一、计算机网络的发展与形成
1．基于P2P以“非中心化的方式”的网络应用成为新的增长点 2．计算机网络形成：
（1）计算机——终端（美国军方） （2）计算机——计算机
（3）ARPANET及OSI（高校，INTERNET前生）
（4）INTERNET 3．网络协议
（1）ISO指定OSI，国际认可
（2）TCP/IP，业内公认，早于OSI 4．信息高速公路：异步传输模式（ATM），宽带综合业务数字网（B-ISDM），高速局域网，交换局域网，虚拟网，无线网
5．搜索引擎是一种运用在WEB上的应用软件系统 6．宽带城域网
（1）包括核心交换网、接入网
（2）用户接入网分三类：计算机网络、电信通信网、广播电视网（现在数字聚合，三网融合）
7．无线网络：
（1）无线局域网（WLAN）
① 传输介质：微波、激光、红外线 ② IEEE801.11制定
③ 运用领域：传统局域网扩充、建筑物之间互联、特殊网络 ④ 传输技术：红外线、扩频、窄带微波 （2）发展
① 无线自组网（AD HOT）：自组织、对等、多跳
② 无线传感器网（WSN）将ADHOT于传感器结合，三要素是：传感器、感知对象、观察者
③ 无线网状网（WMM）：标准制定IEEE 802.11S ④ 蓝牙技术：标准制定IEEE 802.15，特点：短距离，低功耗
8．操作系统
（1）Window
（2）UNIX：小型机、C语言、易移植、多用户多任务、分时、采用树状目录、系统由内核和外壳组成，内核直接对硬件起作用，外壳是用户程序
（3）在微型机运行，内核效仿Unix，开放源代码、多用户多任务、界面友好、可移植
二、计算机网络基本概念
1．计算机网络定义
（1）观点：广义、资源共享（符合网络特征）、用户透明 2．分类
（1）局域网：覆盖范围有限（方圆几公里），传输数据较快，误码率低。从介质角度：共享式介质和交换式局域网
（2）城域网：
（3）广域网：最远最大、速率低。从逻辑和功能：通信子网、资源子网 （4）个人局域网：10M内 3．网络拓扑结构
（1）分类：星型、环形、树型、网状型
① 星型：中心节点是可靠性瓶颈
② 环形：延迟确定，每个线路都是瓶颈 ③ 树型：适用于汇聚数据的 （2）传输参数
① 传输速率：S=1/T（T为每比特所需要的时间），记bps，每秒传输的比特数 ② 带宽：与传输速率有关
a）奈科斯特准则：有限带宽、无噪声信道——Rmax=2B b）香茗定理：有限带宽、有随机噪声信道——Rmax=B*log2(1+S/N) ③ 误码率：平均误码率要低于10-9 （3）分包分组交换
① 早起交换分为：线路交换、存储转发交换
a）线路交换：线路建立、数据传输（实时，双向）、线路释放
优：实时性强，交互式会话类通信
缺：系统效率低，不具备数据存储，纠错功能
b）存储转发交换：报文交换、报文分组交换 ② 现代交换
a）数据报方式：不同分组经过不同路径、到达目的节点可能乱序、每个分组传输过程都带目的地址和源地址、传输延迟大，适合突发性通信，不适合长报文，会话式通信
b）虚电路方式：在传输前源节点和目的节点建立连接、顺序连接、不携带目的地址，源地址，无乱码重复丢失，每个节点只需要进行差错检测不需要路由选择，每个节点可与多个节点建立
4．网络体系结构 （1）网络协议
① 三要素
a）语法：格式和结构 b）语义：意义 c）时序：顺序说明
（2）网络体系结构
① 第一个网络体系结构：IBM的SNA a）OSI i定义了各层服务，服务与实现无关，不是一个标准，而是概念的框架 ii各个节点具有相同层次，相邻层之间接口通信，每层使用下层服务并向上提供服务
b）TCP/IP(传输控制协议/互联网协议) i互联层主要协议： IP ICMP IGMP ARP RARP ii传输层：进程间端到端通信，主要协议：TCP(可靠的面向连接的协议，无差错),UDP（不可靠的无连接协议，不要求分组顺序到达）
