《TCPIP基本原理》课件

基本原理TCP/IPTCP/IP协议是现代互联网的基础它定义了网络之间数据传输的规则和标准by协议简介TCP/IPTCP/IP是一种网络通信协议TCP/IP定义了计算机如何通TCP/IP协议广泛应用于互联它使不同类型的设备能够相互过网络连接并交换数据网和许多其他网络通信网络体系结构应用层1提供用户服务传输层2提供端到端连接网络层3提供逻辑地址数据链路层4提供物理地址物理层5物理连接网络体系结构由多层组成，每一层都提供特定的服务网络体系结构遵循分层模型，将复杂的任务分解成更小的模块，简化网络设计和管理物理层物理介质信号编码物理层使用物理介质来传输数据，包括双绞线、同轴电缆、光纤等将数字信号转换为模拟信号，以便通过物理介质传输，例如曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码传输方式物理连接器包括单工、半双工和全双工传输，用于控制数据在物理层上的传输不同的物理介质使用不同的连接器，例如RJ-

45、BNC、SC等方向数据链路层MAC地址数据帧访问控制MAC地址是物理地址，每个数据链路层将网络层的数据报数据链路层负责控制节点对网网卡都有唯一的MAC地址封装成数据帧，包含MAC地络的访问，避免冲突和乱序MAC地址用于在同一局域网址、数据、校验和等信息常见的访问控制方法包括内识别设备数据帧在局域网中传输CSMA/CD、令牌环等网络层路由选择数据报封装网络地址转换网络层负责数据包的路由选择，根据源地址网络层将数据包封装成IP数据报，包含源网络层可以进行网络地址转换（NAT），和目的地址，将数据包传递到正确的目标网地址、目的地址、数据类型、数据长度等信将私有IP地址转换为公有IP地址，实现私络息有网络与公有网络之间的通信传输层提供端到端的数据传定义了数据报文格式

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22.输服务传输层将数据报文封装为数据负责在两个主机上的应用程序段，并添加端口号等信息，用之间建立连接，并确保数据可于识别目标应用程序靠、有序地传输提供流量控制和拥塞支持两种主要协议

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44.控制机制TCP（传输控制协议）和UDP控制数据传输速度，避免网络（用户数据报协议），分别提拥塞，保证数据传输效率供面向连接和无连接的服务应用层网络应用服务直接与用户交互提供应用接口应用层为用户提供网络服务，例如网页浏览应用层是网络协议栈中最靠近用户的一层，应用层为应用程序提供与网络进行通信的接、电子邮件发送和文件传输直接与用户进行交互口，例如Socket编程接口地址IPIP地址是互联网协议地址的简称，用于识别网络中的每个设备，例如计算机、服务器或手机IP地址就像每个人的身份证号码，使每个设备在互联网上具有唯一性，方便网络设备之间的通信32位IP地址由32个二进制位组成，分为网络号和主机号两部分4字节IP地址通常用点分十进制表示，例如

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1.12^32地址理论上，IPv4地址可以支持2^32个设备，但实际使用受到限制地址类型IPv4公网地址私网地址公网地址用于连接到互联网，每私网地址用于局域网内部，它们个地址都是唯一的，全球范围内是本地地址，无法在公共网络中的计算机都可以识别它们访问保留地址保留地址用于特殊目的，例如用于测试、演示或特定应用场景地址分类IPv4类地址类地址类地址类地址A BC D网络号占8位，主机号占24位网络号占16位，主机号占16网络号占24位，主机号占8位D类地址范围为

224.

0.

0.0到A类地址范围为

1.

0.

0.0到位B类地址范围为C类地址范围为

192.

0.

0.

0239.

255.

255.255，用于组

126.

255.

255.255，第一个

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0.

0.0到到

223.

255.

255.255，第一播，允许将数据发送到一组主字节的最高位为0，可以分配

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255.

