计算机网络

发布时间 2024-01-04 17:11:47作者: 冷松
1、网络层:
分类的 IP 地址由网络号字段(指明网络)和主机号字段(指明主机)组成。网络号字段最前面的类别指明 IP 地址的类别。IP 地址是一种分等级的地址结构。IP 地址管理机构分配 IP 地址时只分配网络号,主机号由得到该网络号的单位自行分配。路由器根据目的主机所连接的网络号来转发分组。一个路由器至少连接到两个网络,所以一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址
 
2、运输层:
网络层为主机提供逻辑通信,而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
TCP 不提供广播或多播服务
 
  • UDP 的主要特点是 ① 无连接 ② 尽最大努力交付 ③ 面向报文 ④ 无拥塞控制 ⑤ 支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信 ⑥ 首部开销小(只有四个字段:源端口,目的端口,长度和检验和)
  • TCP 的主要特点是 ① 面向连接 ② 每一条 TCP 连接只能是一对一的 ③ 提供可靠交付 ④ 提供全双工通信 ⑤ 面向字节流
为了提高传输效率,发送方可以不使用低效率的停止等待协议,而是采用流水线传输。流水线传输就是发送方可连续发送多个分组,不必每发完一个分组就停下来等待对方确认。这样可使信道上一直有数据不间断的在传送。这种传输方式可以明显提高信道利用率。
在某段时间,若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分,网络的性能就要变坏。这种情况就叫拥塞。拥塞控制就是为了防止过多的数据注入到网络中,这样就可以使网络中的路由器或链路不致过载。拥塞控制所要做的都有一个前提,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,所有的路由器,以及与降低网络传输性能有关的所有因素。相反,流量控制往往是点对点通信量的控制,是个端到端的问题。流量控制所要做到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
 
3、应用层:
文件传输协议(FTP):FTP 是 File Transfer Protocol(文件传输协议)的英文简称,而中文简称为“文传协议”。用于 Internet 上的控制文件的双向传输。同时,它也是一个应用程序(Application)。基于不同的操作系统有不同的 FTP 应用程序,而所有这些应用程序都遵守同一种协议以传输文件。在 FTP 的使用当中,用户经常遇到两个概念:"下载"(Download)和"上传"(Upload)。 "下载"文件就是从远程主机拷贝文件至自己的计算机上;"上传"文件就是将文件从自己的计算机中拷贝至远程主机上。用 Internet 语言来说,用户可通过客户机程序向(从)远程主机上传(下载)文件。
简单文件传输协议(TFTP):TFTP(Trivial File Transfer Protocol,简单文件传输协议)是 TCP/IP 协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议,提供不复杂、开销不大的文件传输服务。端口号为 69。
代理服务器(Proxy Server):代理服务器(Proxy Server)是一种网络实体,它又称为万维网高速缓存。 代理服务器把最近的一些请求和响应暂存在本地磁盘中。当新请求到达时,若代理服务器发现这个请求与暂时存放的的请求相同,就返回暂存的响应,而不需要按 URL 的地址再次去互联网访问该资源。代理服务器可在客户端或服务器工作,也可以在中间系统工作。
 
4、
https   SSL/TLS:
  • 端口号 :HTTP 默认是 80,HTTPS 默认是 443。
  • URL 前缀 :HTTP 的 URL 前缀是 http://,HTTPS 的 URL 前缀是 https://
  • 安全性和资源消耗 : HTTP 协议运行在 TCP 之上,所有传输的内容都是明文,客户端和服务器端都无法验证对方的身份。HTTPS 是运行在 SSL/TLS 之上的 HTTP 协议,SSL/TLS 运行在 TCP 之上。所有传输的内容都经过加密,加密采用对称加密,但对称加密的密钥用服务器方的证书进行了非对称加密。所以说,HTTP 安全性没有 HTTPS 高,但是 HTTPS 比 HTTP 耗费更多服务器资源。
  • SSL/TLS 的核心要素是非对称加密。非对称加密采用两个密钥——一个公钥,一个私钥。在通信时,私钥仅由解密者保存,公钥由任何一个想与解密者通信的发送者(加密者)所知;为防止C 被 AS 拐跑了情况,公钥由放在证书里,颁发给服务端-》最后客户端请求服务端时服务端发给客户端-》客户端使用 CA 公钥对 服务端证书上的签名解密,同时对消息进行散列处理,得到摘要。比较摘要,验证 S 证书的真实性-》如果 C 验证 服务端证书是真实的,则信任 服务端的公钥(在 服务端 证书中)-》这样,通信双方只需要一次非对称加密,交换对称加密的密钥,在之后的信息通信中,使用绝对安全的密钥,对信息进行对称加密,即可保证传输消息的保密性
因为服务器收到客户端断开连接的请求时,可能还有一些数据没有发完,这时先回复 ACK,表示接收到了断开连接的请求。等到数据发完之后再发 FIN,断开服务器到客户端的数据传送。
客户端没有收到 ACK 确认,会重新发送 FIN 请求。
第四次挥手时,客户端发送给服务器的 ACK 有可能丢失,如果服务端因为某些原因而没有收到 ACK 的话,服务端就会重发 FIN,如果客户端在 2*MSL 的时间内收到了 FIN,就会重新发送 ACK 并再次等待 2MSL,防止 Server 没有收到 ACK 而不断重发 FIN。