iii应用层： 远程登录协议：Telent、
文件传输协议:FTP
简单邮件传输协议SMTP
域名服务协议DNS
路由信息协议RIP
网络文件协议SNMP
超文本传输协议HTTP c）对比
5．P2P:最大化的为“非集中式”，不依赖DNS 6．IEEE802.2 将数据链路层划分为：逻辑链路控制子层（LLC,协议必相同），介质访问控制子层(MAC，协议可不同) 7．IEEE802.3 以太网标准，定义载波侦听多路访问（CSMA/CD）介质访问MAC子层与物理层标准
8．IEEE802.11 定义无线局域网介质访问MAC子层与物理层标准
9．IEEE802.15 定义近距离个人无线网介质访问MAC子层与物理层标准 10．IEEE802.16定义宽带无线局域网）介质访问MAC子层与物理层标准
三、局域网技术
1．与广域网不同，存储转发方式变为共享介质与交换方式 2．拓扑：
（1）总线型（共享介质）
① 解决冲突：载波侦听多路访问（CSMA/CD）、令牌总线（Token Bus） ② 所有节点通过网卡连接总线 ③ 采用双绞线、同轴电缆
④ 同一节点只能有一个节点通过总线发送数据，冲突会传输失败 ⑤ 优：结构简单，易于实现。易于扩展、可靠性强
缺点：不易管理，故障诊断和隔离困难 （2）环形
① 数据传输方向确定，采用令牌环 （3）星型
3．传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤，无线信道
4．以太网最核心技术：介质访问控制方法：载波侦听多路访问（CSMA/CD），解决多个节点共享公用总线
5．以太网传输错误：
（1）CRC正确，判定帧长度，“帧长度错误”
CRC错误，判断帧是否为8整数倍，是则“帧校验错误”，不是则“帧比特错误” 6．以太网物理地址，按照48位编码（EUI-48），12个12进制两两一组。前三组公司，后三组生产商自配，允许分配物理地址为247个
7．高速局域网 （1）解决方案 ① 提高带宽
a）快速以太网—802.3u i100BASE-TX：2对非屏蔽双绞线，支持全双工 ii100BASE-T4：4对非屏蔽双绞线，不知道全双工 iii100BASE-FX： 2芯光纤，支持全双工 b）千兆以太网—802.3z 或802.3ab i1000BASE-T ii1000BASE-CX：屏蔽双绞线
c）万兆网-802.3ae 不再使用双绞线，只有全双工 d）40GBS以太网：使用波分复用技术 ② 将大型局域网划分
③ 将共享介质方式改为交换方式
8．交换式局域网
（1）端口之间可有多个并发连接
（2）交换机利用“端口/MAC地址映射表”，读取源地址进行“地址学习”自动的学习
（3）交换机帧转发方式
① 直接转发——只读取目的地址，延迟小，没有差错能力，不支持不同速率端口转发
② 存储转发——完整接收检错再转发、延迟大，有矫错，支持不同速率 ③ 改进的直接转发——接收前64字节，检帧头字段
9．虚拟局域网
（1）软件方式实现，节点不收物理位置限制 （2）组网方式
① 用交换机端口定义虚拟网
a）一个端口自己能属于一个组 b）转移到另一个端口是，要重配置 ② 用MAC定义虚拟网（基于用户）
a）可以随意移动节点，初始配置麻烦
③ 基于网络层定义虚拟网
a）可以随意移动节点，性能差，检查网络层地址难 ④ 基于广播组
a）可灵活组件，可跨越局域网与广域网互联
（3）优点：方便管理、安全性、改善网络服务 10．无线局域网 （1）红外
① 视距方式传输：定向、全方位、漫反射
② 通信安全号，抗干扰性强、简单易管理、传输距离受限 （2）扩频——牺牲频带宽度来提高抗干扰性和安全性
① 跳频——发收采用相同跳频系列
