03. 网络参考模型 （下）.docx

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1、网络层传输层通过端口来区分，发送方的哪个应用对应接收方的哪个应用例如192.168.10.1:54321192.168.20.1:80那么很有可能是10.1的浏览器访问20.1的web应用服务，并且20.1的web服务器也把相应的网页内容回送至10.1的54321号端口（例如对应浏览器）既然应用层你情我愿，传输层也卖力演出，那么就要下层（网络层）也不能懈怠，网络层需要将上层的数据在10.1和20.1之间进行传递。封装上网络层（IP）头部信息的PDU成为Packet（包）相当于在包裹上写上发件地址和收件地址，然后经由各个营业部、中转站、集散中心进行传递。各个集散中心都有各自认为正确的去往收件地址

2、的地图（路由表），也能找到最好的去往目的地的方式（最佳路径），从而使得包裹最终达到收件人手中（目的主机）。数据链路层Q：都有IP地址了，为什么还要数据链路层的地址？A：不好意思，协议规定，这个不能问为什么！为了减少不必要的理解烦恼，我们可以理解成：只要需要在以太网上（xxxEthernet）发送，就必须要封装Ethernet帧（以EthernetII为主）。同理，需要在其他类型的接口（serial）发送，也要封装相应的帧（PPP或HDLC）EthernetII帧的作用1. 提供差错控制服务2. 用于标识在一个以太网广播域中的设备的地址，终端、交换机、路由器、打印机台式机、笔记本、带有RJ45网

3、口的其他设备都是遵循标准的以太网标准多路访问 VS 点到点多路访问（MA：Multiple Access）：从一个设备出去可以到达多个对端（类似于多岔路口），其中以以太网居多实际拓扑是这样的逻辑拓扑是这样 点到点（P2P）：从一个设备出去只能到另外一个设备（类似于高速路的隧道），以串行链路居多实际拓扑是这样的逻辑拓扑A-BQ：请问以下下拓扑是p2p还是MA？MAC地址由于以太网的硬性规定，所以去往一个多路访问的某个目的端（例如A访问D），A就必须要知道这个目的端D的在以太网上能够被识别的地址（MAC地址），从而完成封装。MAC地址特点1.MAC地址一般是全球唯一，但是可以修改2.需要在以太网上

4、发送，就必须要遵循以太网的数据打包原则（人在屋檐下，不得不低头），因此必须打包上EthernetII头部，其中包含有源MAC地址和目的MAC地址。3.需要根据目的IP地址是否是一个网段来决定如何进行封装（晚上的课会讲到如何判断是否在一个网段）l 如果目的和源是同一个网段，那就是一家人，直接封装目的的MAC地址；192.168.10.1/24 192.168.10.2/24l 不同网段，那就是别人家的，绝大多数*需要从网关（类似于家门）出去，因此就要发送给网关，即需要将目的MAC地址指定为网关的MAC地址。注：网关是去往其他不同网段的救命稻草，必经之路以太网通信的终极奥义同网段PC-Web Se

5、rver其中PC的MAC地址为MAC1，Web Server的MAC地址为MAC2PC的IP地址为192.168.1.1/24 ，Web Server的IP地址为192.168.1.2/24PC使用TCP的12345端口访问Web Server的80端口DMAC：MAC2 SMAC：MAC1DIP：192.168.1.2SIP：192.168.1.1Dport:80Sport:12345HTTP GETWeb Server收到数据后，由于DMAC和自身匹配，因此知道自己需要处理这个数据，于是拆除二层（拆掉了才能处理上层数据，接下来同理），发现目IP地址也是自己（且IP中有一个字段会提示上层的应

6、用为TCP），因此设备知道还要继续进行更高层TCP处理，TCP处理发现Dport为80，那么对应的就是上层的Web应用。于是就将相应的网页数据进行打包，发送给请求者PC。DMAC：MAC1 SMAC：MAC2DIP：192.168.1.1SIP：192.168.1.2Dport:12345Sport:80WEB DATAPC收到数据后，由于DMAC和自身匹配，因此知道自己需要处理这个数据，于是拆除二层（拆掉了才能处理上层数据，接下来同理），发现目IP地址是自己（且IP中有一个字段会提示上层的应用为TCP），因此设备知道还要继续进行TCP处理，TCP处理发现Dport为12345，那么对应的就是

7、上层的应用（例如浏览器）。于是就将收到的web data数据在浏览器中呈现，于是你就可以开始学习。不同网段PC-GW-Web Server其中PC的MAC地址为MAC1，GW的MAC地址为MACGW，Web Server的MAC地址为MAC2PC1的IP地址为192.168.1.1/24 ，GWIP地址为192.168.1.254/24，Web Server的IP地址为192.168.2.2/24PC1使用TCP的12345端口访问Web Server的443端口DMAC：？ SMAC：MAC1DIP：192.168.2.2SIP：192.168.1.1Dport:80Sport:12345H

