信息安全概述-第四章 4.5传输层
传输层的协议
传输层的协议传输层协议是计算机网络中的一个重要组成部分，它负责在网络中不同主机之间提供可靠的数据传输服务。
在传输层的主要协议有TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）两种。
TCP是一种面向连接的传输层协议，它能够为应用程序提供高可靠性的数据传输。
TCP使用三次握手的过程建立连接，并通过序列号、确认机制和重传机制保证数据的可靠性。
当数据包到达目的主机时，TCP会发送确认信息给发送方，以确保数据的成功接收。
如果某个数据包丢失或损坏，TCP会自动重传丢失的数据包，保证数据的完整性。
此外，TCP还实现了流量控制和拥塞控制的机制，能够动态调整传输速率，确保网络的稳定性。
UDP是一种无连接的传输层协议，它提供了一种简单的数据传输服务。
与TCP不同，UDP不需要建立连接，发送方直接将数据包发送给目的主机，接收方也无需发送确认信息。
由于没有连接建立和确认机制的开销，UDP传输效率较高。
但是UDP不保证数据的可靠性，一旦数据包丢失或损坏，UDP不会进行重传，可能会导致部分丢失的数据。
因此，UDP更适用于一些对传输效率要求较高，但数据完整性要求较低的应用，如实时视频和音频传输。
除了TCP和UDP这两种主要的传输层协议之外，还有一些其他的传输层协议，如SCTP（Stream Control Transmission Protocol）和DCCP（Datagram Congestion Control Protocol）等。
SCTP是一种面向连接的协议，类似于TCP，但它支持多路复用和多个数据流的传输，适用于一些对并发连接和高可靠性要求较高的应用。
DCCP是一种基于UDP的传输层协议，它为应用程序提供了可靠性控制和拥塞控制的机制，适用于实时流媒体等对传输延迟要求较高的应用。
总之，传输层协议在计算机网络中起到了至关重要的作用。
TCP和UDP是最常用的传输层协议，它们分别提供了可靠性的数据传输和高效率的数据传输。
传输层协议包括
传输层协议包括传输层协议是计算机网络体系结构中的一个重要组成部分，它负责在网络中的不同主机之间提供端到端的数据传输服务。
传输层协议包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）两种主要协议，它们在网络通信中起着至关重要的作用。
TCP是一种面向连接的可靠的传输协议，它通过数据包的重传、校验和等机制来保证数据的可靠传输。
TCP还负责对数据包进行排序和流量控制，以确保数据的顺利传输。
由于TCP的可靠性和稳定性，它被广泛应用在对数据传输要求较高的场景，如文件传输、网页浏览等。
与TCP不同，UDP是一种无连接的传输协议，它不保证数据的可靠传输。
UDP的优势在于传输效率高，适用于对实时性要求较高的场景，如视频会议、在线游戏等。
由于UDP不需要维护连接状态，因此在网络负载较高时，UDP表现更加灵活。
除了TCP和UDP之外，传输层协议还包括一些其他的协议，如SCTP（流控制传输协议）、DCCP（数据报拥塞控制协议）等。
这些协议在特定的网络环境和应用场景中发挥着重要作用。
传输层协议的选择取决于具体的应用需求。
在对数据传输的可靠性要求较高时，可以选择使用TCP协议；而在对传输效率和实时性要求较高时，可以选择使用UDP协议。
此外，还可以根据具体的应用场景选择其他的传输层协议，以满足不同的需求。
总的来说，传输层协议在计算机网络中起着至关重要的作用，它们为不同类型的应用提供了灵活的数据传输解决方案。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的传输层协议，以确保数据的安全、稳定和高效传输。
传输层协议的不断发展和完善也将进一步推动网络通信技术的进步，为人们的生活和工作带来更多便利和可能性。
信息安全(马建峰)第1-4章章 (4)
第４章 网络基本安全防护
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保证系统高度的可用性是网络安全的重要内容之一，许多 针对网络和系统的攻击都是破坏系统的可用性，而不一定损害
数据的完整性与保密性。目前，保证系统可用性的研究还不够 充分，许多拒绝服务类型的攻击还很难防范。抗抵赖服务在许 多应用(如电子商务)中非常关键，它和数据源认证、数据完整 性紧密相关。
进程)既是主体又是客体，这都是导致传统操作系统的访问控 制模型很难用于网络环境。
第４章 网络基本安全防护
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数据存储于传输的完整性是认证和访问控制有效性的重要 保证，比如，认证协议的设计一定要考虑认证信息在传输过程
