《TCPIP基本原理》课件

TCP/IP基本原理了解网络通信的基石TCP/IP简介网络协议TCP/IP是一种网络通信协议，定义了网络设备之间如何进行数据交换。互联网基础它是互联网的核心，支持各种网络服务，如网页浏览、电子邮件、文件传输等。OSI参考模型应用层负责与用户进行交互，提供各种网络服务，例如电子邮件、文件传输和网页浏览。表示层负责数据格式转换、数据加密解密和压缩等，确保不同系统之间的数据能够相互理解。会话层负责建立、管理和终止应用程序之间的通信会话，确保数据传输的完整性和可靠性。传输层负责将数据分割成数据包，并为数据传输提供可靠性、流量控制和错误检测等功能。网络层负责数据的路由选择，将数据包从源主机传输到目标主机。数据链路层负责在相邻节点之间传输数据，并提供数据帧的封装和错误检测功能。物理层负责在物理介质上传输数据，例如通过电缆、光纤或无线电波进行数据传输。TCP/IP协议栈TCP/IP协议栈是一个分层模型，它定义了网络通信的规则和标准。它将网络通信的任务划分为不同的层次，每个层次负责完成特定的功能。协议栈中的每一层都与相邻层进行交互，并使用特定协议来完成其任务。例如，网络层使用IP协议来进行数据包的路由，传输层使用TCP协议来保证数据传输的可靠性。物理层连接网络设备的物理介质，例如双绞线、光纤、无线电波。定义网络设备之间的物理接口，例如RJ-45、USB。负责数据的比特流传输，包括信号编码、传输速率和传输距离。数据链路层1帧数据链路层将数据分组封装成帧，并负责在两个相邻节点之间进行可靠的数据传输。2MAC地址每个网络接口卡都有一个唯一的MAC地址，用于识别网络中的设备。3流量控制数据链路层可以控制数据传输速率，防止网络拥塞。4错误检测数据链路层会使用校验和等方法检测数据传输过程中的错误。网络层地址分配网络层负责将数据包从源主机发送到目标主机，并为每个主机分配唯一的IP地址。路由选择网络层通过路由算法选择最佳路径，确保数据包在网络中高效地传输。数据包转发网络层将数据包封装到IP数据报，并将其转发到下一跳路由器或目标主机。传输层负责将应用层数据分割成数据包，并添加端口号和校验和等信息提供面向连接和无连接两种服务，分别对应TCP和UDP协议保证数据包的可靠传输，并提供流量控制和拥塞控制机制应用层HTTP用于网页浏览和数据传输。SMTP用于电子邮件发送。FTP用于文件传输。DNS用于域名解析。物理层标准10标准化定义网络设备之间的物理连接和信号传输方式2类型例如：以太网标准、光纤标准3数据传输速率、电气特性、介质类型数据链路层协议协议描述以太网最常用的局域网技术令牌环早期局域网技术，现已基本淘汰FDDI光纤分布式数据接口，速度更快，成本更高网络层协议之IP协议IP协议IP协议是网络层的核心协议，负责将数据包从源主机发送到目标主机。IP协议定义了数据包的格式，包括源地址、目标地址、协议类型等信息。IP地址每个主机都有唯一的IP地址，用于识别网络中的不同主机。IP地址分为IPv4和IPv6两种类型，IPv4地址由4个字节组成，IPv6地址由16个字节组成。IP地址32位IP地址由32位二进制数字组成。4段IP地址被分成4个8位段，用点号分隔。255最大值每个段的最大值是255。子网划分1提高效率减少广播域2增强安全性隔离网络流量3简化管理方便网络管理子网掩码子网掩码是一种用来区分网络地址和主机地址的二进制掩码，它通过将IP地址划分为网络部分和主机部分来实现网络划分。路由选择1目标地址数据包的目标IP地址2路由表存储着网络节点之间的路径信息3路由算法选择最佳路径，实现数据包的转发路由选择是网络层的重要功能。它决定了数据包从源节点到目标节点的路径，并确保数据包能够顺利到达目的地。