《TCPIP协议基础》课件

协议基础TCP/IPTCP/IP协议是互联网的核心，它定义了网络设备之间如何互相连接和通信by课程介绍深入学习协议掌握网络通信原理提升网络应用能力TCP/IP本课程将全面讲解TCP/IP协议基础知识，涵通过学习TCP/IP协议，您将了解网络通信的课程内容将帮助您更好地理解和应用网络技术盖协议体系结构、网络地址、路由协议、传输基本原理，并掌握网络数据的传输方式和安全，提升在实际工作中开发和维护网络应用的能层协议等重要内容保障措施力什么是协议TCP/IP网络通信协议网络模型协议集TCP/IP协议是计算机网络通信的基础，它TCP/IP协议族构建了网络通信的规则，为TCP/IP协议族包含一系列不同的协议，共定义了网络设备之间如何相互通信网络设备提供了通信框架同负责网络的各个层面的通信协议族的历史TCP/IPTCP/IP协议族的历史可以追溯到20世纪70年代，起源于美国国防部高级研究计划署（DARPA）的“阿帕网”项目19691阿帕网诞生19732TCP协议首次提出19783IP协议的正式发布19834TCP/IP协议成为互联网标准的作用TCP/IP网络互连数据传输TCP/IP协议族定义了计算机网络之间通信的规则，使不同的网络能够TCP/IP协议提供了数据传输服务，将数据从源主机传输到目标主机互相连接允许异构网络之间进行数据交换，例如，Windows系统和Linux系统它提供了可靠的、无连接的、面向连接的传输方式，满足不同应用场景可以通过TCP/IP协议进行通信的需求协议的体系结构TCP/IP分层结构TCP/IP协议采用分层结构，将网络通信任务分解为多个层次协议栈每一层都包含一系列协议，共同完成特定功能，例如数据封装、路由选择等模块化设计分层结构使得协议的开发和维护更加容易，各层之间相对独立协议交互不同层之间通过接口进行交互，实现数据在各层之间的传递物理层物理介质信号编码

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22.物理层主要负责数据传输的物理数据在物理层被转换为电信号或介质，例如双绞线、光纤、无线光信号，并进行编码以进行传输电波等物理连接传输方式

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44.物理层负责建立和维护物理连接物理层定义了数据传输方式，例，例如连接器、接口等如单工、半双工和全双工链路层数据帧地址数据链路MAC链路层将数据分组封装成数据帧，以便在网络每个网络设备都有唯一的MAC地址，用于识别链路层负责在网络中创建并维护数据链路，实中传输和定位设备现数据帧的传输网络层数据包路由地址管理网络互连负责将数据包从源主机路由到目标主机负责管理网络中的IP地址，并进行地址转换负责不同网络之间的互连，实现跨网络的数据传输传输层提供端到端服务管理数据传输

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22.传输层协议负责在两个应用程序传输层负责将数据分割成数据包之间建立连接，保证数据可靠传，并在传输过程中进行序号分配输、数据校验等两种主要协议支持应用层

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44.TCP和UDP是传输层中两种重要传输层为应用层提供数据传输和的协议，分别提供面向连接和无数据处理服务，确保应用层能够连接服务顺利运行应用层用户直接交互多种协议应用层是TCP/IP协议栈中最靠近用户的层，应用层包含各种协议，例如HTTP、FTP、负责与用户进行直接交互SMTP、DNS等，每个协议都提供特定服务例如，当您使用浏览器访问网页或发送电子邮件时，您与应用层进行交互应用层协议协同工作，使您能够访问网络资源，例如网页、文件和电子邮件网络地址的概念网络地址地址格式地址类别网络地址是分配给网络设备的唯一标识符，用网络地址通常采用点分十进制表示，例如网络地址分为不同的类别，例如A类、B类、于在网络中识别和定位设备

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1.100，其中每个数字代表一个字节C类，用于区分网络规模和地址空间地址分类IPv4类地址类地址A BA类地址用于大型网络，拥有最大的主机地址空间首位为0，网络B类地址适合中等规模的网络，网络号占16位，主机号占16位号占8位，主机号占24位类地址类地址C DC类地址适用于小型网络，网络号占24位，主机号占8位D类地址用于多播，网络号占8位，主机号占24位地址分配方案IPv4地址分配方案示例机构地址分配方案是管理IPv4地址的系统该方示例展示了分配方案如何将IPv4地址范围分互联网地址分配机构IANA负责管理全局案旨在确保所有网络设备都有唯一的地址，并配给不同的网络，确保每个网络都有自己的地IPv4地址空间，并将其分配给区域互联网登有效利用地址空间址空间，避免冲突记机构RIR，RIR负责进一步分配给最终用户地址格式IPv6十六进制格式冒号分隔网络前缀IPv6地址使用128位二进制数表示，通常用8这些十六进制数用冒号（:）分隔，例如IPv6地址包含网络前缀和主机标识部分，网络个十六进制数来表示，每个十六进制数表示162001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7前缀用于标识网络，主机标识用于标识主机位334子网划分划分网络1将大型网络划分为更小的子网提高效率2减少网络广播，提高网络性能安全管理3方便网络安全管理，提高安全性子网划分是将一个大的网络划分为多个小的网络，每个子网都有自己的网络地址和广播地址通过子网划分可以提高网络效率，减少网络广播，增强网络安全性，简化网络管理子网划分的意义提高网络效率简化网络管理

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22.减少广播域的大小，降低网络流将网络划分为多个子网，可以更量，提高网络性能有效地管理网络资源增强网络安全性灵活扩展网络

