网络安全技术研究

随着计算机及网络技术的飞速发展，全球信息化已成为人类发展的必然趋势，计算机在人们的生活和工作中发挥着越来越重要的作用。由于网络的开放性、互连性、连接形式的多样性，致使网络易受黑客、恶意软件和其它不轨的功击，存在着自然和人为等诸多因素的脆弱性和潜在威胁。网络安全逐渐成为一个潜在的巨大问题。网络安全性是一个涉及面很广泛的问题，其中也会涉及到是否构成犯罪行为的问题。在其最简单的形式中，它主要关心的是确保无关人员不能读取，更不能修改传送给其他接收者的信息。此时，它关心的对象是那些无权使用，但却试图获得远程服务的人。安全性也处理合法消息被截获和重播的问题，以及发送者是否曾发送过该条消息的问题。

大多数安全性问题的出现都是由于有恶意的人试图获得某种好处或损害某些人而故意引起的。可以看出保证网络安全不仅仅是使它没有编程错误。它包括要防范那些聪明的，通常也是狡猾的、专业的，并且在时间和金钱上是很充足、富有的人。同时，必须清楚地认识到，能够制止偶然实施破坏行为的敌人的方法对那些惯于作案的老手来说，收效甚微。网络安全性可以被粗略地分为4个相互交织的部分：保密、鉴别、反拒认以及完整性控制。保密是保护信息不被未授权者访问，这是人们提到的网络安全性时最常想到的内容。鉴别主要指在揭示敏感信息或进行事务处理之前先确认对方的身份。反拒认主要与签名有关。保密和完整性通过使用注册过的邮件和文件锁来实现。

一、网络的安全保密

针对网络系统实际情况，解决网络的安全保密问题是当务之急，考虑技术难度及经费等因素，设计时应遵循如下思想：

1．大幅度地提高系统的安全性和保密性；

2．保持网络原有的性能特点，即对网络的协议和传输具有很好的透明性；

3．易于操作、维护，并便于自动化管理，而不增加或少增加附加操作；

4．尽量不影响原网络拓扑结构，同时便于系统及系统功能的扩展；

5．安全保密系统具有较好的性能价格比，一次性投资，可以长期使用；

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对等工作( P2P)方式*P2P是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P 软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。

分组交换优缺点？优点：①高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用；②灵活 以分组为传送单位和查找路由；③迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组；④可靠 可靠性的网络协议，分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。缺点： ①分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延；②分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。

协议与服务有何区别？有何关系？

答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：

（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。

（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。

（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。

协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。 协议和服务的概念的区分：

1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。

2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层通?层间接口向上层提供的。上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。

协议分层？优点：各层之间是独立；灵活性好；结构上可分割开；易于实现和维护；能促进标准化工作。若层数太少，每一层的协议太复杂；层数太多，在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。层次化的协议常被称为协议族(suite)或协议栈(stack)。计算机网络的体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。

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（1）计算机网络为什么采用层次化的体系结构？ 有利于分析与管理

（2）通信子网的存储转发交换方式中，数据报和虚电路有何异同。 一个不需要事先建立逻辑连接，一个需要建立逻辑连接

（3）IPV6的主要特点是什么？ 更大的地址空间，灵活的首部格式，允许协议的继续扩充，支持即插即用与资源的预分配

（4）请简述以太网的工作原理和数据传输过程。 先听后发 边听边发 遇到冲突 延迟后发

（5）请简述ARP协议的工作过程,什么情况下需要RARP协议。1）首先在本地ARP表查找对应的目标的物理地址，若没有，则进行ARP

地址解析；2）产生ARP请求分组；3）填充相关部分后，广播发送ARP分组；4）目标节点发送ARP应答分组；5）源节点接受ARP分组，同时刷新本地的缓存；6）组装完整的帧发送。当知道自己物理地址，但是不知道自己的IP时，使RARP。

（6）简述为什么IP要进行子网划分？举例说明划分子网有什么好处和代价？如何弥补其缺陷？由于IP地址空间的利用率有时很低，给每

个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大而使网络性能变坏，两级IP地址不够灵活。

（7）TCP协议通过哪些差错检测和纠正方法来保证传输的可靠性。

检验和、确认与超时，TCP中的差错检验通过3种简单工具来完成：检验、确认和超时。每个TCP报文段都包括检验和字段。检验和用来检查报文段是否出现传输错误。如果报文段出现传输错误，TCP检查出错就丢弃该报文段。发送端TCP通过检查接收端的确认，来判断发送的报文段是否已经正确地到达目的TCP。如果发出的一个报文段在超时规定的时间没有受到确认，发送端将判断该报文段的丢失或传输出错。

