《网络结构的基本框架》课件

《网络结构的基本框架》课程导入本课程将深入探讨网络结构的基本框架，帮助您理解网络的核心概念和技术。我们将从网络的定义和分类开始，逐步介绍网络参考模型，并详细分析每一层的关键功能和协议。课程目标掌握网络的基本概念理解网络的定义、分类、特点和作用。熟悉网络参考模型了解OSI模型和TCP/IP模型，掌握各层的功能和协议。深入理解网络各层掌握物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层的主要内容。课程大纲1课程导入2网络的基本概念3网络的分类4网络参考模型5物理层6数据链路层7网络层8传输层9应用层10课程总结网络的基本概念定义网络是指由多个节点（计算机、路由器等）通过通信线路连接在一起，并按照一定的协议进行数据传输和共享资源的系统。特点分布式、共享性、可扩展性、灵活性和开放性等特点，使网络在现代社会发挥着越来越重要的作用。网络的定义节点网络中的每个连接设备，例如计算机、路由器、交换机等，称为节点。通信线路连接节点的物理通道，例如网线、光纤、无线信号等，称为通信线路。协议网络中节点之间进行通信的规则和约定，称为协议，例如TCP/IP协议等。网络的特点资源共享多个用户可以共享网络上的资源，例如文件、打印机、数据库等。信息交流网络用户之间可以方便快捷地进行信息交流，例如电子邮件、视频通话等。可扩展性网络可以根据需求进行扩展，增加新的节点和连接线路，以适应不断增长的用户需求。网络的分类1按拓扑结构分类2按网络范围分类3按接入技术分类按拓扑结构分类星型拓扑所有节点都连接到一个中心节点，例如集线器或交换机。总线型拓扑所有节点连接到一条公共的总线上，数据在总线上进行传输。环型拓扑所有节点连接成闭环，数据沿着环形路径进行传输。网状拓扑节点之间有多条连接线路，形成网状结构，数据可以走不同的路径进行传输。按网络范围分类1个人局域网（PAN）连接个人设备，例如手机、笔记本电脑等，范围很小。2局域网（LAN）连接同一建筑物内的计算机和设备，范围较小。3城域网（MAN）连接同一城市内的计算机和设备，范围较大。4广域网（WAN）连接不同城市、国家甚至全球范围内的计算机和设备，范围最广。按接入技术分类1有线网络使用网线、光纤等物理线路连接节点。2无线网络使用无线电波连接节点，例如WiFi、蓝牙等。网络参考模型OSI参考模型开放式系统互联模型，是一个抽象的模型，将网络分为七层。TCP/IP参考模型传输控制协议/互联网协议模型，是一个更实用的模型，将网络分为四层。OSI参考模型应用层提供用户使用的网络服务，例如电子邮件、网页浏览等。表示层负责数据格式的转换和加密，保证不同系统之间的数据能够相互识别和理解。会话层负责建立、管理和终止两个应用程序之间的会话，并提供数据传输的同步机制。传输层负责数据传输的可靠性，确保数据能够完整、有序地到达目的地。TCP/IP参考模型物理层物理层的作用负责将数据转换成电信号或光信号，并在物理介质上传输。物理层的主要设备网卡、集线器、中继器等，用于连接网络节点和传输数据。物理层的作用数据编码将数据转换成物理层可以识别的信号形式，例如二进制代码。数据传输通过物理介质传输数据信号，例如网线、光纤等。数据同步确保发送端和接收端的数据同步，保证数据传输的完整性。物理层的主要设备网卡用于连接计算机与网络，负责数据在计算机和网络之间的转换。集线器是一个简单的网络设备，可以连接多个网络节点，但无法进行数据转发。中继器用于延长网络信号的传输距离，但无法进行数据转发。数据链路层数据链路层的作用负责在相邻节点之间建立连接，并进行数据帧的封装和解封装。数据链路层的主要功能流量控制、错误检测和纠正、访问控制等，确保数据在链路层上的可靠传输。数据链路层的作用数据帧封装将数据加上MAC地址、帧头和帧尾等信息，封装成数据帧进行传输。数据帧解封装接收数据帧后，提取出数据并校验帧头和帧尾信息，确保数据传输的完整性。数据链路层的主要功能流量控制控制数据传输速率，避免发送端数据过快而导致接收端无法处理。错误检测检测数据传输过程中可能出现的错误，例如数据丢失、数据损坏等。错误纠正纠正数据传输过程中出现的错误，例如重新发送数据包。访问控制控制哪些节点可以访问网络，例如MAC地址过滤等。网络层网络层的作用负责数据包的路由和寻址，确定数据包的传输路径。网络层的主要协议IP协议、ICMP协议、ARP协议等，用于实现数据包的路由和寻址。网络层的作用逻辑地址为每个网络节点分配一个唯一的逻辑地址，例如IP地址。数据包路由根据数据包的目的地IP地址，选择最佳路径将数据包转发到目的地。网络互联实现不同网络之间的互联，例如局域网和广域网的互联。网络层的主要协议IP协议互联网协议，负责数据包的寻址和路由，是网络层最重要的协议。ICMP协议互联网控制报文协议，用于网络诊断和错误报告，例如ping命令。ARP协议地址解析协议，用于将IP地址转换成MAC地址，方便数据包在链路层进行传输。传输层传输层的作用负责数据传输的可靠性，确保数据能够完整、有序地到达目的地。TCP和UDP的比较TCP协议提供可靠的连接，UDP协议提供无连接的传输服务。传输层的作用端口号为每个应用程序分配一个唯一的端口号，用于标识应用程序。数据段分段将数据分成多个数据段，方便传输和管理。流量控制控制数据传输速率，避免发送端数据过快而导致接收端无法处理。错误检测检测数据传输过程中可能出现的错误，例如数据丢失、数据损坏等。TCP和UDP的比较TCP提供面向连接的可靠传输服务，保证数据完整、有序地到达目的地，适合对数据传输可靠性要求较高的应用，例如网页浏览。UDP提供无连接的不可靠传输服务，传输效率高，但无法保证数据的完整性和顺序，适合对数据传输实时性要求高的应用，例如视频通话。应用层应用层的作用提供用户使用的网络服务，例如电子邮件、网页浏览、文件传输等。常见的应用层协议HTTP协议、FTP协议、SMTP协议、DNS协议等，用于实现各种网络服务。应用层的作用用户接口提供用户与网络交互的界面，例如网页浏览器、邮件客户端等。网络服务提供各种网络服务，例如电子邮件服务、网页浏览服务、文件传输服务等。常见的应用层协议1HTTP协议超文本传输协议，用于在网页浏览器和Web服务器之间传输数据。2FTP协议文件传输协议，用于在网络之间传输文件。3SMTP协议简单邮件传输协议，用于发送电子邮件。4DNS协议域名系统协议，用于将域名转换成IP地址，方便用户访问网站。课程总结本课程重点回顾从网络的基本概念、分类和参考模型，到各层的关键功能和协议，为我们构建了一个全面的网络结构框架。课程收获与思考通过学习，我们对网络有了更深入的理解，并能够将这些知识应用到实际生活中。本课程重点回顾网络的基本概念节点、通信线路、协议。网络的分