《网络通信协议》课件

网络通信协议网络通信协议是计算机之间进行数据交换的规则，是网络通信的基础它们定义了数据格式、传输方式、错误处理等内容，保证不同设备和系统之间能顺利通信课程大纲网络通信基础知识网络七层协议模型12包括网络模型、网络拓扑、网讲解OSI七层模型和TCP/IP四络协议等基础概念层模型的结构和功能常用网络协议网络安全协议34重点介绍IP、TCP、UDP、介绍SSL/TLS、IPsec等常用网HTTP、FTP、DNS等协议的原络安全协议的机制和应用场景理和应用网络通信基础知识数据传输网络协议网络拓扑结构数据以数据包形式在网络中传输，数据包包网络协议定义了数据传输的格式和规则，确网络拓扑结构定义了网络中设备之间的连接含目标地址和数据内容保设备之间可以相互通信方式，如总线型、星型、环型等网络七层协议模型应用层1用户应用程序表示层2数据格式转换会话层3建立和管理会话传输层4可靠数据传输网络层5数据路由和寻址网络七层协议模型将网络通信过程抽象为七个层次，从上到下分别为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层每个层次负责不同的通信功能，并通过协议定义通信规则，确保不同设备之间能够相互通信物理层协议物理介质网络接口卡信号编码连接器物理层协议定义了数据传输的网络接口卡将数据从计算机转物理层协议规定了数据的电气连接器用于连接网络设备，例物理介质，例如双绞线、同轴换为电信号，并通过网络传输特性，例如电压、频率和数据如RJ-

45、BNC和光纤连接器电缆和光纤传输速率数据链路层协议地址帧格式MAC数据链路层使用MAC地址来标识网络设备MAC地址是物理地址数据链路层将数据封装成帧，并添加帧头和帧尾帧头包含MAC，每个设备都有唯一的MAC地址地址和帧类型等信息帧尾用于标识帧的结束MAC地址用于在局域网中识别设备MAC地址由网络接口卡（NIC数据链路层协议负责在网络接口卡之间传输数据，并提供数据错）生成，存储在网络接口卡的ROM中误检测和纠正功能网络层协议数据报协议IP网络层使用数据报作为数据传输互联网协议（IP）是网络层的核的单位，包含源地址和目标地址心协议，负责网络地址分配、数，支持数据包的路由和转发据包路由、错误检测和数据包的传输协议协议ARP ICMP地址解析协议（ARP）负责将IP互联网控制报文协议（ICMP）负地址转换为物理地址（MAC地址责检测网络连接错误，提供网络），支持在同一局域网内的设备故障诊断和路由信息反馈功能之间通信地址与子网划分IPIP地址子网划分唯一的网络标识符将网络划分为更小的子网络用于数据传输提高网络效率分为网络号和主机号使用子网掩码区分网络号和主机号路由协议路由器网络拓扑路由协议算法路由器负责转发网络数据包，依据路由表决路由协议通过交换路由信息，构建网络拓扑不同的路由协议采用不同的算法，例如距离定数据包的最佳路径图，帮助路由器选择最优路径向量算法或链路状态算法，以计算最佳路径传输层协议提供端到端服务建立连接传输层协议为应用层提供可靠的传输层协议能够建立和维护应用端到端数据传输服务，负责数据程序之间的连接，确保数据按序段的分割、重组和流量控制等传递提供数据流控制传输层协议管理数据流，防止网络拥塞，并确保数据完整性协议UDP无连接快速不可靠流媒体UDP是无连接协议，不需要建UDP协议的传输速度非常快，UDP协议不保证数据的可靠传UDP协议适用于实时流媒体传立连接即可传输数据因为不需要建立连接，数据传输，数据包可能丢失或顺序混输，例如视频会议和网络游戏输速度更快乱协议TCP面向连接可靠传输

1.

2.12TCP是面向连接的协议，在传TCP使用校验和、序列号、确输数据之前需要建立连接，确认机制等机制来确保数据的可保数据传输可靠靠传输，防止数据丢失或损坏流量控制拥塞控制

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4.34TCP通过滑动窗口机制控制数TCP通过慢启动、拥塞避免、据传输速率，防止接收方被数快速重传等机制来控制网络拥据淹没塞，提高网络效率应用层协议定义功能应用层协议是网络协议模型的最高层，直接面向用户应用，提供应用层协议负责处理数据格式、数据编码、用户身份验证等，为应用程序之间的通信服务应用程序提供统一的接口，方便应用程序进行通信协议HTTP请求响应模型方法状态码安全-HTTP协议基于请求-响应模型常见的HTTP方法包括GET、服务器使用状态码来指示请求HTTPS是HTTP的安全版本，，客户端向服务器发送请求，POST、PUT、DELETE，用于的结果，例如200表示成功，使用SSL/TLS加密通信，确保服务器响应请求执行不同的操作404表示未找到资源数据安全协议FTP文件传输协议工作原理FTP是一种网络协议，用于在计算FTP客户端连接到FTP服务器，然机之间传输文件它基于客户机-后可以使用FTP命令上传、下载、服务器模型，使用TCP连接删除或重命名文件应用场景安全问题FTP协议常用于网站文件管理、软FTP协议本身不提供数据加密，容件更新、数据备份等应用场景易受到网络攻击，需要采取安全措施进行保护协议DNS域名解析层次结构

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2.12DNS协议主要负责将域名解析为IP地址，方便用户访问网DNS采用分层结构，包含根域名服务器、顶级域名服务器和站权威域名服务器缓存机制安全机制

3.

