《网络协议概述》课件

网络协议概述欢迎来到网络协议概述的课程！课程简介网络协议的重要性网络协议是计算机网络中数据传输的规则，如同交通法规它规了解网络协议，对于理解网络运作原理、开发网络应用、解决网定了数据格式、传输步骤、出错处理等，保证不同设备、不同软络问题至关重要它是构建稳定、高效网络的基础件之间能够相互通信什么是协议？协议的定义与作用协议是一种约定，规定了数据在网协议包含语法、语义和时序三个方例如，协议定义了浏览器与服123HTTP络中传输的规则，使不同设备、不面，确保数据传输的正确性、可靠务器之间通信的格式，确保网页内同程序能够相互理解性和效率容能够正常显示网络协议的分层结构模型OSI物理层数据链路层网络层负责数据传输的物理介质，例如电缆将数据封装成帧，并负责在节点之间负责数据包的路由选择，将数据从源、光纤等传输帧主机传递到目标主机传输层会话层表示层提供可靠的端到端数据传输服务，例负责建立、管理和终止会话，保证对负责数据的格式转换、加密解密，保如协议话的顺利进行证数据的兼容性和安全性TCP应用层提供用户使用的网络服务，例如、等HTTP FTP模型七层结构详解OSI物理层1负责数据的物理传输，例如比特流的传输数据链路层2将数据封装成帧，并负责在节点之间传输帧网络层3负责数据包的路由选择，将数据从源主机传递到目标主机传输层4提供可靠的端到端数据传输服务，例如协议TCP会话层5负责建立、管理和终止会话，保证对话的顺利进行表示层6负责数据的格式转换、加密解密，保证数据的兼容性和安全性应用层7提供用户使用的网络服务，例如、等HTTP FTP物理层传输比特流物理层负责数据的物理传输，将数据转换成比特流的形式进行传输它定义了传输介质、信号编码、连接器类型等，例如电缆、光纤、无线信号等物理层的主要功能是保证数据的物理传输，确保数据能够顺利到达目的地数据链路层成帧与地址MAC数据链路层将数据封装成帧，并在网络中它使用地址作为节点的唯一标识，在数据链路层还负责流量控制、错误检测和MAC传输帧，保证数据的完整性局域网中进行数据传输纠正等，保证数据的可靠传输网络层协议与路由选择IP数据包封装路由选择网络层将数据包封装成数据报，并添加IP协议IP路由器根据IP地址和路由表，将数据包从IP地址信息IP协议是网络层的核心协议，负责数据包源主机转发到目标主机的地址分配和路由选择传输层与协议TCP UDP协议协议TCP UDP协议提供面向连接的可靠数据传输服务，保证数据的顺序和协议提供无连接的快速数据传输服务，适合对实时性要求较TCP UDP完整性高的应用会话层建立、管理和终止会话2管理会话会话层负责管理会话状态，确保数据的顺利建立会话传输会话层负责建立连接，并为数据传输做好准1备终止会话会话层负责释放连接，并结束数据传输3表示层数据格式转换与加密数据格式转换1表示层负责将数据转换成网络传输所需要的格式数据压缩2表示层可以对数据进行压缩，减少传输的数据量数据加密3表示层可以对数据进行加密，保护数据的安全性应用层、、等HTTP FTPSMTPHTTP FTPSMTP用于浏览网页，支持超文本传输协议用于文件传输，支持文件上传和下载用于电子邮件传输，支持电子邮件发送模型实际应用的网络架构TCP/IP应用层1提供用户使用的网络服务，例如、等HTTP FTP传输层2提供可靠的端到端数据传输服务，例如协议TCP网际层3负责数据包的路由选择，将数据从源主机传递到目标主机网络接口层4负责数据的物理传输，以及数据链路层的协议处理模型四层结构详解TCP/IP应用层1提供用户使用的网络服务，例如、等HTTP FTP传输层2提供可靠的端到端数据传输服务，例如协议TCP网际层3负责数据包的路由选择，将数据从源主机传递到目标主机网络接口层4负责数据的物理传输，以及数据链路层的协议处理网络接口层物理层与数据链路层网络接口层负责数据的物理传输，并处它包括物理层和数据链路层，负责将数网络接口层是网络协议栈的底层，连接理数据链路层的协议据从网络接口卡发送到网络，或从网络着物理网络和网络协议栈的其他层接收数据网际层协议与路由IP协议是网际层的核心路由器根据地址和路网际层将数据包封装成IP IP协议，负责数据包的地由表，将数据包从源主数据报，并添加地IP IP址分配和路由选择机转发到目标主机址信息传输层与协议TCP UDP协议协议TCP UDP协议提供面向连接的可靠数据传输服务，保证数据的顺序和协议提供无连接的快速数据传输服务，适合对实时性要求较TCP UDP完整性高的应用应用层各种网络应用协议HTTP FTPSMTP DNS用于浏览网页，支持超文本传用于文件传输，支持文件上传用于电子邮件传输，支持电子用于域名解析，将域名转换为输协议和下载邮件发送地址IP协议网络层的核心协议IP协议是网络层的核心协议，协议使用地址作为网络设1IP2IP IP负责数据包的地址分配和路由备的唯一标识，用于数据包的选择发送和接收协议负责将数据包从源主机传递到目标主机，并保证数据包的完整3IP性地址与IP IPv4IPv6地址IPv4地址是位地址，使用点分十进制表示，例如IPv