（9）试比较OSI参考模型与的TCP参考模型异同点

OSI参考模型有7层，第一层物理层，第二层数据链路层，第三层网络层，第四层传输层，第五层会话层，第六层表示层，第七层

应用层；TCP／IP参考模型有四层，第一层主机－网络层，它与OSI的数据链路层和物理层相对应，第二层互连层，它与OSI的网络层相对应，第三层传输层，它与OSI的传输层相对应，第四层应用层，它与OSI的应用层、表示层、会话层相对应．

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第一章

1 .21世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化。 2．三网即电信网络、有线电视网络和计算机网络。 3．计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个：（1）连通性（2）共享 4. 因特网发展的三个阶段？

第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。 第二阶段是三级结构的因特网

第三阶段是多层次ISP结构的因特网 5. 因特网的组成：（1）边缘部分（2）核心部分

6.网络边缘的端系统之间的通信方式通常可以分为两大类：（1）客户-服务器方式（2）对等连接方式 7.三种交换方式在数据传送阶段的主要特点：（注意后面的特点）

电路交换———整个报文的比特流连续的从源点直达终点，好像在一个管道中传送。

报文交换———整个报文先传送到相邻节点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个节点。 分组交换———单个分组（这只是整个报文的一部分）传达到相邻节点，存储下来后查找转发表，转达到下一个节点。 8. 计算机网络按不同的类别进行分类分为以下几种：

（1）按网络的作用范围进行分类：1.广域网WAN 2.城域网MAN 3.局域网LAN

4.个人局域网PAN

9. 按照网络的使用者进行分类：1公用网（public network）2专用网（private network） 10. 计算机网络的性能指标及相应的名词解释： （1）速率：网络技术中数据指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，也被称为数据率（data rate）和比特率(bit rate)

（2带宽：指的是某个信号具有的频带宽度/在计算机网络中用来表示网络的通信线路传送数据的能力因此网络带宽表示在单位时间内从网络的某一点到另一点所能通过的“最高数据率” （3）吞吐量：（throughput）表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。

（4）时延：是指数据（一个报文或分组，甚至是比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需要的时间，有时也称为延迟或迟延

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1、数据报和虚电路

数据报是报文分组存储转发的一种形式.，通过网络传输的数据的基本单元，包含一个报头（header）和数据本身，其中报头描述了数据的目的地以及和其它数据之间的关系，在数据报方式中，分组传输前不需要预先在源主机与目的主机之间建立线路连接。

虚电路在两个终端设备的逻辑或物理端口之间，通过分组交换网建立的双向、透明传输信道。,是分组交换的两种传输方式中的一种。在通信和网络中，虚电路是由分组交换通信所提供的面向连接的通信服务。

2、UC控制和流量控制

UC控制：单元控制器UC为单独的空气处理设备的温度控制和能源管理功能提供直接数字控制技术。单元控制器可作为独立的控制器工作，也可与局域网连接来扩展S600顶峰系统。 流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。 流量控制所要做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、TCP 的连接与释放过程：用三次握手建立 TCP 连接

1）A 的 TCP 向 B 发出连接请求报文段，其首部中的同步位 SYN = 1，并选择序号 seq = x，表明传送数据时的第一个数据字节的序号是 x。

2）B 的 TCP 收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。

3）B 在确认报文段中应使 SYN = 1，使 ACK = 1， 其确认号ack = x ? 1，自己选择 的序号 seq = y。

4）A 收到此报文段后向 B 给出确认，其 ACK = 1，确认号 ack = y ? 1。

5）A 的 TCP 通知上层应用进程，连接已经建立。

6）B 的 TCP 收到主机 A 的确认后，也通知其上层应用进程：TCP 连接已经建立。

7）TCP 的连接释放： 数据传输结束后，通信的双方都可释放连接。 现在 A 的应用 进程先向其 TCP 发出连接释放 报文段，并停止再发送数据，主动关闭 TCP 连接。

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第一章

移动计算机网络面临的问题：无线通信（误码率高，速率低，可用性差）用户移动性（动态跟踪寻址，移动切换）便携性。 与移动电话市场相比移动数据市场不成熟的原因：速率低，费用高，产品标准混乱和差劲的人机接口。

