《高级网络通信协议》课件

高级网络通信协议本课件将深入探讨网络通信协议的原理和应用，涵盖TCP/IP、UDP等常见协议，并介绍网络安全和网络编程等相关知识课程目标理解网络通信协议掌握网络编程技巧深入学习网络通信协议的原理和学习使用各种网络编程接口和工工作机制，掌握不同协议的特点具，开发基于网络协议的应用程和应用场景序提升网络安全意识了解网络安全威胁和防御措施，增强对网络安全问题的理解和应对能力网络分层模型回顾七层模型四层模型OSI TCP/IPOSI模型，是国际标准化组织ISO制定的开放式系统互连参考模TCP/IP模型是互联网事实上的标准协议模型，由美国国防部制定型七层模型OSIOSI（开放系统互连）模型是国际标准化组织制定的网络体系结构参考模型，它将网络通信过程划分为七层，每层都负责特定的功能•物理层定义了网络物理介质和信号传输的规范•数据链路层负责在相邻节点之间建立可靠的数据链路•网络层负责数据包的路由和寻址，实现网络互连•传输层负责建立端到端的连接，提供可靠的数据传输服务•会话层负责建立、维护和终止用户之间的数据会话•表示层负责数据格式转换和加密解密，确保数据在不同系统之间兼容•应用层提供用户与网络之间的接口，为各种应用提供服务四层模型TCP/IPTCP/IP四层模型是一种将网络协议分层组织的体系结构，它定义了网络设备之间进行数据传输的规则和规范该模型将网络协议划分为四层应用层、传输层、网络层和网络接口层与OSI七层模型相比，TCP/IP模型更简洁，更易于理解和实现它在互联网技术发展中起着至关重要的作用，是现代网络通信的基础网络通信基础数据传输网络协议网络通信的核心是数据传输，通网络协议是计算机网络中数据传过网络将信息从源点传递到目标输的规范和规则，确保不同设备点之间能够相互理解和通信网络拓扑网络拓扑描述了网络中各个设备的连接方式，常见拓扑结构包括星型、总线型、环型和树型物理层协议传输介质信号编码双绞线、同轴电缆、光纤数字信号转换为模拟信号，反之亦然物理接口RJ-

45、USB、HDMI数据链路层协议地址帧格式流量控制错误检测MAC用于识别网络中每个设备的唯数据链路层将数据封装成帧，控制数据传输速率，避免发送使用校验和等机制来检测传输一标识符，类似于物理地址，包含帧头、数据部分和帧尾，方发送数据过快而接收方无法过程中的数据错误，确保数据由制造商分配以便在网络中传输处理的情况完整性网络层协议协议协议协议IP ICMPARP负责数据包的地址和路由，确保数据包能够用于网络层错误报告和控制信息，例如网络用于将IP地址解析为MAC地址，以便在同在不同网络之间传输不可达、主机不可达等一网络中找到目标设备地址IP324位字节IP地址包含32个二进制位，用于标IP地址由四个字节组成，每个字节包识网络设备含8个二进制位255最大值每个字节的范围在0到255之间，使用点分十进制表示子网划分网络分割1将一个大的网络划分成多个小的子网，每个子网都有自己的IP地址范围地址管理2有效地管理IP地址，提高网络效率和安全性广播域3减少广播消息的范围，降低网络负载地址分类IPv4类地址类地址类地址A BC网络号占8位，主机号占24位地址范围网络号占16位，主机号占16位地址范围网络号占24位，主机号占8位地址范围为

1.

0.

0.0~

126.

255.

255.255可容纳的为

128.

0.

0.0~

191.

255.

255.255可容纳为

192.

0.

0.0~

223.

255.