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1.1地址IPv6地址是位地址，使用十六进制表示，例如IPv61282001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334地址结构与分类IPv4主机号2标识网络中主机的唯一编号网络号1标识网络的唯一编号子网掩码用于区分网络号和主机号3地址的优势与特点IPv6地址空间更大，可以满足地址结构更灵活，支持更1IPv62IPv6未来互联网的快速发展复杂的网络拓扑协议支持更高的传输效率和安全性3IPv6子网划分与CIDR子网划分1将一个大的网络划分为多个子网络，提高网络效率和安全性CIDR2无类别域间路由，简化网络管理，提高网络效率路由协议、、RIP OSPFBGPRIP OSPFBGP距离向量路由协议，简单易用，适用于小链路状态路由协议，适用于大型网络，提边界网关协议，用于连接不同自治系统的型网络供更好的稳定性和安全性路由器，实现互联网的互联互通协议面向连接的可靠传TCP输协议提供面向连接的可靠协议使用三次握手建立连1TCP2TCP数据传输服务，保证数据的顺接，确保连接的可靠性序和完整性协议使用四次挥手断开连接，确保数据传输的完整性3TCP三次握手建立连接TCP客户端发送报文，请求建立连接SYN服务器回复报文，确认连接请求SYN-ACK客户端发送报文，确认连接建立ACK四次挥手断开连接TCP客户端发送报文，请求断开连接FIN服务器回复报文，确认断开连接请求ACK服务器发送报文，通知客户端已经断开连接FIN客户端回复报文，确认连接断开ACK拥塞控制避免网络拥塞TCP慢开始初始时发送少量数据，逐拥塞避免当网络拥塞时，减少发快速重传当数据丢失时，立即重123渐增加发送量送量，避免网络拥塞加剧传丢失的数据，提高传输效率滑动窗口流量控制TCP流量控制滑动窗口1滑动窗口机制可以根据网络的带宽和接协议使用滑动窗口机制，控制数据TCP收方的处理能力，调整数据发送的速率2发送的速率协议无连接的快速传输UDP协议提供无连接的快速数据传协议不需要建立连接，数据包协议适用于对实时性要求较高1UDP2UDP3UDP输服务，不保证数据的顺序和完整可以立即发送的应用，例如网络游戏、视频通话性等应用场景实时性要求高的应用UDP网络游戏视频通话游戏需要快速响应，协议可以满足低延迟的要求视频通话需要实时传输视频数据，协议可以提供高效率的传UDP UDP输协议应用的基础HTTP Web协议是互联网应用的基础，用协议定义了网页请求和响应的协议使用明文传输数据，存在1HTTP2HTTP3HTTP于浏览器与服务器之间通信格式，确保网页内容能够正常显示安全隐患，可以使用协议进HTTPS行加密传输请求与响应HTTP请求响应HTTP HTTP浏览器发送请求，向服务器请求网页内容服务器收到请求后，返回响应，包含网页内容HTTP HTTPHTTP状态码详解HTTP200OK301Moved Permanently400Bad Request404Not Found500Internal ServerError方法、、、HTTP GETPOST PUTDELETEGET用于获取资源，例如获取网页内容POST用于提交数据，例如提交表单数据PUT用于更新资源，例如更新网页内容DELETE用于删除资源，例如删除网页内容协议安全的传HTTPS HTTP输协议使用协议协议使用数字证书验证1HTTPS SSL/TLS2HTTPS对数据进行加密传输，服务器的身份，防止中间人攻HTTP确保数据的安全性击协议是互联网上安全传输数据的重要保障，建议所有网站都使3HTTPS用协议HTTPS协议域名解析DNS协议负责将域名转换为协议使用层次结构存储域1DNS IP2DNS地址，方便用户访问网站名信息，便于快速查找协议使用递归查询和迭代查询，确保域名解析的效率3DNS域名结构与解析过程DNS域名结构1域名由多个部分组成，例如、、等com cnnet解析过程2域名解析过程包括根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器等常用网络协议端口号21FTP22SSH80HTTP443HTTPS53DNS网络安全协议、SSL/TLS IPsecSSL/TLS IPsec协议提供加密传输服务，保护数据传输的安全性协议提供网络层安全服务，保护数据包的完整性和安全性SSL/TLS IPsec保护数据传输安全SSL/TLS协议使用公钥加密和私钥协议使用数字证书验证服协议是互联网上安全传输1SSL/TLS2SSL/TLS3SSL/TLS解密，确保数据的机密性和完整性务器的身份，防止中间人攻击数据的重要保障，建议所有网站都使用协议HTTPS虚拟专用网络IPsec