四级网络工程师最全网络技术复习资料

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1、一、计算机网络的发展与形成1.基于P2P以“非中心化的方式”的网络应用成为新的增长点2. 计算机网络形成:(1)计算机一一终端(美国军方)(2)计算机一一计算机(3)ARPANET及 OSI (高校,INTERNET 前生)(4)INTERNET3. 网络协议(1)ISO指定OSI,国际认可(2)TCP/IP,业内公认,早于OSI4. 信息高速公路:异步传输模式(ATM),宽带综合业务数字网(B-ISDM),高速局 域网,交换局域网,虚拟网,无线网5. 搜索引擎是一种运用在WEB上的应用软件系统6. 宽带城域网(1)包括核心交换网、接入网(2)用户接入网分三类:计算机网络、电信通信网、广播电视

2、网(现在数字聚合, 三网融合)7. 无线网络:(1)无线局域网(WLAN) 传输介质:微波、激光、红外线 IEEE801.11 制定 运用领域:传统局域网扩充、建筑物之间互联、特殊网络 传输技术:红外线、扩频、窄带微波(2)发展 无线自组网(AD HOT):自组织、对等、多跳 无线传感器网(WSN)将ADHOT于传感器结合,三要素是:传感器、感 知对象、观察者 无线网状网(WMM):标准制定IEEE 802.11S 蓝牙技术:标准制定IEEE 802.15,特点:短距离,低功耗8.操作系统拎柞手蜒版眾_舉务器乘娇|容户rWindows NTS列NT serverNT workstationWi

3、ndows 9X95, 98, MEWindows 2Q0嫌列ServRT h Ad win ce Sprvrx Datacenter ServerprofessionalWindows皿b* standard.Enterprise, DatacenterServer 2008XPx Vista. 7 i1) Windo(2)UNIX:小型机、C语言、易移植、多用户多任务、分时、采用树状目录、系统 由内核和外壳组成,内核直接对硬件起作用,外壳是用户程序(3)在微型机运行,内核效仿Unix,开放源代码、多用户多任务、界面友好、可移二、计算机网络基本概念1计算机网络定义(1) 观点:广义、资源共享

4、(符合网络特征)、用户透明2. 分类(1) 局域网:覆盖范围有限(方圆几公里),传输数据较快,误码率低。从介质角度: 共享式介质和交换式局域网(2) 城域网:(3) 广域网:最远最大、速率低。从逻辑和功能:通信子网、资源子网(4) 个人局域网: 10M 内3. 网络拓扑结构(1) 分类:星型、环形、树型、网状型 星型:中心节点是可靠性瓶颈 环形:延迟确定,每个线路都是瓶颈 树型:适用于汇聚数据的(2) 传输参数 传输速率:S=1/T (T为每比特所需要的时间),记bps,每秒传输的比特数 带宽:与传输速率有关a) 奈科斯特准则:有限带宽、无噪声信道Rmax=2Bb) 香茗定理:有限带宽、有随机

5、噪声信道Rmax=B*log2(l+S/N) 误码率:平均误码率要低于10-9(3) 分包分组交换 早起交换分为:线路交换、存储转发交换a) 线路交换:线路建立、数据传输(实时,双向)、线路释放优:实时性强,交互式会话类通信 缺:系统效率低,不具备数据存储,纠错功能b) 存储转发交换:报文交换、报文分组交换 现代交换a) 数据报方式:不同分组经过不同路径、到达目的节点可能乱序、每个分 组传输过程都带目的地址和源地址、传输延迟大,适合突发性通信,不适合长报文,会话式 通信b) 虚电路方式:在传输前源节点和目的节点建立连接、顺序连接、不携带 目的地址,源地址,无乱码重复丢失,每个节点只需要进行差错

6、检测不需要路由选择,每个 节点可与多个节点建立4. 网络体系结构(1) 网络协议 三要素a) 语法:格式和结构b) 语义:意义c) 时序:顺序说明(2) 网络体系结构 第一个网络体系结构: IBM 的 SNAa) OSIi定义了各层服务,服务与实现无关,不是一个标准,而是概念的框架ii各个节点具有相同层次,相邻层之间接口通信,每层使用下层服务并向上提供服务( Physical layer )利用慚理传輸介质为数將链路屋提供物理连接:透明地彳奇芒比歸毅堀琏路昙(Data link layer )+在通佶的实体之间建;专送以筑虚“均单位的数垢;A采用星错空制、流亘控制右洗t使有輕够的物理线 路 变

