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Cyber_Security_Notes/A. 第一阶段/10_OSI模型.md

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2024年8月23日 18:12:00
2024-08-23 18:11:58 +08:00
2024年8月14日 19:44:47
2024-08-14 19:44:45 +08:00
# OSI模型
2024年8月26日 17:48:54
2024-08-26 17:48:53 +08:00
### 一、物理层
2024年8月14日 19:44:47
2024-08-14 19:44:45 +08:00
1. **传输介质分类**
- 无线介质：无线电……
- 有线介质：网线（双绞线）、光纤
2. **双绞线分类**
1. 功能分类：非屏蔽（UTP） 、屏蔽（STP）
2. 性能分类
> 五类cat5: 适用于100 Mbps
>
> 超五类cat5e: 适用于1 Gbps
>
> 六类cat6：适用于1 Gbps
>
> 七类cat7:适用于10 Gbps(带有屏蔽功能)
>
> > 注：双绞线传输距离控制在100米范围内
3. 网线线序
- T568A：白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕
- T568B：白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕
> 直连线： 一根网线的两端都是568A或两端都是568B的线序早期连接不同设备（ PC—交换机）
>
> 交叉线：一根网线一端是568A，一端是568B 早期 连接相同设备
>
> 全反线：一根网线两端线序完全相反（不用于局域网组建，用于连接交换或路由console口另端连接主机usb口进行本地访问控制）
> 主机直接连接路由器使用交叉线
>
> 交换机与交换机相连使用交叉或直连，一般使用交叉
4. 光纤分类
- 单模光纤：窄芯、长距离传输
- 多模光纤：宽芯、短距离传输
5. 项目实施常用工具
- 网线钳
- 测试线/寻线仪
- 光纤测试仪
- 光纤切割刀
- 熔纤机
> 红光笔：光纤故障检测功能,其中包含检测光纤连通性及光纤断裂、弯曲等故障点定位。
6. 网线制作
1. 去线皮
2. 排线（从左到右）
3. 剪齐
4. 装水晶接头（金手指面向自己，将线装到水晶头的顶端）
2024年8月23日 18:12:00
2024-08-23 18:11:58 +08:00
5. 压接
2024年8月26日 17:48:54
2024-08-26 17:48:53 +08:00
### 二、数据链路层
2024年8月23日 18:12:00
2024-08-23 18:11:58 +08:00
1. **MAC地址概述**
- MAC地址，即以太网地址，用来标识一个以太网上的某个单独设备或一组设备
- 长度：48个bit（6个字节）
组成：24个bit的厂商标识+24个bit的网卡编号
> MAC地址的第8位为0 表示单播地址（每一个物理网卡都有一个全球唯一的MAC地址）
>
> MAC地址的第8位为1 表示组播地址
>
> 48位都为1 表示广播地址
>
> 表示方式：使用12位的16进制数表示的 如：98-FA-9B-EE-AA-04
2. **帧格式**
![image-20240823175025852](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240823175025852.png)
- 以太网帧的数据长度范围46-1500 字节 （净重）
- 以太网帧的长度范围（64-1518）字节 （毛重）
3. **什么是冲突域**
1. 在一个网络范围内发送数据时会产生冲突的区域就是冲突域
2. 冲突是以太网致命故障，导致信号冲突，数据损坏、丢失、数据传输慢
4. **接口双工模式**
1. 单工模式
> 传输数据的信道只有一个，只能接收数据，不能回复数据（类似BB机）
2. 半双工模式
> 传输数据的信道只有一个，可以接收数据，也可以回复数据，但是不能同时进行（类似：对讲机）
3. 全双工模式
> 传输数据的信道有两个，接口可以在同一时刻接收数据和发送数据；（类似：电话）
5. **通过什么设备来分割冲突域**
- 交换机
> 把多台电脑连接在一-起的设备，组建局域网的主要设备 交换机的每一个接口有专门的数据信道来为用户转发数据； 交换机分割冲突域，实现全双工。
6. **交换机工作过程**
1. `学习`：学习数据帧源MAC地址，生成MAC地址表，并将源MAC地址和对应的接口号写入MAC地址表
2. `广播`：向除接收接口之外的所有接口广播未知目标MAC地址
3. `转发`：根据MAC地址表转发数据帧
4. `更新`：端口对应主机MAC地址发生变化重新学习（MAC地址表中记录生存时间为300秒）
7. **查看MAC地址表**
- `display mac-address`
![image-20240823175337509](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240823175337509.png)
```
<Huawei>display mac-address
MAC address table of slot 0:
-------------------------------------------------------------------------------
MAC Address VLAN/ PEVLAN CEVLAN Port Type LSP/LSR-ID
VSI/SI MAC-Tunnel
-------------------------------------------------------------------------------
5489-9802-3b6e 1 - - GE0/0/1 dynamic 0/-
5489-9886-7447 1 - - GE0/0/2 dynamic 0/-