255.255可容纳网络数为126个，每个网络可容纳的网络数为16,384个，每个网络可容纳的网络数为2,097,152个，每个网络可容16,777,214台主机65,534台主机纳254台主机协议ICMP互联网控制报文协议数据包类型ICMP协议是一种网络层协议，用ICMP协议定义了多种数据包类型于在网络设备之间传递控制信息，例如ping请求、ping响应、错和错误信息它主要用于网络诊误报告等断和故障排除应用场景ICMP协议广泛应用于网络诊断工具，例如ping命令和traceroute命令，以及网络管理和安全监控协议ARP地址解析协议广播机制12ARP协议用于将IP地址转换为当设备需要发送数据包时，它MAC地址会广播ARP请求，以查找目标IP地址对应的MAC地址缓存机制3ARP协议会缓存最近查询到的IP地址和MAC地址的映射关系，以提高效率传输层协议负责数据传输，提供可靠数据传输服负责端到端数据传输，使用端口号来务和面向连接的连接服务区分不同的应用为应用层提供数据传输的接口，提供数据流控制、错误检测和流量控制等服务协议TCP连接导向数据流可靠传输TCP是一种面向连接的协议，在传输数据TCP将数据分成数据段，并对数据段进行TCP通过确认机制和重传机制确保数据传之前需要建立连接，确保数据传输的可靠性排序和编号，确保数据按顺序到达目的地输的可靠性，避免数据丢失或损坏和有序性协议UDP无连接面向数据报速度快UDP协议是一种无连接协议，不需要建立UDP协议将数据封装成数据报，然后发送UDP协议比TCP协议速度快，因为它不需要连接即可发送数据到接收方建立连接和进行数据确认端口号端口号描述21FTP（文件传输协议）22SSH（安全外壳协议）23Telnet（远程登录协议）53DNS（域名系统）80HTTP（超文本传输协议）443HTTPS（安全超文本传输协议）应用层协议HTTP FTP用于网页浏览和数据传输用于文件传输DNS SMTP用于域名解析用于电子邮件发送协议HTTP超文本传输协议无状态协议请求和响应HTTP是应用层协议，用于在Web浏览器HTTP是无状态的，这意味着服务器不保HTTP使用请求和响应模式进行通信客和Web服务器之间传输数据留有关先前客户端请求的信息每次请求户端发送请求，服务器发送响应都被视为独立的协议FTP文件传输协议控制连接和数据连接12用于在网络之间传输文件它FTP使用两个连接一个用于使用TCP协议作为传输层协议传输数据，另一个用于发送控制命令支持多种操作3FTP允许上传、下载、删除、重命名和创建目录等操作协议DNS域名解析分布式系统缓存机制将域名转换为IP地址提高解析效率和可靠性减少重复解析，提升响应速度协议DHCP动态主机配置协议简化网络管理提高网络效率DHCP协议是一种网络协议，用于自动分DHCP协议通过自动分配IP地址，简化了DHCP协议允许网络设备自动获取网络参配IP地址和配置网络参数网络管理和配置过程数，提高了网络配置效率网络安全概述网络安全是保障网络系统和信息安全的核心问题它涉及到保护网络资源、用户隐私和敏感数据的安全网络攻击数据安全黑客、病毒、恶意软件等威胁网保护敏感信息，包括个人身份信络安全，可能导致数据泄露、系息、商业机密等，防止数据泄露统崩溃等后果、篡改和丢失系统安全确保网络系统稳定运行，防止攻击导致系统瘫痪，保障网络服务的正常运行防火墙网络安全第一道防线过滤网络流量防火墙是网络安全体系中的重要防火墙根据预设规则过滤网络流组成部分，它通过分析网络数据量，阻止来自特定IP地址或端口流，阻止恶意攻击进入网络的访问，并屏蔽恶意软件和病毒增强网络安全防火墙可以有效防御各种攻击，如拒绝服务攻击、病毒攻击和恶意代码攻击，保护网络安全加密算法对称加密非对称加密使用相同的密钥进行加密和解密使用不同的密钥进行加密和解密，例如AES,DES，例如RSA,ECC哈希算法将任意长度的输入数据转换成固定长度的输出数据，例如MD5,SHA-256数字签名身份验证数据完整性不可否认性验证发送者的身份，确保消息的来源真实可确保消息内容在传输过程中未被篡改，保证防止发送方否认已发送过该消息，确保发送信数据完整性方的责任虚拟专用网络VPN安全连接访问限制内容VPN通过加密隧道，建立安全的VPN可以绕过地理限制，访问特连接，保护数据在公共网络上的定地区的内容，例如网站或流媒传输体服务匿名浏览VPN隐藏用户的IP地址，提供匿名浏览，保护隐私云计算与SDN云计算是一种将计算资源作为服务提供给用户的模式，包括计算能力、存储空间、网络带宽等SDN（软件定义网络）是一种将网络设备的控制面与数据面分离的技术，可以实现网络的灵活配置和管理云计算与SDN的结合，可以实现网络资源的动态分配和管理，提高网络的效率和安全性物联网与通信5G5G技术的高带宽、低延迟和高连接密度为物联网提供了强大的基础设施5G与物联网的融合，将推动智能城市、智慧农业、智能制造等领域的发展课程总结深入了解网络协议掌握网络安全知识12本课程深入探讨了网络通信协课程还介绍了网络安全的基本议的原理、功能和应用从物概念、常用安全技术和防范措理层到应用层，我们系统地学施，帮助学生了解网络安全的习了各种协议，并掌握了网络重要性以及如何保护网络安全通信的基本原理拓展网络通信视野3课程展望了未来网络通信技术的发展趋势，如云计算、SDN、物联网和5G等，帮助学生了解网络通信领域的新方向。