4.34DNS服务器会缓存解析结果，提高解析速度，减少网络负载DNS协议支持多种安全机制，如DNSSEC，防止域名被恶意劫持协议SMTP定义功能工作原理应用场景SMTP SimpleMail TransferSMTP用于发送电子邮件发送方邮件服务器与接收方邮SMTP用于各种电子邮件服务Protocol是一个简单邮件传件服务器建立连接它使用TCP协议建立连接输协议发送方服务器将邮件信息发送它用于发送电子邮件、垃圾邮它支持邮件附件、多收件人等它定义了邮件服务器之间如何给接收方服务器件、营销邮件等功能交换邮件接收方服务器存储邮件，并通它也用于其他基于电子邮件的它用于将电子邮件发送给收件知收件人应用程序人协议POP3/IMAP协议协议区别POP3IMAPPOP3协议是一种邮件接收协议，用于从邮IMAP协议是一种邮件访问协议，允许用户POP3协议下载邮件后会从服务器删除，而件服务器下载邮件在多个设备上同步邮件，并管理邮件文件夹IMAP协议则会保留邮件在服务器上无线网络协议无线路由器无线网络连接无线网络安全无线路由器是无线网络的核心设备，它将无无线网络连接是指通过无线信号进行数据传无线网络安全是指保护无线网络免受恶意攻线信号转换为有线信号，连接到互联网输的网络连接方式击，确保数据传输的安全性蓝牙协议短距离无线通信低功耗安全性蓝牙协议允许设备在短距离内无线通信蓝牙协议设计为低功耗，使其适合各种蓝牙协议包含安全机制，例如加密和身，典型距离为10米左右移动设备，如智能手机、平板电脑和可份验证，以保护数据传输穿戴设备协议WiFi无线网络标准设备连接安全机制WiFi协议定义了无线网络通信标准，包括使用WiFi协议，无线设备可以连接到无线路WiFi协议支持多种安全机制，例如WPA2/

3802.11a/b/g/n/ac等，提供不同传输速率和由器或接入点，访问互联网和网络资源，防止未经授权访问无线网络覆盖范围物联网协议特点示例•物联网协议专为连接大量设备而设计，支持低带宽、高延迟和不MQTT•稳定网络连接CoAP•XMPP许多协议强调轻量级通信，降低功耗，适合小型设备和电池供电•设备Sigfox协议MQTT轻量级发布订阅

1.

2./12MQTT协议占用资源少，适合MQTT使用发布/订阅模式，允资源受限的设备，例如传感器许设备之间进行异步通信，无和智能家居设备需建立直接连接可扩展性低延迟

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4.34MQTT可以扩展到包含大量设MQTT协议设计用于低延迟通备和主题的网络，支持多层级信，适用于实时数据传输和控主题结构制应用协议CoAP轻量级

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2.RESTful12CoAP协议是一种轻量级的协议CoAP协议遵循RESTful架构，专门为资源受限的设备设计，使用HTTP类似的请求和响它使用UDP协议，并具有较应机制，易于理解和使用小的报文大小可扩展性广泛应用

3.

4.34CoAP协议支持扩展，允许开CoAP协议被广泛应用于物联发者添加新的功能和选项，以网领域，例如智能家居、传感满足不同应用的需求器网络、工业自动化等网络安全协议身份验证数据加密访问控制安全监控确保数据传输过程中的安全性对敏感数据进行加密，确保数限制对网络资源的访问权限，实时监控网络活动，及时发现，避免被窃取或篡改据安全和隐私防止未经授权的访问和处理安全威胁协议SSL/TLS安全套接字层传输层安全协议加密通信SSL协议为网络通信建立安全连接，提供数TLS协议是SSL协议的升级版，提供更强的SSL/TLS协议使用对称和非对称加密技术，据加密和身份验证安全性和兼容性确保数据在传输过程中安全可靠协议IPsec网络安全协议隧道模式IPsec是一种基于IP层的网络安全协议，提供数据机密性、完整性和IPsec隧道模式用于保护两个网络之间的通信，将数据封装在IPsec身份验证隧道中，以确保安全传输传输模式应用场景IPsec传输模式用于保护主机之间的通信，仅加密数据本身，而不是IPsec广泛应用于VPN、无线网络、云计算和物联网等领域，以保障整个IP包网络安全网络协议发展趋势网络协议一直在不断发展和演变，以适应不断变化的网络环境和应用需求标准化与互操作性1网络协议标准化，确保不同设备和系统之间能够互操作移动性和无线网络2支持移动设备和无线网络，以满足用户随时随地的连接需求安全性3增强安全机制，保护网络数据和用户隐私云计算和物联网4适应云计算和大数据、物联网等新兴技术发展趋势未来，网络协议将朝着更高效、更安全、更智能的方向发展，为用户提供更加便捷、可靠的网络体验软件定义网络软件定义网络SDN是一种新型网络架构，它将网络控制与数据转发分离SDN通过集中式控制器来管理网络，实现了网络配置、监控和管理的自动化，提高了网络的灵活性和可编程性网络协议5G新一代移动通信技术协议演进5G网络协议代表着移动通信技术的重大进步，它比之前的网络技5G协议基于LTE协议，并引入了新的技术，如Massive MIMO、毫术提供更高速度、更低延迟和更高的连接密度米波通信和网络切片总结与展望网络协议发展网络通信协议不断发展，适应不断增长的数据流量、安全性、可靠性需求新兴技术融合人工智能、云计算、大数据等技术与网络协议结合，推动网络通信技术创新未来网络方向未来网络将更加智能化、安全化、高效化，提供更好的用户体验。