第二章

电话网使用的事电路交换技术，在用户之间建立一条通信电路，独占的，不能进行一对多通信，速率低，呼叫建立时间长。分组交换使用存储，转发原理实现通信过程。

OSI参考模型，物理层:建立保持和断开物理电路并提供时钟信号，以便透明地传输比特流。数据链路层：在相邻节点之间无差错地传输帧数据。网络层：在网络端端之间传送分组。运输层：在端端用户提供可靠的通信服务，只存在于用户计算机中。会话层：管理和协调两个计算机之间的信息交互，提供建立和使用连接的方法。表示层：解决用户信息的语法表示问题。应用层：确定应用进程的性质，提供通信端口。 协议：不同系统中同一层实体进行通信的规则的集合。服务：同一系统中下层实体向上层实体提供的功能。服务原语：在同一系统中相邻两层要按照服务原语方式交换信息，有4中类型，请求，指示，响应，证实。

第三章物理层

物理层接口的4个特性：机械，电气，功能，过程特性。

ISM工业科学医疗。2.4-2.484G

同步是扩频的关键技术，同步分2步，捕获（粗同步）和跟踪（精同步）。跳频同步的方法有精确时钟定时法，同步字头法，匹配滤波器法。直序扩频：抗衰落，抗多径，性能好，安全保密好。跳频扩频：抗定频干扰，抗远近效应，同步，组网好，成本低稳定性好。

第四章MAC子层（数据链路层）

媒体访问控制（MAC）是数据链路层的子层，位于逻辑链路子层（LLC）的上面。任务是控制和管理信道的使用，实现多址访问，可提供广播组播点对点通信服务，是无连接的数据报服务。

共享信道的动态分配管理协议有2类：受控方式和随机方式。 受控方式有轮询和令牌方式。随机方式的特点是自由竞争和冲突重发。ALOHA是典型的随机访问协议，CSMA是改进型。纯ALOHA原理：一个站任何时候有数据发送就发送，随便发，冲突后，帧被破坏，然后等随机时间后重发。时隙ALOHA是同步时间后，信道上分为小时隙，各站只能在时隙开始时发帧，避免了不同时隙帧的碰撞。CSMA（载波检测多路访问协议），发送前，监听信道，空闲则发。发生碰撞后及时检测并中止发送，就是ＣＳＭＡ／ＣＤ（冲突检测）。无线信道中不便边发边听，采用了ＣＳＭＡ／ＣＡ（冲突避免）和数字监听多路访问／冲突避免ＤＳＭＡ／ＣＡ

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##因特网发展的三个阶段## 从单个网络向互联网发展（TCP/IP协议的初步成型）；建成了三级结构的因特网（分为主干网、地区网和校园网）；形成了多层次ISP结构的因特网。

##计算机网络发展的四个阶段## 主机多终端式的发展阶段；有独立功能的多主机互连~；CN标准化~；CN的高速、个性、综合、智能化~。

## C/S方式## 描述的是进程间服务和被服务的关系。客户是服务请求方，服务器是提供方。C与S的通信关系建立后通信是双向的，二者都可发送和接受data。

##电路、分组、报文交换的区别## 电路：端对端通信质量高，对连续传送大量数据效率高，对突发式数据低；分组：采用存储转发技术。有报文~之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。但会产生时延；报文：存储转发原理。无须预约传输带宽，动态逐段利用带宽对突发式data通信效率高。

##网络协议## 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。组成：1、语法：数据与控制信息的结构或格式。2、语义：需要发何种控制信息，完成何种动作及做何种响应。3、同步：即事件实现顺序的详细说明。协议是水平的，服务是垂直的。

##带宽## 网络通信线路所能传送数据的能力。 ##实体## 可发送接收信息的硬、软件进程。 ##时延## 数据从网络一端到另一端所需的时间。由发送、传播、处理、排队时延组成。 ##对等层## 在网络体系结构中，通信双方实现同样功能的层。

##协议数据单元## 对等层实体进行信息交换的数据单位。

## OSI/RM ## 从上向下：{应用、表示、会话（TCP/IP应用层）}、传输、网络、{数链、物理（网络接口层）}。TCP/IP简单实用。

##CN分层## 综合OSI和TCP/IP的优点。应层：为用户的应用进程提供服务。传层：向上一层进行通信的两个进程提供可靠的端到端服务，使其看不见运层以下的数据通信细节。网层：选合适路由，使发送站运层传下来的分组能正确按地址找到目的站并交付给目的站的运层。数链层：在两个相邻结点间的线路上无差错传送以帧为单位的数据，每帧包括数据和必要的控制信息。物层：透明地传送比特流、确定连接电缆插头的定义及连接法。

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