《网络协议基础：TCPIP详解》课件

网络协议基础详解TCP/IP本课程将深入探讨网络协议的基础知识，涵盖TCP/IP协议栈的各个层级，帮助您理解网络通信的原理和机制课程大纲网络基础知识回顾TCP/IP协议栈详解网络安全基础网络故障诊断包括网络通信模型、数据传从物理层到应用层，深入剖介绍常见网络安全威胁和防掌握常用的网络故障诊断工输方式、网络拓扑结构等析各个协议的功能和工作原范措施，如防火墙、入侵检具和方法，提高问题排查效理测系统等率网络基础知识回顾数据传输方式网络拓扑结构了解网络数据传输的常用方掌握常见的网络拓扑结构类式，如广播、单播、组播型，如总线型、星型、环型网络协议了解网络协议的概念和作用，如TCP/IP协议族网络通信模型应用层1表示层2会话层3传输层4网络层5数据链路层6物理层7物理层传输介质信号编码包括双绞线、同轴电缆、光纤等将数据转换成电信号或光信号连接器用于连接不同设备之间的物理接口数据链路层MAC地址帧格式流量控制错误检测每个网络设备的唯一标识数据链路层封装数据的方式控制数据传输速度，避免网确保数据传输的准确性，减络拥塞少传输错误网络层IP地址路由算法唯一标识网络中的每台主机选择最佳路径，将数据包发送到目标主机数据包分片数据包重组将大型数据包分割成多个较小在目的地将分片的数据包重新的数据包组装成完整的数据包地址IP

192.

168.

1.

2155.

255.

255.0IP地址子网掩码网络设备的唯一标识用于区分网络地址和主机地址

10.

0.

0.1默认网关连接到外部网络的路由器子网掩码网络地址标识网络主机地址标识主机网关连接不同网络1网关充当连接不同网络的桥梁，使不同网络的设备能够互相通信数据包转发2网关接收来自内部网络的数据包，并根据路由信息将数据包转发到目标网络地址转换3网关可以将内部网络的地址转换成外部网络的地址，以实现内部网络与外部网络的通信协议ARP地址解析1将IP地址转换为MAC地址广播请求2当主机需要发送数据包时，它会广播ARP请求，询问网络中其他设备是否拥有目标IP地址单播响应3拥有目标IP地址的设备会单播ARP响应，告诉请求者自己的MAC地址缓存表4ARP协议维护一个缓存表，存储最近解析的IP地址和MAC地址对应关系传输层TCP协议UDP协议面向连接的协议，提供可靠的数据传输服务无连接的协议，提供快速的数据传输服务，但不能保证数据可靠性协议UDP无连接不可靠数据传输之前不需要建立连不保证数据包的顺序和完整接，直接发送数据包性速度快适合实时性要求高的应用，如视频通话、网络游戏协议TCP面向连接可靠速度慢数据传输之前需要建立连接保证数据包的顺序和完整性适合对数据传输可靠性要求高的应用，如文件传输、邮件连接建立TCPSYN1客户端发送SYN报文，请求建立连接SYN-ACK2服务器收到SYN报文后，回复SYN-ACK报文，表示同意建立连接ACK3客户端收到SYN-ACK报文后，回复ACK报文，确认连接建立连接终止TCPFIN一方发送FIN报文，请求关闭连接FIN-ACK另一方回复FIN-ACK报文，表示同意关闭连接ACK发送FIN报文的一方回复ACK报文，确认连接关闭端口号80443HTTP HTTPS用于网页浏览用于安全网页浏览2521SMTP FTP用于发送电子邮件用于文件传输应用层协议DNS域名解析缓存机制将域名转换为IP地址提高域名解析效率递归查询当本地DNS服务器无法解析域名时，会递归查询其他DNS服务器协议HTTP无状态协议请求-响应模式内容格式每次请求之间没有状态信息客户端发送请求，服务器返回响应支持文本、图像、音频、视频等多种格式协议SMTP连接服务器1客户端连接到SMTP服务器身份验证2客户端验证身份，以确保发送邮件的合法性发送邮件3客户端发送邮件，SMTP服务器负责将邮件转发给收件人协议FTP控制连接用于传输命令和控制信息数据连接用于传输文件数据协议簇TCP/IP应用层1传输层2网络层3数据链路层4物理层5地址分类IPv4类类A BA类B类用于大型网络用于中等规模网络类CC类用于小型网络地址分配IPv4IANA1负责分配地址空间RIR2区域互联网注册机构，负责分配地址空间给不同的国家和地区ISP3互联网服务提供商，负责分配地址空间给用户地址耗尽IPv4地址空间有限网络设备增长IPv4地址空间有限，随着互随着智能设备、物联网设备联网的快速发展，地址资源的不断增加，对IP地址的需逐渐枯竭求越来越大网络安全威胁IPv4地址耗尽会导致网络安全问题，如地址欺骗、网络攻击协议IPv6更大的地址空间更强的安全特性更高的传输效率IPv6协议拥有更大的地址空间，可以满IPv6协议提供了更强的安全特性，可以IPv6协议的设计更注重效率，可以提高足未来互联网发展的需求有效地防止网络攻击数据传输速度地址格式IPv6128位地址冒号分隔IPv6地址由128位组成，使用十六进制表示，共8组，每组4位每组之间用冒号分隔，例如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334地址分配IPv6全局地址1用于连接到互联网的设备本地地址2用于局域网内的设备链接本地地址3用于同一个网络接口的设备之间通信与的转换IPv4IPv6双栈技术隧道技术设备同时支持IPv4和IPv6协议将IPv6数据包封装在IPv4数据包中进行传输翻译技术将IPv6地址转换为IPv4地址，实现IPv4网络与IPv6网络的互通网络安全基础防火墙入侵检测系统用于阻止来自外部网络的恶意访问用于检测网络攻击，并发出警报防火墙包过滤状态检测应用层控制根据数据包的源地址、目的地址、记录网络连接状态，阻止异常连接对特定应用程序进行控制，如阻止端口号等信息进行过滤恶意程序访问网络入侵检测系统异常检测签名检测日志分析分析网络流量，识别异常行为匹配已知的攻击模式分析网络日志，识别潜在的安全威胁技术VPN加密隧道建立安全通道，保护数据传输身份验证确保连接的安全性地址转换隐藏用户的真实IP地址加密算法对称加密1使用相同的密钥进行加密和解密非对称加密2使用不同的密钥进行加密和解密哈希算法3将任意长度的数据转换为固定长度的哈希值数字签名加密哈希值1使用私钥对哈希值进行加密验证签名2使用公钥解密哈希值，并与原始数据进行比较验证身份3确认数据的完整性和发送者的身份网络故障诊断Ping命令Tracert命令测试网络连接是否正常追踪数据包的路径命令Ping目标地址时间间隔输入要测试的目标IP地址设置发送数据包的时间间隔数据包大小请求次数设置发送数据包的大小设置发送数据包的次数命令Tracert路径追踪故障排查显示数据包从源主机到目标主机经过的路由器定位网络故障发生的位置工具Tcpdump数据包捕获数据包过滤捕获网络接口上的数据包根据协议、源地址、目的地址等条件过滤数据包数据包分析分析数据包内容，帮助诊断网络问题分析Wireshark数据包可视化1以图形化的方式显示数据包内容协议解析2解析不同协议的数据包内容，方便分析网络安全分析3分析网络流量，识别潜在的安全威胁总结与展望通过学习本课程，您将掌握网络协议基础知识，为进一步学习网络技术打下坚实的基础随着互联网技术的不断发展，网络协议也会不断演进，未来的网络技术将会更加强大、安全、高效。