8、TTP GET这个内容会在学习路由表的时候再展开讲Q：如何知道目的设备的IP地址对应的MAC地址呢？A：方法1：手动绑定（较少使用）例如Windows就是 arp -s IP地址 MAC地址这种方法最土但是往往最节省开销且最不容易出错。方法2：通过动态学习（ARP）形成缓存（绝大多数如此）ARPARP请求过程ARP（Address Resolution Protocol）地址解析协议当在以太网环境中，需要访问某个IP地址时，需要封装EthernetII，此时需要填充源MAC地址（自身的），以及要访问的IP地址的（MAC地址），由于没有静态绑定，也没有之前访问过的缓存，因此需要通过ARP进行解析

9、，将目的IP地址解析成MAC地址。注意1. ARP Request由于需要在以太网上发送，因此也要封装EthernetII帧。2. 由于不知道目的IP对应的MAC地址，因此ARP Request封装的二代帧的目的MAC为FFFFFFFFFFFF，因此是广播（1对所有发送）。3. ARP Request报文中也包含目的MAC地址，由于不知道是啥，因此写成全0，其实全F也行。4. 交换机收到二层广播后会进行泛洪。5. 也有一种情况是类似于人口调查一样，已经知道了，但是要再确认一下，此时ARP Request就是单播发送Host2发现请求的是自身的IP对应的MAC地址（Target IP=PC2），

10、因此就进行缓存，省的回头再问。Q：这样的行为合理吗？A：不合理 。 注意1. ARP Reply（ARP 应答包）由于需要在以太网上发送，因此也要封装EthernetII帧。2. ARP Request封装的二代帧的目的MAC为Host1，因此是二层单播（1对1发送）。3. ARP Request报文中也包含目的MAC地址，写成HOST1的MAC地址。ARP 欺骗由于ARP没有任何的验证机制，来者不拒，同时也没有正确的三观，来者都信，这就导致了很容易发生ARP欺骗，这个是局域网中比较常见的欺骗方式。攻击的目的1. 单纯炫技2. 损人不利己3. 损人利己敬告只是为了学习，不要用于任何其他地方，哪

11、怕你只是想炫技，达摩克里斯之剑高悬。正常的数据通信欺骗的过程PC1开始欺骗PC2，PC1自身是网关PC2发现“网关”在请求自身的IP对应的MAC地址，因此就缓存下来Q：除了使用ARP Request，还可以使用ARP Reply进行欺骗吗？A：ARP MITMMan In The Middle，中间人攻击刚才是单项欺骗，如果是双向欺骗，那么危害更大。此时网关就会把原先发送给PC1的发送给欺骗者，PC1将原先发送给网关的发送给欺骗者。欺骗者就可以把PC1的访问外网或者其他网段的数据全部获得。获得后可以做什么呢？。如何防范1. 树立社会主义核心价值观2. 技术欺骗技术防范（IP IE课程中会提及）

12、使用IPOP完成的一次“小破坏”拓扑使用IPOP进行报文构造效果网关192.168.10.1认为整个192.168.10.x的网段的MAC地址均为00-50-56-C0-00-04（攻击者的MAC地址），那么网关想要访问这个网段的任意主机，都是发送给这个攻击者。物理层将数据链路层打包好的数据转换成电信号（网线传输）、光信号（光纤传输）或者电磁信号（无线传输）l 电信号通过高低电平的变化来标识01010101，需要考虑到衰减问题，因此一般不超过100米，控制在90米以内比较稳妥l 光信号首先要将电信号转换为光信号，通过光纤光缆传输后再将光信号转换成电信号，达到信息传递的目的。带宽足够，距离较远，

13、成本较高 l 电磁信号电磁波（波峰波谷），需要考虑到干扰和衰减问题双绞线UTP STPRJ11RJ45568A线序 1-绿白 2-绿 3-橙白 4-蓝 5-蓝白 6-橙 7-棕白 8-棕568B线序 1-橙白 2-橙 3-绿白 4-蓝 5-蓝白 6-绿 7-棕白 8-棕网线类别五类网线：传输带宽100Mbps，网线外表皮标注的是“CAT5”标识。超五类网线：传输带宽100-1000Mbps，网线外表皮标注的是“CAT5e”标识。六类网线：传输带宽1000Mbps，外表皮标注“CAT6”应用在千兆网络当中，性能远远高于超五类双绞线。6类线中间有十字骨架，以隔离四对双绞线，把四对线分别置于十字骨架

