计算机网络课件谢希仁第七章
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第一章概述传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速度发送时延=数据块长度/信道带宽总时延=传播时延+发送时延+排队时延1-01计算机网络的发展可划分为几个阶段?每个阶段各有何特点?答:计算机网络的发展可分为以下四个阶段。
(1)面向终端的计算机通信网:其特点是计算机是网络的中心和控制者,终端围绕中心计算机分布在各处,呈分层星型结构,各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源,计算机的主要任务还是进行批处理,在20世纪60年代出现分时系统后,则具有交互式处理和成批处理能力。
(2)分组交换网:分组交换网由通信子网和资源子网组成,以通信子网为中心,不仅共享通信子网的资源,还可共享资源子网的硬件和软件资源。
网络的共享采用排队方式,即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择,给两个进行通信的用户断续(或动态)分配传输带宽,这样就可以大大提高通信线路的利用率,非常适合突发式的计算机数据。
(3)形成计算机网络体系结构:为了使不同体系结构的计算机网络都能互联,国际标准化组织ISO提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架—开放系统互连基本参考模型OSI.。
这样,只要遵循OSI标准,一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。
(4)高速计算机网络:其特点是采用高速网络技术,综合业务数字网的实现,多媒体和智能型网络的兴起。
1-02试简述分组交换的要点。
答:分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
在分组交换网络中,数据按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
以短的分组形式传送。
分组交换在线路上采用动态复用技术。
每个分组标识后,在一条物理线路上采用动态复用的技术,同时传送多个数据分组。
在路径上的每个结点,把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内,接着在网内转发。
到达接收端,再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
第六章广域网6-01 试从多方面比较虚电路和数据报这两种服务的优缺点答:答:(1)在传输方式上,虚电路服务在源、目的主机通信之前,应先建立一条虚电路,然后才能进行通信,通信结束应将虚电路拆除。
而数据报服务,网络层从运输层接收报文,将其装上报头(源、目的地址等信息)后,作为一个独立的信息单位传送,不需建立和释放连接,目标结点收到数据后也不需发送确认,因而是一种开销较小的通信方式。
但发方不能确切地知道对方是否准备好接收,是否正在忙碌,因而数据报服务的可靠性不是很高。
(2)关于全网地址:虚电路服务仅在源主机发出呼叫分组中需要填上源和目的主机的全网地址,在数据传输阶段,都只需填上虚电路号。
而数据报服务,由于每个数据报都单独传送,因此,在每个数据报中都必须具有源和目的主机的全网地址,以便网络结点根据所带地址向目的主机转发,这对频繁的人—机交互通信每次都附上源、目的主机的全网地址不仅累赘,也降低了信道利用率。
(3)关于路由选择:虚电路服务沿途各结点只在呼叫请求分组在网中传输时,进行路径选择,以后便不需要了。
可是在数据报服务时,每个数据每经过一个网络结点都要进行一次路由选择。
当有一个很长的报文需要传输时,必须先把它分成若干个具有定长的分组,若采用数据报服务,势必增加网络开销。
(4)关于分组顺序:对虚电路服务,由于从源主机发出的所有分组都是通过事先建立好的一条虚电路进行传输,所以能保证分组按发送顺序到达目的主机。
但是,当把一份长报文分成若干个短的数据报时,由于它们被独立传送,可能各自通过不同的路径到达目的主机,因而数据报服务不能保证这些数据报按序列到达目的主机。