中不被篡改；同时，访问控制又常常是实现数据存储完整性的 手段之一。与数据保密性相比，数据完整性的需求更为普遍。 数据保密性一般也要和数据完整性结合才能保证保密机制的有 效性。
实 体
管物 理
计算机安全 应用系统安全
安 全 管 理
Z 实体单元
图4-1 网络安全防护体系的三维框架结构
第４章 网络基本安全防护
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(3) 实体单元平面给出了计算机网络系统的基本组成单元， 各种高单元安全技术或安全系统也可以划分成这几个层次。
(4) 安全管理涉及所有协议层次、所有实体单元的安全服 务和安全机制管理。安全管理操作不是正常的通信业务，但为 正常通信所需的安全服务提供控制与管理机制，是各种安全机 制有效性的重要保证。
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(2) 控制访问网点系统。防火墙还有能力控制对网点系统 的访问。例如，除了邮件服务器或信息服务器等特殊情况外，
网点可以防止外部对其主系统的访问。 (3) 集中安全性。防火墙闭合的安全边界保证可信网络和
不可信网络之间的流量只有通过防火墙才有可能实现，因此， 可以在防火墙设置唯一的策略管理，而不是分散到每个主机中。
第四章计算机网络
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1 计算机网络的组成与分类
广域网的组成 运行用户程序的主机
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1 计算机网络的组成与分类
计算机网络的组成 若干个主机(host) 一个通信子网 一系列的通信协议及相关的网络软件 通信协议是为主机与主机、主机与通信子网或通信子网中各 结点之间通信用的。 计算机组网的目的 数据通信 资源共享 实现分布式的信息处理 提高计算机系统的可靠性和可用性 5
1 计算机网络的组成 与分类
头 部 数 据 区 版本号 31 头部长度 数据报总长 服务类型 发送数据报的计算机的 IP 地址（源 IP 地址） 度 数据开始 接收数据报的计算机的 IP 地址 （目的地 IP 地址）
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异构网络互连的关键设备——路 由器
• 路由器的作用： • 路由器是多个端口的、高速率的数据交换设备 • 路由器是一台高性能的专用计算机 • 连网的路由器有多个IP地址 B 223.240.129.5
• 使用交换式集线器(以太网交换器)构建
– 每一个结点都独享一定的带宽（10Mb/s或100 Mb/s），多对节点可同时通信（星形拓扑） 可按层次方式互相连接起来，构成多层次的局域网
–
• 与总线式以太网完全同构
以太网 交换器
部门服务器 部门交换器 1000Mbps 至中央服务器 工作组交换器 2 10Mbps/100Mbps 至桌面
类 型
发送结点 同步码 接收结点 MAC 地址 MAC 地址 8B 6B 4B 帧头部
信息安全的层次划分
信息安全的层次划分随着信息技术的迅猛发展，信息安全问题日益突显。
信息安全的层次划分是实现全面防护的重要手段。
本文将从物理层、网络层、系统层和应用层四个方面进行信息安全的层次划分。
一、物理层信息安全的第一层是物理层，也称为硬件层。
物理层主要包括网络设备、服务器和通信线路等。
物理层的安全主要涉及以下几个方面：1. 保护服务器和网络设备：对服务器和网络设备进行安全配置，设置强密码并定期更新，限制物理访问权限，防止未经授权的人员操作和数据泄露。
2. 保护通信线路：使用加密技术对通信线路进行保护，防止数据在传输过程中被窃听或篡改。
同时，及时检测并修复线路中的安全漏洞，确保通信的稳定和安全。
二、网络层网络层是信息安全的第二层，主要涉及网络设备之间的通信和数据传输。
在网络层进行信息安全的划分时，可采取以下措施：1. 防火墙设置：设置有效的防火墙来保护网络系统不受未经授权的外部访问和攻击。
2. VPN技术：通过虚拟专用网络（VPN）技术，确保远程访问和数据传输的安全性。
3. IDS/IPS系统：建立入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS），实时监控网络流量，及时发现并阻止潜在的攻击行为。
三、系统层系统层是信息安全的第三层，主要涉及操作系统、数据库和系统软件等。
在系统层进行信息安全的划分时，可以考虑以下几个方面：1. 系统安全配置：对操作系统和数据库进行安全配置，关闭不需要的服务和端口，限制用户权限，防止恶意攻击和未经授权的操作。
2. 强化认证与访问控制：采用多层次的认证授权机制，如密码、指纹、令牌等，确保用户身份合法并控制其访问权限。
3. 定期更新与维护：及时安装操作系统和应用程序的安全补丁，修复已知的漏洞，提高系统的稳定性和安全性。
