网络管理协议篇

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1、网络管理之IP 地址篇 众所周知，在电话通讯中，电话用户是靠电话号码来识别的。同样，在网络中为了区别不同的计 算机，也需要给计算机指定一个号码，这个号码就是“IP地址”。 什么是IP地址 所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。 按照TCP/IP（Transport Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/Internet协议） 协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比特换算成字节，就是4个字节。例如一 个采用二进制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000

2、001”，这么长的地址，人们处理起 来也太费劲了。为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分开不同 的字节。于是，上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示 法”，这显然比1和0容易记忆得多。 有人会以为，一台计算机只能有一个IP地址，这种观点是错误的。我们可以指定一台计算机具有 多个IP地址，因此在访问互联网时，不要以为一个IP地址就是一台计算机；另外，通过特定的技术， 也可以使多台服务器共用一个IP地址，这些服务器在用户看起来就像一台主机似的。 如何分配IP地址 TCP/IP协议需要针对不同的网络进行不同的设置，且每

3、个节点一般需要一个“IP地址”、一个 “子网掩码”、一个“默认网关”。不过，可以通过动态主机配置协议（DHCP），给客户端自动分配 一个IP地址，避免了出错，也简化了TCP/IP协议的设置。 那么，局域网怎么分配IP地址呢？互联网上的IP地址统一由一个叫“IANA”（Internet Assigned Numbers Authority，互联网网络号分配机构）的组织来管理。 附表：局域网使用的ip地址范围 由于分配不合理以及IPv4协议本身存在的局限，现在互联网的IP地址资源越来越紧张，为了解 决这一问题，IANA将A、B、C类IP地址的一部分保留下来，留作局域网使用的IP地址空间，保 留IP

4、的范围如附表所示。保留的IP地址段不会在互联网上使用，因此与广域网相连的路由器在处理保留IP地址时，只是 将该数据包丢弃处理，而不会路由到广域网上去，从而将保留IP地址产生的数据隔离在局域网内部。 在局域网内计算机数量少于254台的情况下，一般在C类IP地址段里选择IP地址范围就可以了， 如从“192.168.1.1”到“192.168.1. 254”。 如何设置IP地址 那么如何来设置IP地址呢？以Windows 2000 Server为例，在桌面的“网上邻居”上右击，在弹 出的菜单中点击“属性”，出现“网络和拨号连接”窗口，在“本地连接”上右击，在弹出的菜单中 点击“属性”，出现“本地连接

5、属性”窗口（请见附图），双击“Internet协议（TCP/IP）”，出现 “Internet协议（TCP/IP）属性”窗口，在“使用下面的IP地址”中输入IP地址，此处我们输入 “192.168.12.145”，子网掩码是“255.255.255.0”。 网络管理之网关篇 大家都知道，从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络 发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。 什么是网关 顾名思义，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。 按照不同的分类标准，网关也有很多种。TCP/IP协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的 “网关”

6、均指TCP/IP协议下的网关。 那么网关到底是什么呢？网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络 B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1192. 168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B 的IP地址范围为“192.168.2.1192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况 下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机（或集线器）上， TCP/IP协议也会根据子网掩码（255.255.255.0）判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现 这两个网络之间的通信

7、，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络 中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B 的某个主机（如附图所示）。网络B向网络A转发数据包的过程也是如此。 所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个 IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设 备有路由器、启用了路由协议的服务器（实质上相当于一台路由器）、代理服务器（也相当于一台路 由器）。什么是默认网关 如果搞清了什么是网关，默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门

8、一样，一台主机 可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网 关，由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。 如何设置默认网关 一台电脑的默认网关是不可以随随便便指定的，必须正确地指定，否则一台电脑就会将数据包发 给不是网关的电脑，从而无法与其他网络的电脑通信。默认网关的设定有手动设置和自动设置两种方 式。 1. 手动设置 手动设置适用于电脑数量比较少、TCP/IP参数基本不变的情况，比如只有几台到十几台电脑。因 为这种方法需要在联入网络的每台电脑上设置“默认网关”，非常费劲，一旦因为迁移等原因导致必 须修改默认网关的IP地址，

9、就会给网管带来很大的麻烦，所以不推荐使用。 在Windows 9x 中，设置默认网关的方法是在“网上邻居”上右击，在弹出的菜单中点击“属性”， 在网络属性对话框中选择“TCP/IP协议”，点击“属性”，在“默认网关”选项卡中填写新的默认网 关的IP地址就可以了。 需要特别注意的是：默认网关必须是电脑自己所在的网段中的IP地址，而不能填写其他网段中的 IP地址。 2. 自动设置 自动设置就是利用DHCP服务器来自动给网络中的电脑分配IP地址、子网掩码和默认网关。这样 做的好处是一旦网络的默认网关发生了变化时，只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置，那么网络 中所有的电脑均获得了新的默认网关的I