5489-9899-2a4a 1 - - GE0/0/3 dynamic 0/-
-------------------------------------------------------------------------------
```
8. **案例实验**
PC1访问PC4，MAC地址表学习结果如下：
![image-20240823175514335](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240823175514335.png)
```
<SW1>display mac-address
MAC address table of slot 0:
-------------------------------------------------------------------------------
MAC Address VLAN/ PEVLAN CEVLAN Port Type LSP/LSR-ID
VSI/SI MAC-Tunnel
-------------------------------------------------------------------------------
5489-9802-3b6e 1 - - GE0/0/1 dynamic 0/-
5489-9875-353e 1 - - GE0/0/3 dynamic 0/-
-------------------------------------------------------------------------------
```
```
<SW2>display mac-address
MAC address table of slot 0:
-------------------------------------------------------------------------------
MAC Address VLAN/ PEVLAN CEVLAN Port Type LSP/LSR-ID
VSI/SI MAC-Tunnel
-------------------------------------------------------------------------------
5489-9802-3b6e 1 - - GE0/0/3 dynamic 0/-
5489-9875-353e 1 - - GE0/0/2 dynamic 0/-
-------------------------------------------------------------------------------
```
9. **广播域**
1. 什么是广播域
> 能够接收到同样广播消息的网络节点的集合
2. 广播域过大所带来的问题
> 当同一个广播域内广播报文过多时，会对局域网造成干扰，导致网络延迟，网络拥塞（上网卡，上网慢），严重情况可以造成广播风暴，导致网络瘫痪，给网络的可靠性和安全性带来了严重挑战。
3. 如何解决广播域
2024年8月26日 17:48:54
2024-08-26 17:48:53 +08:00
> 利用vlan技术可用在交换机中分割广播域，实现广播报文的隔离。
10. **IP**
1. IP报头
- 长度至少为 20字节
![image-20240826094107457](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826094107457.png)
- 标识符、标志、段偏移量：作用将拆开的数据包进行组合（用来数据重组的）
- TTL值：数据生命周期
- 作用：防止数据无限循环转发
- 原理：数据包每经过一台路由器，TTL值会减1，当TTL为0时，数据包被丢弃
- 协议号:数据包在网络中传递时所用的协议
> 协议号1 ICMP， 6 TCP ，17 UDP
2. IPv4地址回顾
- IP的作用：用来标识一个节点的网络地址
- IP地址的版本：V4(32)、V6(128)
- V4地址的表示方式：点分十进制
- V4地址的组成：网络位+主机位
- IP地址的分类：A、B、C、D、E
- A、B、C默认子网掩码
- 私有IP地址的范围
> A：10.0.0.0 - 10.255.255.255
>
> B：172.16.0.0 - 172.31.255.255
>
> C：192.168.0.0 - 192.168.255.255
3. IP地址的网络ID、广播地址、可用范围、可用IP地址的个数
1. IP地址的默认网络ID：默认网络位地址不变，主机位全0
> 例如：192.168.1.1/24的网络ID
> 192.168.1.00000000
> 192.168.1.0（192.168.1.1/24的网络ID）
2. IP地址的默认广播地址：默认网络位地址不变，主机位全1
> 例如：192.168.1.0/24的广播地址
> 192.168.1.11111111
> 192.168.1.255(192.168.1.0/24的广播地址)
3. 192.168.1.0/24可用主机IP地址范围：
> 192.168.1.00000000 192.168.1.0/24(网络ID)
> 192.168.1.00000001 192.168.1.1第一个可用主机IP
> 192.168.1.00000010 192.168.1.2
> 192.168.1.00000011 192.168.1.3
> ……
> 192.168.1.11111110 192.168.1.254最后一个可用主机IP
> 192.168.1.11111111 192.168.1.255（广播地址）
4. IP地址可用个数
可用IP地址个数的计算：
> 2的主机位数次方-2=可用主机IP地址的个数
> 例如：192.168.1.0/24的网络中可用IP的个数？
> 2的8次方 - 2 = 254可用个数
### 三、网络层
1. **ICMP协议**
1. 概述
- ICMP：Internet控制消息协议
- 作用：为网络连通性测试以及网络故障定位提供有效指示信息
- 协议号：1.