7、威緒的 屈各尿(Network layer )通过路踊法,为分组通过通信子网选捋佳路径;-窗络层要实现路由选扌執拥塞控制与网络亘连等功能。 传输區(Transport layer )-向用户提供可靠的猛到端(End-to-End )月勝,透日月地传i -向高层屏薮了下层数堀通信的纽节:尸计算暮IM信体慕结构中盘关健的一层。A ( Session layer )嘈 片-组织两个会话进程之间的通信,井管理對躍的矗j-建立传输簡吴纠正与保证数据完整性的控制机制.X 盡示层(Presentation layer ”处理在两个谨信麺筑中交换借息的表示方式;干数据格式銮换、数据力嗨与解密、数握压缩与恢复等

8、功能应用层(Application layer ):-为应用程序提供了网络服务;X应用层裾箜识保证通倩对方的可用性r使得t堀工作的 应用程序之间的同歩:海立传融昔咤HIE与保证数揺完整性的控制执制.* -b)TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)i互联层主要协议:IP ICMP IGMP ARP RARPii传输层:进程间端到端通信,主要协议:TCP(可靠的面向连接的协议, 无差错),UDP (不可靠的无连接协议,不要求分组顺序到达)iii应用层:远程登录协议:Telent、文件传输协议:FTP 简单邮件传输协议SMTP 域名服务协议DNS路由信息协议RIP 网络文件协议SNMP超文本传输协

9、议HTTPc)对rcr iv*!亍直用层会话足主机-财倂绘敷掘躍踣层物理展5. P2P:最大化的为“非集中式”不依赖DNS6. IEEE802.2将数据链路层划分为:逻辑链路控制子层(LLC,协议必相同),介质访 问控制子层(MAC,协议可不同)7. IEEE802.3以太网标准,定义载波侦听多路访问(CSMA/CD)介质访问MAC子层 与物理层标准8. IEEE802.il定义无线局域网介质访问MAC子层与物理层标准9. IEEE802.15定义诉距离个人无线网介质访问MAC子层与物理层标准10. IEEE802.16定义宽带无线局域网)介质访问MAC子层与物理层标准三、局域网技术1. 与广

10、域网不同,存储转发方式变为共享介质与交换方式2. 拓扑:(1)总线型(共享介质) 解决冲突:载波侦听多路访问(CSMA/CD)、令牌总线(Token Bus) 所有节点通过网卡连接总线 采用双绞线、同轴电缆 同一节点只能有一个节点通过总线发送数据,冲突会传输失败 优:结构简单,易于实现。易于扩展、可靠性强 缺点:不易管理,故障诊断和隔离困难(2)环形 数据传输方向确定,采用令牌环(3)星型3. 传输介质:双绞线、同轴电缆、光纤,无线信道4. 以太网最核心技术:介质访问控制方法:载波侦听多路访问CSMA/CD),解决多 个节点共享公用总线5. 以太网传输错误:(1)CRC正确,判定帧长度,“帧长

11、度错误”CRC错误,判断帧是否为8整数倍,是则“帧校验错误”不是则“帧比特错误”6. 以太网物理地址,按照48位编码(EUI-48),12个12进制两两一组。前三组公司, 后三组生产商自配,允许分配物理地址为247个7. 高速局域网(1)解决方案 提高带宽a) 快速以太网一802.3ui100BASE-TX:2 对非屏蔽双绞线,支持全双工 ii100BASE-T4:4 对非屏蔽双绞线,不知道全双工 iii100BASE-FX: 2 芯光纤,支持全双工b) 千兆以太网一802.3z或802.3abi1000BASE-TiilOOOBASE-CX :屏蔽双绞线c) 万兆网-802.3ae不再使用双

