1、TCP/IP基础(重要)
概要
- 网络协议3要素:语法、语义、时序
- osi七层模型:应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层
- tcp四层模型:应用层(应用层、表示层、会话层)、传输层、internet层、网络接口层
- 基于tcp的是可靠传输协议;基于udp是不可靠传输协议
各层重要的协议
网络层和传输层
- 网络层协议:ip、ICMP、IGMP、ARP 、RARP
- 传输层协议:TCP、UDP。都是基于ip协议实现的
- udp不可靠,但是传输快,适合视频音频传输;TCP可靠
应用层协议
- 基于TCP:FTP、HTTP、SMTP、POP3、telnet
- 基于UDP:TFTP、SNMP、DHCP、DNS
tcp/ip 协议报文
ip报文:
tcp报文:
各个协议端口
各层协议的设备
我来为您总结各层网络协议涉及的设备,这对系统分析师考试很重要:
OSI七层模型与设备对应关系
第1层 - 物理层 (Physical Layer)
中继器 (Repeater) - 信号放大和再生
集线器 (Hub)- 多端口中继器,半双工通信
网络接口卡 (NIC)- 网卡的物理部分
- **传输介质** - 双绞线、光纤、同轴电缆
第2层 - 数据链路层 (Data Link Layer)
交换机 (Switch)- 基于MAC地址转发,全双工通信
网桥 (Bridge) - 连接不同网段,减少冲突域
- **网络接口卡 (NIC)** - 网卡的MAC地址功能
**协议:** Ethernet、PPP、HDLC、Frame Relay
3、第3层 - 网络层 (Network Layer)
路由器 (Router)- 基于IP地址路由选择
三层交换机- 具备路由功能的交换机
- **防火墙** - 基于IP的包过滤
**协议:** IP、ICMP、ARP、OSPF、BGP、RIP
4、第4层 - 传输层 (Transport Layer)
- **四层交换机** - 基于端口号的负载均衡
- **防火墙** - 状态检测功能
- **网关** - 协议转换
**协议:** TCP、UDP
第5-7层 - 会话层/表示层/应用层
- **代理服务器 (Proxy)** - 应用层代理
- **负载均衡器** - 七层负载均衡
- **应用防火墙** - 深度包检测
- **网关** - 应用层网关
**协议:** HTTP/HTTPS、FTP、SMTP、DNS、DHCP、SNMP
重要考点总结
1. 设备工作层次记忆法
- **物理层:** "转发器" - 中继器、集线器
- **数据链路层:** "看MAC" - 交换机、网桥
- **网络层:** "看IP" - 路由器、三层交换机
- **传输层及以上:** "看内容" - 各种应用设备
### 2. 关键区别
- **集线器 vs 交换机:** 半双工vs全双工,冲突域数量
- **网桥 vs 路由器:** 二层vs三层,MAC表vs路由表
- **二层交换机 vs 三层交换机:** 是否具备路由功能
### 3. 考试常见陷阱
- 网关可以工作在多个层次
- 防火墙有不同类型,工作层次不同
- 现代设备常常集成多层功能
这个分层总结涵盖了系统分析师考试中网络部分的核心知识点,建议结合具体的网络拓扑图来理解各设备的作用和配置。
习题
网桥:数据链路层
交换机:涉及多层:交换机有数据链路层,网络层有3层交换机、4层交换机是传输层,
中继器:物理层还有集线器。
路由器:网络层 。
2、IP地址编址(重要)
ABC类编址
32为二进制,每隔8为差一个空格,每8为转为10进制,10进制的范围是0-255
分类ip地址:
1、IP地址分为4段,每段8位。在逻辑上,32为IP地址分为网络号和主机号 ,根据网络位数不同可以分为以下几类(下划线表示网络号):
2、A类网络号最少,主机号最多,能表示的主机也就最多,即:2^24 - 2 (2表示主机号不能全0和全1),B类C类的网络号不断递增。
