TCP/IP及其主要协议

TCP/IP协议是一个协议簇，其中包括很多协议。
TCP/IP协议包括应用层、传输层、网络层、网络访问层（网络接口层、网际层）。

  • 应用层：应用程序间沟通的层
    • 超文本传输协议(HTTP)：万维网的基本协议；
    • 文件传输(TFTP)：简单文件传输协议；远程登录(Telnet)：提供远程访问其它主机功能，它允许用户登录internet主机，并在这台主机上执行命令；
    • 网络管理(SNMP)：简单网络管理协议，该协议提供了监控网络设备的方法，以及配置管理、统计信息收集、性能管理及安全管理等；
    • 域名系统(DNS)：域名解析服务，该系统用于在internet中将域名及转换成IP地址；
  • 传输层：提供了节点间的数据传送服务，给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。
    • 传输控制协议（TCP）
    • 用户数据报协议（UDP）
  • 网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一个数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收）。
    • Internet协议(IP) ：根据网间报文IP地址，从一个网络通过路由器传到另一网络；
    • ICMP：Internet控制信息协议(ICMP)；
    • ARP：地址解析协议(ARP) ——“最不安全的协议”。
    • RARP：反向地址解析协议(RARP)
  • 网络访问层：又称作主机到网络层(host-to-network)，IP地址与物理地址硬件的映射及IP封装成帧，基于不同硬件类型的网络接口，网络访问层定义了与物理介质的连接。

OSI模型及其主要协议

OSI模型是一个开放式系统互联参考模型，该模型人为的定义了七层结构。
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  1. 物理层 Physical
    OSI的物理层规定了通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性，该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。该层数据的单位称为比特(bit)。其主要有：EIA/TIA、RS-232、EIA/TIA、RS-449、V.35、RJ-45、fddi令牌环网。
  2. 数据链路层 Data Link
    定义了在单个链路上如何传输数据，其主要作用包括：作用包括物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。该层数据的单位称为帧(frame)。其主要有：ARP、RARP、SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继。
  3. 网络层 Network
    定义了端到端的包传输，定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习路由的方式。
    为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质，网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。主要负责寻找地址和路由选择，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
    该层数据的单位称为数据包(packet)。主要有：IP、IPX、RIP、OSPF。
  4. 传输层 Transport
    • 为端到端连接提供传输服务；
      这种传输服务分为可靠和不可靠的，其中TCP是典型的可靠传输，而UDP则是不可靠传输；
    • 为端到端连接提供流量控制，差错控制，重新排序，服务质量等管理服务。
    • 该层数据的单位称为数据段(segment)。主要有：TCP、UDP、SPX、DCCP、SCTP、RTP、RSVP、PPTP。
  5. 会话层 Session
    他定义了如何开始、控制和结束一个会话，即负责建立和断开通信连接（数据流动的逻辑通路）。主要有：RPC、SQL、NetBIOS。
  6. 表示层 Presentation
    定义数据格式及加密。主要负责数据格式的转换，确保一个系统的应用层信息可被另一个系统应用层读取。主要有：加密、ASII、TIFF、JPEG、HTML、PICT。
  7. 应用层 Application
    与其他计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的，为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。主要有：Telnet、HTTP、FTP、WWW、NFS、SMTP。

IP协议与IP地址

IP协议(Internet Protocol)：又称互联网协议，是支持网间互连的数据报协议。它提供网间连接的完善功能，包括IP数据包规定互连网络范围内的IP地址格式。
为了实现连接到互联网上的结点之间的通信，必须为每个结点（入网的计算机）分配一个地址，并且应当保证这个地址是全网唯一的，这便是IP地址。
目前的IP地址（IPv4：IP第4版本）由32个二进制位表示，每8位二进制数为一个整数，中间由小数点间隔，整个IP地址空间有4组8位二进制数，由表示主机所在的网络的地址以及主机在该网络中的标识共同组成。为了便于寻址和层次化的构造网络，IP地址被分为A、B、C、D、E五类，商业应用中只用到A、B、C三类。

  • A类地址：网络标识由第一组8位二进制数表示，网络中的主机标识占3组8位二进制数，网络标识的第一位二进制数取值必须为”0”。
  • A类地址允许有126个网段，每个网络大约允许有1670万台主机，通常分配给拥有大量主机的网络（如主干网）。1.0.0.1－127.255.255.254
  • B类地址：网络标识由前两组8位二进制数表示，网络中的主机标识占两组8位二进制数，网络标识的前两位二进制数取值必须为”10”。
  • B类地址允许有16384个网段，每个网络允许有65533台主机，适用于结点比较多的网络（如区域网）。128.1.0.1－191.255.255.254
  • C类地址：网络标识由前3组8位二进制数表示，网络中主机标识占1组8位二进制数，网络标识的前3位二进制数取值必须为”110”。具有C类地址的网络允许有254台主机，适用于结点比较少的网络（如校园网）。192.0.1.1－223.255.255.254
    为了便于记忆，通常习惯采用4个十进制数来表示一个IP地址，十进制数之间采用句点”.”予以分隔。这种IP地址的表示方法也被称为点分十进制法。

NAT的几种类型，及其原理

常见的NAT主要有DNAT和SNAT。

  • SNAT：指在数据包从网卡发送出去的时候，把数据包中的源地址部分替换为指定的IP。此时，接收方就认为数据包的来源是被替换的那个IP的主机。
  • DNAT：指数据包从网卡发送出去的时候，修改数据包中的目的IP。此时，若访问A，但因此DNAT的存在，所有访问A的数据包的目的IP全部修改为B，那么，实际上访问的是B。

包过滤防火墙和代理应用防火墙的区别

  • 包过滤防火墙：工作在网络层，根据包头中的源IP地址、目标IP地址、协议类型、端口号进行过滤；
  • 代理应用防火墙：工作在应用层，使用代理服务器技术，将内网对外网的访问，变为防火墙对外网的访问，可以对包的内容进行分辨，从而过滤。