5.计算机网络基础知识

5.1防火墙的概念和功能

5.1.1防火墙的定义与分类

防火墙是一个由软件和硬件设备组合而成的，在内部和外部网之间，以及专用网与公共网的界面上构造的保护屏障。它是一种计算机软件与硬件的组合，在Internet与Intranet之间建立起一个安全网关，从而保护内部网免受非法用户的入侵

防火墙的组成：服务访问规则、验证工具、包过滤、应用网关4这个部分组成

防火墙的分类

(1)网络层防火墙

(2)应用层防火墙

5.1.2防火墙的功能

防火墙的基本功能是控制计算机在计算机网络中不同信任程度区域间传送的数据流，如Internet是不可信任的区域，而内部网络是高度信任的区域。

防火墙的功能：

(1)网络安全的屏障

(2)强化网络安全策略

(3)对网络存取和访问进行监控审计

(4)防止内部信息的外泄

5.2网络设备简介

5.2.1路由的相关概念

5.2.1.1路由

路由是把信息从源穿过网络传递到目的地的行为，在路径中至少遇到一个中间节点。

路由的两个基本动作：

(1)确定最佳路径(选择路径)

(2)通过网络传输信息(也成为“交换”)

5.2.1.2路由器

路由器是工作在OSI第3层网络层上，具有连接不同类型的网络的能力并能够选择数据传送给路径的网络设备

路由器的3个特征：

(1)工作在网络层

(2)能连接不同类型的网络

(3)具有路径选择能力

常见的路由器的种类如下：

(1)接入路由器

(2)企业级路由器

(3)骨干级路由器

5.2.1.3路由表

路由表保存了子网的标志信息，网上路由器的个数和下一个路由器的名字

路由表分为如下两类：

(1)静态路由表

(2)动态路由表

5.2.1.4路由协议

RIP是Internet中常用的路由协议

OSPF是一种基于链路状态的路由协议

默认路由的作用是：当没有其他路由可选时最后选择的路由

5.2.2集线器

集线器是对接收到的信号进行整形放大，以扩大网络的传输距离，它工作在OSI的第1层物理层，与网卡网线的介质一样，属于局域网中基础设备，采用CSMA/CD协议访问，集线器属于纯硬件网络底层设备，它发送的数据没有针对性，采用广播的方式

广播发送数据的缺陷：

(1)可能带来数据通信的不安全因素

(2)采用共享带宽的广播方式可能造成网络塞车现象(即广播风暴)，降低了执行效率

(3)非双工传输，网络通信效率低

集线器工作时的两个特点：

(1)在网络中只是起到信号放大作用和重发作用，不具备信号定向传输功能

(2)只与上联设备通信，与同层各个端口不会直接通信

集线器按照处理输入信号的方式分为以下3类：

(1)无源集线器

(2)有源集线器

(3)智能集线器

当一个集线器提供的端口不够，两种扩展方式：(1)堆叠、(2)级联

5.2.3光纤

光纤是一种利用光在玻璃或塑料制成的玻璃纤维的全反射原理制成的光传导工具

光纤的优点：频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰、保真度高、工作性能强、成本下降

光纤按传输模式的分类：

(1)单模光纤：可以传输一种模式的光

(2)多模光纤：可以传输多种模式的光

单模光纤比多模光纤传输率高、传输距离长、成本高

5.3网络Internet协议层次

5.3.1网络协议相关概念

5.3.1.1网络协议

网络协议是指计算机网络中相互通信的对象实体间交换数据而建立的规则、标准或约定的集合

一个网络协议包含3个要素：

(1)语法

(2)语义

(3)时序

5.3.1.2网络协议的OSI参考模型

OSI计算机网络体系的通信协议划分为7层模型

物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

TCP/IP的4个层次

接口层、网络层、传输层、应用层

表5-2  TCP/IP模型与OSI模型的对应关系

5.3.1.3网络协议的TCP/IP常见协议

TCP/IP各层常见的协议：

(1)接口层协议

Ethernet802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame reley、HDLC、PPP

(2)网络层协议

·IP(Internet Protocol 网际协议)

·ICMP(Internet Control Message Protocol 控制报文协议)

·ARP(Address Resolution Protocol 地址转换协议)

(3)传输层协议

·TCP(Transmission Control Protocol 传输控制协议)

·UDP(User Datagram Protocol 用户数据报协议)

(4)应用层协议

·FTP(File Transfer Protocol 文件传输协议)

·Telnet(用户远程登陆服务)

·DNS(Domain Name Service 域名解析服务)

·SMTP(Simple Mail Transfer Protocol 简单邮件传输协议)

·POP3(Post Office Protocol 3 邮局协议第3版本)

·SNMP(Simple Network Manager Protocol 简单网络管理协议)

·HTTP(Hypertext Transfer Protocol 超文本传输协议)