255.255，第一个字个字节的最高三位为110，适机给大型网络节的最高两位为10，适合中合小型网络或个人用户等规模的网络子网划分增加网络安全性子网划分可以将网络划分为多个子网，每个子网都有自己的网关和路由器这可以帮助限制网络访问权限并防止恶意攻击的传播提高网络效率子网划分可以提高网络效率，因为它可以减少网络流量并提高网络性能简化网络管理子网划分可以使网络管理更加容易，因为它可以帮助管理员更好地组织和管理网络设备和用户优化网络资源子网划分可以帮助优化网络资源的使用，因为它可以确保网络资源能够有效地分配给不同的用户和设备子网掩码子网掩码子网掩码用于区分网络地址和主机地址，它是一个32位的二进制数，用于标识网络和主机部分的范围网络划分子网掩码允许将一个大的网络分成多个更小的子网，以提高网络效率和安全性网络地址子网掩码中的“1”位表示网络部分，“0”位表示主机部分，通过掩码和IP地址的位运算，可以识别出网络地址和主机地址协议ARP地址解析协议广播请求12ARP协议是一种网络层协议，当主机需要发送数据包时，它用于将IP地址转换为物理地址会广播ARP请求，询问网络中（MAC地址）的其他主机是否知道目标IP地址对应的MAC地址应答回复地址缓存34如果目标主机知道该IP地址对主机将接收到的ARP信息保存应的MAC地址，它会回复一个在一个ARP缓存表中，以便在ARP应答，告诉请求方目标主将来需要发送数据包时可以直机的MAC地址接从缓存中读取目标主机的MAC地址协议ICMP协议功能ICMP互联网控制报文协议•错误报告ICMP是互联网协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递•网络探测控制消息，通知各种错误和异常情况•路由信息ICMP消息包含在IP数据报中，通过IP层进行传输，通常与IP层紧密ICMP协议在网络故障诊断、网络管理和网络安全中发挥着重要作用配合使用协议UDP无连接协议数据报文实时应用UDP是一种无连接的协议，不需要建立连UDP使用数据报文传输数据，每个数据报UDP常用于实时应用，如视频流、语音通接就可以发送数据文包含源端口、目的端口、长度和校验和信话和网络游戏，因为它可以快速传输数据息协议TCP可靠连接流量控制保证数据传输的可靠性，确保数据完整性发送方根据接收方的处理能力进行数据传输速度调节拥塞控制面向连接避免网络拥塞，通过控制数据传输速率，提高在数据传输前，建立连接，数据传输完成后，网络效率释放连接连接建立和断开TCPTCP连接建立和断开过程确保可靠的数据传输，采用三次握手和四次挥手机制连接建立1三次握手数据传输2可靠数据传输连接断开3四次挥手三次握手保证双向通信能力，四次挥手确保数据完全传输，保证连接的正常建立和断开，防止资源浪费和数据丢失流量控制和拥塞控制TCP流量控制滑动窗口发送方根据接收方的接收能力调TCP使用滑动窗口机制，允许发整发送速率，避免接收方缓冲区送方在未收到确认的情况下发送溢出多个数据段拥塞控制慢启动防止网络过载，通过各种机制调连接建立时，TCP逐渐增加发送节网络数据流量，提高网络效率窗口大小，避免网络拥塞服务DNS域名解析域名注册12DNS服务将域名转换为IP地址用户可以通过域名注册商注册，方便用户访问网络资源域名，并将其与自己的网站或服务器关联域名管理网络安全34域名管理包括更新域名信息、DNS服务可以帮助防止网络攻设置DNS记录等击，例如DNS污染和DNS劫持协议HTTP超文本传输协议工作原理HTTP是应用层协议，用于在Web浏览器和Web服务器之间传输客户端发送请求，服务器响应请求请求和响应都包含头部和主数据体HTTP是无状态协议，每次请求都是独立的，服务器不存储任何HTTP使用TCP作为传输层协议，确保数据可靠传输关于客户端的信息协议FTP文件传输协议客户端-服务器模式传输方式安全问题FTP（File TransferFTP使用客户端-服务器模式，FTP支持两种传输方式二进FTP传输数据时不进行加密，Protocol）是一种文件传输协客户端向服务器发送请求，服制模式和ASCII模式存在安全风险议，用于在网络中传输文件务器处理请求并返回响应协议SMTP电子邮件传输安全邮件传输SMTP协议是一种基于文本的协SMTP协议支持TLS/SSL协议议，用于在电子邮件服务器之间，实现邮件传输过程中的加密，传输电子邮件保障邮件内容安全电子邮件系统基础应用广泛SMTP协议是电子邮件系统中最SMTP协议广泛应用于各种电子重要的协议之一，用于发送和接邮件服务，例如Gmail、收电子邮件Outlook和Yahoo Mail等和协议POP3IMAP协议协议1POP32IMAPPOP3（邮局协议版本3）是IMAP（互联网邮件访问协议一种用于接收电子邮件的协议）是一种用于访问电子邮件的，它允许用户从邮件服务器下协议，它允许用户在邮件服务载邮件到本地客户端，并从服器上存储和管理电子邮件，并务器中删除邮件在不同的设备上访问邮件比较应用34POP3和IMAP协议的主要区POP3协议通常用于电子邮件别在于邮件存储位置和邮件管客户端，例如Outlook和理方式Thunderbird，而IMAP协议通常用于基于Web的电子邮件服务，例如Gmail和Yahoo Mail协议DHCP自动分配IP地址动态IP地址分配网络设备配置信息DHCP协议为网络中的设备提供自动配置DHCP服务器动态分配IP地址，有效利用DHCP服务器提供其他配置信息，如默认，简化管理，提高效率IP地址空间，减少管理工作量网关、DNS服务器地址，便于设备访问网络资源技术NAT网络地址转换将私有网络地址转换为公有网络地址路由器NAT功能通常由路由器实现安全保护隐藏私有网络地址，增强网络安全性安全协议IPsec数据加密身份验证隧道模式传输模式IPsec使用加密算法保护网络IPsec提供身份验证机制，确IPsec可在网络层创建安全隧IPsec可在传输层保护单个应数据传输的机密性和完整性保数据来源的真实性，防止数道，将数据封装在加密的IP数用程序数据，例如HTTP或据被伪造或篡改据报中，确保数据在网络传输FTP协议的数据传输安全过程中的安全虚拟专用网VPN安全连接远程访问