12、绞线,只有全双工d) 40GBS 以太网:使用波分复用技术 将大型局域网划分 将共享介质方式改为交换方式8交换式局域网(1) 端口之间可有多个并发连接(2) 交换机利用“端口/MAC地址映射表”,读取源地址进行“地址学习”自动的学 习(3) 交换机帧转发方式 直接转发只读取目的地址,延迟小,没有差错能力,不支持不同速率端口转发 存储转发完整接收检错再转发、延迟大,有矫错,支持不同速率 改进的直接转发一一接收前64字节,检帧头字段9. 虚拟局域网(1) 软件方式实现,节点不收物理位置限制(2) 组网方式 用交换机端口定义虚拟网a) 一个端口自己能属于一个组b) 转移到另一个端口是,要重配置 用

13、MAC 定义虚拟网(基于用户)a) 可以随意移动节点,初始配置麻烦 基于网络层定义虚拟网a) 可以随意移动节点,性能差,检查网络层地址难 基于广播组a) 可灵活组件,可跨越局域网与广域网互联(3) 优点:方便管理、安全性、改善网络服务10. 无线局域网(1) 红外 视距方式传输:定向、全方位、漫反射 通信安全号,抗干扰性强、简单易管理、传输距离受限(2) 扩频牺牲频带宽度来提高抗干扰性和安全性 跳频发收采用相同跳频系列 直接序列发收采用相同伪随机码,所有接受节点使用相同频段(3) 窄带微波:微波无线电(4) MAC 层CSMA/CA 分类a) 无争用服务(PCF):中心控制节点b) 争用服务(

14、DCF) 802.11矗8称802.11a5G H卫疲段 ” 554 Mbps1 ,802,11bMG 缶波段,IllMbpsSO 2,11 g2A H钗段,速率54叫$apZLln5G802.111SOZlle四、INTERNET基础1. Internet构成:通信线路、路由器、主机、信息资源2. 接入方式(1) 电话网一一需要调制解调器(调制:数字一模拟、解调:模拟一数字),速率56K(2) ADSL使用电话线,通过ADSL调制解调器,具有网桥和路由器,分上下行(3) 使用HFC有线电视网,混合光纤和同轴电缆。(4) 数据通信线路3. IP协议(1) IP服务特点:不可靠、面向无连接、尽最

15、大努力(2) IP互联网特点:隐藏底层物理网络、不制定网络拓扑也不要去网络全连接、信息可跨网、平等对待每个网络(3) IP地址作用:用于标识身份,屏蔽物理地址的差异,标识网络连接 由32个比特组成层次结构:网络号、主机号分类0 7位阳帖号314垃网眉c賞地址110E真地址11110匸a) A 类:1126b) B 类:128191c) C 类:192223d) 网络地址:网络位不变,主机位变0e) 广播地址:i直接广播:网络位不变,主机位全1ii有线广播:网络位全1,主机位全1f) 回送地址:127.0.0.0 (用于本地测试)g) 本地地址:10.0.0.0/8172.16.0.0/1219

16、2.168.0.0/16 子网编制(避免IP地址浪费)a) LVSM (可变长子网掩码,在无类物流中使用)b) CIDR () 地址解析协议 ARP (已知 IP ,求 MAC 的方法)a)请求是广播,回应是单播b)采用高速缓存技术,时钟更新保证正确性c)IP数据报一一IP协议使用的数据单元(总长度以8b为单位)i报头区:源IP地址、目的IP地址(以32位双字节为单位)ii数据区(不校验)iiiMTU: 个帧最多携带的数据量iv分段:数据报头相同,最后一个数据段在头部设置一个特别位,最终 目的主机,重组。v分片:标识(区别不同数据报)、标志(是否分片,是否是最后一个)、 片偏移(分片位置, 8

17、 字节)vi选项:目的一一控制和测试、包括一一选项吗,长度,选项数据(源 路由,记录路由,时间戳) 差错与控制报文 ICMP差错a)典型运用:ping 和,racerouteb)特点:1没有什么特别优先权2,还报告数据区前64b 3,先把出错 报文丢弃c)分类:目的地不可达、超时报告、参数出错 控制d)IP 层控制:i拥塞控制(路由处理太慢,传入大于传出,利用ICMP源抑制报文)ii路由控制(路径非最优,继续转发并发送重定向ICMP报文)(4)路由器 表驱动 IP 选路(路由表是选路依据,隐藏主机信息,只表示目的网络地址)a)下一站选路思想:(N 目标网络,R 下一站)b)路由表建立(静态一人

