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斯坦福大學計算機網路第五講

發布時間: 2023-06-07 03:59:53

計算機網路有那幾個層次~

1、應用層

與其它計算機進行通訊的一個應用,它是對應應用程序的通信服務的。例如,一個沒有通信功能的字處理程序就不能執行通信的代碼,從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是,如果添加了一個傳輸文件的選項,那麼字處理器的程序就需要實現OSI的第7層。示例:TELNET,HTTP,FTP,NFS,SMTP等。

2、表示層

這一層的主要功能是定義數據格式及加密。例如,FTP允許你選擇以二進制或ASCII格式傳輸。如果選擇二進制,那麼發送方和接收方不改變文件的內容。如果選擇ASCII格式,發送方將把文本從發送方的字元集轉換成標準的ASCII後發送數據。在接收方將標準的ASCII轉換成接收方計算機的字元集。示例:加密,ASCII等。

3、會話層

它定義了如何開始、控制和結束一個會話,包括對多個雙向消息的控制和管理,以便在只完成連續消息的一部分時可以通知應用,從而使表示層看到的數據是連續的,在某些情況下,如果表示層收到了所有的數據,則用數據代表表示層。示例:RPC,SQL等。

4、傳輸層

這層的功能包括是否選擇差錯恢復協議還是無差錯恢復協議,及在同一主機上對不同應用的數據流的輸入進行復用,還包括對收到的順序不對的數據包的重新排序功能。示例:TCP,UDP,SPX。

5、網路層

這層對端到端的包傳輸進行定義,它定義了能夠標識所有結點的邏輯地址,還定義了路由實現的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質,網路層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例:IP,IPX等。

6、數據鏈路層

它定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的各種介質有關。示例:ATM,FDDI等。

7、物理層

OSI的物理層規范是有關傳輸介質的特性,這些規范通常也參考了其他組織制定的標准。連接頭、幀、幀的使用、電流、編碼及光調制等都屬於各種物理層規范中的內容。物理層常用多個規范完成對所有細節的定義。示例:Rj45,802.3等。

❷ 第七章、網路安全

1)被動式攻擊

2)主動式攻擊
幾種常見的方式:
① 篡改:
攻擊者篡改網路上傳送的報文,比如,徹底中斷,偽造報文;

② 惡意程序:包含的種類有:

③ 拒絕服務(DoS,Denial of Service)
攻擊者向互聯網上的某個伺服器不停地發送大量分組,使該伺服器無法提供正常服務,甚至完全癱瘓。

④ 交換機攻擊
攻擊者向乙太網交換機發送大量偽造源 MAC地址的幀,交換機收到MAC地址後,進行學習並記錄,造成交換表很快被填滿,無法正常工作。

人們一直希望能夠設計出一種安全的計算機網路,但不幸的是,網路的安全性是不可判定的,只能針對具體的攻擊設計安全的通信協議。

計算機網路安全的四個目標
1)保密性:要求只有信息的 發送方 接收方 才能懂得所發送信息的內容,而信息的截獲者則看不懂所截獲的內容。以此,對付 被動攻擊
2)端點鑒別:要求計算機網路必須能夠 鑒別 信息的 發送方 接收方 的真實身份。對付 主動攻擊
3)信息的完整性:要求信息的內容沒有被人篡改過;
4)運行的安全性:要求計算機系統運行時的安全性。 訪問控制 是一種應對方法。對付 惡意程序 拒絕服務攻擊

發送者向接受者發送明文 P,通過加密演算法運算,得到密文 C。接收端通過解密演算法解密,得到明文P。

如果不論截取者獲得多少密文,但在密文中都沒有足夠的信息來唯一的確定出對應的明文,則這一密碼體制稱為 無條件安全的 ,或成為 理論上是不可破的

在無任何限制的條件下,目前幾乎所有的密碼體制均是可破的。

人們關心的是研製出 在計算機上(而不是理論上)是不可破的密碼體制 。如果一個密碼體制中的密碼,不能在一定時間內被可以使用的計算機資源破譯,那麼這一密碼體制稱為 在計算上是安全的

2)發展史

對稱密碼體制,也就是, 加密密鑰 解密密鑰 使用相同的密碼體制。
1)數據加密標准(DES)
屬於對稱密鑰密碼體制。1977年,由 IBM公司提出,被美國定位聯邦信息標准,ISO 曾將 DES 作為數據加密標准。

2)高級加密標准(AES)

1976年,由斯坦福大學提出,使用不同的 加密密鑰 解密密鑰
1)公鑰密碼出現的原因
① 對稱密鑰密碼體制的密鑰分配問題;
② 對數字簽名的需求。

2)對稱密碼的挑戰
對稱密碼體制中,加密/解密的雙方使用的是 相同的密鑰
那麼,如何讓雙方安全的擁有相同的密鑰?
① 事先約定:給密鑰管理和更換帶來極大的不便;
② 信使傳送:不該用於高度自動化的大型計算機系統;
③ 高度安全的密鑰分配中心:網路成本增加;

3)三種公鑰
① RSA 體制:1978年正式發表,基於數論中的大數分解問題的體制;

4)差異:

公鑰加密演算法開銷較大,並不會取代傳統加密演算法。

5)密碼性質
任何加密演算法的安全性取決於密鑰的長度,以及攻破密文所需的計算量。

書信或文件是根據親筆簽名或印章來證明其真實性的。(偽造印章,要坐牢)

1)核實:接受者能夠核實發送者對報文的簽名,也就是,確定報文是否是發送者發送的;
2)無篡改:接受者確信所收到的數據和發送者發送的完全一樣,沒有被篡改過。稱為 報文的完整性
3)不可否認:發送這時候不能抵賴對報文的簽名,叫 不可否認

1)A用其私鑰對報文進行D運算,獲得密文;
2)接收方,通過A的公鑰解密,核實報文是否是A發送的。

1)核實保證:只有A有私鑰,加密有唯一性;
2)無篡改:篡改後,無A的私鑰,無法加密;
3)不可否認:其他人無A的私鑰;
疑問:是否利用產生一個A的公鑰可以解密的私鑰,就可以冒充A?