- 位于TCP/IP的第三层（网络层）
2. ICMP报文类型
- echo request 请求报文
- echo reply 应答报文
3. ICMP 命令
- ping 命令
> ping 目标IP地址 -t //一直ping ctrl+c 结束
> ping 目标IP地址 -c x(数字) //指定ping几次
> ping 目标IP地址 –l x(数字) //指定ping的字节的大小
> ping 目标IP地址 -t -l x(数字) //攻击对方
> tracert 目标IP地址 //路由跟踪
> 作用：探测一个数据包 从源地址到目标地址所走的路径，记录节点，发现故障点，然后解决故障！
4. ICMP 消息提示
1. from 目标地址 ytes=32 seq=1 ttl=127 time=63 ms //表示连接成功
2. Destination host unreachable //表示目标主机不可达
> 同网段中没有这个IP地址，或IP地址错误
>
> 跨网段通信时，本主机没有填写网关地址
3. Request timed out 请求时间超时
> 此提示常见原因：数据包可以出去，但是回不来【肉包子打狗】
>
> --对方主机没有填写网关地址
>
> --对方的防火墙阻断了
2. **ARP协议**
1. ARP协议概述
- ARP：地址解析协议
- 作用：已知目标设备的IP地址，获取目标设备的MAC地址
- 解析方式：发送arp广播，得到mac地址后，缓存到arp缓存表中
2. ARP报文类型
- ARP请求报文：源设备以广播的方式发送 ARP 请求报文
- ARP回应报文：目的设备以单播的方式回应，直接返回给源设备
3. ARP缓存表
- ARP缓存表中记录IP地址和MAC地址的对应关系
- ARP 缓存表中有动态和静态两类条目
- ARP动态条目存活时间是1200S (华为的网络设备的arp缓存表的默认老化时间)
4. ARP 常用命令
> PC>arp -a //查看arp缓存表
> PC>arp -d //清空arp缓存表
> PC>arp -s 192.168.1.2 54-89-98-B9-74-25 //添加静态的ARP表记录
### 四、传输层
1. **传输层协议**
- TCP协议：传输控制协议，面向连接、可靠，效率低
- UDP协议：用户数据包协议，无连接、不可靠，效率高
2. **TCP封装格式**
![image-20240826165247982](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826165247982.png)
- 源端口：源端口和IP地址的作用是标识报文的返回地址
- 目的端口：目标端口指明接收方计算机上的应用程序接口 备注：源端口是随机的，目标端口是固定的
- 序列号：seq 使用序列号，保证了tcp传输的有序性
- 确认号：ACK，确认号，表示在回复对端，你发的（在该序号之前的所有数据，我都已经收到）
- 首部长度：由固定头部和可选项组成， 最小为20字节，最大为60字节
- 保留：为将来定义新的用途保留，现在一般置0
- 控制位：共6个，每一个标志位表示一个控制功能
- SYN=1：代表请求建立连接（同步位）
- ACK=1：代表同意建立连接（确认位）
- FIN=1：代表请求断开连接（停止位）
- URG=1：代表紧急指针开启—紧急指针：特别着急的数据段优先传递
- PSH=1：代表提示接收端应用程序要立刻将数据从缓冲区里面取走.
- RST=1：数据没有传输完成断开了，在次请求建议连接
- 窗口：滑动窗口，代表数据在发送之前，设备间要进行协商，依照最小单位为准发送
- 校验和：此校验和是对整个的 TCP 报文段，包括 TCP 头部和 TCP 数据
3. **TCP三次握手**
| 主机A | 主机B |
| ------------------------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| 第一次：seq号=100，SYN位=1 请求连接 | |
| | 第二次： 回应seq号=300，ack号=101<br/>发起连接 SYN位=1，ACK位=1 |
| 第三次：seq号=101，ack号=301，ACK位=1 | |
![image-20240826165615556](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826165615556.png)
4. **三次握手抓包实验**
- 拓扑
![image-20240826165652863](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826165652863.png)
- 数据包
![image-20240826165709977](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826165709977.png)
![image-20240826165722955](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826165722955.png)
- 第一次握手
![image-20240826165740913](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826165740913.png)
- 第二次握手
![image-20240826165802564](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826165802564.png)
- 第三次握手
![image-20240826165819842](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826165819842.png)
5. **TCP的四次挥手**
| 主机A | 主机B |
| ------------------------- | ------------------------- |
| 第一次： FIN位=1，ACK位=1 | |
| | 第二次： ACK位=1 |
| | 第三次： FIN位=1，ACK位=1 |
| 第四次： ACK=1 | |
![image-20240826165906775](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826165906775.png)
6. **四次挥手抓包实验**
- 拓扑
![image-20240826165938303](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826165938303.png)
- 数据包
![image-20240826165957332](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826165957332.png)
- 第一次挥手
![image-20240826170021603](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826170021603.png)
- 第二次挥手