18、工建立和管理,简单可靠,不适用复杂网络,建 立维护难,容易出现路由环,动态自动学习,路由器运行相同路由选择协议和相同选择算 法)i路由协议:(1)路由信息协议RIP:向量一距离(V-D)算法:周期性 30s,过时路由180s,通过跳数计算距离,向相邻广播路由信息表特点:简答易实现,收 敛慢,需要交换信息大。适用于变化不大的中小型网络形成环路对策: 1、限制最大距离(15最大)2、水平分割3、保持对策(60s) 4、带出发刷新的毒性逆转对策(2)开放式最短路进有限协议OSPF:链路一状态(L-S)算法:周 期性广播自己与相邻的连接关系,构成拓扑图 特点:收敛速度快,支持服 务类选路,提供负载均衡

19、和身份认证,使用庞大复杂的网络,缺点:要求cpu, 带宽解决办法1、分区 2、指派路由器c)静态(210) RIP(1050) OSPF(50 以上)(5)组播 单播(一对一,实现个性化服务,网络浏览),广播(有线电视),组播(一 对一组,视频点播,视频会议,没有纠错) 特点:使用组地址、动态、底层硬件支持 协议a)组管理协议IGMP (主机一路由器)iVl:基本组成员查询和报告iiV2增加快速 iiiV3指定接收不接受b)组播路由协议(路由器一路由器,核心):源地址、组地址、入接口、 出接口,匹配前三个,获取单播拓扑结构。i域内(密集型一带宽充裕、稀疏型一带宽不充裕)ii域间(6)IPV6

20、IPV4地址局限性:空间局限性、性能问题、安全性、自动配置问题、服务 质量QoS问题 128位,ipv4为32位 单播、组播、任播(发送到任意一个地址,一般最近地址) 数据报:基本头(40个字节),多个扩展头,高层协议数据单元 自动配置:有状态(DHCP支持,向DHCP多播发送请求)、无状态(64 位前缀,64为网络接口)(7)TCP和UDP (传输层)TCP传输控制协议(保证可靠性)面向连接的,可靠的,全双工a)丢失与重发(确认机制一一,连接初始序列号32位随机号,没收到确 认报文,等待随机时间重发,等待时间具有适应性,使用KARN算法)b)c)连接可靠性和优雅关闭三次握手d)TCP缓冲,流

21、控,窗口窗口(缓冲区剩余空间):流量控制件传输协议,DOMAIN:域名传输协议,POP3:邮件下载协议 UDP用户数据报协议面向非连接,不可靠a)可能出现丢失,乱序,重复,简单高效应用层协i义UDP端口昌153&OOTPSr e?BOOTPC68TFTP69ISNMP161 SNMP-TRAP162b)端口4. NAT技术(解决地址短缺问题)(1)静态NAT:内部地址与全局地址对应(2)动态NAT(3) 网络地址端口转换NAPT (多对一)五、INTERNET基础服务1. 客户机/服务器模型(1) WEB,FTP,EMAIL(2) 实现 通过端头号解决特定服务 1、重复服务器:先进先出2、并发

22、服务器2. P2P对等模型(流媒体直播,文件共享,协同工作,分布式搜索)(1) 集中目录式一一在专门服务器存放资源目录(Napster,要求服务器持续运转)(2) 分布式非结构化洪泛查询,适用规模小的网络(Gnueteella,采用TTL机制)(3) 分布式结构化基于分布式散列表DHT,非中心化,自组织,可扩展性,健壮性,维护复杂,:pastryptapestry.chord/CAN(4) 混合式一一节点分为用户节点,搜索节点,索引节点伍医3. 域名系统(1) 命名机制 原则:唯一性,便于管理,高效映射 域名书写:字母,数字连字符,最长不超过63,不区分大小写说色含义1含义1_疳_ Jcom商

23、业netednJnt1govrgmil苗昭M区1 域名解析a) 自顶向下,首先由本地域名服务器请求,可有服务器和本级建立高速缓 存技术,提高效率,b) 递归解析(一次解析全部)反复解析(一级级解析)c)4. 远程登录Telnet(1) 采用客户机/服务器模型(2) 通过TCP连接(可靠的,端口号23)(3) 网络虚拟终端NVT统一不同格式5. FTP服务(1) 采用C/S服务(2) 双重连接:控制连接、数据连接(1、主动模式一服务器主动,使用PORT,默 认2、被动模式使用PASV)(3) 命令与应答采用7为ASCLL码,每个命令由4个大写字符组成,(4) 服务器响应状态码:200 (就绪),

