软件设计师考点四之计算机网络及信息安全

开发系统互连参考模型(❤❤)

OSI/RM七层模型

• 模型介绍

  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协议族(❤❤❤❤)

• 网络技术标准与协议

  

• 各协议介绍

  1. POP3：110端口，邮件发送

  2. SMTP：25端口，邮件发送

  3. FTP：20数据端口/21控制端口，文件传输协议

  4. HTTP：80端口，超文本传输协议，网页传输

  5. DHCP：67端口，IP地址自动分配

  6. SNMP：161端口，简单网络管理协议

  7. DNS：53端口，域名解析协议，记录域名与IP的映射关系

  8. TCP：可靠的传输层协议

  9. UDP：不可靠的传输层协议

  10. ICMP：因特网控制协议，PING命令来自该协议

  11. IGMP：组播协议

  12. ARP：地址解析协议，IP地址转换为MAC地址

  13. RARP：反向地址解析协议，MAC地址转IP地址

TCP协议

• TCP三次握手

  

DHCP协议

• 概念

  DHCP的英文全称是Dynamic Host Configuration Protocol，中文名称是动态主机配置协议。DHCP是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作。

• 注意事项

  1. 客户机/服务器模型

  2. 租约默认为8天

  3. 当租约过半时，客户机需要向DHCP服务器申请续租

  4. 当租约超过87.5%，如果仍然没有和当初提供IP的DHCP服务器联系上，则开始联系其他的DHCP服务器

  5. 固定分配、动态分配和自动分配

DNS协议

• DNS协议

  

IP地址与子网划分(❤❤❤❤❤)

IP地址

• 概念

  IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。IP地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例：点分十进IP地址（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。

  1字节(Byte) = 8比特(bit) = 8个二进制数

• 分类

  每个IP地址包括两个标识码（ID），即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID，网络上的一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）有一个主机ID与其对应。IP地址根据网络ID的不同分为5种类型，A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。

  

  以A类地址为例：

  1. 第一位点十分值最大 = 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 32 + 64 = 127

子网划分

• 概念

  子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。

• 作用

  子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。

  子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网还是远程网

  1. 通过子网掩码，可以判断两个IP在不在一个局域网内部。

  2. 子网掩码可以看出有多少位是网络号，有多少位是主机号。

• 举例

  子网掩码 —— 屏蔽一个IP地址的网络部分的"全1"比特模式。

  A类地址默认子网掩码是255.0.0.0；
  B类地址默认子网掩码是255.255.0.0；
  C类地址默认子网掩码是255.255.255.0

网关

• 概念

  网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。默认网关在网络层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，不同的是互连层。

  网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。

• 举例

  比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为"192.168.1.1 ~ 192.168.1.254"，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为"192.168.2.1~192.168.2.254"，子网掩码为255.255.255.0

  在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上，TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。

  要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机在不同的网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。

• 总结

  只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有路由功能设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。

其他

• 计算规则

  1. 将IP地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全1的是网络地址，后面的是主机地址，虚线前为网络地址，虚线后为主机地址。

  2. IP地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址(即主机号全0是网络地址)。

  3. 将运算结果中的网络地址不变，主机地址变为1，结果就是广播地址

  4. 地址范围就是含在本网段内的所有主机

  网络地址+1即为第一个主机地址，广播地址-1即为最后一个主机地址。

  由此地址范围：网络地址+1 ~ 广播地址-1

  5. 主机的数量 = 2^二进制位数的主机 - 2 (减2是因为主机不包括网络地址和广播地址)

根据IP地址和子网掩码求网络地址和广播地址

• 示例

  一个主机的IP地址是202.112.14.137，掩码是255.255.255.224，要求计算这个主机所在的网络的网络地址和广播地址。

  答：

  (1) 0 ~ 127,128 ~ 191,192 ~ 223,224 ~ 239,240 ~ 247可判断为C类地址，默认子网掩码为255.255.255.0。

  (2) 根据子网掩码可以分割网络号+主机号

  子网掩码转二进制：  
  
  255.255.255.224 
  
  11111111 11111111 11111111 11100000(可见网络号27位，主机号5位)
  