四、应用层应用层是信息安全的最高层，主要涉及各种应用软件和业务系统。
在应用层进行信息安全的划分时，应重点考虑以下几个方面：1. 安全编码开发：在开发过程中要注重安全编码，避免常见的漏洞，如SQL注入、跨站点脚本等。
osi各层的安全协议
osi各层的安全协议OSI（Open Systems Interconnection）模型是一种将计算机网络体系结构分为七个不同层次的参考模型。
每个层次负责不同的功能，使得网络通信能够高效、可靠地进行。
在网络通信过程中，安全协议起着保护数据和信息安全的重要作用。
下面将分别介绍OSI模型的每一层及其对应的安全协议。
第一层：物理层（Physical Layer）物理层是OSI模型中最底层的层次，它负责在物理媒介上传输比特流。
在物理层中，保护数据安全的主要问题是防止数据泄露和窃听。
为了解决这个问题，可以使用加密技术来对传输的数据进行加密，从而保证数据的机密性。
第二层：数据链路层（Data Link Layer）数据链路层负责将物理层传输的比特流划分为数据帧，并通过数据链路进行传输。
在数据链路层中，主要的安全问题是数据的完整性和可靠性。
为了解决这个问题，可以使用帧校验序列（FCS）来检测数据是否被篡改。
此外，还可以使用MAC地址过滤来限制网络访问，从而提高网络的安全性。
第三层：网络层（Network Layer）网络层负责将数据包从源主机传输到目标主机。
在网络层中，主要的安全问题是数据包的路由和转发安全。
为了解决这个问题，可以使用IPSec（Internet Protocol Security）协议来对传输的数据包进行加密和认证，从而保证数据传输的安全性。
第四层：传输层（Transport Layer）传输层负责提供端到端的可靠数据传输。
在传输层中，主要的安全问题是数据的完整性和可靠性。
为了解决这个问题，可以使用传输层安全协议（TLS/SSL）来对传输的数据进行加密和认证，从而保证数据传输的安全性。
第五层：会话层（Session Layer）会话层负责建立、管理和终止会话。
在会话层中，主要的安全问题是会话的安全性和保密性。
为了解决这个问题，可以使用会话层安全协议（SSH）来对会话进行加密和认证，从而保证会话的安全性。
计算机网络中的网络层与传输层
计算机网络中的网络层与传输层在计算机网络中，网络层和传输层是两个重要的组成部分。
它们分别负责不同的功能和任务，并且在整个网络通信过程中发挥着不可或缺的作用。
一、网络层网络层是计算机网络中的第三层，它主要负责实现数据包在网络中的传输。
网络层使用IP协议来进行数据包的传输和路由选择。
1. IP协议IP协议是网络层中最重要的协议，它定义了数据包在网络中的传输规则和格式。
IP协议使用IP地址来确定源和目的主机，并且利用路由算法选择最佳路径进行数据传输。
2. 路由选择路由选择是网络层的核心任务之一，它通过路由器来实现。
路由器是网络中负责转发数据包的设备，它通过查看数据包的目的IP地址，并根据预先配置的路由表来选择下一跳路径，最终将数据包发送到目的主机。
3. IP地址IP地址用于标识主机在网络中的唯一性。
IP地址由32位二进制数表示，通常用四个十进制数表示，例如192.168.1.1。
IP地址分为公网IP和私网IP，公网IP由互联网管理机构分配，而私网IP则在组织内部使用。
二、传输层传输层是计算机网络中的第四层，它主要负责实现端到端的可靠传输和数据分段等功能。
1. TCP协议TCP协议是传输层中最常用的协议，它提供可靠的、面向连接的传输服务。
TCP协议通过建立连接、分段和重传等机制来保证数据的可靠传输。
2. UDP协议UDP协议是传输层中另一种常用的协议，它提供无连接的传输服务。
UDP协议没有建立连接和重传等机制，因此传输速度更快，但不保证数据的可靠传输。
3. 分段与重组传输层通过将数据分段来适应网络传输的需求。
发送端将较大的数据拆分成多个较小的数据段，并在接收端进行重组。
这样可以提高数据传输的效率和可靠性。
4. 端口与套接字传输层使用端口号来标识不同的应用程序。
端口号是一个16位的整数，范围从0到65535。
传输层还使用套接字来实现数据的发送和接收，套接字是网络编程中的一种抽象概念。
结论网络层和传输层在计算机网络中扮演着重要的角色。
传输层基本功能
传输层基本功能传输层是计算机网络体系结构中的一层，负责在源主机和目的主机之间提供可靠的数据传输服务。
它的基本功能主要包括连接建立、数据分割与重组、流量控制和拥塞控制。
一、连接建立传输层通过建立连接来确保数据的可靠传输。
在传输层中，常用的连接是面向连接的TCP（Transmission Control Protocol）连接。
TCP连接是一种可靠的、有序的、全双工的连接，它通过三次握手的方式在源主机和目的主机之间建立起连接。
