現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)多數(shù)在第七層進(jìn)行架構(gòu)和設(shè)計(jì)了。那么我們本文也是針對TCP/IP的第七層協(xié)議應(yīng)用來講解的。那么我們首先來熟悉一下現(xiàn)在一些網(wǎng)絡(luò)情況。現(xiàn)在帶寬管理都只停留在四層,遇到BT下載,動(dòng)態(tài)IP網(wǎng)管理們就傻眼了,再用端口設(shè)置來管理流量就不靈了,而且網(wǎng)管們誰又知道自己的帶寬上都跑了哪些協(xié)議呀,每個(gè)協(xié)議都各占帶寬的百多之多少呀,不知道了吧,沒法準(zhǔn)確說出了吧,基于第七層協(xié)議的帶寬管理能夠?qū)CP協(xié)議進(jìn)行整型,使其不再排隊(duì)發(fā)包,而是并發(fā)了,是一種新技術(shù)｡

引入第七層協(xié)議問題

對于集團(tuán)用戶而言,多數(shù)都用專線方式接入互聯(lián)網(wǎng)｡網(wǎng)絡(luò)管理部門在規(guī)劃的網(wǎng)段中,為注冊用戶分配并制定了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)IP地址資源,以保證通信數(shù)據(jù)的正常傳輸｡這里,靜態(tài)的IP地址是必不可少的配置項(xiàng)目之一,它享有“網(wǎng)絡(luò)通信身份證"的特權(quán)｡網(wǎng)絡(luò)管理員在配置IP地址資源時(shí),對其正確性有特殊的要求,表現(xiàn)在下面兩個(gè)方面:

分配的地址應(yīng)在規(guī)劃的子網(wǎng)網(wǎng)段范圍內(nèi);

分配的IP地址對任何聯(lián)網(wǎng)的主機(jī)必須是惟一的,即無二義性｡

在實(shí)際中,網(wǎng)絡(luò)管理員為入網(wǎng)用戶分配和提供的IP地址,只有通過客戶進(jìn)行正確地注冊后才有效｡這為終端用戶直接接觸IP地址提供了一條途徑｡由于終端用戶的介入,入網(wǎng)用戶有可能自由修改IP地址｡改動(dòng)后的IP地址在聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)可導(dǎo)致三種結(jié)果:

1､非法的IP地址,自行修改的IP地址不在規(guī)劃的網(wǎng)段內(nèi),網(wǎng)絡(luò)呼叫中斷;

2､重復(fù)的IP地址,與已經(jīng)分配且正在聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的合法的IP地址發(fā)生資源沖突,無法鏈接;

3､非法占用已分配的資源,盜用其它注冊用戶的合法IP地址(且注冊該IP地址的機(jī)器未通電運(yùn)行)聯(lián)網(wǎng)通訊｡

前兩種情況可被網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自行識(shí)別而屏蔽,導(dǎo)致運(yùn)行中斷,第三種情況則不能有效判別｡如果系統(tǒng)管理員未采取防范措施,第三種情況將涉及到注冊用戶的合法權(quán)益,危害很大｡

基于第七層協(xié)議的TCP/IP工作原理

TCP/IP協(xié)議模型由四層結(jié)構(gòu)組成｡其中的網(wǎng)絡(luò)接口層位于網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間,由NIC和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序組成｡該層上的數(shù)據(jù)可以通過單一而特定的網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送和接受｡這種單一性和特定性由NIC的物理地址MAC決定｡每個(gè)EthernetNIC廠家的MAC都必須嚴(yán)格遵守IEEE組織的規(guī)定,保證世界上任何NIC的MAC都是惟一而無二義性的｡因此,MAC固化在每個(gè)NIC中,且只被授予訪問權(quán)限｡

在Ethernet中,MAC地址存在于每個(gè)Ethernet包的頭部,Ethernet交換設(shè)備依據(jù)Ethernet包頭中的MAC源地址和MAC的目的地址實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的交換和傳輸｡