24、452 (文件写错)(5) 文本文件传输、二进制文件传输(图像文件)(6) 用户接口 传统FTP 浏览器 FTP下载工具(断点续传,高速)(7) 访问控制:利用账号控制访问权限,需要先登录 匿名账号:用户名:Anonymous密 码: guest6. 电子邮件(TCP连接)(1)C/S 模式(2)SMTP (简单邮件传输协议):发邮件(3)POP3 (邮件协议):读邮件7. WEB 服务( TCP 连接)(1)以 HTML 和 HTTP 为基础,提供统一的图形用户界面(2)HTTP请求服务全过程:连接,请求,应答,关闭(3)HTML 语言:不区分大小写(4)安全性:ca安全认证,安全套接层SS

25、L安全控制级别:IP地址限制、用户验证、WEB权限、NTFS权限六、新型网络运用1.即时通信(1)音频/视频聊天(UDP),应用共享(TCP),文件传输,文件共享,游戏要求, 远程助理,白板(2)通信模式 C/S (服务器中转):信息交互需要通过转中服务器 P2P点到点,服务器提供端口号和地址(3)通信协议 SIP会话初始化协议可在YCP,UDP上传送 XMPPXML 是核心,统一的选址方案,客户端简单a)用户代理,b)代理服务器c)重定向服务器d)注册服务器2. 文件共享(1)网络文件系统NFS共享目录和文件,与主机和操作系统无关,用mount命 令 优点:占用磁盘少,Home目录放在服务器

26、(2)Windows NetBIOS 协议(3)Windows NetBIOS 协议(4)CIFS 锁定和解锁3. P2P文件共享起源Napster,之后BT (有中心服务器torrent,用户提供种子)(1)六度分割理论(2)Mzae (支持及时通信和BBS,支持在线收缩和文件目录,支持多点断电传输)4. IPTV(1)交互式多媒体,具有交互性和实时性(2)业务:视频点播,直播电视(组播),时移电视(存储文件,采用点播)(3)技术:视频数字化,传输IP化,播发流媒体化5. VOIP(IP 电话)终端,网关,网守,多点控制单元(1)PC-PC:全双工声卡,相同软件(最早)(2)PC-PHONE

27、(3)PHONE-PHONE:双方配置类似于调制解调器中(4)SKYPE:采用256位的AES加密6网络搜索技术(1)条目包括:标题,摘要,URL(2)搜索引擎:搜索器、索引器、检索器、用户接口 GOOGLE:分布式爬行系统页面采集技术,页面等级技术,超文本匹配分 析技术 百度:智能性,可扩展性搜索技术,蜘蛛七、网络管理与网络安全1网络管理检测和控制(1)对象:硬软件资源(2)目标:网络质量,稳定运转,异种设备,安全,成本低,业务不单一(3)功能:配置管理,故障管理,计费管理,性能管理,安全管理 配置:辨别,定义,控制,监视网络对象,使网络性能达到最优 故障:发现和排除故障,故障管理,恢复,预

28、防 性能:维护网络质量和运行效率 安全:隐蔽性,认证,完整性(4)模式 集中式:至少有一个管理站 分布式:不考虑拓扑结构,分散收集数据(5)协议 SNMP (简单网络管理协议):包含代理,收集数据方法轮询(缺乏实 时性)、基于中断(实时性强,但信息量大) CMIP (公共管理协议):所有功能映射到应用层,采用报告机制。及时性 强,但复杂费用高2网络安全(1)真实性、保密性、完整性、可用性、不可抵赖性、可控制性、可审查性(2)策略先进技术、严格安全管理、法律约束、安全教育(3)安全等级: Dl(客户机系统 DOS,WINDOWS3X.WINDOWS9X), Cl, C2(服务器 linx.),