(5)可靠性与适应性:虚电路服务在通信之前双方已进行过连接,而且每发完一定数量的分组后,对方也都给予确认,故虚电路服务比数据报服务的可靠性高。
但是,当传输途中的某个结点或链路发生故障时,数据报服务可以绕开这些故障地区,而另选其他路径,把数据传至目的地,而虚电路服务则必须重新建立虚电路才能进行通信。
7-01 计算机网络都面临哪几种威胁?主动攻击和被动攻击的区别是什么?对于计算机网络的安全措施都有哪些?答:计算机网络面临以下的四种威胁:截获(interception),中断(interruption),篡改(modification),伪造(fabrication)。
网络安全的威胁可以分为两大类:即被动攻击和主动攻击。
主动攻击是指攻击者对某个连接中通过的PDU进行各种处理。
如有选择地更改、删除、延迟这些PDU。
甚至还可将合成的或伪造的PDU送入到一个连接中去。
主动攻击又可进一步划分为三种,即更改报文流;拒绝报文服务;伪造连接初始化。
被动攻击是指观察和分析某一个协议数据单元PDU而不干扰信息流。
即使这些数据对攻击者来说是不易理解的,它也可通过观察PDU的协议控制信息部分,了解正在通信的协议实体的地址和身份,研究PDU的长度和传输的频度,以便了解所交换的数据的性质。
这种被动攻击又称为通信量分析。
还有一种特殊的主动攻击就是恶意程序的攻击。
恶意程序种类繁多,对网络安全威胁较大的主要有以下几种:计算机病毒;计算机蠕虫;特洛伊木马;逻辑炸弹。
对付被动攻击可采用各种数据加密动技术,而对付主动攻击,则需加密技术与适当的鉴别技术结合。
7-02 试解释以下名词:(1)重放攻击;(2)拒绝服务;(3)访问控制;(4)流量分析;(5)恶意程序。
答:(1)重放攻击:所谓重放攻击(replay attack)就是攻击者发送一个目的主机已接收过的包,来达到欺骗系统的目的,主要用于身份认证过程。
(2)拒绝服务:DoS(Denial of Service)指攻击者向因特网上的服务器不停地发送大量分组,使因特网或服务器无法提供正常服务。
(3)访问控制:(access control)也叫做存取控制或接入控制。
必须对接入网络的权限加以控制,并规定每个用户的接入权限。
(4)流量分析:通过观察PDU的协议控制信息部分,了解正在通信的协议实体的地址和身份,研究PDU的长度和传输的频度,以便了解所交换的数据的某种性质。
7.7 链路加密与端到端加密从网络传输的角度看,通常有两种不同的加密策略,即链路加密与端到端加密。
现分别讨论如下:7.7.1 链路加密在采用链路加密的网络中,每条通信链路上的加密是独立实现的。
通常对每条链路使用不同的加密密钥。
(图7-14,图中的E和D分别表示加密和解密运算)。
当某条链路受到破坏是时不会导致其他链路上传送的信息被析出。
由于协议数据单元PDU中的协议控制信息和数据都被加密,这就掩盖了源点和终点的地址。
若在结点间保持连续的密文序列,则PUD 的频度和长度也能得到掩盖。
这样就能够防止各种形式的流量分析。
由于不需要传送额外的数据,采用这种技术不会减少网络的有效带宽。
由于只需要相邻结点之间具有相同的密钥,因而密钥管理易于实现。
链路加密对用户来说是透明的。
此处插图由于报文是以明文形式在各结点内加密的,所以结点本身必须是安全的。
一般认为网络的源点和终点在物理上是安全的,但所有的中间结点(包括可能经过的路由器)未必都是安全的。
因此必须采取有效措施。
对于采用动态自适应路由的网络,一个被攻击者掌握的结点可以设法更改路由使有意义的PUD经过此结点,这样将导致大量的信息泄露,因为对整个网络的安全造成威胁。
链路加密的最大缺点是在中间结点暴露了信息的内容。
在网络互连的情况下,仅采用链路加密是不能实现通信安全的。
此外,链路加密也不适用于广播网络,以为它的通信子网没有明确的链路存在。
若将整个PDU加密造成无法确定接受者和发送者。
由于上述原因,除非采取其他措施,否则在网络环境中链路加密将受到很大的限制,可能只适用于局部数据的保护。
7.7.2端到端加密端到端加密是在源结点和目的结点中对传送的PDU 进行加密和解密,报文的安全性不会因中间结点的不可靠而受到影响。
此处插图端到端加密应在运输层或其以上各层来实现。
若选择在运输层进行加密,可以是安全措施对于用户来说是透明的。
这样可不比为每一个用户提供单独的安全保护,但容易遭受运输层以上的攻击。