路由选择算法会根据路由表信息，选择最短路径、最少跳数、最小延迟等多种因素，以实现最佳路径选择。传输层协议之TCPTCP特点面向连接可靠传输流量控制拥塞控制应用场景网页浏览电子邮件文件传输视频通话TCP连接三次握手建立TCP连接的过程称为三次握手。客户端发送SYN请求，服务器确认SYN+ACK，最后客户端确认ACK。连接建立三次握手完成后，TCP连接正式建立。双方可以开始数据传输。四次挥手断开TCP连接称为四次挥手。客户端发送FIN请求，服务器确认FIN+ACK，最后客户端确认ACK，服务器发送FIN，客户端确认ACK。TCP传输控制1流量控制发送方根据接收方的能力调整发送速率，避免接收方缓冲区溢出。2拥塞控制监测网络拥塞状况，动态调整发送速率，避免网络拥塞导致传输效率降低。3可靠数据传输通过序号、确认机制、超时重传等机制确保数据可靠传输。传输层协议之UDP无连接UDP是一种无连接的协议，这意味着在数据传输之前不需要建立连接，数据包直接发送到目标地址。不可靠UDP不保证数据包的可靠传输，数据包可能会丢失、重复或乱序到达。效率高由于不需要建立连接，UDP的传输效率比TCP更高，适用于对传输速度要求较高的应用，例如视频通话、实时游戏等。应用层协议之HTTP请求与响应HTTP协议通过请求和响应的方式实现数据传输。状态码HTTP状态码用于指示请求结果，例如200表示成功，404表示未找到。头部信息HTTP头部包含额外的信息，例如内容类型、编码方式和缓存策略。应用层协议之DNS域名解析将域名转换为IP地址，方便用户访问网站。层次结构DNS服务器采用层次结构，分为根服务器、顶级域服务器、二级域服务器等。缓存机制DNS服务器缓存解析结果，提高解析效率。应用层协议之SMTP1简单邮件传输协议SMTP(SimpleMailTransferProtocol)是一个用于发送电子邮件的协议。2客户端-服务器模式SMTP协议使用客户端-服务器模式，电子邮件客户端向SMTP服务器发送电子邮件。3基于文本的协议SMTP协议使用文本格式，电子邮件以纯文本形式传输。应用层协议之FTP文件传输协议(FTP)是互联网上常用的协议之一，用于在网络上进行文件传输。FTP协议使用TCP连接来传输数据，可以实现文件的上传、下载、删除、重命名等操作。FTP协议主要用于文件共享，例如在服务器和客户端之间传输大型文件，或在不同设备之间进行文件备份和同步。端口号端口号作用80HTTP443HTTPS21FTP25SMTP53DNS网络安全数据保护防止未经授权访问、使用、披露、破坏、修改或丢失敏感信息，以确保数据的完整性和机密性。系统安全保护计算机系统和网络免受恶意攻击，例如病毒、蠕虫、木马、拒绝服务攻击等，以确保系统正常运行。用户安全保护用户身份信息、隐私数据和在线活动的安全，防止身份盗用、网络钓鱼等攻击，以确保用户的安全和隐私。防火墙1网络安全屏障防火墙是网络安全系统，用于保护网络免受未经授权的访问和攻击。2数据包过滤防火墙通过检查网络流量并阻止不符合预定义规则的数据包来工作。3安全策略防火墙配置了安全策略，定义哪些流量允许通过，哪些流量被阻止。加密与解密加密将数据转换成不可读的格式，以防止未经授权的访问。解密将加密数据恢复到原始状态，只有持有正确密钥的人才能解密。应用层安全数据加密在应用层对敏感数据进行加密，例如用户密码、信用卡信息等。身份验证使用用户名、密码、证书等方式验证用户身份，防止非法用户访问。访问控制限制用户访问特定资源，例如只有授权用户才能访问特定文件或数据库。传输层安全SSL/TLSSSL(SecureSocketsLayer)和TLS(TransportLayerSecurity)是广泛用于互联网的加密协议，可确保数据在传输过程中安全。VPNVPN(VirtualPrivateNetwork