【课件】计算机网络通信协议

计算机网络通信协议本课件将深入探讨计算机网络通信协议的重要性、分类和发展趋势我们将从基础概念开始，逐步深入各层协议的细节计算机网络通信的重要性信息交换业务运营促进全球范围内的即时信息支持现代企业的日常运营和交换和共享远程协作技术创新社会连接推动新技术和服务的开发，通过社交媒体和通信应用连如云计算和物联网接人们网络通信协议的定义规则集合语言格式规范定义了数据如何在网络中传输和接可以看作是计算机之间交流的共同指定了数据包的格式、大小和传输收的标准规则语言顺序网络通信协议的分类应用层1HTTP,FTP,SMTP传输层2TCP,UDP网络层3IP,ICMP数据链路层4以太网,PPP物理层5RS-232,

802.11网络体系结构模型OSI应用层1为应用程序提供网络服务表示层2数据格式转换和加密会话层3管理会话连接传输层4端到端的数据传输网络层5路由选择和寻址数据链路层6物理寻址和错误检测物理层7比特流的传输物理层协议以太网Wi-Fi定义了电缆和连接器的标准规定了无线信号的传输方式光纤使用光信号传输数据的标准数据链路层协议以太网PPP HDLC最常用的局域网技术，定义了帧格式点对点协议，用于建立直接的计算机高级数据链路控制，提供可靠的数据和寻址到计算机连接传输MAC网络层协议IP互联网协议，负责数据包的寻址和路由ICMP互联网控制消息协议，用于错误报告和诊断ARP地址解析协议，将地址转换为地址IP MAC传输层协议TCP UDP传输控制协议，提供可靠的用户数据报协议，提供不可、面向连接的数据传输靠的、无连接的数据传输SCTP流控制传输协议，结合了和的特性TCP UDP应用层协议HTTP FTP网页传输协议文件传输协议SMTP DNS电子邮件发送协议域名解析系统协议族TCP/IP应用层1HTTP,FTP,SMTP,DNS传输层2TCP,UDP网际层3IP,ICMP,ARP网络接口层4以太网,Wi-Fi网际协议IP寻址路由为每个设备分配唯一的地决定数据包从源到目的地的IP址最佳路径分段重组将大数据包分割成小片段以在目的地重新组装分段的数适应不同网络据包传输控制协议TCP建立连接1三次握手过程数据传输2有序、可靠的数据传输流量控制3防止接收方缓冲区溢出拥塞控制4避免网络拥塞断开连接5四次挥手过程用户数据报协议UDP特点应用场景无连接实时游戏••不可靠传输视频流••低延迟查询••DNS域名系统DNS域名查询用户输入域名本地服务器DNS检查缓存或向根服务器查询根服务器DNS提供顶级域名服务器信息顶级域名服务器提供权威名称服务器信息权威名称服务器返回最终的IP地址超文本传输协议HTTP请求方法状态码等GET,POST,PUT,DELETE200OK,404Not Found,500等Server Error头部信息HTTPS包含请求或响应的元数据的安全版本，使用HTTP加密SSL/TLS文件传输协议FTP特点命令独立的控制和数据连接用户名••USER:支持断点续传密码••PASS:可匿名访问列出文件••LIST:下载文件•RETR:上传文件•STOR:简单邮件传输协议SMTP连接建立1客户端连接到SMTP服务器身份验证2客户端提供身份凭证邮件传输3客户端发送邮件内容接收确认4服务器确认邮件接收连接关闭5客户端断开与服务器的连接网络安全协议SSL/TLS加密完整性保护数据传输的私密性确保数据在传输过程中不被篡改身份验证验证通信双方的身份无线网络协议

802.

11802.11a

802.11b

802.11g频段，最高频段，最高频段，最高5GHz54Mbps

2.4GHz11Mbps

2.4GHz54Mbps

802.11n

802.11ac频段，最高频段，最高

2.4/5GHz600Mbps5GHz

6.9Gbps蓝牙协议蓝牙

5.01更长距离，更快速度蓝牙

4.0LE2低功耗技术蓝牙

3.0+HS3高速传输蓝牙

2.1+EDR4增强数据率物联网通信协议MQTT CoAP轻量级消息传输协议受限应用协议Zigbee LoRaWAN低功耗短距离无线通信协议低功耗广域网络协议协议MQTT特点应用场景发布订阅模型智能家居•/•轻量级工业物联网••低带宽消耗车联网••支持即时通讯•QoS•协议CoAP特点请求方法基于，适用于资源受限UDP GET,POST,PUT,DELETE设备观察者模式安全性支持资源状态的实时更新可与结合使用DTLS协议WebSocket建立连接1通过HTTP升级到WebSocket双向通信2客户端和服务器可以随时发送消息帧传输3数据以帧的形式传输心跳机制4保持连接活跃关闭连接5任一方可以发起关闭请求通信协议的发展趋势更高速度支持更快的数据传输低延迟减少通信延迟安全增强加强数据安全和隐私保护智能化引入人工智能优化网络性能通信协议5G20Gbps1ms峰值数据率超低延迟理论最大下载速度可达端到端延迟可低至毫秒20Gbps11M连接密度每平方公里可支持万个设备100连接物联网通信协议标准物联网领域的主要通信协议标准包括ZigBee、Thread、LoRaWAN、NB-IoT和Sigfox等软件定义网络SDN控制平面数据平面应用平面集中化的网络控制器，负责决策和管网络设备执行控制器的指令，转发数网络应用程序，如负载均衡、安全策理据包略等容器网络通信网络网络Docker Kubernetes支持容器间的网络隔离和通信提供间的网络通信和服务发Pod现Calico容器网络解决方案，支持网络策略总结与展望协议融合智能化不同协议间的整合和互操作驱动的网络优化和自我修AI性增强复安全强化绿色通信更先进的加密和身份验证机低功耗、高效率的通信技术制发展。