10、P地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变 动的网络。 另外一种自动获得网关的办法是通过安装代理服务器软件（如MS Proxy）的客户端程序来自动获 得，其原理和方法和DHCP有相似之处。由于篇幅所限，就不再详述了。 网络管理之TCP/UDP 篇 我们学习过什么是“数据包”。理解数据包，对于网络管理的网络安全具有至关重要的意义。比 如，防火墙的作用本质就是检测网络中的数据包，判断其是否违反了预先设置的规则，如果违反就加 以阻止。图1就是瑞星个人版防火墙软件设置规则的界面。细心的读者会发现，图1中的“协议”栏 中有“TCP”、“UDP”等名词，它们是什么意思呢？现在我们就来讲讲

11、什么是TCP和UDP。 面向连接的TCP “面向连接”就是在正式通信前必须要与对方建立起连接。比如你给别人打电话，必须等线路接 通了、对方拿起话筒才能相互通话。图1 TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是基于连接的协议，也就是说，在正式 收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，其 中的过程非常复杂，我们这里只做简单、形象的介绍，你只要做到能够理解这个过程即可。我们来看 看这三次对话的简单过程：主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”， 这是第一次对话；主机B向主机A发送同意连接和

12、要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在 接收，协调工作）的数据包：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话；主机A再发出一个数据 包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话。三次“对话”的目的是 使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。 TCP协议能为应用程序提供可靠的通信连接，使一台计算机发出的字节流无差错地发往网络上的其 他计算机，对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。 图2 我们来做一个实验，用计算机A（安装Windows 2000 Server操作系统）从“网上邻居”上的一台 计算机B拷贝大小为8,6

13、44,608字节的文件，通过状态栏右下角网卡的发送和接收指标就会发现：虽 然是数据流是由计算机B流向计算机A，但是计算机A仍发送了3,456个数据包，如图2所示。这些数 据包是怎样产生的呢？因为文件传输时使用了TCP/IP协议，更确切地说是使用了面向连接的TCP协议， 计算机A接收数据包的时候，要向计算机B回发数据包，所以也产生了一些通信量。图3 如果事先用网络监视器监视网络流量，就会发现由此产生的数据流量是9,478,819字节，比文件 大小多出10.96%（如图3所示），原因不仅在于数据包和帧本身占用了一些空间，而且也在于TCP协 议面向连接的特性导致了一些额外的通信量的产生。 面向非连接

14、的UDP协议 “面向非连接”就是在正式通信前不必与对方先建立连接，不管对方状态就直接发送。这与现在 风行的手机短信非常相似：你在发短信的时候，只需要输入对方手机号就OK了。 UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议， 它不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去！ 图4 UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。比如，我们经常使用“ping”命 令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据 包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈

15、回来，那么网络就是通的。 例如，在默认状态下，一次“ping”操作发送4个数据包（如图2所示）。大家可以看到，发送的数 据包数量是4包，收到的也是4包（因为对方主机收到后会发回一个确认收到的数据包）。这充分说 明了UDP协议是面向非连接的协议，没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程，所以它 的通信效果高；但也正因为如此，它的可靠性不如TCP协议高。QQ就使用UDP发消息，因此有时会出 现收不到消息的情况。 附表：tcp协议和udp协议的差别 TCP协议和UDP协议各有所长、各有所短，适用于不同要求的通信环境。TCP协议和UDP协议之间 的差别如附表所示。 网络管理之ARP 协议篇

16、我们知道，当我们在浏览器里面输入网址时，DNS服务器会自动把它解析为IP地址，浏览器实际 上查找的是IP地址而不是网址。那么IP地址是如何转换为第二层物理地址（即MAC地址）的呢？在 局域网中，这是通过ARP协议来完成的。ARP协议对网络安全具有重要的意义。通过伪造IP 地址和 MAC地址实现ARP欺骗，能够在网络中产生大量的ARP通信量使网络阻塞。所以网管们应深入理解ARP 协议。一、什么是ARP协议 ARP协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。在局域网中，网络中实 际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中，一个主机要和另一个主机进行 直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它就是通过地址 解析协议获得的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。 ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。 二、ARP协议的工作原理 在每台安装有TCP/IP协议的电脑里都有一个ARP缓存表，表