首先，源主机向目的主机发送一个连接请求报文，目的主机收到请求后向源主机发送一个确认报文，最后源主机再向目的主机发送一个确认报文，完成连接的建立。
二、数据分割与重组传输层负责将应用层发送的数据分割成适合传输的报文段，并在目的主机上将接收到的报文段重新组装成完整的数据。
这是因为应用层发送的数据往往是大于网络传输的最大单元（MTU）的，因此传输层需要将数据进行分割，以便在网络中进行传输。
在接收端，传输层根据报文段的序号和确认号进行重组，确保数据的完整性。
三、流量控制传输层通过流量控制机制来控制发送方向接收方发送数据的速率，以保证接收方能够及时处理接收到的数据。
流量控制主要基于滑动窗口协议，发送方和接收方各自维护一个窗口，用来控制发送和接收的数据量。
发送方根据接收方返回的确认信息来调整发送数据的速率，以避免接收方因为处理不过来而丢弃数据。
四、拥塞控制拥塞控制是传输层的重要功能之一，它用来控制网络中的拥塞程度，避免过多的数据注入到网络中而导致网络性能下降。
拥塞控制采取的措施包括减少发送方的发送速率、丢弃一部分数据、延迟发送等。
传输层通过使用拥塞窗口来控制发送方的发送速率，当网络拥塞时，发送方会减小拥塞窗口的大小，以减少发送的数据量。
总结：传输层作为计算机网络体系结构中的一层，承担着连接建立、数据分割与重组、流量控制和拥塞控制等基本功能。
通过建立连接，传输层确保了数据的可靠传输；通过数据分割与重组，传输层实现了大数据的分割和重组；通过流量控制，传输层控制了发送方向接收方发送数据的速率；通过拥塞控制，传输层避免了网络拥塞导致的性能下降。
信息安全概论课后答案之欧阳地创编
四45五3六57十4十一34十二47没做“信息安全理论与技术”习题及答案教材：《信息安全概论》段云所，魏仕民，唐礼勇，陈钟，高等教育出版社第一章概述（习题一，p11）1.信息安全的目标是什么？答：信息安全的目标是保护信息的机密性、完整性、抗否认性和可用性；也有观点认为是机密性、完整性和可用性，即CIA(Confidentiality,In tegrity,Availability)。
机密性（Confidentiality）是指保证信息不被非授权访问；即使非授权用户得到信息也无法知晓信息内容，因而不能使用完整性（Integrity）是指维护信息的一致性，即信息在生成、传输、存储和使用过程中不应发生人为或非人为的非授权簒改。
抗否认性（Non-repudiation）是指能保障用户无法在事后否认曾经对信息进行的生成、签发、接收等行为，是针对通信各方信息真实同一性的安全要求。
可用性（Availability）是指保障信息资源随时可提供服务的特性。
即授权用户根据需要可以随时访问所需信息。
2.简述信息安全的学科体系。
解：信息安全是一门交叉学科，涉及多方面的理论和应用知识。
除了数学、通信、计算机等自然科学外，还涉及法律、心理学等社会科学。
信息安全研究大致可以分为基础理论研究、应用技术研究、安全管理研究等。
信息安全研究包括密码研究、安全理论研究；应用技术研究包括安全实现技术、安全平台技术研究；安全管理研究包括安全标准、安全策略、安全测评等。
3. 信息安全的理论、技术和应用是什么关系？如何体现？答：信息安全理论为信息安全技术和应用提供理论依据。
信息安全技术是信息安全理论的体现，并为信息安全应用提供技术依据。
信息安全应用是信息安全理论和技术的具体实践。
它们之间的关系通过安全平台和安全管理来体现。
安全理论的研究成果为建设安全平台提供理论依据。
安全技术的研究成果直接为平台安全防护和检测提供技术依据。
平台安全不仅涉及物理安全、网络安全、系统安全、数据安全和边界安全，还包括用户行为的安全，安全管理包括安全标准、安全策略、安全测评等。
《信息安全概论》课后习题及答案
信息安全概论课后习题及答案第一章：1、请说出平时在使用计算机的时候遇到的各种安全问题，以及当时的解决方案。
答：略。
2、什么是信息安全?答：信息安全是指信息网络的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，信息服务不中断。
信息安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多门学科的综合性学科。
3、什么是P2DR2动态安全模型?答：P2DR2动态安全模型研究的是基于企业网对象、依时间及策略特征的(Policy，Protection，Detection，Response，Restore) 动态安全模型结构，由策略、防护、检测、响应和恢复等要素构成，是一种基于闭环控制、主动防御的动态安全模型，通过区域网络的路由及安全策略分析与制定，在网络内部及边界建立实时检测、监测和审计机制，采取实时、快速动态响应安全手段，应用多样性系统灾难备份恢复、关键系统冗余设计等方法，构造多层次、全方位和立体的区域网络安全环境。