14、的四个凹槽，保证四对双绞线的相对位置，提高线缆的平衡特性和减少信号串扰。超六类网线：也称6A网线，标注“CAT6e”，可支持万兆网络。Q：你知道这是什么类型的吗？光通信SFP模块SFP（1Gbps3.125Gbps）、SFP+（6/8/10Gbps）、QSFP（4Gbps）、QSFP+（40G+）等光纤LC、SC、ST、FC等串行链路V.24又叫做RS232接口或低速串口，电缆可以工作在同步和异步两种方式下。异步工作方式下，封装链路层协议PPP，支持网络层协议 IP 和 IPX ，最高传输速率是 115200bps 。同步方式下，可以封装 X.25 、帧中继、 PPP 、 HDLC 、 SLI

15、P 和 LAPB 等链路层协议，支持 IP 和 IPX，而最高传输速率为 64Kbps 。 V.35V.35接口又叫做RS449接口或高速串口，是1977年由EIA发表的标准，当初是为了取代V.24而开发的，但后来几乎所有的数据通信设备厂家仍然采用原来的RS232标准，不过V.35接口在广域网方面，还是得到了广泛采用。V.35电缆一般只用于同步方式传输数据，可以在接口封装 X.25、帧中继、PPP、SLIP、LAPB 等链路层协议，支持网络层协议 IP 和IPX。 V.35电缆的最高传输速率主要受限于广泛的使用习惯，虽然从理论上 V.35电缆速率可以超过2M到4M或者更高，但V.35公认最高速

16、率是2048000bps（2Mbps）。封装解封装 用户需要访问，此时就打开浏览器，输入网址（URL），当 按下回车后，计算机会发生以下事情：1. 浏览器将用户网页的请求信息形成HTTP请求报文，即DATA2. 设备发现有一个要发送出去的HTTP请求，就自动封装上传输层TCP（因为HTTP就是基于TCP的，写在基因里的），形成段（segment），里面包含了很多参数，最重要的是源端口SPORT和目的端口DPORT。其中SPORT为设备的某一个大于1024的进程，例如54321，用于在本地记录对应的上层应用（浏览器），回头数据返回的时候能够通过这个54321端口找到上层的浏览器DPORT是一个知

17、名端口803.光知道目的地的端口可不行，还要知道目的地的IP地址，因此网络层在传输层已经打包好的“段”的基础上，又新增了一个网络层头部（一般为IP头部），形成数据包（packet），数据包中有很多的参数，其中最重要的是IP地址。目的IP地址：目的主机的IP地址源IP地址：发送主机的IP地址4.此时数据基本上封装好了，但是由于需要在数据链路层（以太网居多）发送，就需要封装上相应的数据链路层的帧头（以添加EthernetII帧头和数据校验尾部FCS为例），此时形成帧（Frame）。数据帧中有需要参数，其中最重要的参数是MAC地址源MAC地址：标识发送终端或中转站设备的网卡MAC地址目的MAC地址：

18、标识目的设备或中转设备的网卡MAC地址4.最后以bit流的方式发送给物理层，根据物理层的不同，以电、光或者电磁波的方式发送出去。数据在传输过程中会经历很多设备，并且要对数据进行若干次修改。1.当到达中转站之后，例如路由器和三层交换机，需要根据目的IP地址查找自身的路由表，从而决定应该往哪里发的时候（因为这个处理到3层的信息，因此叫三层处理），就要将数据链路层的源、目MAC地址进行修改 如果接下来还有中转站，那么就修改为源MAC地址为本中转站出接口的MAC地址，目的为下一个中转站入接口MAC地址 如果即将到达目的地，那么源MAC地址为最后一个中转站的出接口MAC地址，目的MAC地址为目的地的MA

19、C地址。2.如果路过的设备不是中转站设备，不需要三层处理，只处理到2层帧，就叫二层处理，那么就顺手根据目的中转站的MAC地址进行原封不动的转发3.源IP地址和目的IP地址在到达目的地的过程中始终不变。解封装的目的是为了获取包裹中的内容，类似于拆包裹。到达IP地址指定的目的地（同时也是中转站指定的目的MAC地址）后1.物理层：将电信号、光信号翻译成比特流。2.数据链路层：检查帧是否合格，检查目的MAC地址是否和自身的MAC地址匹配，合格并匹配则拆除Eth Header和FC，进而进行下一步IP Header的处理（三层处理）3.网络层：确认目的IP地址也是本设备，则拆除IP Header，进而进行下一步TCP Header的处理4.传输层：通过端口识别出了上层应用（80-web），交给上层处理。Q：那么服务器应该怎么回复呢？A：