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22.虚拟专用网络通过加密数据传输和身份验证，确保数据安全用户可以安全地访问公司网络资源，例如文件服务器、电子可靠地传输邮件和应用程序，无论其身在何处私人网络跨地区访问

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44.VPN创建一个安全的私有网络，允许用户在公共网络上安全VPN可以绕过地理限制，允许用户访问仅在特定地区可用的地进行通信，例如公共Wi-Fi内容和服务无线网络技术无线网络技术，也称为Wi-Fi，使用无线电波在设备之间传输数据它使用IEEE

802.11标准，允许设备通过无线电频率进行通信无线网络提供了连接设备的便利性和灵活性，例如笔记本电脑、智能手机、平板电脑和智能家居设备它在办公室、家庭和公共场所中广泛使用物联网技术物联网技术将物理世界和数字世界紧密连接起来，通过传感器、执行器和网络，实现万物互联，实现更智能、更高效的应用场景物联网技术在智能家居、智慧城市、工业自动化等领域具有广泛的应用，推动着社会进步和经济发展总结与展望网络技术不断发展网络安全日益重要5G、物联网、云计算等技术不断随着网络应用的普及，网络安全发展，TCP/IP协议将继续发挥重问题也更加突出，需要不断加强要作用，促进网络技术进步网络安全技术的研究和应用网络应用不断扩展网络应用将不断扩展，如人工智能、大数据、虚拟现实等，需要更加完善的网络协议和技术。