4、信息系统的安全威胁有哪些?答：信息系统的安全威胁有物理层安全威胁，网络层安全威胁，操作系统层安全威胁，应用层安全威胁，管理层安全威胁等。
5、信息安全实现需要什么样的策略?答：信息安全的实现需要有一定的信息安全策略，它是指为保证提供一定级别的安全保护所必须遵守的规则。
实现信息安全，不但靠先进的技术，也得靠严格的安全管理、法律约束和安全教育。
6、信息安全的发展可以分为哪几个阶段?答：信息安全在其发展过程中经历了三个阶段：第一阶段: 早在20 世纪初期，通信技术还不发达，面对电话、电报、传真等信息交换过程中存在的安全问题；第二阶段: 20 世纪60 年代后，半导体和集成电路技术的飞速发展推动了计算机软硬件的发展，计算机和网络技术的应用进入了实用化和规模化阶段；第三阶段: 20 世纪80 年代开始，由于互联网技术的飞速发展，信息无论是对内还是对外都得到极大开放，由此产生的信息安全问题跨越了时间和空间。
OSI七层分层模型每层的所有协议
OSI七层分层模型每层的所有协议OSI（Open Systems Interconnection）七层分层模型是一种网络协议体系结构，将计算机网络通信的整个过程分为七个不同的层级。
每个层级负责特定的功能，并且通过协议与上下层级进行通信。
以下是每个层级的所有相关协议。
第一层：物理层物理层负责传输比特流，将数据从一个节点传输到另一个节点。
该层的协议包括：1. Ethernet - 一种常用的有线局域网协议。
2. Fast Ethernet - 用于传输数据速度达到100 Mbps的以太网协议。
3. Gigabit Ethernet - 用于传输数据速度达到1 Gbps的以太网协议。
4. 无线局域网协议（Wireless LAN）- 用于无线通信的协议，如Wi-Fi。
第二层：数据链路层数据链路层负责在物理层之上建立逻辑连接，并负责数据的传输和接收。
该层的协议包括：1. 以太网（Ethernet）- 基于MAC地址的局域网协议。
2. 广义以太网（Generic Ethernet）- 扩展了以太网以支持其他传输介质。
3. 令牌环网（Token Ring）- 局域网协议，使用令牌控制数据访问。
4. 无线局域网协议（Wireless LAN）- 用于无线通信的协议，如Wi-Fi。
5. PPP（Point-to-Point Protocol）- 用于在点对点连接中传输数据的协议。
第三层：网络层网络层负责在源和目标主机之间路由数据包。
该层的协议包括：1. IP（Internet Protocol）- 用于分配和确定网络地址，以及在网络之间路由数据包。
2. ICMP（Internet Control Message Protocol）- 在IP网络上传输控制和错误消息的协议。
3. ARP（Address Resolution Protocol）- 用于将IP地址映射到物理地址的协议。
4. OSPF（Open Shortest Path First）- 一种链路状态路由协议，用于在网络中选择最短路径。
计算机网络网络层与传输层
计算机网络网络层与传输层计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分，它通过数据的传输和交换使得全球范围内的计算机可以相互连接和通信。
在计算机网络中，网络层和传输层是网络体系结构的两个重要组成部分，它们分别负责网络的路由和数据传输的可靠性。
一、网络层网络层是计算机网络体系结构中的重要组成部分，它负责将数据传输到目标计算机。
网络层的功能主要包括数据分组的路由和转发。
路由是指通过查找路由表，确定数据包从源主机到目标主机的路径。
转发是指在网络中选择合适的路由器将数据包从一个接口转发到下一个接口。
网络层使用IP协议（Internet Protocol）来实现数据分组的路由和转发。
IP协议是一种面向无连接的协议，它将数据分组封装成IP数据包，在数据包中包含源IP地址和目标IP地址等信息。
路由器根据目标IP地址来查找路由表，并将数据包沿着最佳路径传送到目标主机。
网络层还可以实现网络地址转换（NAT）和负载均衡等功能。
NAT主要用于解决IPv4地址不足的问题，它将内部网络使用的私有IP地址转换为外部网络使用的公有IP地址。
负载均衡则通过将数据流量分配到多个服务器上，提高网络性能和可靠性。
二、传输层传输层是计算机网络体系结构中的一部分，它负责在源主机和目标主机之间提供可靠的数据传输服务。
传输层的主要功能包括分段和重组、流量控制和拥塞控制。
传输层使用传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）来实现数据的可靠传输。
TCP协议提供面向连接的、可靠的数据传输服务。
在数据传输过程中，TCP将数据分割成多个数据段，并使用序号、确认序号和窗口等机制实现数据的可靠传输。
TCP还具有流量控制和拥塞控制的功能，以确保网络的稳定性和可靠性。
