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-考试内容总结计算机网络基础知识

Posted 2020-08-21 林猪猪的部落格

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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

OSI参考模型		TCP/IP参考模型
7	应用层	4	应用层
6	表示层
5	会话层
4	传输层	3	传输层
3	网络成	2	网络层
2	数据链路层	1	接口层
1	物理层	1	接口层

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

端口号码	名称	注释
1	TCPMUX	TCP端口服务多路复用
5	RJE	远程作业入口
7	ECHO	Echo服务
9	DISCARD	用于连接测试的空服务
11	SYSTAT	用于列举连接端口的系统状态
13	DAYTIME	为请求主机发送日期和时间
20	FTP-DATA	FTP数据端口
21	FTP	FTP端口
22	SSH	SSH服务
23	TELNET	Telnet服务
25	SMTP	简单邮件传输协议
37	TIME	时间协议
39	RLP	资源定位协议
42	NAMESERVER	互联网名称协议
43	NICNAME	WHOIS目录服务
50	RE-MAIL-CK	远程邮件检查协议
53	DOMAIN	域名服务
63	WHOIS++	扩展WHOIS服务
69	TETP	小文件传输协议
70	GOPHER	Gopher互联网文档查询和检索
80	HTTP	超文本传输协议
88	KERBEROS	网络验证系统
95	SUPDUP	Telnet协议扩展
101	HOSTNAME	SRI-NIC机器上主机名服务
107	RTELNET	远程Telnet
109	POP2	邮局协议版本2
110	POP3	邮局协议版本3
111	SUNRPC	远程过程调用
112	AUTH	验证身份识别协议
115	SFTP	安全文件传输协议
123	NTP	网络时间协议
143	IMAP	互联网消息存取协议
161	SNMP	简单网络管理协议
162	SNMPTRAP	SNMP陷阱
194	IRC	互联网中继聊天
199	SMUX	SNMP Unix多路复用
209	QMTP	快速邮件传输协议
220	IMAP3	互联网消息存取协议版本3
389	LDAP	轻型目录存取协议
427	SVRLOC	服务位置协议
443	HTTPS	安全超文本传输协议
444	SNPP	小型网络分页协议
487	SAFT	简单不对称文件传输协议
535	IIOP	互联网内部对象请求代理协议
546	DHCPV6-CLIENT	动态主机配置协议版本6客户
547	DHCPV6-SERVER	动态主机配置协议版本6服务
554	RTSP	实时流播协议
563	NNTPS	通过安全套接字层网络新闻传输协议
565	WHOAMI	Whoami用户ID列表
587	SUBMISSION	邮件消息提交代理
631	IPP	互联网打印协议
636	LDAPS	通过安全套接字层的轻型目录访问协议
674	ACAP	应用程序配置存取协议
992	TELNETS	通过安全套接字层的Telnet
993	IMAPS	通过安全套接字层的互联网消息存取协议
994	IRCS	通过安全套接字层的互联网中继聊天
995	POP3S	通过安全套接字层的邮局协议版本3

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

错误代码	说明
100	Continue,客户端继续请求
101	Witch Protocols,切换协议
200	OK,
201	Created,请求已成功，且创建了新资源
202	Accepted,请求已接受处理，但还没完成
203	Non-Authoritative Information,实体头部返回信息不是有效的
204	No Content,服务器已完成请求，但不需要返回实体
205	Reset Content, 服务器已完成请求，用户代理应该复位
206	Partial Content, 服务器已完成局部请求
300	Multiple Choices,所请求的资源符合集合的任何一个
301	Moved Permanently,锁清秋的资源已经指到一个新的永久URI
302	Found,,所请求的资源临时存在不同的URI
303	See Other,请求的相应可以在不同的URI中发现
304	Not Modified,没有变化
305	Use Proxy,请求的资源必须通过代理访问
307	Temporary Redirect,所请求的资源临时存在不同的URI
400	Bad Request,请求无效
401	Unauthorized,未授权
402	Payment Required,保留
403	Forbidden,禁止访问
404	Not Found,无法找到文件
405	Method Not Allowed,资源禁止
406	Not Accepted,无法接受
407	Proxy Authentication Required,要求代理身份验证
408	Request Time-out,请求超时
409	Conflict,冲突
410	Gone,永远不可用
411	Length Required,没有定义长度，服务器拒绝
412	Precondition Failed,先决条件失败
413	Request Entity Too Large, 请求URI太长，服务器拒绝
414	Request URI Too Large,请求URI太长
415	Unsupported Media Type,不支持媒体类型，服务器拒绝
416	Requested range not satisfied,请求范围不对
417	Expectation Failed,请求头部域不对
500	Internet Server Error,内部服务器错误
501	Not Implemented,未实现
502	Bad Gateway,,网关错误
503	Service Unavailable,服务器当前不能处理请求
504	Gateway Time-out,网关超时
505	HTTP Version Supported ,不支持的版本