上述操作,對數據進行了簽名,但是,沒有對數據進行加密。所有,擁有公鑰的人都可以破解。

1)具有保密性的數字簽名:
① 發送方,利用A的私鑰對數據進行簽名;
② 發送方,利用B的公鑰對數據進行加密;
③ 接收方,利用B的私鑰對數據進行解密;
④接收方,利用A的公鑰對數據進行鑒權。

鑒別 是要驗證通信的雙方確實是自己所要通信的對象,而不是其他的冒充者。
並且,所傳送的報文是完整的、沒有被他人篡改過。

0)動機
① 數字簽名:就是一種**報文鑒別技術;
② 缺陷:對較長的報文進行數字簽名會給計算機增加非常大的負擔,因此這就需要進行較多的時間來進行計算;
③ 需求:一種相對簡單的方法對報文進行鑒別;
④ 解決辦法:密碼散列函數;

1)密碼散列函數
作用:保護明文的完整性;
散列函數 的特點:

密碼散列函數 的特點:

2)實用的密碼散列函數:MD5 和 SHA-1
① MD5

② SHA
美國技術標准協會 NIST 提出 SHA 散列演算法。

3)報文鑒別碼
① 散列函數的缺點:可能被其他人篡改,然後,計算相應的正確散列值;
② 報文鑒別碼:生成報文的散列後,對散列進行加密生成報文鑒別碼;

1)差別

2)鑒別方法
A向遠端的B發送帶有自己身份A和口令的報文,並使用雙方約定好的共享對稱密鑰進行加密;

3)存在的問題
可能攻擊者處於中間人,冒充A向B發送口令,並發送公鑰,最後,成功冒充A,獲取A的重要數據;

4)總結
重要問題:公鑰的分配,以及公鑰的真實性。

密碼演算法是公開的,網路安全完全基於密鑰,因此 密鑰管理 十分重要;包括:

1)挑戰
① 密鑰數量龐大:n個人相互通信,需要的密鑰數量 n(n-1);
② 安全通信:如何讓通信雙方安全得到共享密鑰;

2)解決方案
密鑰分配中心:公共信任的機構,負責給需要秘密通信的用戶臨時分配一個會話密鑰(使用一次);

3)處理過程
① 用戶 A 發送明文給蜜月分配中心 KDC,說明想和用戶 B通信。
② KDC 隨機產生 「一次一密」 的會話密鑰KAB,然後,用KA加密發送給A 密鑰KAB和票據。
③ B收到A轉來的票據,並根據自己的密鑰KB解密後,就知道A要和他通信,並知道會話密鑰KAB。

4)

這一系統現在已廣泛用於電子護照中,也就是下一代金融系統使用的加密系統。

移動通信帶來的廣泛應用,向網路提出了更高的要求。

量子計算機的到來將使得目前許多使用中的密碼技術無效,後兩字密碼學的研究方興未艾。

❸ 最早的計算機網路是什麼

1969年美國國防部創建了第一個分組交換網ARPAnet只是一個單個的分組交換網,所有想連接在它上的主機都直接與就近的結點交換機相連。只有4個結點,分布在洛杉磯的加利福尼亞州大學洛杉磯分校、加州大學聖巴巴拉分校、斯坦福大學、猶他州大學四所大學的4台大型計算機。

(3)斯坦福大學計算機網路第五講擴展閱讀:

多級結構網際網路的形成:1993年開始,美國政府資助的NSFnet就逐漸被若干個商用的網際網路主幹網替代,這種主幹網也叫網際網路服務提供者ISP,考慮到網際網路商用化後可能出現很多的ISP,為了使不同ISP經營的網路能夠互通。

在1994創建了4個網路接入點NAP分別由4個電信公司經營,本世紀初,美國的NAP達到了十幾個。

NAP是最高級的接入點,它主要是向不同的ISP提供交換設備,使它們相互通信。網際網路已經很難對其網路結構給出很精細的描述,但大致可分為五個接入級:網路接入點NAP,多個公司經營的國家主幹網,地區ISP,本地ISP,校園網、企業或家庭PC機上網用戶。

❹ 計算機網路的定義,分類和主要功能是什麼

計算機網路的定義:將地理位置不同的具有獨立功能的多台計算機及其外部設備,通過通信線路連接起來,在網路操作系統,網路管理軟體及網路通信協議的管理和協調下,實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。

計算機網路的分類:區域網、城域網、廣域網、無線網。

計算機網路的主要功能:將大量獨立的、但相互連接起來的計算機來共同完成計算機任務。

(4)斯坦福大學計算機網路第五講擴展閱讀:

計算機網路的性能有:

1、速率

計算機發送出的信號都是數字形式的。比特是計算機中數據量的單位,也是資訊理論中使用的信息量的單位。英文字bit來源於binary digit,意思是一個「二進制數字」,因此一個比特就是二進制數字中的一個1或0。

2、帶寬

在計算機網路中,帶寬用來表示網路的通信線路所能傳送數據的能力,因此網路帶寬表示在單位時間內從網路中的某一點到另一點所能通過的「最高數據率」。這里一般說到的「帶寬」就是指這個意思。這種意義的帶寬的單位是「比特每秒」,記為bit/s。

3、吞吐量

吞吐量表示在單位時間內通過某個網路(或信道、介面)的數據量。吞吐量更經常地用於對現實世界中的網路的一種測量,以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網路。

參考資料來源:網路—計算機網路