  2^7 + 2^6 + 2^5 = 128 + 64 + 32 = 224
  

  (3) 计算网络地址

  网络地址：把IP地址转成二进制和子网掩码进行 **与** 运算(两位同时为“1”，结果才为“1”，否则为0)
  
  IP地址&子网掩码
  
  ```java
  
  
    11001010 01110000 00001110 10001001
  
    11111111 11111111 11111111 11100000
    
    ------------------------------------------------------
    
    11001010 01110000 00001110 10000000
  
  ```
  网络地址：202.112.14.128
  

  (4) 计算广播地址

  广播地址：网络地址的主机位全部变成1，即将后5位主机号变为1，即10011111即159，则广播地址为202.122.14.159
  

  (5) 计算主机数

  主机号有5位，那么这个地址中，就只能有2^5 - 2 = 32 -2 = 30个主机。
  
  减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。
  

根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算掩码

• 举例1

  比如一个子网有10台主机，那么对于这个子网需要IP地址是：10 + 1 + 1 + 1 = 13

  注意：第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址，接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。

  (1) 计算子网掩码

  因为13小于16 = 2^4，所以主机位为4位

  而由于子网掩码 = 网络号+主机号，即256 - 16 = 240 所以该子网掩码为255.255.255.240

• 举例2

  如果一个子网有14台主机，不少人常犯的错误是：依然分配具有16个地址空间的子网，而忘记了给网关分配地址。这样就错误了，因为：

  14＋1＋1＋1＝17

  17大于16，所以我们只能分配具有32个地址（32等于2的5次方）空间的子网。这时子网掩码为：255.255.255.224

  0 ~ 255 = 共计256个地址 ，则子网掩码最后一位 = 256 - 32 = 224

IP段/数字-如192.168.0.1/24介绍

• 后面数字-24

  后面这个数字标示了我们的网络号位数，也就是子网掩码中前多少号为1。

  129.168.1.1/24 这个24就是告诉我们网络号24位

  相当于告诉我们子网掩码：

  11111111 11111111 11111111 00000000

  即：255.255.255.0

206.110.4.0/18被划分成16个子网，求每个子网掩码

192~223是C类地址

• 子网掩码

  根据子网掩码/18，表示有18个1，默认子网掩码：

  11111111 11111111 11000000 00000000(1代表网络位，0代表主机位)

  看出我们可以操作的位数就是后面的14个0，也就是说我们可以在地面划分出几位作为子网的网络位，进而来划分子网。

  要求是切分成16个子网，我们知道2的4次方刚好等于16，这就说明子网网络位的位数是4位，那14-4=10就是子网的主机位。

  所以上面我写的那串二进制就可以变成：11111111.11111111.111111 | 00.00000000(其中1代表网络位,0代表主机位)

  2^7 + 2^6 + 2^5 + 2^4 + 2^3 + 2^2 = 252

  则子网掩码是：255.255.252.0

网络规划与设计(❤)

• 网络规划与设计

  

3G与4G标准(❤❤)

计算机网络分类

• 按分布范围分

  无线局域网(WLAN, 802.11, Wi-Fi)

  无线城域网(WMAN, 802.16, WiMax)

  无线广域网(WWAN, 3G/4G)

  无线个人网(WPAN, 802.15, Bluetooth)

• 按拓扑结构分

  总线型、星型、环型

网络接入技术

• 接入方式

  

HTML语言(❤❤)

系统安全分析与设计

加密解密

• 对称加密技术

• 非对称加密技术

  常用算法：

  1. RSA：512位(或1024位)密钥、计算量极大、难破解

  2. ECC：椭圆曲线算法

• 信息摘要

• 数字签名

网络层次安全保障

网络威胁

防火墙

参考链接

• 软件设计师考试考点分析总结

  https://blog.csdn.net/qq_42937522/article/details/109413365

• 子网掩码详解

  https://blog.csdn.net/faker_wang/article/details/80747407

• 与、或、异或运算

  https://www.cnblogs.com/wisdom-jie/p/7732940.html