《网络互联协议》课件

网络互联协议本课件将介绍网络互联协议的基础知识，包括TCP/IP协议族、网络层、传输层、应用层等我们将深入探讨这些协议的运作机制以及它们在现代网络中的重要作用什么是网络互联协议？定义作用网络互联协议是一套规则，它它确保不同类型的网络设备能规定了网络设备之间如何进行够相互通信，并有效地传递数数据交换据例子就像语言一样，协议为网络设备提供了共同的“语言”，使它们能够理解彼此的指令网络协议的作用规则与标准数据格式数据传输错误处理网络协议为网络通信提供了协议定义了数据在网络上传协议规定了数据在网络上传协议包含错误检测和处理机一套统一的规则和标准，确输的格式，包括数据类型、输的方式，例如数据包的封制，确保数据传输过程中出保不同设备、不同操作系统长度、编码方式等，保证数装、地址解析、路由选择等现的错误能够被识别和纠正之间能够互相理解和通信据能够被正确解析和处理，保证数据能够安全可靠地到达目的地网络通信的基本要素发送方接收方发起通信的设备，例如电脑、手机等接收通信的设备，例如服务器、路由器等数据网络发送方要传递的信息，例如文本、音连接发送方和接收方的媒介，例如互频、视频等联网、局域网等参考模型OSI应用层1提供用户服务表示层2数据格式转换会话层3建立和维护连接传输层4数据传输可靠性网络层5数据路由数据链路层6数据帧传输物理层7物理连接物理层协议介质类型传输方式信号编码电缆、光纤、无线电波等并行传输、串行传输等曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等数据链路层协议地址帧格式MAC数据链路层使用MAC地址识别网数据链路层将数据封装成帧，包络设备，MAC地址是硬件地址，含MAC地址、数据字段和校验字每个网卡都拥有唯一的MAC地址段等信息错误控制数据链路层负责检测和纠正传输过程中的数据错误，保证数据传输的可靠性网络层协议协议协议协议IP ICMPARPIP协议定义了数据包在网络中的传输方式ICMP协议用于网络层诊断和错误报告，例ARP协议将IP地址转换为MAC地址，用于，负责数据包的路由和寻址如网络连接故障检测在本地网络中寻找目标设备协议概述IP网络层协议数据包路由IP协议是网络层协议，负责将数IP协议通过路由表来确定数据包据包从源主机传输到目标主机的最佳传输路径，并将其转发到下一个路由器无连接不可靠IP协议是一种无连接协议，不建IP协议不提供数据包的可靠传输立连接，数据包独立传输，不保，可能会丢失数据包，需要更高证数据包的顺序和完整性层协议来解决可靠性问题地址格式与分类IPv4Number ofNetworks Numberof HostsIPv4地址是32位二进制数，用点分十进制表示分为5类A、B、C、D、E，每类地址的网络号和主机号长度不同，决定了网络和主机数量地址分配与管理IPv4地址空间地址类型12IPv4地址空间有限，需要合地址类型包括公网地址和私网理分配和管理地址，分别用于互联网和局域网地址分配地址管理34地址分配方式包括静态分配和地址管理工具用于跟踪和控制动态分配，根据网络环境选择网络地址的使用，确保地址的合适的分配方式有效分配和安全管理协议ARP地址解析协议本地广播ARP协议是将IP地址解析成MAC ARP使用广播方式，发送ARP请求地址的协议，询问目标设备的MAC地址表ARP设备维护一个ARP表，记录IP地址与MAC地址的对应关系协议ICMP互联网控制报文协议主要功能ICMP协议是网络层的重要组成部分，用于在网络设备之间传递•错误报告检测并报告网络连接错误，如主机不可达、路由控制信息，如错误报告和状态信息器不可达等•状态信息提供网络连接状态，如网络拥塞、路由器故障等•诊断工具用于网络故障诊断，如ping命令传输层协议TCP