等传输协议上。 组成元素：①用户代理②代理服务器③重定向服务器④注册服务器。
四个服务器可以可共存于一个设备，SIP服务器完全是纯软件实现。 SIP消息：请求消息Request和响应消息Response 组成：一个起始行（Start-line）：请求行和状态行。 消息头（一个或多个字段组成）
一个标志消息头结束的空行（CRLF） 可选项的消息体（Message Body）组成。 一共定义了6种请求消息
（2）SIMPLE协议簇：由IETF的SIMPLE工作组制定。基于SIP协议框架。 （3）XMPP：基于Jabber协议框架。沿袭了E-mail系统。实体地址叫做JID。 特点：①客户机/服务器通信模式。 ②分布式网络 ③简单的客户机 ④XML的数据模式 特点 SIMPLE XMPP 基础 SIP协议 XML协议 成熟度 较为成熟 新兴技术 功能 支持各种即时通信消息 支持各种即时通信消息 扩展能力 一般 很强 主流厂商支持 微软、IBM SUN、Oracle、Google 前景 已率先广泛应用 后来居上 5.2文件共享
网络文件系统NFS：其通信协议设计与主机及操作系统无关，可以在多种平台下使用。 “mount”命令可以把远程文件系统挂接在自己的文件系统之下。
当客户机挂接一个文件或目录时，在使用时从服务器上读取到本地内存中。 Windows LAN文件共享：同样支持NFS
NetBIOS最多只能与其他节点建立254个通信话路。 NetBIOS名称最多可有15个字符。 NetBIOS可以使用4种类型的SMB
SMB是在会话层、表示层和小部分应用层的协议。SMB使用NetBIOS的应 用程序接口，SMB后改名为CIFS。
CIFS协议特点：①文件访问的完整性机制②文件访问的安全性③高性能和 可扩展性④支持Unicode文件名⑤全局文件名 协议 采用的传输协议 端口 NetBIOS名字服务 UDP 137 NetBIOS数据报 UDP 138 NetBIOS会话 TCP 139 CIFS TCP/UDP 445 P2P文件共享：起源于Napster，采用的是集中式结构
BitTorrent是基于MIT授权的开源软件，中心服务器Tracker仅负责提供下载该文件的 用户列表，并不存储文件本身。 Maze：·支持即时通信和BBS
·支持跨防火墙的文件共享与下载 ·支持在线资源搜索和文件目录视图 ·支持多点下载和断点续传 ·基于积点的资源交易体系
·采用社交网络的网络链接关系
用户管理服务器，目录服务器，收集服务器，检索服务器，心跳服务器，种子服 务器。 系统 PP点点通 百宝箱 Maze BitTorrent 拓扑结构 混合P2P 纯P2P 混合P2P 混合P2P 目录浏览 有 无 有 无 搜索引擎 强 无 弱 弱 积点机制 有 无 有 无 种子机制 有 有 无 无 多点下载 有 有 有 有 5.3IPTV
IPTV基本的技术形态可以概括为：视频数字化，传输IP化，播放流媒体化。
5.4VoIP
基本组件：①终端设备：IP电话客户终端，可以是硬件也可以是软件。 ②网关：从网络的角度看是一个H.323设备
基本功能：号码查询，建立通信连接，信号调制，信号压缩和解压，路由寻址 ③多点控制单元：可以利用IP网络实现多点通信
④网守：是一个中央实体，在VoIP网中起管理作用。
它是网络中的消息控制中心，它可以进行呼叫控制、地址解析、呼叫授权、身份 验证、集中账务与计费管理、保留呼叫详细记录等操作，并且可以喝网关紧密结 合在一起。网守还可以像实时网管一样监控网络、平衡负载、管理带宽以及提供 与现有系统的接口。
5.5网络搜索技术
全文搜索引擎功能模块的组成：①搜索器②索引器③检索器④用户接口
5.6社交网络
基于六度分隔理论
第六章 网络管理与网络安全
6.1网络管理
管理对象：硬件资源和软件资源
（1）配置管理：最基本的网络管理功能。是个中长期的活动。 ①设置系统中有关路由操作的参数 ②被管对象和被管对象组名字的管理 ③初始化或关闭被管对象
④根据要求收集系统当前状态的有关信息 ⑤获取系统重要变化的信息 ⑥更改系统配置
（2）故障管理：障碍管理，故障恢复，预防故障。故障管理参考配置管理的资源清单来识别网络元 素，还要与计费管理互通。 ①维护并检测错误日志
②接收错误检测报告并作出响应 ③跟踪、辨认错误 ④执行诊断测试 ⑤纠正错误
（3）计费管理：①计算网络建设及运营成本
②统计网络及其所包含的资源的利用率 ③联机收集计费数据
④计算用户应支付的网络服务费用 ⑤账单管理 （4）性能管理：①收集统计信息
②维护并检查系统状态日志
③确定自然和人工状态下系统的性能
④改变操作系统模式以进行系统性能管理的操作
（5）安全管理：.....