与TCP不同，UDP协议是一种无连接的协议，它不提供可靠的数据传输服务。
UDP将数据分割成数据报，在数据报中包含源端口和目标端口等信息。
UDP适用于对数据传输速度要求较高、对数据可靠性要求不高的应用场景，如音视频传输。
【知识详解】传输层详解（秋招总结）
【知识详解】传输层详解（秋招总结）传输层详解⽬录1.传输层概述1.1 概述TCP⾪属于传输层，所以要⾸先明⽩传输层的作⽤是什么，传输层能够实现端到端的连接。
⽐如说我们⽤QQ与别⼈发信息，⽹络层能够将信息发送到对⽅的主机上，主机上使⽤什么协议来接受这个信息就由传输层来完成，所以传输层实现的是进程到进程间的连接。
传输层提供的是应⽤程序间的逻辑通信，也就是说它向⾼层(应⽤层)屏蔽了下⾯⽹络层的细节，使应⽤程序看起来好像是在传输层之间沿着⽔平⽅向传输数据，但事实上两者之间并没有这样⼀条实际的物理连接。
1.2 功能1.⽹络层提供了点到点的连接，⽽传输层提供了端到端的服务，也就是进程间的通信；2.⽹络层提供的是不可靠的连接，传输层能够实现可靠的传输；1.3 协议TCP(Transmission Control：Protocol) 传输控制协议UDP(User Datagram Protocol) ⽤户数据报协议1.4 传输层和应⽤层的关系1.4.1 端⼝TCP/IP传输层⽤⼀个16位端⼝号(0~65535)来标识⼀个端⼝，但是注意，端⼝号只具有本地意义，不同计算机的相同端⼝号没有关联，0⼀般不⽤，所以允许有65535个不同的端⼝号。
两个计算机的进程要实现通信，不仅必须知道对⽅的IP地址(为了找到对⽅的计算机)，⽽且还要知道对⽅的端⼝号(为了找到对⽅计算机中的应⽤程序)问：怎么理解端⼝？在⽹络技术中，端⼝(Port)⼤致有两种意思：1.硬件端⼝，也就是设备间交互的接⼝，是物理意义上的端⼝，⽐如集线器，交换机等设备的接⼝；2.软件端⼝，指的是应⽤层的的进程和运输层进⾏层间交互的⼀种地址，是逻辑意义上的端⼝，⼀般指的是TCP/IP协议中的端⼝。
正是这种端⼝，所有传输层实现的是端到端的通信；在TCP/IP协议中，⽤"源IP地址、⽬的IP地址、源端⼝号、⽬的端⼝号、协议号"这五部分组成⼀个套接字，来标识⼀次通信；⼀个进程可以绑定多个端⼝号，因为⼀个进程可以有很多线程或者说是⼦进程等，这每⼀个都对应⼀个端⼝号，所以⼀个进程可以绑定多个端⼝号；但是⼀个端⼝号不可以被多个进程绑定，每⼀个端⼝号都与唯⼀的进程对应，if有多个了，那通信不就乱了套了吗；⼀个端⼝号⼀个进程，⼀个进程可以多个端⼝；端⼝号分类公认端⼝：0~1023，明确与某种服务绑定，⽐如各种协议；注册端⼝：1024~65535：松散的绑定⼀些服务，也就是有许多服务绑定这些端⼝。
传输层的基本单位
传输层传输数据的基本单位是报文段（或称为“段”，Segment）。
在计算机网络体系结构中，传输层位于应用层和网络层之间，负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
传输层的作用至关重要，它起到了承上启下的功能，承上是指对应用层屏蔽了下面网络的细节，启下是指对网络层屏蔽了上面应用层的数据细节，为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
而传输层在传输数据时，所操作的基本单位就是报文段。
报文段是传输层对来自应用层的数据进行分段、封装后形成的传输单元。
每个报文段都包含了应用层数据的一部分，以及传输层所添加的头部信息。
这个头部信息对于数据的可靠传输至关重要，它可能包含序列号、确认号、窗口大小等字段，用于实现流量控制、差错控制以及拥塞控制等功能。
举个例子，当我们在浏览网页时，浏览器会向服务器发送HTTP请求，这个请求在应用层被构造成一个完整的数据包。
然而，当这个数据包传递到传输层时，传输层可能会根据网络状况（如带宽、延迟等）将这个数据包分割成多个较小的报文段进行传输。
每个报文段都会独立地通过网络层进行路
由，最终到达目的主机的传输层，并在那里被重新组装成原始的应用层数据包，以供上层应用处理。
这个过程对于用户来说是透明的，它确保了数据的可靠传输，同时也提高了网络的利用效率。
总之，传输层在计算机网络中扮演着举足轻重的角色，而报文段作为其传输数据的基本单位，是实现各种传输功能和服务的基础。
无论是TCP还是UDP等传输协议，它们都在报文段的基础上完成了数据的可靠传输和高效利用。
计算机网络中的网络层与传输层
计算机网络中的网络层与传输层在计算机网络中，网络层和传输层是两个重要的层级。
它们分属于OSI（开放系统互联）模型或TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）模型的不同层级，各自负责不同的功能和任务。
本文将对网络层和传输层进行详细的介绍和比较。