② 直接序列——发收采用相同伪随机码，所有接受节点使用相同频段 （3）窄带微波：微波无线电 （4）MAC层——CSMA/CA ① 分类 a）无争用服务（PCF）：中心控制节点 b）争用服务（DCF）
② 802.11协议
四、INTERNET基础
1．Internet构成：通信线路、路由器、主机、信息资源 2．接入方式
（1）电话网——需要调制解调器（调制：数字—模拟、解调：模拟—数字），速率56K （2）ADSL——使用电话线，通过ADSL调制解调器，具有网桥和路由器，分上下行 （3）使用HFC——有线电视网，混合光纤和同轴电缆。 （4）数据通信线路 3．IP协议
（1）IP服务特点：不可靠、面向无连接、尽最大努力
（2）IP互联网特点：隐藏底层物理网络、不制定网络拓扑也不要去网络全连接、信息可跨网、平等对待每个网络
（3）IP地址作用：用于标识身份，屏蔽物理地址的差异，标识网络连接
① 由32个比特组成
② 层次结构：网络号、主机号
③ 分类a）A类：1~126 b）B类：128~191 c）C类：192~223 d）网络地址：网络位不变，主机位变0 e）广播地址：
i直接广播：网络位不变，主机位全1 ii有线广播：网络位全1，主机位全1 f）回送地址：127.0.0.0（用于本地测试）
g）本地地址：10.0.0.0/8
172.16.0.0/12
192.168.0.0/16 ④ 子网编制（避免IP地址浪费）
a）LVSM（可变长子网掩码，在无类物流中使用） b）CIDR（）
⑤ 地址解析协议ARP（已知IP，求MAC的方法）
a）请求是广播，回应是单播
b）采用高速缓存技术，时钟更新保证正确性
c）IP数据报——IP协议使用的数据单元（总长度以8b为单位） i报头区：源 IP地址、目的IP地址（以32位双字节为单位） ii数据区（不校验）
iiiMTU：一个帧最多携带的数据量
iv分段：数据报头相同，最后一个数据段在头部设置一个特别位，最终目的主机，重组。
v分片：标识（区别不同数据报）、标志（是否分片，是否是最后一个）、片偏移（分片位置，8字节）
vi选项：目的——控制和测试、包括——选项吗，长度，选项数据（源路由，记录路由，时间戳）
⑥ 差错与控制报文ICMP 差错
a）典型运用：ping和,raceroute b）特点：1没有什么特别优先权 2，还报告数据区前64b
3，先把出错报文丢弃
c）分类：目的地不可达、超时报告、参数出错
控制
d）IP层控制：
i拥塞控制（路由处理太慢，传入大于传出，利用ICMP源抑制报文） ii路由控制（路径非最优，继续转发并发送重定向ICMP报文）
（4）路由器
① 表驱动IP选路（路由表是选路依据，隐藏主机信息，只表示目的网络地址）
a）下一站选路思想：（N—目标网络,R—下一站）
b）路由表建立（静态—人工建立和管理，简单可靠，不适用复杂网络，建立维护难，容易出现路由环，动态—自动学习，路由器运行相同路由选择协议和相同选择算法）
i路由协议：（1）路由信息协议RIP：向量—距离（V-D）算法:周期性30s，过时路由180s，通过跳数计算距离，向相邻广播路由信息表
特点：简答易实现，收敛慢，需要交换信息大。适用于变化不大的中小型网络
形成环路对策：
1、限制最大距离（15最大 ）
2、水平分割
3、保持对策（60s）
4、带出发刷新的毒性逆转对策
（2）开放式最短路进有限协议OSPF:链路—状态（L-S）算法：周期性广播自己与相邻的连接关系，构成拓扑图
特点：收敛速度快，支持服务类选路，提供负载均衡和身份认证，使用庞大复杂的网络，缺点：要求cpu,带宽
解决办法
1、分区
2、指派路由器
c）静态（2~10） RIP（10~50）OSPF（50以上）
（5）组播
① 单播（一对一，实现个性化服务，网络浏览），广播（有线电视），组播（一对一组，视频点播，视频会议，没有纠错）