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44.通过限制网络访问权限，可以增子网划分可以灵活地扩展网络，强网络安全性，防止攻击适应不断增长的网络需求静态路由定义优点缺点静态路由由网络管理员手动配置静态路由配置简单，易于控制数静态路由需要管理员手动配置和，用于指定数据包的转发路径据流量，适用于网络规模较小、维护，当网络拓扑结构发生变化这些路由规则被存储在路由器中网络拓扑结构相对稳定的场景时需要重新配置路由规则，缺乏，无需动态更新灵活性动态路由自动更新路由优化网络性能适应网络变化动态路由协议可以自动收集网络信息，更动态路由协议选择最佳路径，提高网络效动态路由协议可以根据网络的变化自动调新路由表，无需人工配置率，降低网络延迟，提高传输速度整路由路径，确保网络稳定和可靠路由协议路由协议作用类型路由协议是网络设备之间交换路由信息的规则路由协议能够帮助网络设备构建网络拓扑结构常见的路由协议包括RIP、OSPF、BGP等，和规范，主要用于确定数据包在网络中的最佳，并根据网络状况动态调整路由路径，提高网它们在功能和适用场景上各有优劣传输路径络效率协议ARP地址解析协议网络通信的关键ARP是一种用于将IP地址转换为物在网络中，设备通过IP地址识别彼此理地址（MAC地址）的协议，在网，但数据传输需要MAC地址，ARP络中实现设备间的通信协议就扮演着IP地址和MAC地址转换器的角色广播机制缓存ARPARP协议使用广播机制向网络中的ARP协议会在设备的ARP缓存中保所有设备发送ARP请求，以获取目存最近解析到的IP地址和MAC地址标设备的MAC地址的映射关系，以提高后续通信的效率协议DHCP自动分配地址动态分配1IP2无需手动配置，简化网络管理IP地址根据需要分配，提高地址利用率配置网络参数支持移动设备34自动配置网关地址、DNS服务器移动设备连接网络时自动获取IP等信息地址协议DNS域名系统域名解析层次结构DNS协议为域名到IP地址的映射提供支持，将当用户输入域名访问网站时，DNS服务器会将DNS采用层次结构，将域名解析分为根域名服人类易于记忆的域名转换为机器可识别的IP地域名解析为对应的IP地址，从而建立连接务器、顶级域名服务器和授权域名服务器等多址个层级协议的特点TCP可靠性面向连接TCP协议提供可靠的数据传输服务，通过确认机制和重传机制确保数TCP协议在数据传输前建立连接，并保持连接状态，确保数据传输的据完整性和可靠性可靠性TCP协议采用了面向连接的通信方式，确保数据传输的可靠性通过三次握手和四次挥手过程来建立和断开连接，实现可靠的数据传输三次握手过程TCP（同步）SYN1客户端发送SYN包到服务器，请求建立连接（同步确认）SYN-ACK2服务器收到SYN包，发送SYN-ACK包给客户端，确认接收请求（确认）ACK3客户端收到SYN-ACK包，发送ACK包给服务器，确认建立连接四次挥手过程TCP第一次挥手1客户端向服务器发送一个FIN段，表示客户端不再发送数据，进入FIN_WAIT_1状态第二次挥手2服务器收到FIN段后，发送一个ACK段，表示已经收到FIN段，进入CLOSE_WAIT状态第三次挥手3服务器向客户端发送一个FIN段，表示服务器不再发送数据，进入LAST_ACK状态第四次挥手4客户端收到FIN段后，发送一个ACK段，表示已经收到FIN段，进入TIME_WAIT状态，等待2MSL后进入CLOSED状态，完成四次挥手协议的特点UDP无连接面向数据报简单易用灵活高效UDP协议在发送数据之前无需建UDP协议以数据报为单位进行传UDP协议的实现简单，不需要复UDP协议适用于实时性要求高的立连接，数据包直接发送，提高输，数据报的长度可变，提高了杂的连接管理，易于开发和应用应用场景，如视频通话、网络游了传输速度传输效率戏等网络安全概述数据安全系统安全网络安全保护敏感数据，防止数据泄确保网络系统正常运行，防止攻击者露、丢失或篡改入侵系统，破坏系统稳定性用户安全网络安全保护用户的信息和隐私，防止恶意软保障网络的正常运行，防止网络攻击件攻击，保障用户合法权益，维护网络的安全性网络安全威胁恶意软件网络攻击病毒、蠕虫、木马程序等恶意软件拒绝服务攻击、跨站脚本攻击、可以窃取数据、破坏系统和网络SQL注入攻击等攻击可以导致网络瘫痪或信息泄露数据泄露网络钓鱼黑客攻击、内部人员泄密等因素可通过虚假邮件、网站等方式欺骗用能导致敏感数据泄露，造成经济损户，诱使他们提供个人信息或访问失和声誉受损恶意网站网络安全防护措施防火墙病毒防护密码管理安全意识防火墙是网络安全的重要组成部使用杀毒软件定期扫描和更新，使用强密码，并定期更改密码，提高网络安全意识，谨慎点击链分，它可以阻止来自外部网络的可以有效防止病毒感染可以有效防止账户被盗用接和下载文件，可以避免遭受网恶意访问，并控制网络流量络攻击总结与展望未来发展方向个人学习建议TCP/IP协议仍在不断发展，未来将朝着更高持续关注TCP/IP协议的最新发展趋势，并结效、更安全、更智能的方向发展例如，合实际应用进行深入学习和研究不断提升IPv6的推广将带来更大的网络地址空间，满自身网络技术能力，为未来网络发展做出贡足未来物联网的发展需求献。