软考程序员知识点网络基础知识之端口

程序员 责任编辑:小狐狸 2016-09-27

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摘要:下面希赛小编为大家整理的软考程序员知识点网络基础知识之端口,希望能帮助学友们。

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   下面希赛小编为大家整理的软考程序员知识点网络基础知识之端口,希望能帮助学友们。具体内容如下:


       "端口"是英文port的意译,可以认为是设备与外界通讯交流的出口。端口可分为虚拟端口和物理端口,其中虚拟端口指计算机内部或交换机路由器内的端口,不可见。例如计算机中的80端口、21端口、23端口等。物理端口又称为接口,是可见端口,计算机背板的RJ45网口,交换机路由器集线器等RJ45端口。电话使用RJ11插口也属于物理端口的范畴。

       硬件端口

       CPU通过接口寄存器或特定电路与外设进行数据传送,这些寄存器或特定电路称之为端口。

       其中硬件领域的端口又称接口,如:并行端口、串行端口等。

       网络端口

       在网络技术中,端口(Port)有好几种意思。集线器、交换机、路由器的端口指的是连接其他网络设备的接口,如RJ-45端口、Serial端口等。我们这里所指的端口不是指物理意义上的端口,而是特指TCP/IP协议中的端口,是逻辑意义上的端口。

       软件端口

       端口是指接口电路中的一些寄存器,这些寄存器分别用来存放数据信息、控制信息和状态信息,相应的端口分别称为数据端口、控制端口和状态端口。

       电脑运行的系统程序,其实就像一个闭合的圆圈,但是电脑是为人服务的,他需要接受一些指令,并且要按照指令调整系统功能来工作,于是系统程序设计者,就把这个圆圈截成好多段,这些线段接口就叫端口(通俗讲是断口,就是中断),系统运行到这些端口时,一看端口是否打开或关闭,如果关闭,就是绳子接通了,系统往下运行,如果端口是打开的,系统就得到命令,有外部数据输入,接受外部数据并执行。

       TCP端口

       TCP:Transmission Control Protocol传输控制协议TCP是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于字节流的传输层(Transport layer)通信协议,由IETF的RFC 793说明(specified)。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能,UDP是同一层内另一个重要的传输协议。

       UDP端口

       UDP:UDP是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP协议基本上是IP协议与上层协议的接口。UDP协议适用端口分别运行在同一台设备上的多个应用程序。

       协议端口

       如果把IP地址比作一间房子,端口就是出入这间房子的门。真正的房子只有几个门,但是一个IP地址的端口可以有65536(即:2^16)个之多!端口是通过端口号来标记的,端口号只有整数,范围是从0到65535(2^16-1)。

       在Internet上,各主机间通过TCP/IP协议发送和接收数据包,各个数据包根据其目的主机的ip地址来进行互联网络中的路由选择,把数据包顺利的传送到目的主机。大多数操作系统都支持多程序(进程)同时运行,那么目的主机应该把接收到的数据包传送给众多同时运行的进程中的哪一个呢?显然这个问题有待解决,端口机制便由此被引入进来。

       本地操作系统会给那些有需求的进程分配协议端口(protocol port,即我们常说的端口),每个协议端口由一个正整数标识,如:80,139,445,等等。当目的主机接收到数据包后,将根据报文首部的目的端口号,把数据发送到相应端口,而与此端口相对应的那个进程将会领取数据并等待下一组数据的到来。说到这里,端口的概念似乎仍然抽象,那么继续跟我来,别走开。

       端口其实就是队,操作系统为各个进程分配了不同的队,数据包按照目的端口被推入相应的队中,等待被进程取用,在极特殊的情况下,这个队也是有可能溢出的,不过操作系统允许各进程指定和调整自己的队的大小。

       不光接受数据包的进程需要开启它自己的端口,发送数据包的进程也需要开启端口,这样,数据包中将会标识有源端口,以便接受方能顺利地回传数据包到这个端口。

       端口详解

       每种网络的服务功能都不相同,因此有必要将不同的封包送给不同的服务来处理,当你的主机同时开启了FTP与WWW服务时,别人送来的资料封包,就会依照TCP上面的port号码来给FTP这个服务或者是WWW这个服务来处理。

       ·每一个TCP连接都必须由一端(通常为client)发起请求,这个port通常是随机选择大于1024以上(因为0-1023一般被用作知名服务器的端口,被预定,如FTP、HTTP、SMTP等)的port号来进行!其TCP封包会将(且只将)SYN旗标设定起来!这是整个联机的第一个封包;