网络管理模型：网络管理者网络代理模型。一个管理者可以和多个代理进行信息交换，一个代理可以 接收来自多个管理者的操作系统。
网络管理模式：集中式和分布式。分布式使得管理变得更加自动。 SNMP：IETF将SGMP修改为SNMP。
v1简单容易实现，成本低。没有考虑安全问题。 v2提供验证，加密和时间同步机制。
v3重点是安全、可管理的体系结构和远程配置。 收集数据方式：轮询和基于中断的方法。
CMIP：由ISO制定，操作和事件报告是通过远程操作协议ROP实现的。
采用报告机制，具有及时性的特点。但由于其涉及面很广，大而全，所以实施起来比较复杂 且花费较高
6.2信息安全技术概述
美国国防部所属的国家计算机安全中心（NCSC）提出可信任计算机标准评估准则，也称橘皮书。 类别 名称 主要特征 D1 最小的保护 保护措施很少，没有安全功能 C1 有选择的安全保护 有选择的存取控制，用户与数据分离，数据保护以用户组为单位 C2 受控的访问控制 存取控制以用户为单位，广泛的审计 B1 标记安全保护 除了C2级的安全要求外，增加安全策略模型，数据标号，托管控制访问 设计系统时必须有一个合理的总体设计方案，面向安全的体系结构，遵B2 结构化安全保护 循最小授权原则，较好的抗渗透能力，访问控制应对所有的主体和客体进行保护，对系统进行隐蔽通道分析 B3 安全域机制 安全内核，高渗透能力 形式化的最高级描述和验证，形式化的隐秘通道分析，非形式化的代码A1 可验证安全设计 一致性证明。 6.3网络安全问题与安全策略
国际电信联盟（ITU-T）推荐方案X.800，即OSI安全框架， 安全攻击：X.800分类：被动攻击：窃听和监测
主动攻击：伪装、重放、消息篡改和拒绝服务 网络高层分类：服务攻击是针对某种特定网络服务的攻击 非服务攻击不针对某项具体应用服务，而是基于网络层等低层协议进行的 安全服务目的在于利用一种或多种安全机制阻止安全攻击。X.800将这些服务分为五类十四个特定服务。
6.4加密技术
对称密码：数据加密标准DES，数据加密算法DEA，DES采用64位分组长度和56位密钥长度，进 行16轮的相同函数作用置换和代换，最后一轮迭代输出64位。 ①三重DES
②高级加密标准AES：由NIST征集，密钥长度为128、192和256位，分组长度为128 位。
③Blowfish算法：由Bruce Schneier设计的，是一个可变密钥长度的分组密码算法，分组
长度为64位。 ④RC5算法
公钥密码：RSA算法：第一个既能用于数据加密有能用于数字签名的算法，但其安全性一直未得到 理论上的证明
ELGamal算法：基于1984年提出的公钥密码体制和椭圆曲线加密体系。生成的密文长度 是明文的两倍 背包加密算法
密钥管理：密钥分发中心（KDC）是一个独立可信的网络实体。
6.5认证技术
信息完整性认证方法基本途径：采用消息认证码（MAC） 采用篡改检测码（MDC） 认证信息的序号和时间
身份认证协议：一次一密机制 X.509认证协议
Kerberos认证协议：20世纪80年代由美国麻省理工学院MIT开发，实体是位于网 络上的客户机和服务器，Kerberos还可以产生会话密钥
6.6安全技术应用
S/MIME：基于RSA数据安全技术的互联网电子邮件格式标准的安全扩充。 功能：加密数据 签名数据 透明签名
签名并且加密的数据
网络层安全：IPSec（IP安全协议）是在网络层提供安全的一组协议。
主要协议：身份认证头（AH）协议和封装安全负载（ESP）协议 源主机在向目的主机发送安全数据报之前，源主机和网络主机进行握手并且建立 网络层逻辑单向连接。这个单工连接逻辑通道称为安全协定（SA），SA唯一定 义为三元组包括：安全协议（AH或ESP）标识符，单工连接的源IP地址和称为 安全参数索引（SPI）的32位连接标识符
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