② 特点：使用组地址、动态、底层硬件支持 ③ 协议
a）组管理协议IGMP（主机—路由器） iV1:基本组成员查询和报告 iiV2增加快速
iiiV3指定接收不接受
b）组播路由协议（路由器—路由器，核心）：源地址、组地址、入接口、出接口，匹配前三个，获取单播拓扑结构。
i域内（密集型—带宽充裕、稀疏型—带宽不充裕） ii域间 （6）IPV6 ① IPV4地址局限性：空间局限性、性能问题、安全性、自动配置问题、服务质量QoS问题
② 128位，ipv4为32位
③ 单播、组播、任播（发送到任意一个地址，一般最近地址） ④ 数据报：基本头（40个字节），多个扩展头，高层协议数据单元 ⑤ 自动配置：有状态（DHCP支持，向DHCP多播发送请求）、无状态（64位前缀，64为网络接口）
（7）TCP和UDP（传输层）
① TCP传输控制协议（保证可靠性）——面向连接的，可靠的，全双工
a）丢失与重发（确认机制——，连接初始序列号32位随机号，没收到确认报文，等待随机时间重发，等待时间具有适应性，使用KARN算法）
b）连接可靠性和优雅关闭——三次握手
c）TCP缓冲，流控，窗口——窗口（缓冲区剩余空间）：流量控制
d）TCP连接与端口telne(远程登录)、SMTP:简单邮件传输协议，DOMAIN:域名传输协议，POP3:邮件下载协议 ② UDP用户数据报协议——面向非连接，不可靠
a）可能出现丢失，乱序，重复，简单高效
b）端口
4．NAT技术（解决地址短缺问题）
（1）静态NAT：内部地址与全局地址一一对应 （2）动态NAT （3）网络地址端口转换NAPT（多对一）
五、INTERNET基础服务
1．客户机/服务器模型 （1）WEB,FTP,EMAIL （2）实现
① 通过端头号解决特定服务
②
1、重复服务器：先进先出
2、并发服务器
2．P2P对等模型（流媒体直播，文件共享，协同工作，分布式搜索）
（1）集中目录式——在专门服务器存放资源目录（Napster,要求服务器持续运转） （2）分布式非结构化——洪泛查询，适用规模小的网络（Gnueteella，采用TTL机制） （3）分布式结构化——基于分布式散列表DHT，非中心化，自组织，可扩展性，健壮性，维护复杂，
（4）混合式——节点分为用户节点，搜索节点，索引节点3．域名系统 （1）命名机制
① 原则：唯一性，便于管理，高效映射
② 域名书写：字母，数字连字符，最长不超过63，不区分大小写
③
④ 域名解析
a）自顶向下，首先由本地域名服务器请求，可有服务器和本级建立高速缓存技术，提高效率，
b）递归解析（一次解析全部）反复解析（一级级解析）
c）
4．远程登录Telnet （1）采用客户机/服务器模型
（2）通过TCP连接（可靠的，端口号23） （3）网络虚拟终端NVT统一不同格式 5．FTP服务
（1）采用C/S服务
（2）双重连接：控制连接、数据连接（
1、主动模式—服务器主动，使用PORT，默认
2、被动模式使用PASV）
（3）命令与应答采用7为ASCLL码，每个命令由4个大写字符组成， （4）服务器响应状态码：200（就绪），452（文件写错） （5）文本文件传输、二进制文件传输（图像文件） （6）用户接口
① 传统FTP ② 浏览器
③ FTP下载工具（断点续传，高速）
（7）访问控制：利用账号控制访问权限，需要先登录 ① 匿名账号：用户名：Anonymous
密
码：guest 6．电子邮件（TCP连接） （1）C/S模式
（2）SMTP（简单邮件传输协议）：发邮件 （3）POP3（邮件协议）：读邮件 7．WEB服务（TCP连接）
（1）以HTML和HTTP为基础，提供统一的图形用户界面 （2）HTTP请求服务全过程：连接，请求，应答，关闭 （3）HTML语言：不区分大小写
