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第3题

知识点： Web服务器 FTP FTP服务 Web服务流媒体数据库

【说明】
某学校拥有内部数据库服务器1台，邮件服务器1台，DHCP服务器1台，FTP服务器1台，流媒体服务器1台，Web服务器1台，要求为所有的学生宿舍提供有线网络接入服务，对外提供Web服务，邮件服务，流媒体服务，内部主机和其他服务期对外不可见。

问题：3.1 请划分防火墙的安全区域，说明每个区域的安全级别，指出各台服务器所处的安全区域。

问题：3.2 请按照你的思路为该校进行服务器和防火墙部署设计，对该校网络进行规划，画出网络拓扑结构图。

问题：3.3 学校在原有校园网络基础上进行了扩建，采用DHCP。服务器动态分配IP地址，运行一段时间后，网络时常出现连接不稳定、用户所使用的IP地址被“莫名其妙”修改、无法访问校园网的现象。经检测发现网络中出现多个未授权DHCP地址。
请分析上述现象及遭受攻击的原理，该如何防范？

问题：3.4 学生宿舍区经常使用的服务有Web、即时通信、邮件、FTP等，同时也因视频流寻致大量的P2P流量，为了保障该区域中各项服务均能正常使用，应采用何种设备合理分配每种应用的带宽？该设备部署在学校网络中的什么位置？一般采用何种方式接入网络？

问题：3.5 当前防火墙中，大多都集成了IPS服务，提供防火墙与IPS的联动。区别于IDS，IPS主要增加了什么功能？通常采用何种方式接入网络？


知识点讲解
· Web服务器 · FTP · FTP服务 · Web服务 · 流媒体 · 数据库

Web服务器

Web服务器也称为WWW服务器，主要功能是提供网上信息浏览服务。

在UNIX和Linux平台下使用最广泛的HTTP服务器是W3C、NCSA和Apache服务器，而Windows平台使用IIS的Web服务器。跨平台的Web服务器有IBM WebSphere、BEA WebLogic、Tomcat等。在选择使用Web服务器应考虑的本身特性因素有性能、安全性、日志和统计、虚拟主机、代理服务器、缓冲服务和集成应用程序等。

Web服务器的主要性能指标包括最大并发连接数、响应延迟、吞吐量（每秒处理的请求数）、成功请求数、失败请求数、每秒点击次数、每秒成功点击次数、每秒失败点击次数、尝试连接数、用户连接数等。

FTP

文件传输协议（File Transfer Protocol，FTP）用来在计算机之间传输文件。通常，一个用户需要在FTP服务器中进行注册，即建立用户账号，在拥有合法的登录用户名和密码后，才有可能进行有效的FTP连接和登录。FTP在客户端与服务器的内部建立两条TCP连接：一条是控制连接，主要用于传输命令和参数（端口号为21）；另一条是数据连接，主要用于传送文件（端口号为20）。

FTP服务

文件传输协议（File Transfer Protocol， FTP）是在Internet中两个远程计算机之间传送文件的协议。该协议允许用户使用FTP命令对远程计算机中的文件系统进行操作。通过FTP可以传送任意类型、任意大小的文件。Windows Server 2008 R2中IIS 7.5里内置了FTP模块。

Web服务

Web是为了程序到用户的交互，而Web服务是为程序到程序的交互做准备。Web服务使公司可以降低进行电子商务的成本、更快地部署解决方案以及开拓新机遇。实现Web服务的关键在于通用的程序到程序通信模型，该模型应建立在现有的和新兴的标准之上，例如，HTTP、可扩展标记语言（Extensible Markup Language，XML）、简单对象访问协议（Simple Object Access Protocol，SOAP）、Web服务描述语言（Web Service Description Language，WSDL）以及通用描述发现和集成（Universal Description Discovery and Integration，UDDI）。

Web服务的定义

Web服务是描述一些操作（利用标准化的XML消息传递机制可以通过网络访问这些操作）的接口。Web服务是用标准的、规范的XML概念描述的，称为Web服务的服务描述。这一描述包括了与服务交互需要的全部细节，包括消息格式（详细描述操作）、传输协议和位置。该接口隐藏了实现服务的细节，允许独立于实现服务所基于的硬件或软件平台和编写服务所用的编程语言使用服务。Web服务履行一项特定的任务或一组任务。Web服务可以单独或同其他Web服务一起用于实现复杂的聚集或商业交易。

Web服务体系结构基于三种角色（服务提供者、服务注册中心和服务请求者）之间的交互。交互涉及发布、查找和绑定操作。这些角色和操作一起作用于Web服务构件——Web服务软件模块及其描述。在典型情况下，服务提供者托管可通过网络访问的软件模块（Web服务的一个实现），服务提供者定义Web服务的服务描述并把它发布到服务请求者或服务注册中心。服务请求者使用查找操作来从本地或服务注册中心检索服务描述，然后使用服务描述与服务提供者进行绑定并调用Web服务实现或同它交互。服务提供者和服务请求者角色是逻辑结构，因而服务可以表现两种特性。下图描述了这些操作、提供这些操作的组件及它们之间的交互。

Web服务的角色、操作和构件

WSDL——Web服务描述语言（Web Service Description Language）

WSDL是一种XML Application，它将Web服务描述定义为一组服务访问点，客户端可以通过这些服务访问点对包含面向文档信息或面向过程调用的服务进行访问（类似远程过程调用）。WSDL首先对访问的操作和访问时使用的请求／响应消息进行抽象描述，然后将其绑定到具体的传输协议和消息格式上以最终定义具体部署的服务访问点。相关的具体部署的服务访问点通过组合就成为抽象的Web服务。