一、网络层网络层是计算机网络中的第三层，也是OSI模型或TCP/IP模型中的重要组成部分。
网络层负责在不同的网络间进行数据传输和路由选择。
其主要功能如下：1. IP地址分配与转发：网络层通过IP地址来标识网络中的不同设备，可以将数据从源主机发送到目标主机。
网络层还负责判断传输数据的最佳路径，并进行数据包转发。
2. 路由选择：网络层使用路由协议来选择传输数据的最佳路径。
常见的路由协议有RIP（路由信息协议）、OSPF（开放最短路径优先）、BGP（边界网关协议）等。
3. 数据分片与重组：网络层可以将较大的数据报进行分片，并在目标设备上将分片的数据报重组成完整的数据。
网络层使用的主要协议是IP（互联网协议），它定义了数据在网络中的传输方式和地址分配方式。
IP协议有两个版本，IPv4和IPv6，其中IPv4是目前常用的版本。
二、传输层传输层是计算机网络中的第四层，同样是OSI模型或TCP/IP模型的重要组成部分。
传输层负责在主机之间提供端到端的数据传输和错误控制。
其主要功能如下：1. 数据分段与重组：传输层将从应用层接收到的数据进行分段，并在目标主机上将分段的数据重新组合成原始数据。
2. 端口标识与多路复用：传输层使用端口号来标识不同的应用程序和服务。
通过多路复用技术，传输层可以同时为多个应用程序提供数据传输服务。
3. 可靠性和流量控制：传输层使用TCP（传输控制协议）来提供可靠的数据传输。
TCP使用确认机制和重传机制来确保数据的正确性和完整性。
此外，传输层还使用流量控制技术来控制数据的发送速率，防止网络拥塞。
传输层使用的主要协议有TCP和UDP（用户数据报协议）。
TCP 是面向连接的可靠协议，适用于对数据传输可靠性要求较高的场景，如文件传输、电子邮件等。
osi安全体系结构
osi安全体系结构OSI安全体系结构是一种网络安全模型，用于描述计算机网络中的安全机制和安全策略。
它是国际标准化组织（ISO）在1970年代末提出的，目的是为了保护计算机网络中的信息和资源免受未经授权的访问和攻击。
OSI安全体系结构由七层组成，每一层都有特定的功能和安全机制。
以下将逐层介绍OSI安全体系结构的各个层次。
第一层是物理层，它负责传输原始比特流，并确保数据的完整性和可靠性。
在安全方面，物理层主要关注防止窃听和干扰。
为了保护数据的机密性，可以使用加密技术，如使用密码算法对数据进行加密。
此外，还可以使用物理安全措施，如门禁系统和视频监控，来防止未经授权的人员进入机房。
第二层是数据链路层，它负责将比特流转换为帧，并在物理链路上传输数据。
在安全方面，数据链路层主要关注认证和访问控制。
通过使用MAC地址过滤和交换机端口安全功能，可以限制只有经过身份验证的设备才能访问网络。
此外，还可以使用虚拟专用网络（VPN）等技术来保护数据的机密性和完整性。
第三层是网络层，它负责将数据包从源主机传输到目标主机。
在安全方面，网络层主要关注路由器的安全性和防火墙的配置。
通过使用访问控制列表（ACL）和网络地址转换（NAT）等技术，可以限制数据包的流动，并保护网络免受未经授权的访问和攻击。
第四层是传输层，它负责在源主机和目标主机之间建立可靠的数据传输连接。
在安全方面，传输层主要关注数据的机密性和完整性。
通过使用传输层安全协议（如SSL / TLS）和防火墙等技术，可以保护数据在传输过程中不被窃听和篡改。
第五层是会话层，它负责建立和管理两个应用程序之间的通信会话。
在安全方面，会话层主要关注会话的认证和加密。
通过使用身份验证和密钥交换等技术，可以确保会话的安全性。
第六层是表示层，它负责数据的格式化和编码。
在安全方面，表示层主要关注数据的加密和解密。
通过使用加密算法和数字签名等技术，可以保护数据的机密性和完整性。
第七层是应用层，它负责应用程序之间的通信。
网络安全五层体系
网络安全五层体系网络安全是指在通信网络环境中预防和保护信息系统的完整性、可用性和保密性的一系列技术、措施和方法。
为了确保网络的安全性，人们提出了网络安全五层体系，并逐渐形成和完善了这个体系。
本文将对网络安全五层体系进行介绍和解析。
第一层：物理层物理层是网络安全五层体系中的基础层，它负责传输数据的物理介质，如电缆、光纤等。
在物理层上，主要的网络安全措施是保护网络设备和传输介质的安全。
比如，保护服务器房的门锁、安装视频监控等。
第二层：数据链路层数据链路层主要负责将物理层传输的数据组织成帧，并通过物理介质进行传输。
在数据链路层，主要的网络安全措施是实施访问控制和数据加密。
访问控制可以限制对网络资源的访问权限，确保只有授权用户可以访问。
数据加密可以保护数据的机密性，防止非法用户窃取敏感信息。
第三层：网络层网络层主要负责数据的传输和路由选择。
在网络层，网络安全的关键是防止数据包被篡改、伪造或截取。
防火墙、入侵检测系统和虚拟专用网络（VPN）等技术被广泛应用于网络层，提供对网络通信的保护和审计功能。