VPN协议提供网络层安全服协议可以用于构建虚拟1IPsec2IPsec务，保护数据包的完整性和安专用网络，实现跨网络安VPN全性全数据传输协议可以保护数据的机密性、完整性和身份验证，保证数据的安3IPsec全性网络协议分析工具Wireshark是一款强大的网络支持多种网络协议1Wireshark2Wireshark协议分析工具，可以捕获和分，可以查看数据包的详细信息析网络数据包，例如源地址、目标地址、协议类型、数据内容等可以帮助用户分析网络故障、识别安全威胁、学习网络协议3Wireshark等的使用方法Wireshark启动软件，选择要监听捕获网络数据包，并使用分析数据包的详细信息，例如源地1Wireshark23的网络接口的过滤功能筛选数据包址、目标地址、协议类型、数据内Wireshark容等如何分析网络数据包查看数据包的源地址和目标地查看数据包的协议类型，了解12址，判断数据包的发送方和接数据包所使用的协议收方查看数据包的数据内容，分析数据包的具体含义3网络协议的未来发展趋势SDN NFV软件定义网络，实现网络的集中网络功能虚拟化，将网络设备功控制和灵活配置能虚拟化，提高网络效率和灵活性IPv6地址空间更大，支持更复杂的网络拓扑，满足未来互联网的快速发IPv6展软件定义网络SDN将网络控制和数据转发分可以使用软件定义网络控1SDN2SDN离，实现网络的集中控制和灵制器，对网络进行集中管理和活配置配置可以简化网络管理，提高网络效率，并支持更灵活的网络服务3SDN网络功能虚拟化NFV将网络设备功能虚拟化，实现可以将不同的网络功能部署在可以降低网络设备的成本，提1NFV2NFV3NFV网络设备的软件化，提高网络效率虚拟机或容器中，实现资源的共享高网络的灵活性，并支持更快速的和灵活性和利用服务部署的全面部署IPv6地址空间更大，可以满足未来地址结构更灵活，支持更复杂协议支持更高的传输效率和安1IPv62IPv63IPv6互联网的快速发展的网络拓扑全性物联网协议、MQTT CoAPMQTT CoAP协议是一种轻量级的消息协议，适用于物联网设备的通信协议是面向资源的协议，适用于物联网设备的资源管理和MQTTCoAP控制网络协议5G网络协议支持更高的数据网络协议使用新的无线技15G25G速率、更低的延迟、更大的连术，例如、波Massive MIMO接密度束成形等网络协议可以支持更丰富的应用场景，例如无人驾驶、远程医疗等35G协议QUIC HTTP/3协议是一种新的传输协协议支持多路复用，可1QUIC2QUIC议，基于协议，具有更高以同时传输多个数据流，提高UDP的效率和安全性传输效率协议可以减少网络延迟，提高用户体验3QUIC网络协议调试与排错使用命令测试网络连接是使用命令跟踪数据1ping2traceroute否正常包的路由路径，查找网络故障点使用分析网络数据包，查找网络故障原因3Wireshark常见网络故障分析网络连接故障网络性能故障网络安全故障检查网络连接是否正常，例如网线是检查网络带宽是否充足、网络延迟是检查网络安全设置是否完善，例如防否连接正确、路由器是否正常工作否过高，优化网络配置火墙、入侵检测系统等如何使用命令ping命令用于测试网络连接是如果命令成功，则表示网1ping2ping否正常，发送一个请求络连接正常，可以与目标主机ICMP包到目标主机进行通信如果命令失败，则表示网络连接异常，需要检查网络连接配置3ping如何使用命令traceroute命令用于跟踪数据命令发送一组数据1traceroute2traceroute包的路由路径，查找网络故障包到目标主机，并记录数据包点经过的路由器如果数据包无法到达目标主机，则可以通过命令找到故障3traceroute点总结网络协议的核心概念网络协议是计算机网络中数据网络协议具有分层结构，每层12传输的规则，保证不同设备、协议负责不同的功能，共同完不同软件之间能够相互通信成数据的传输网络协议种类繁多，不同的协议适用于不同的应用场景，例如协3TCP议适用于可靠的数据传输，协议适用于实时性要求高的应用UDP重点回顾各层协议的作用物理层1负责数据的物理传输，例如比特流的传输数据链路层2将数据封装成帧，并负责在节点之间传输帧网络层3负责数据包的路由选择，将数据从源主机传递到目标主机传输层4提供可靠的端到端数据传输服务，例如协议TCP会话层5负责建立、管理和终止会话，保证对话的顺利进行表示层6负责数据的格式转换、加密解密，保证数据的兼容性和安全性应用层7提供用户使用的网络服务，例如、等HTTP FTP答疑环节现在进入答疑环节，请大家提出您在学习网络协议过程中遇到的问题感谢聆听！感谢大家参加网络协议概述的课程！希望这堂课能够帮助大家更好地理解网络协议，并应用到实际工作中。