網(wǎng)絡(luò)層在把高層協(xié)議中的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換成Ethernet､FDDI､TokenRing等協(xié)議使用的地址時(shí),需要將IP地址映射到物理接口,以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的通訊｡為實(shí)現(xiàn)這種映射,TCP/IP協(xié)議族在網(wǎng)絡(luò)接口層中提供地址解析協(xié)議(ARP),實(shí)現(xiàn)將IP地址轉(zhuǎn)換成硬件地址｡在網(wǎng)絡(luò)通信時(shí),提出硬件地址解析請求的機(jī)器會(huì)發(fā)送廣播報(bào)文給本網(wǎng)中其它聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器,其中與目標(biāo)IP地址匹配的機(jī)器,會(huì)響應(yīng)地址解析請求,將其硬件地址返回給源機(jī)器｡而網(wǎng)絡(luò)中的其它機(jī)器則不響應(yīng)此請求,但它們監(jiān)聽這些請求數(shù)據(jù)包,并將源機(jī)器的IP地址及硬件地址記錄存入｡值得注意的是:ARP的運(yùn)行機(jī)制具有動(dòng)態(tài)的特點(diǎn),當(dāng)IP地址和硬件地址隨時(shí)間的推移發(fā)生變化時(shí),能及時(shí)地提供修正｡

實(shí)際中,用戶因某種原因有改動(dòng)客戶端的IP地址和更換網(wǎng)絡(luò)適配器的可能性｡這種改動(dòng)有時(shí)具有隨意性,尤其當(dāng)這種改動(dòng)不在網(wǎng)絡(luò)管理員的監(jiān)控之內(nèi)時(shí),將直接影響網(wǎng)絡(luò)IP地址的管理､通信流量的計(jì)算等網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境的安全運(yùn)行｡為了有效地防止和杜絕這類問題的發(fā)生,保證IP地址的惟一性,網(wǎng)絡(luò)管理員必須建立規(guī)范的IP地址分配表､IP地址和硬件地址(MAC)登記表,并且做到完備備案｡

解決途徑

可以通過下面三種方法制定相應(yīng)的IP地址管理措施和對策,來監(jiān)測和防止IP地址的隨意改動(dòng)問題,提高網(wǎng)絡(luò)管理的科學(xué)性和安全性｡

方法1:利用UNIX､Windows系統(tǒng)提供的ARP功能,定時(shí)收集信息,定向輸出存入數(shù)據(jù)庫或文檔文件,形成實(shí)時(shí)的IP地址與網(wǎng)卡硬件地址的對應(yīng)表｡并結(jié)合編寫查詢程序?qū)崿F(xiàn)與歷史紀(jì)錄自動(dòng)排查,確定問題的發(fā)生點(diǎn)及原因｡

方法2:利用網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理功能,完善檢測手段,提高網(wǎng)絡(luò)故障的清查能力｡目前有許多種網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)管理功能｡如3ComSUPERSTACkII系列交換機(jī),具備尋找IP地址設(shè)置沖突對應(yīng)交換機(jī)端口的功能,可以迅速準(zhǔn)確地定位和查找故障主機(jī)點(diǎn)｡

方法3:根據(jù)接入互聯(lián)網(wǎng)Internet的IP地址管理是通過IP地址分配和路由器的配置來實(shí)現(xiàn)的原理,可以通過設(shè)置靜態(tài)路由表,完成IP地址和硬件地址的嚴(yán)格對應(yīng),保證已分配IP地址的完全惟一性｡

三種方法比較:

方法1 無需借助額外的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,檢測結(jié)果需人工判讀,對非沖突､非分配IP地址的故障處理具有一定的滯后性｡

方法2 監(jiān)測效果快速準(zhǔn)確｡需要具有網(wǎng)絡(luò)管理功能的交換設(shè)備,交換機(jī)自動(dòng)跟蹤IP沖突地址,監(jiān)測沖突需要人工完成｡對非沖突､非分配IP地址的故障處理具有一定的滯后性｡

方法3 對接入Internet的IP地址管理效果明顯｡它能自動(dòng)鎖定任何非法IP地址的路由出口,使之僅能訪問內(nèi)部IP地址,運(yùn)行于局域網(wǎng)內(nèi),并對非沖突､非分配IP地址的故障處理具有實(shí)時(shí)性,它還有效制止了非法IP地址用戶的訪問空間｡