（4）安全性：ca安全认证，安全套接层SSL
安全控制级别：IP地址限制、用户验证、WEB权限、NTFS权限
六、新型网络运用
1．即时通信
（1）音频/视频聊天（UDP），应用共享（TCP），文件传输，文件共享，游戏要求，远程助理，白板
（2）通信模式
① C/S（服务器中转）：信息交互需要通过转中服务器 ② P2P—点到点，服务器提供端口号和地址 （3）通信协议
① SIP会话初始化协议——可在YCP,UDP上传送
② XMPP——XML是核心，统一的选址方案，客户端简单
a）用户代理， b）代理服务器 c）重定向服务器 d）注册服务器
2．文件共享
（1）网络文件系统NFS——共享目录和文件，与主机和操作系统无关，用mount命令
① 优点：占用磁盘少，Home目录放在服务器 （2）Windows NetBIOS协议 （3）Windows NetBIOS协议 （4）CIFS 锁定和解锁
3．P2P文件共享——起源Napster，之后BT（有中心服务器torrent，用户提供种子） （1）六度分割理论
（2）Mzae（支持及时通信和BBS，支持在线收缩和文件目录，支持多点断电传输）
4．IPTV （1）交互式多媒体，具有交互性和实时性 （2）业务：视频点播，直播电视（组播），时移电视（存储文件，采用点播） （3）技术：视频数字化，传输IP化，播发流媒体化
5．VOIP（IP电话）——终端，网关，网守，多点控制单元 （1）PC-PC：全双工声卡，相同软件（最早） （2）PC-PHONE （3）PHONE-PHONE:双方配置类似于调制解调器中 （4）SKYPE：采用256位的AES加密‘ 6．网络搜索技术
（1）条目包括：标题，摘要，URL （2）搜索引擎：搜索器、索引器、检索器、用户接口
① GOOGLE：分布式爬行系统页面采集技术，页面等级技术，超文本匹配分析技术
② 百度：智能性，可扩展性搜索技术，蜘蛛
七、网络管理与网络安全
1．网络管理——检测和控制 （1）对象：硬软件资源
（2）目标：网络质量，稳定运转，异种设备，安全，成本低，业务不单一 （3）功能：配置管理，故障管理，计费管理，性能管理，安全管理
① 配置：辨别，定义，控制，监视网络对象，使网络性能达到最优 ② 故障：发现和排除故障，故障管理，恢复，预防 ③ 性能：维护网络质量和运行效率 ④ 安全：隐蔽性，认证，完整性 （4）模式
① 集中式：至少有一个管理站
② 分布式：不考虑拓扑结构，分散收集数据 （5）协议
① SNMP（简单网络管理协议）：包含代理，收集数据方法——轮询（缺乏实时性）、基于中断（实时性强，但信息量大）
② CMIP（公共管理协议）：所有功能映射到应用层，采用报告机制。及时性强，但复杂费用高
2．网络安全
（1）真实性、保密性、完整性、可用性、不可抵赖性、可控制性、可审查性 （2）策略——先进技术、严格安全管理、法律约束、安全教育 （3）安全等级：
① D1（客户机系统DOS,WINDOWS3X.WINDOWS9X），C1，C2（服务器linx.)，B1，B2，B3，A1 ② 中国：五个级别
a）自主保护级
b）指导保护级（一定危害） c）监督保护级（较大危害） d）强制保护级（严重危害） e）专控保护剂（特大危害）
（4）目的：存储安全、传输安全 （5）安全框架：
① 安全攻击（被动—预防、主动—检测、服务攻击、非服务攻击—利用漏洞—源路由攻击和地址欺骗）
② 安全机制 ③ 安全服务 （6）安全模型：必须有可信第三方，提供总裁
① 安全服务四方面：安全传输、信息保密、分配和共享秘密信息、通信协议 ② 威胁：信息访问威胁、服务威胁
3．加密技术
（1）编码特征：加密算法（代换、置换）、密钥数、处理明文方法（分组密码、流密码）