MSL(Maximum Segment Lifetime) : 一个片段在网络中最大的存活时间,2MSL 就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到 2MSL,Client 都没有再次收到 FIN,那么 Client 推断 ACK 已经被成功接收,则结束 TCP 连接。

 
 TCP 传输可靠性保障(传输层):

6、确认丢失和确认迟到

  • 确认丢失 :确认消息在传输过程丢失。当 A 发送 M1 消息,B 收到后,B 向 A 发送了一个 M1 确认消息,但却在传输过程中丢失。而 A 并不知道,在超时计时过后,A 重传 M1 消息,B 再次收到该消息后采取以下两点措施:1. 丢弃这个重复的 M1 消息,不向上层交付。 2. 向 A 发送确认消息。(不会认为已经发送过了,就不再发送。A 能重传,就证明 B 的确认消息丢失)。
  • 确认迟到 :确认消息在传输过程中迟到。A 发送 M1 消息,B 收到并发送确认。在超时时间内没有收到确认消息,A 重传 M1 消息,B 仍然收到并继续发送确认消息(B 收到了 2 份 M1)。此时 A 收到了 B 第二次发送的确认消息。接着发送其他数据。过了一会,A 收到了 B 第一次发送的对 M1 的确认消息(A 也收到了 2 份确认消息)。处理如下:1. A 收到重复的确认后,直接丢弃。2. B 收到重复的 M1 后,也直接丢弃重复的 M1。
 
自动重传请求(Automatic Repeat-reQuest,ARQ)是 OSI 模型中数据链路层和传输层的错误纠正协议之一
ARQ 包括停止等待 ARQ 协议和连续 ARQ 协议。
 
ARP 协议详解(网络层)JavaGuide (gitee.io)
7、MAC 地址的长度为 6 字节(48 比特),地址空间大小有 280 万亿之多($2^{48}$),MAC 地址由 IEEE 统一管理与分配,理论上,一个网络设备中的网卡上的 MAC 地址是永久的。不同的网卡生产商从 IEEE 那里购买自己的 MAC 地址空间(MAC 的前 24 比特),也就是前 24 比特由 IEEE 统一管理,保证不会重复。而后 24 比特,由各家生产商自己管理,同样保证生产的两块网卡的 MAC 地址不会重复。
MAC 地址有一个特殊地址:FF-FF-FF-FF-FF-FF(全 1 地址),该地址表示广播地址。
 
8、SYN Flood 利用了 TCP 协议的三次握手机制,攻击者通常利用工具或者控制僵尸主机向服务器发送海量的变源 IP 地址或变源端口的 TCP SYN 报文,服务器响应了这些报文后就会生成大量的半连接,当系统资源被耗尽后,服务器将无法提供正常的服务。 增加服务器性能,提供更多的连接能力对于 SYN Flood 的海量报文来说杯水车薪,防御 SYN Flood 的关键在于判断哪些连接请求来自于真实源,屏蔽非真实源的请求以保障正常的业务请求能得到服务。
 

UDP Flood 主要通过利用服务器响应发送到其中一个端口的 UDP 数据包所采取的步骤。在正常情况下,当服务器在特定端口接收到 UDP 数据包时,会经过两个步骤:

  • 服务器首先检查是否正在运行正在侦听指定端口的请求的程序。
  • 如果没有程序在该端口接收数据包,则服务器使用 ICMP(ping)数据包进行响应,以通知发送方目的地不可达。
 

HTTP 洪水攻击有两种:

  • HTTP GET 攻击 :在这种攻击形式下,多台计算机或其他设备相互协调,向目标服务器发送对图像、文件或其他资产的多个请求。当目标被传入的请求和响应所淹没时,来自正常流量源的其他请求将被拒绝服务。
  • HTTP POST 攻击 : 一般而言,在网站上提交表单时,服务器必须处理传入的请求并将数据推送到持久层(通常是数据库)。与发送 POST 请求所需的处理能力和带宽相比,处理表单数据和运行必要数据库命令的过程相对密集。这种攻击利用相对资源消耗的差异,直接向目标服务器发送许多 POST 请求,直到目标服务器的容量饱和并拒绝服务为止。
DNS Flood攻击是一种分布式拒绝服务(DDoS)攻击,攻击者用大量流量淹没某个域的 DNS 服务器,以尝试中断该域的 DNS 解析。如果用户无法找到电话簿,就无法查找到用于调用特定资源的地址
 
DDos 清洗,就是我发现客人进店几分钟以后,但是一直不点餐,我就把他踢出店里。
DDoS 清洗会对用户请求数据进行实时监控,及时发现 DOS 攻击等异常流量,在不影响正常业务开展的情况下清洗掉这些异常流量。
CDN 加速,我们可以这么理解:为了减少流氓骚扰,我干脆将火锅店开到了线上,承接外卖服务,这样流氓找不到店在哪里,也耍不来流氓了。
在现实中,CDN 服务将网站访问流量分配到了各个节点中,这样一方面隐藏网站的真实 IP,另一方面即使遭遇 DDoS 攻击,也可以将流量分散到各个节点中,防止源站崩溃。