第四层：传输层传输层负责对数据进行可靠传输和端到端的通信。
在传输层，主要的网络安全措施是实施数据完整性检查和身份验证。
数据完整性检查可以防止数据在传输过程中被篡改，保障数据的完整性和可靠性。
身份验证可以确认通信双方的身份，避免假冒或欺骗行为。
第五层：应用层应用层是用户与网络之间的接口层，负责处理用户应用程序和网络之间的相互操作。
在应用层，主要的网络安全措施是保护用户隐私和应用程序的安全。
比如，使用安全的密码机制、加密通信和访问控制技术来保护用户的个人信息和敏感数据。
总结网络安全五层体系是一种系统化的网络安全防护措施，涵盖了不同层次的网络安全技术和方法。
通过在每个层次上采取相应的安全措施，可以有效预防和应对各种网络安全威胁和攻击。
然而，网络安全是一个动态和复杂的领域，需要不断更新和改进，以适应不断变化的网络环境和威胁形势。
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信息安全工程师----第四章 4.5传输层
第四章 4.5传输层
传输层相关知识点是TCP协议和UDP协议
网络服务分为面向连接和无连接服务
面向连接服务
无连接服务
TCP
传输控制协议（TCP）是一种可靠的、面向连接的字节流服务。
源主机在传递数据前需要先和目标主机建立连接。
然后在此连接上，被编号的数据段按序收发。
同时要求对每个数据段
进行确认，这样保证了可靠性。
如果在指定的时间内没有收到目标主机对所发数据段的确认，源主机将再次发送该数据段。
TCP建立连接的三次握手
TCP连接过程：
（1）服务端通过socket，bind和listen准备好接受外来的连接，此时服务端状态为Listen
（2）客户端通过调用connect来发起主动连接，导致客户端TCP发送一个SYN（同步）字节，告诉服务器客户将在（待建立的）连接中发送的数据的初始序列号，客户端状态为SYN_SENT。
（3）服务器确认（ACK）客户的SYN，并自己也发送一个SYN，它包含服务器将在同一连接中发送数据的初始序列号。
（4）客户端确认服务的ACK和SYN，向服务器发送ACK，客户端状态ESTABLISHED
（5）服务器接收ACK,服务器状态ESABLISHED。
TCP释放连接
在这里插入图片描述
TCP连接中止过程：
（1）某端首先调用close，成为主动关闭端，向另一端发送FIN分节，表示数据发送完毕，此时主动关闭端状态FIN_WAIT_1；
（2）接收到FIN的是被动关闭端，FIN由TCP确认，先向主动关闭端发送ACK，作为一个文件结束符传递给接收端应用进程（放在已排队等候该应用进程接收到的任何其他数据之后），因为FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接无额外数据可接收，接收端状态CLOSE_WAIT；主动关闭端接收到ACK状态变为FIN_WAIT_2；
（3）一段时间后，接收端接收到这个文件结束符的应用进程调用close关闭套接字，向主动关闭端发送FIN，接收端状态为LAST_ACK；
（4）主动关闭端确认FIN，状态变为TIME_WAIT，并向接收端发送ACK，接收端接收到ACK关闭TCP，而主动关闭端一段时间后也关闭TCP；
慢开始与拥塞避免慢开始的原理是：如果发送数据一开始，就将较大数据都有注入到网络中，有可能引起拥塞。
而经验证明，较好的方法是试探一下，即由小到大逐渐增大发送端的拥塞窗口数值。
拥塞避免的原理是：让拥塞窗口cwnd缓慢增加
为了防止cwnd增长过大引起网络拥塞，还需设置一个慢开始门限ssthresh状态变量。
ssthresh的用法如下：
当cwndssthresh时，改用拥塞避免算法。
当cwnd=ssthresh时，慢开始与拥塞避免算法任意。
快重传与快恢复快重传与快恢复算法是为了进一步提高网络的性能
快重传要求接收方在收到一个时失序的报文段后就立即发出重复确认（这样发送方能及早知道报文段是否到达对方），而不要等待发送方发送数据时捎带确认。
快重传算法规定，发送方只要收到3个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报文段，而不必继续等待设置的冲茶un计时器时间到期
快恢复算法是和快重传算法相配合的算法。
慢开始算法只是在TCP连接建立时和网络出现超时才使用。
在采用快恢复算法时，其工作要点为：当发送方连续收到3个重复的报文段确认时，就把慢开始门限值ssthresh缩小一半，并执行拥塞避免算法-----线性增加拥塞窗口。
UDP
用户数据报协议（UDP）是一种不可靠的、无连接的数据报服务。
源主机在传送数据前不需要和目标主机建立连接。
数据附加了源端口号和目标端口号等UDP报头字段后直接发往主机目的地。
这时，每个数据段的可靠性依靠上层协议来保证。
在传送数据较少且较小的情况下，UDP比TCP更加高效。