UDP面向连接的协议，提供可靠的数据传输，保证数据按顺序到达无连接的协议，不保证数据传输的可靠性，速度快应用于对数应用于需要可靠传输的场景，如文件传输、网页浏览据传输可靠性要求不高，但速度要求高的场景，如视频通话、游戏协议TCP面向连接的可靠传输协议提供数据流的传输，保证数据按顺序到达通过校验和、重传机制保证数据的完整性和可靠性协议UDP无连接数据报快速不可靠UDP协议是无连接的，这意味UDP将数据分成数据报，每个UDP协议没有连接建立过程，UDP协议不提供可靠性保证，着它不建立连接，也不维护连数据报独立发送因此比TCP更快丢失或乱序的数据报不会被重接状态新发送应用层协议提供用户服务独立于网络为用户提供直接的服务，例如电应用层协议的设计和实现独立于子邮件、网页浏览和文件传输等网络的具体实现方式，确保不同网络之间的互操作性与用户交互应用层协议与用户应用程序进行交互，接收用户请求并向用户提供服务协议HTTP超文本传输协议无状态协议12HTTP是一种应用层协议，用HTTP协议是无状态的，这意于在Web浏览器和Web服务味着服务器不会记住之前的请器之间传输数据求请求响应模型-3客户端向服务器发送请求，服务器响应请求并返回数据协议FTP文件传输协议工作原理应用场景FTP是文件传输协议，它允许在网络上客户端使用FTP协议连接到服务器，然FTP用于网站文件上传、备份、更新软不同计算机之间传输文件后可以上传或下载文件件等协议SMTP简单邮件传输协议基于协议TCP用于在邮件服务器之间传输电子SMTP使用TCP端口25进行通信邮件的协议，允许用户发送和接，确保可靠的数据传输收电子邮件邮件服务器交互邮件客户端通过SMTP将邮件发送至邮件服务器，服务器再通过SMTP将邮件发送至接收者的服务器协议DNS域名解析服务器查找将域名转换为IP地址查找与域名对应的服务器网络服务为网络应用程序提供地址解析服务网络互联设备网络互联设备是连接不同网络或网络设备的硬件设备，在数据传输过程中起着重要的作用集线器简单型设备信号放大集线器是一种简单的网络设备它主要用于将多个设备连接到，工作在物理层同一个网络，并放大信号以延长传输距离共享带宽集线器上的所有设备共享同一带宽，因此当多个设备同时传输数据时，可能会出现冲突交换机数据帧转发提高网络效率交换机通过MAC地址表，将数据帧转发到指定端口交换机将网络划分为多个独立的冲突域，减少冲突，提高网络效率路由器网络层设备路由表网络地址转换路由器是网络层设备，负责网络间的路由器使用路由表来确定数据包的最路由器可以执行网络地址转换（NAT通信和数据转发佳路径，以到达目标网络），以隐藏内部网络的IP地址网关连接桥梁协议转换安全防护网关作为不同网络之间连接的桥梁，使网关负责将不同网络的协议进行转换，网关通常包含防火墙等安全功能，保护不同协议的网络能够相互通信确保数据能够在不同网络之间顺利传输内部网络免受外部攻击网络安全协议网络安全协议保障网络通信的安全性，保护数据传输过程中的机密性、完整性和可用性加密协议认证协议SSL/TLS协议，IPSec协议等Kerberos，RADIUS，TACACS+等协议SSL/TLS安全连接证书验证SSL/TLS协议为网络通信提供安全连通过证书验证服务器身份，确保数据接，防止数据被窃取或篡改传输的合法性数据加密使用加密算法对传输的数据进行加密，确保数据安全协议IPSec身份验证加密IPsec VPNIPsecVPN是一种基于IPsec协议的虚拟专IPsec协议使用数字证书或预共享密钥来IPsec协议使用加密算法对网络数据进行用网络技术，它可以为网络数据提供端到验证通信双方的身份，确保通信的真实性加密，确保数据在传输过程中不被窃取或端的加密和身份验证，确保网络通信的安篡改全性和完整性未来网络发展趋势万物互联15G、6G网络将连接更多设备，形成万物互联的网络生态边缘计算2将计算资源转移到网络边缘，实现低延迟、高带宽的应用网络安全3随着网络攻击的不断升级，网络安全将更加重要人工智能4人工智能将应用于网络管理、优化和安全结论与展望网络协议未来发展12网络协议是构建互联网的基础网络协议将不断发展，以适应它定义了数据传输和处理的日益增长的网络需求例如，规则，使不同设备能够互联互下一代网络协议将更加安全、通，共享信息高效、灵活学习3深入学习网络协议有助于理解网络的运作机制，并能够更好地利用网络资源。