（2）密码分析：密码分析攻击、穷举攻击 （3）对称密码：
① DES（数字加密算法）：64明文，56密钥，置换——NIST ② 三重DES：多个密钥，三次加密，速度慢 ③ AES（高级加密标准）：密钥长度1
28、19
2、2
56、分组长度128位 ④ Blowfish:分组长度64位，密钥可变。置换和代换 ⑤ RC5：分组和密钥都可变 （4）非对称密码：
① 加密密钥和解密密钥不相同，但相关 ② 应用：
a）加密/解密 b）数字签名 c）密钥交换 ③ RSA a）既能用于加密，也能用于数字签名
b）分组密码：明文密文均是0—(N-1),N为1024或309十进制 ④ ELGAMA算法
a）基于离散对数的公钥密码体质，椭圆曲线加密体现 b）密文长度是明文两倍 c）基于背包问题
（5）密钥管理
① 分发：密钥分发中心（KDC） ② 密钥认证：
a）认证中心CA（1.认证身份
2.颁发证书—数字签名，全球唯一性）——可以从任何地方发出
b）消息认证：证实信息的源和宿，比否被修改，完整性 i来源
ii完整性——认证码、篡改检验码 iii序号和时间
iv模式：单向，双向
v认证函数：加密函数、认证码、散列函数
c）数字签名——加密的消息摘要，附在消息后，防止抵赖 i使用公钥密码体制
d）身份认证——
1、能识别
2、只能识别，没有其他作用 i口令认证——S/Key协议、令牌口令认证方案 ii持证认证 iii生物认证 e）认证技术 i一次一密——请求应答机制、询问应答机制 iiX.509认证协议：公钥加密
iiiKerberos认证技术——美国麻省，为TCP/IP网络，可信第三方鉴别协议，对称密钥机制，一般采用DES算法，与网络上每个实体密钥不同
4．安全技术应用 （1）安全电子邮件
① PGP——鉴别、机密性、压缩、电子邮件兼容性、分段
a）数字签名：DSS/SH或RSA/SHA b）报文加密：，没有AES c）压缩：ZIP d）兼容：64-BASE e）分段：支持分段和重新装备
f）四种密钥：一次性会话的常规密钥、公开密钥、私有，密钥、基于口令短语的常规密钥，PGP安装后，为用户产生一个公共密钥对
② S/MIME a）功能：加密、签名、透明签名（签名数据形成内容）、签名并加密
（2）网络层安全：IPSEC ① 身份验证头（AH）封装安全负责（ESP） ② 建立网络逻辑连接，安全协定（SA），单工
③ AH：提供身份认证和数据完整性，没有提供秘密性。AH头在原有IP数据报数据（TCP或UDP）和IP头之间
a）IP头+AH头+TCP或UDP ④ ESP：提供身份认证和数据完整性，密码性。比AH更复杂
a）IP头+ESP头+TCP或UDP+ESP尾+ESP身份认证
（3）WEB安全
① 服务器安全 ② 浏览器安全
③ 服务器英语浏览器之间网络通信安全
a）分为：网络级IPsec、传输级（在TCP上实现。安全套接触SSL，运输层安全TLS）、应用级（安全电子交易SET）
5．入侵与防火墙 （1）入侵
① 入侵者：假冒者、非法者、秘密用户 ② 入侵检测技术
a）统计异常（阀值检测——阀值和时间区、基于轮廓——刻画过去行为） b）基于规则的检测（异常检测、渗透鉴别——依赖专家系统） c）分布式入侵检测（局域网）
（2）防火墙
① 目标：内外通信量都必须经过防火墙、只有被授权通信才能过、对呀渗透免疫
② 特性：服务控制、方向控制、用户控制、行为控制 ③ 功能：
a）定义单个阻塞点
b）提供安全与监视有关事情的场所 c）可用于IPSEC平台
④ 分别：包过滤服务器、应用级网关、电路级网关、堡垒主机
6．病毒
（1）特点：不是独立存在、破坏性、传染性和潜伏性 （2）一般在可执行程序头部，程序调用时，先执行病毒 （3）病毒获得系统入口，会感染所有可执行病毒 （4）常见病毒：
① 宏病毒 ② 电子邮件