·TFTP(Trivial File Transfer Protocol 简单文件传输协议)

·SSL(Secure Socket Layer 安全套接字协议)

·HTTPS(Secure Hypertext Transfer Protocol 安全超文本传输协议)

5.3.2网络端口

TCP/IP将端口分为两类

(1)熟知端口(保留端口，0-1023)

(2)自由端口(一般端口，1024-65535)

熟知端口是事先规定的，为用户熟知的

自由端口是可以随时分配给用户进程所用的端口

表5-3  常见的熟知端口

5.4网络IP地址和子网掩码的概念和计算

5.4.1网络IP地址

IP地址是一个32位的二进制地址，分为4组，每组8位，每个字节数值为0-255

IP地址按节点计算机所在网络规模分为5类：A、B、C、D、E类

(1)A类地址

A类地址由1个字节的网络地址和3个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是0，表示范围是：1.0.0.1-126.255.255.254 默认的网络掩码为255.0.0.0

(2)B类地址

B类地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是10，表示范围是：128.1.0.1-191.255.255.254 默认的网络掩码为255.255.0.0

(3)C类地址

C类地址由3个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是110，表示范围是：192.0.1.1-223.255.255.254 默认的网络掩码为255.255.255.0

(4)D类地址

D类地址是第一个字节以1110开头，它是一个专门保留的地址，并不指向特定网络，目前用于多点广播

(5)E类地址

E类地址以1111开头，为将来使用保留

5.4.2子网掩码

子网掩码是一个32位的二进制数，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识与主机标识，左边是网络位，以二进制数字1表示，右边是主机位，用二进制数字0表示

例：求解一个C类地址为192.9.200.13网络号与主机号的步骤：

(1)将IP地址192.9.200.13转换为二进制11000000.00001001.11001000.00001101

(2)将子网掩码255.255.255.0转换为二进制11111111.11111111.11111111.00000000

(3)将两个二进制数逻辑与(AND)得到11000000.00001001.11001000.00000000，转化为十进制表示，即192.9.200.0，即网络号为192.9.200.0

(4)将子网掩码取反再与IP地址逻辑与(AND)得到00000000.00000000. 00000000 . 00001101 ，转化为十进制表示，即0.0.0.13，即主机号为0.0.0.13

子网的划分

未做划分的IP地址：网络号+主机号

做划分的IP地址：网络号+子网号+子网主机号

计算子网内包含的机器数目公式为2^n-2，其中n为子网掩码中主机位的长度

5.4.3下一代互联网IPV6

IPV6是下一代互联网的协议，大大扩展了地址空间，IPV6采用128位地址

与IPV4相比，IPV6的优势：

(1)明显扩大了地址空间

(2)提高了网络整体的吞吐量

(3)使得整个服务质量得到很大改善

(4)安全性有了很大的保证

(5)支持即插即用的移动性

(6)更好的实现了多播功能

5.5网络HTTP协议及网络故障检查方法

5.5.1网络HTTP协议

所有HTTP协议第一行都是状态行，依次是HTTP版本号，3位数字组成的状态代码，以及描述的短语，彼此间用空格展开

状态代码的第一个数字表示相应的类型：

(1)1×× 消息：请求已被服务器接受，继续处理

(2)2×× 成功：请求已被服务器接受，理解并接受

(3)3×× 重定向：需要后续操作才能完成这次请求

(4)4×× 请求错误：请求含有语法错误或无法被执行

(5)5×× 服务器错误：服务器在处理某个正确请求时发生错误

常见的HTTP错误代码如下：

表5-4  常见的HTTP错误代码

5.5.2网络故障检查方法

Ping是检查网络是否通畅或者网络连接速度

Tracert是跟踪IP数据报的访问路径来确定从一个主机到网络上其他主机的路由

Netstat是显示网络连接，路由表，网络接口信息的命令，可以让用户得到目前哪些网络连接正在运行

ARP是确定对应IP地址的物理网卡地址

采用ping命令检测网络故障的步骤：

(1)先输入ping127.0.0.1，本地循环地址，如无法ping通，则表明本地机的TCP/IP协议不能正常工作

(2)如果操作成功，接下来ping本机IP。若通，则表明网络适配器(网卡或调制解调器)工作正常，否则是网络适配器的问题

(3)最后ping同网段中某计算机的IP，如果ping不通，则表明网络线路故障

在IIS下多站点和配置

采用虚拟主机的3种方式

(1)使用不同的IP地址

(2)使用不同的端口号

(3)使用不同的主机头

SNMP(简单网络管理协议)的5种协议数据单元

(1)get-request操作

(2)get-next-request操作

(3)set-request操作

(4)get-response操作

(5)trap操作

一个SNMP报文由3部分组成：公共SNMP首部，get/set首部，trap首部和变量绑定

全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试【软件评测师】-考试内容总结（五）计算机网络基础知识