       ·如果另一端(通常为Server)接受这个请求的话(特殊的服务需要以特殊的port来进行,例如FTP的port 21),则会向请求端送回整个联机的第二个封包!其上除了SYN旗标之外同时还将ACK旗标也设定起来,并同时在本机端建立资源以待联机之需;

       ·然后,请求端获得服务端第一个响应封包之后,必须再响应对方一个确认封包,此时封包只带ACK旗标(事实上,后继联机中的所有封包都必须带有ACK旗标);

       ·只有当服务端收到请求端的确认(ACK)封包(也就是整个联机的第三个封包)之后,两端的联机才能正式建立。这就是所谓的TCP联机的'三次握手(Three-Way Handshake)'的原理。

       经过三向交握之后,你的client端的port通常是高于1024的随机取得的port,至于主机端则视当时的服务是开启哪一个port而定,例如WWW选择80而FTP则以21为正常的联机信道!

       总而言之,我们这里所说的端口,不是计算机硬件的I/O端口,而是软件形式上的概念。根据提供服务类型的不同,端口分为两种,一种是TCP端口,一种是UDP端口。计算机之间相互通信的时候,分为两种方式:一种是发送信息以后,可以确认信息是否到达,也就是有应答的方式,这种方式大多采用TCP协议;一种是发送以后就不管了,不去确认信息是否到达,这种方式大多采用UDP协议。对应这两种协议的服务提供的端口,也就分为TCP端口和UDP端口。

       那么,如果攻击者使用软件扫描目标计算机,得到目标计算机打开的端口,也就了解了目标计算机提供了哪些服务。我们都知道,提供服务就一定有服务软件的漏洞,根据这些,攻击者可以达到对目标计算机的初步了解。如果计算机的端口打开太多,而管理者不知道,那么,有两种情况:一种是提供了服务而管理者没有注意,比如安装IIS的时候,软件就会自动增加很多服务,而管理员可能没有注意到;一种是服务器被攻击者安装木马,通过特殊的端口进行通信。这两种情况都是很危险的,说到底,就是管理员不了解服务器提供的服务,减小了系统安全系数。

       端口类型

       TCP端口和UDP端口。由于TCP和UDP两个协议是独立的,因此各自的端口号也相互独立,比如TCP有235端口,UDP也可以有235端口,两者并不冲突。

       1.周知端口(Well Known Ports)

       周知端口是众所周知的端口号,范围从0到1023,其中80端口分配给WWW服务,21端口分配给FTP服务等。我们在IE的地址栏里输入一个网址的时候是不必指定端口号的,因为在默认情况下WWW服务的端口是“80”。

       网络服务是可以使用其他端口号的,如果不是默认的端口号则应该在地址栏上指定端口号,方法是在地址后面加上冒号“:”(半角),再加上端口号。比如使用“8080”作为WWW服务的端口,则需要在地址栏里输入“网址:8080”。

       但是有些系统协议使用固定的端口号,它是不能被改变的,比如139端口专门用于NetBIOS与TCP/IP之间的通信,不能手动改变。

       2.动态端口(Dynamic Ports)

       动态端口的范围是从49152到65535。之所以称为动态端口,是因为它一般不固定分配某种服务,而是动态分配。

       3.注册端口

       端口1024到49151,分配给用户进程或应用程序。这些进程主要是用户选择安装的一些应用程序,而不是已经分配好了公认端口的常用程序。这些端口在没有被服务器资源占用的时候,可以用用户端动态选用为源端口。

       端口作用

       我们知道,一台拥有IP地址的主机可以提供许多服务,比如Web服务、FTP服务、SMTP服务等,这些服务完全可以通过1个IP地址来实现。那么,主机是怎样区分不同的网络服务呢?显然不能只靠IP地址,因为IP地址与网络服务的关系是一对多的关系。实际上是通过“IP地址+端口号”来区分不同的服务的。

       需要注意的是,端口并不是一一对应的。比如你的电脑作为客户机访问一台WWW服务器时,WWW服务器使用“80”端口与你的电脑通信,但你的电脑则可能使用“3457”这样的端口。

       动态端口(Dynamic Ports)

       有人曾经把服务器比作房子,而把端口比作通向不同房间(服务)的门,如果不考虑细节的话,这是一个不错的比喻。入侵者要占领这间房子,势必要破门而入(物理入侵另说),那么对于入侵者来说,了解房子开了几扇门,都是什么样的门,门后面有什么东西就显得至关重要。

       入侵者通常会用扫描器对目标主机的端口进行扫描,以确定哪些端口是开放的,从开放的端口,入侵者可以知道目标主机大致提供了哪些服务,进而猜测可能存在的漏洞,因此对端口的扫描可以帮助我们更好的了解目标主机,而对于管理员,扫描本机的开放端口也是做好安全防范的第一步。


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