![image-20240826170050170](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826170050170.png)
- 第三次挥手
![image-20240826170109935](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826170109935.png)
- 第四次挥手
![image-20240826170124644](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826170124644.png)
7. **UDP封装格式**
![image-20240826170146027](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826170146027.png)
1. UDP抓包实验
- 拓扑
![image-20240826170236577](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826170236577.png)
- 在客户上模拟UDP的发包
![image-20240826170255771](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826170255771.png)
- 在交换机上抓包查看UDP的发包
![image-20240826170321612](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826170321612.png)
![image-20240826170328752](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826170328752.png)
### 五、应用层
1. **DNS**
1. 域名解析系统，端口号TCP或UDP的53
2. 域名注册网站
> 新网 www.xinnet.com
>
> 万网（阿里云） www.net.cn
>
> 中国互联 hulian.top
2. **FTP**
- FTP概述
> 文件传输协议
>
> 控制连接：TCP 21
>
> 数据连接：TCP 20
3. **HTTP**
- 超文本传输协议 TCP 80
- 安全超文本传输协议 TCP 443
4. **Telnet**
1. telnet 概述
> 远程终端协议
>
> 端口号：TCP 23
2. telnet常见认证
> 密码认证（仅需要密码）
>
> AAA认证（需要用户名和密码，可以为不同用户配置不同权限）
3. Telnet -AAA认证实验
- 拓扑
![image-20240826172648897](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240826172648897.png)
- 需求
> R1通过telnet 协议远程控制R2
- 配置步骤
> 第一步：配置R1/R2接口IP地址
>
> 第二步：在R2中开启telnet 远程服务，并配置AAA认证
>
> 第三步：R1使用telnet 远程R2
- 配置命令
- 第一步：配置R1的IP地址
```
<Huawei>un t m //关闭消息
<Huawei>sys //进入系统视图
[Huawei]sys PC //修改主机名
[PC]interface g0/0/0 //进入千兆接口g0/0/0
[PC-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.12.1 24 //给接口配置IP地址
```
- 第二步：配置R2的IP地址
```
<Huawei>un t m //关闭消息
<Huawei>sys //进入系统视图
[Huawei]sys R2 //修改主机名
[R2]interface g0/0/0 //进入千兆接口g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.12.2 24 //给接口配置IP地址
[R2-GigabitEthernet0/0/0]quit //返回上一视图
```
- 第三步：测试R1和R2的网络连通性
```
<R2>ping 192.168.12.1
```
- 第四步：配置R2的telnet 远程管理
```
[R2]user-interface vty 0 4 //进入虚拟终端
[R2-ui-vty0-4]authentication-mode aaa //远程登录的认证模式设置为aaa认证
[R2-ui-vty0-4]aaa //进入aaa协议视图
[R2-aaa]local-user ntd password cipher 123456 //创建本地用户 ntd 密码：123456
[R2-aaa]local-user ntd privilege level 15 //给本地用户ntd设置权限等级为15
[R2-aaa]local-user ntd service-type telnet //允许本地用户ntd使用telnet远程
[R2]user-interface vty 0 4 //进入虚拟终端
[R2-ui-vty0-4]authentication-mode aaa //远程登录的认证模式设置为aaa认证
[R2-ui-vty0-4]aaa //进入aaa协议视图
[R2-aaa]local-user ntd password cipher 123456 //创建本地用户 ntd 密码：123456
[R2-aaa]local-user ntd privilege level 15 //给本地用户ntd设置权限等级为15
[R2-aaa]local-user ntd service-type telnet //允许本地用户ntd使用telnet远程
```
> [R2]telnet server enable //开启远程管理的服务（默认是开启的，所有会报错）
- 第五步：验证远程管理
```
<R1>telnet 192.168.12.2
Username:ntd //输入用户名
Password:123456 //输入密码
```
- 第六步：验证telnet远程管理服务的禁用与启用
```
[R2]undo telnet server enable //关闭过程管理服务
通过R1发起telnet远管理查看提示：
<pc>telnet 192.168.12.2
Press CTRL_] to quit telnet mode
Trying 192.168.12.2 ...
```
```
[R2]telnet server enable //开启远程管理的服务
通过R1发起telnet远管理查看提示：
<pc>telnet 192.168.12.2
Press CTRL_] to quit telnet mode
Trying 192.168.12.2 ...
Connected to 192.168.12.2 ...
Login authentication
Username:
```
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