3、A类地址的网络号的开始是0,这就是A类的前缀,看下图的红色标记。故B类就是10,也就是不断的在前面加1。
无分类编址
上面的地址很浪费
【IP地址/网络位】 来表示
169.254是DHCP相关的故障码分配
子网划分
1、255.255.255.0就代表子网掩码,其中前24位是网络好,后8为是主机号,网络号全为1,主机号全为0
2、通过and运算可以计算两个IP是否属于同一个子网,见下:
一般子网表示113.12.32.0/27 其中27位是子网位数,剩余的32-23 = 9 位就是主机位,其中可以表示的主机地址位2^5 - 2 = 30
场景:判断 192.168.1.100/24
和 192.168.1.200/24
是否同子网:
- 计算网络地址:
192.168.1.100 AND 255.255.255.0 = 192.168.1.0
192.168.1.200 AND 255.255.255.0 = 192.168.1.0
- 网络地址相同 → 属于同一子网
习题
1、23到27,子网位数增加4,所以增加的子网个数是2^4=16个;子网中可以使用的主机数为
2^(32-27) - 2 = 32-2=30 个
2、20位网络号,C类需要24位网路号,所以需要取主机的4位用来划分为C类子网,所以有2^4=16个C类子网;
2.2:需要看前20位是否相同,前16位一样,只用比较20位中的后4位(16-20位),即比较192涉及的8位,其中前4为就是1100(也就是16-20) 是要一样,后面四位需要满足01运算。
11000000代表128+64 = 192。203就是1100|1011、205就是1100|1101、207就是1100|1111,不会再比207大了,所以选D。
3、IPV6
4、AI题目
我来详细介绍一下OSI七层模型,并为系统分析师提供相关模拟题。
OSI七层模型详细介绍
1. 物理层(Physical Layer)
**功能:**
- 负责在物理媒体上传输原始比特流
- 定义电气、机械、功能和规程特性
- 处理信号的传输和接收
**具体工作:**
- 定义电压、电流、频率等电气特性
- 规定连接器类型和引脚排列
- 处理信号的编码和调制
- 管理传输介质(双绞线、光纤、无线等)
**设备:** 网卡、集线器、中继器
### 2. 数据链路层(Data Link Layer)
**功能:**
- 将网络层的数据包封装成帧
- 提供可靠的点对点数据传输
- 进行错误检测和流量控制
**具体工作:**
- 帧的封装和拆封
- 差错控制(CRC校验)
- 流量控制(滑动窗口)
- 介质访问控制(CSMA/CD、令牌环等)
- MAC地址管理
**设备:** 网桥、交换机
### 3. 网络层(Network Layer)
**功能:**
- 负责数据包的路由选择
- 实现不同网络间的通信
- 处理网络拥塞和流量控制
**具体工作:**
- 路由选择和转发
- 网络地址分配和管理
- 数据包的分片和重组
- 拥塞控制
- 网络互连
**设备:** 路由器、三层交换机
### 4. 传输层(Transport Layer)
**功能:**
- 提供端到端的可靠数据传输
- 管理数据的分段和重组
- 实现流量控制和差错恢复
**具体工作:**
- 数据分段和重组
- 连接管理(建立、维护、释放)
- 差错检测和恢复
- 流量控制
- 服务质量保证
**协议:** TCP、UDP
### 5. 会话层(Session Layer)
**功能:**
- 建立、管理和终止会话
- 提供同步和检查点机制
- 处理会话恢复
**具体工作:**
- 会话建立和释放
- 会话同步(检查点)
- 会话恢复
- 会话管理
- 数据交换控制
**协议:** NetBIOS、RPC
### 6. 表示层(Presentation Layer)
**功能:**
- 数据格式转换和编码
- 数据压缩和加密
- 确保数据格式的兼容性
**具体工作:**
- 数据格式转换
