NISP 一级 | 3.1 网络基础知识

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0x01：Internet 和 TCP/IP 协议

因特网（Internet）通过 TCP/IP 协议将遍布在全世界各地的计算机互联，从而形成超级计算机网络。因特网为用户提供了非常丰富的服务，包括万维网，电子邮件，文件传输，远程登录等。

0x02：网络协议

1. 网络中的协议（Protocol） ，是指实现约定或定义的一组通信规则。

2. 它精确地规定了所交换数据的格式和传输方法。

3. 不同网络必须遵守统一的协议才能相互通信。

4. TCP/IP 是一组不同层次上的多个协议组合。

5. 其定义了电子设备如何接入互联网，以及数据如何在他们之间传输。

0x0201：网络模型 — OSI 模型 & TCP/IP 模型

下图中，左侧为 OSI 参考模型，右侧为 TCP/IP 模型：

0x0202：TCP/IP 协议分层

TCP/IP 模型共四层，每层都由众多协议组成，如下图所示，其中，网际层最终要的协议就是 IP 协议：

0x03：通信地址

0x0301：什么是通信地址？

1. 通信其实就是将数据从一端传送到另一端的过程。这有点像发快递。

2. 发快递需要知道寄出地址和寄到地址。

3. 在网络中，寄出地址为源地址，寄到地址为目的地址。

0x0302：网络中的通信地址

通信中，每台计算机必须有一个全球唯一的物理地址。这个地址工作在网络接口层被称为 MAC 地址（48 bit） ，比如下图中，框住的地址就是该机的物理地址：

通信中，每台计算机还必须有一个逻辑地址。这个地址工作在 IP 层被称为 IP 地址（32 bit），比如下图中，被框住的就是该机的 IP 地址：

我们上面看到的 IP 地址叫做 IPv4，现在还有另外一种 IP 地址叫做 IPv6。目前 IPv4 地址已经不够用了。而 IPv6 地址比 IPv4 地址多。所以后面有可能会启用 IPv6。虽然有 “4” 和 “6” 之分但是它们都属于 TCP/IP 协议族。比如下面，被框住的部分就是 IPv6 地址：

拓展：IP 地址分类

1. 目前被大量使用的地址是 IPv4 地址

2. IPv6 地址是由 IETF（Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组） 设计的下一代 IP 协议

3. IPv6 不仅可以解决 IPv4 地址被耗尽的问题还可以提高 IP 协议本身的性能和安全性。

0x04：封装与解封装

封装（Encapsulation）：当高层进程要进行数据传输时，会先将数据从高层向低层传送。经过低层时，会分别加上该低层的头部信息置于数据首部。如下图所示：

解封装（Decapsulation）：执行封装的逆过程，如下图所示：

0x05：IPv4 包头格式

1. 版本：IPv4 版本

2. 包头长度：IPv4 包头长度

3. 服务类型：针对该 IPv4 数据包定义转发优先级

4. 数据包长度：IPv4 数据包总长度 = IPv4 包头长度+ IPv4 用户数据长度

5. 标识：分片重组时保持统一

6. 标记：第二 bit 置 1，表示不能分片；第三 bit 置 1，表示最后一片

7. 偏移：分片重组时还原原始数据位置

8. 生存期：每经过一跳此数值减 1，避免数据平面环路导致的无限转发

9. 协议类型：表示上层协议类型

10. 包头校验和：用于校验 IPV4 包头的正确性

11. 原 IP 地址：发送方的 IPv4 地址

12. 目的 IP 地址：接收方的 IPv4 地址

13. 可选项：用于表示对 IPv4 数据包进行一些特殊处理的信息

14. 用户数据：IPv4 头部上层负载的全部数据

0x06：端口 — Port

计算机中有一些协议常用端口，这些端口绑定了一些服务且明确表示使用某种服务协议。如 80 端口表示 HTTP 协议。黑客攻击常将各种协议端口作为入侵通道。端口通过端口号标记，范围是0 ~ 65535。

0x07：传输层协议：TCP & UDP

0x0701：TCP

传输控制协议 TCP：

1. 提供面向连接的、可靠的字节流服务

2. 提供可靠性服务

如下图，是 TCP 协议的包头：

0x0702：UDP

用户数据报协议 UDP：

1. 提供面向事务的简单不可靠信息传送服务

2. 无连接、不可靠。协议简单、占用资源少，效率高

如下图，是 UDP 协议的包头：

0x08：万维网（World Wide Web，WWW）

万维网是因特网上使用最广泛的一种信息服务，是因特网的主要组成部分。用户可以通过客户端程序（一般是浏览器）访问服务器端程序提供的页面。通过万维网用户可以阅读报刊、欣赏音乐、搜索资料，获取遍布全球的在线资源，也可以进行网上购物，网上支付等操作。

在万维网中一般使用超文本标记语言制作页面，在访问网站或网站资源时，用户通常需要输入网站的 URL 来访问站点，通过客户端浏览器，将网站的页面和资源传送给客户端。

如下图，就是一个典型的网页：

0x0801：超文本标记语言 HTML

超文本标记语言 HTML 是一种制作万维网页面的标准语言，为不同的计算机交换信息资源提供了统一的格式。超文本标记语言将各种不同格式的对象 比如文本、图像、音频和视频组织在一个一个的网页中，HTML 文件后缀为 html 或 htm。

0x0802：超文本传输协议 HTTP

超文本传输协议 HTTP 是用于从 WWW 服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议。它可以使浏览器更加高效，使网终传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪部分，以及哪部分内容首先显示（如文本先于图形）等。

HTTP 是客户端浏览器或其他程序与外部服务器之间的应用层通信协议，在 Internet 上的 Web 服务器存放的都是超文本信息，客户机需要通过 HTTP 协议传输所要访问的超文本信息，HTTP 包含命令和传输信息，不仅可以用于外部访问，也可以用于其他因特网内联网应用系统之间的通信，从而实现各类应用资源超媒体访问的集成。

0x0803：统一资源定位符 URL

用户在访问网站时，为了获取特定的信息资源，需要给出特定资源的地址，即统一资源定位符 （Uniform Resource Locator, URL）。它是用来标识万维网中每个信息资源的地址。

URL 由三部分组成，表示形式为：

 http://主机域名或 IP 地址[:端口号]/文件路径/文件名