UDDI——通用描述发现和集成（Universal Description Discovery and Integration）

（1）UDDI的基本概念。UDDI允许动态发现相关的Web服务并将其集成到聚合的业务过程中。UDDI提供一种搜索有关企业和电子化服务的信息。在UDDI中发布企业与服务信息使其他企业能大范围访问到这些信息。UDDI基于现成的标准，如可扩展标记语言（Extensible Markup Language，XML）和简单对象访问协议（Simple Object Access Protocol，SOAP）。

（2）UDDI注册中心。在UDDI中，一个重要的概念就是UDDI注册中心。UDDI注册中心包含了通过程序手段可以访问到的对企业和企业支持的服务所做的描述。此外，还包含对Web服务所支持的因行业而异的规范、分类法定义以及标识系统的引用。UDDI提供了一种编程模式，定义与注册中心通信的规则。UDDI规范中所有API都用XML来定义，包装在SOAP信封中，在HTTP上传输。

流媒体

“流”是近年在Internet上出现的新概念，其定义非常广泛，主要指通过网络传输多媒体数据的技术总称。流媒体包含广义和狭义两种内涵：广义上的流媒体指的是使音频和视频形成稳定和连续的传输流和回放流的一系列技术、方法和协议的总称，即流媒体技术；狭义上的流媒体是相对于传统的下载-回放方式而言的，指的是一种从Internet上获取音频和视频等多媒体数据的新方法，它能够支持多媒体数据流的实时传输和实时播放。通过运用流媒体技术，服务器能够向客户机发送稳定和连续的多媒体数据流，客户机在接收数据的同时以一个稳定的速率回放，而不用等数据全部下载完之后再进行回放。

目前实现流媒体传输主要有两种方法：顺序流传输和实时流传输，它们分别适合不同的应用场合。

（1）顺序流传输。顺序流传输采用顺序下载的方式进行传输，在下载的同时用户可以在线回放多媒体数据，但给定时刻只能观看已经下载的部分，不能跳到尚未下载的部分，也不能在传输期间根据网络状况对下载速度进行调整。由于标准的HTTP服务器就可以发送这种形式的流媒体，而不需要其他特殊协议的支持，因此也常常被称作HTTP流式传输。顺序流式传输比较适合高质量的多媒体片段，如片头、片尾或者广告等。

（2）实时流传输。实时流式传输保证媒体信号带宽能够与当前网络状况相匹配，从而使得流媒体数据总是被实时地传送，因此特别适合现场事件。实时流传输支持随机访问，即用户可以通过快进或者后退操作来观看前面或者后面的内容。从理论上讲，实时流媒体一经播放就不会停顿，但事实上仍有可能发生周期性的暂停现象，尤其是在网络状况恶化时更是如此。与顺序流传输不同的是实时流传输需要用到特定的流媒体服务器，而且还需要特定网络协议的支持。

在流媒体传输中，使用的主要协议如下：

（1）PNA（Progressive Networks Audio，顺序网络音频）：Real专用的实时传输协议，它一般采用UDP协议，并占用7070号端口，但当服务器在防火墙内且7070号端口被挡，服务器把SmartingNetwork设为真时，则采用HTTP协议，并占用默认的80号端口。

（2）MMS（Microsoft Media Server Protocol，微软的流媒体服务器协议）：连接Windows Media单播服务的默认方法。

（3）RTP（Real-time Transport Protocol，实时传输协议）：在Internet上处理多媒体数据流的一种网络协议，利用它能够在单播或者多播的网络环境中实现流媒体数据的实时传输。RTP通常使用UDP来进行多媒体数据的传输，但如果需要的话可以使用TCP或者ATM等其他协议，整个RTP协议由两个密切相关的部分组成：RTP数据协议和RTP控制协议。

（4）RTCP（Real-time Transport Control Protocol，实时传输控制协议）：需要与RTP数据协议配合使用，当应用程序启动一个RTP会话时将同时占用两个端口，分别供RTP和RTCP使用。RTP本身并不能为按序传输数据包提供可靠的保证，也不提供流量控制和拥塞控制，这些都由RTCP来负责完成。通常RTCP会采用与RTP相同的分发机制，向会话中的所有成员周期性地发送控制信息，应用程序通过接收这些数据，从中获取会话参与者的相关资料，以及网络状况、分组丢失概率等反馈信息，从而能够对服务质量进行控制或者对网络状况进行诊断。

（5）RTSP（Real Time Streaming Protocol，实时流协议）：位于RTP和RTCP之上，其目的是希望通过IP网络有效地传输多媒体数据。作为一个应用层协议，RTSP提供了一个可供扩展的框架，它的意义在于使得实时流媒体数据的受控和点播变得可能。RTSP主要用来控制具有实时特性的数据发送，但它本身并不传输数据，而必须依赖于下层传输协议所提供的某些服务。RTSP可以对流媒体提供诸如播放、暂停、快进等操作，它负责定义具体的控制消息、操作方法、状态码等，此外还描述了与RTP间的交互操作。

数据库

数据库（DataBase，DB）是指长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

系统使用的所有数据存储在一个或几个数据库中。

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