- 字符编码转换
- 数据压缩和解压缩
- 数据加密和解密
- 数据格式标准化
**协议:** SSL/TLS、JPEG、MPEG
### 7. 应用层(Application Layer)
**功能:**
- 为用户提供网络服务接口
- 实现各种网络应用
- 处理用户请求和响应
**具体工作:**
- 用户界面
- 应用协议实现
- 服务请求处理
- 数据表示
- 应用逻辑处理
**协议:** HTTP、FTP、SMTP、DNS
系统分析师模拟题
选择题
1. 在OSI七层模型中,负责将数据包从源主机路由到目标主机的是哪一层?**
A. 数据链路层
B. 网络层
C. 传输层
D. 会话层
**答案:B**
2. 以下哪个设备工作在OSI模型的网络层?**
A. 集线器
B. 交换机
C. 路由器
D. 网卡
**答案:C**
**3. TCP协议属于OSI模型的哪一层?**
A. 网络层
B. 传输层
C. 会话层
D. 应用层
**答案:B**
**4. 在数据传输过程中,如果发现数据包丢失,通常由哪一层负责重传?**
A. 数据链路层
B. 网络层
C. 传输层
D. 应用层
**答案:C**
**5. 以下哪个功能属于表示层?**
A. 路由选择
B. 数据加密
C. 流量控制
D. 会话管理
**答案:B**
案例分析题
**6. 某公司网络出现以下问题:**
- 用户反映网页访问速度慢
- 部分用户无法访问某些网站
- 网络连接经常中断
**问题:请分析可能涉及OSI模型的哪些层,并给出排查建议。**
**参考答案:**
可能涉及的层:
- **物理层:** 检查网线、网卡、网络设备连接
- **数据链路层:** 检查交换机配置、VLAN设置
- **网络层:** 检查路由配置、IP地址分配
- **传输层:** 检查TCP连接状态、端口占用
- **应用层:** 检查DNS解析、Web服务器状态
排查建议:
1. 使用ping命令测试网络连通性
2. 检查路由器配置和路由表
3. 使用traceroute分析网络路径
4. 检查DNS服务器配置
5. 监控网络流量和带宽使用情况
**7. 设计一个企业网络架构,要求:**
- 支持1000个用户
- 实现部门隔离
- 提供高可用性
- 支持远程办公
**请说明各层如何实现这些需求。**
**参考答案:**
**物理层:**
- 使用千兆以太网设备
- 部署冗余链路
- 配置UPS电源保护
**数据链路层:**
- 使用VLAN实现部门隔离
- 配置链路聚合提高带宽
- 实现生成树协议防止环路
**网络层:**
- 使用三层交换机进行路由
- 配置ACL实现访问控制
- 部署冗余路由器
**传输层:**
- 配置负载均衡
- 实现连接池管理
- 设置QoS策略
**会话层:**
- 配置会话超时机制
- 实现会话持久化
- 部署会话管理服务器
**表示层:**
- 统一数据格式标准
- 实现数据压缩
- 配置SSL/TLS加密
**应用层:**
- 部署Web服务器集群
- 配置邮件服务器
- 实现VPN远程访问
综合应用题
**8. 某银行需要建设一个安全的网上银行系统,请从OSI七层模型的角度设计安全方案。**
**参考答案:**
**物理层安全:**
- 使用专用网络线路
- 部署物理隔离设备
- 配置机房门禁系统
**数据链路层安全:**
- 使用MAC地址绑定
- 配置端口安全
- 实现802.1x认证
**网络层安全:**
- 部署防火墙
- 配置IPSec VPN
- 实现网络地址转换
**传输层安全:**
- 使用SSL/TLS加密
- 配置证书管理
- 实现传输层安全协议
**会话层安全:**
- 设置会话超时
- 实现会话劫持防护
- 配置会话审计
**表示层安全:**
- 数据加密存储
- 实现数字签名
- 配置数据格式验证
**应用层安全:**
- 实现用户认证授权
- 部署Web应用防火墙
- 配置安全审计日志
这些模拟题涵盖了系统分析师需要掌握的网络基础知识,包括理论理解和实际应用能力。