29、B1, B2, B3, A1 中国:五个级别a)自主保护级b)指导保护级(一定危害)c)监督保护级(较大危害)d)强制保护级(严重危害)e)专控保护剂(特大危害)(4)目的:存储安全、传输安全(5)安全框架: 安全攻击(被动预防、主动检测、服务攻击、非服务攻击利用漏洞 源路由攻击和地址欺骗) 安全机制 安全服务(6)安全模型:必须有可信第三方,提供总裁 安全服务四方面:安全传输、信息保密、分配和共享秘密信息、通信协议 威胁:信息访问威胁、服务威胁3加密技术(1)编码特征:加密算法(代换、置换)、密钥数、处理明文方法(分组密码、流密 码)(2)密码分析:密码分析攻击、穷举攻击(3)对称密码: D

30、ES (数字加密算法):64明文,56密钥,置换NIST 三重DES:多个密钥,三次加密,速度慢 AES (高级加密标准):密钥长度128、192、256、分组长度128位 Blowfish:分组长度64位,密钥可变。置换和代换 RC5:分组和密钥都可变(4)非对称密码: 加密密钥和解密密钥不相同,但相关 应用:a)加密/解密b)数字签名c)密钥交换 RSAa)既能用于加密,也能用于数字签名b)分组密码:明文密文均是0(N-1),N为1024或309十进制 ELGAMA 算法a)基于离散对数的公钥密码体质,椭圆曲线加密体现b)密文长度是明文两倍c)基于背包问题(5)密钥管理 分发:密钥分发中心

31、(KDC) 密钥认证:a)认证中心CA(1.认证身份2.颁发证书一数字签名,全球唯一性)一 可以从任何地方发出b)消息认证:证实信息的源和宿,比否被修改,完整性i来源ii完整性一一认证码、篡改检验码iii序号和时间iv模式:单向,双向v认证函数:加密函数、认证码、散列函数c)数字签名加密的消息摘要,附在消息后,防止抵赖i使用公钥密码体制d)身份认证一一1、能识别2、只能识别,没有其他作用i 口令认证S/Key协议、令牌口令认证方案ii持证认证iii生物认证e)认证技术i一次一密一一请求应答机制、询问应答机制ii X.509 认证协议:公钥加密iiiKerberos认证技术美国麻省,为TCP/I

32、P网络,可信第三方鉴别 协议,对称密钥机制,一般采用DES算法,与网络上每个实体密钥不同4安全技术应用(1)安全电子邮件 PGP鉴别、机密性、压缩、电子邮件兼容性、分段a)数字签名:DSS/SH 或 RSA/SHAb)报文加密:,没有AESc)压缩:ZIPd)兼容:64-BASEe)分段:支持分段和重新装备f)四种密钥:一次性会话的常规密钥、公开密钥、私有,密钥、基于口令 短语的常规密钥,PGP安装后,为用户产生一个公共密钥对 S/MIMEa)功能:加密、签名、透明签名(签名数据形成内容)、签名并加密(2)网络层安全: IPSEC 身份验证头(AH)封装安全负责(ESP) 建立网络逻辑连接,安

33、全协定(SA),单工 AH:提供身份认证和数据完整性,没有提供秘密性。AH头在原有IP数据 报数据(TCP或UDP) 和 IP头之间a) IP 头+AH 头+TCP 或 UDP ESP:提供身份认证和数据完整性,密码性。比AH更复杂a) IP头+ESP头+TCP或UDP+ESP尾+ESP身份认证(3)WEB 安全 服务器安全 浏览器安全 服务器英语浏览器之间网络通信安全a)分为:网络级IPsec、传输级(在TCP上实现。安全套接触SSL,运输 层安全TLS)、应用级(安全电子交易SET)5入侵与防火墙(1)入侵 入侵者:假冒者、非法者、秘密用户 入侵检测技术a)统计异常(阀值检测一一阀值和时间区、基于轮廓一一刻画过去行为)b)基于规则的检测(异常检测、渗透鉴别一一依赖专家系统)c)分布式入侵检测(局域网)(2)防火墙 目标:内外通信量都必须经过防火墙、只有被授权通信才能过、对呀渗透 免疫 特性:服务控制、方向控制、用户控制、行为控制 功能:a)定义单个阻塞点b)提供安全与监视有关事情的场所c)可用于IPSEC平台 分别:包过滤服务器、应用级网关、电路级网关、堡垒主机 6病毒(1)特点:不是独立存在、破坏性、传染性和潜伏性(2)一般在可执行程序头部,程序调用时,先执行病毒(3)病毒获得系统入口,会感染所有可执行病毒(4)常见病毒: 宏病毒 电子邮件

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