《网络协议概述》课件.ppt

网络协议概述欢迎来到《网络协议概述》课程。本课程将深入探讨网络通信的基础知识，帮助您理解现代互联网和计算机网络背后的关键技术。我们将系统地介绍网络协议的定义、分类、历史发展以及最常用的协议栈。通过本课程，您将掌握从物理层到应用层的各种网络协议，了解它们如何协同工作，确保数据能够在全球范围内可靠传输。本课程旨在建立您的网络协议基础知识，培养分析和解决网络问题的能力，为您未来在网络领域的深入研究或工作奠定坚实基础。

什么是网络协议协议定义网络协议是计算机之间进行通信的规则集合，它规定了数据交换的格式、语义、同步方式以及可能的错误处理方法。简单来说，网络协议就像不同设备之间交流的语言，确保它们能够相互理解和协作。协议作用网络协议定义了数据如何被打包、寻址、传输、路由和接收。例如，当您发送电子邮件时，SMTP协议确保您的邮件能够正确传送给接收方；当您浏览网页时，HTTP协议规定了浏览器与服务器之间的交互方式。通信基础没有网络协议，不同厂商生产的设备将无法互相通信。协议提供了必要的标准和规则，使得全球互联网上的所有设备能够无缝连接和交互，无论它们的硬件和软件如何不同。

网络协议的必要性兼容性与互操作网络协议为不同设备提供统一的通信标准，确保即使来自不同制造商的设备也能相互理解和交换数据。没有这些标准，构建全球互联网将是不可能的任务。不同厂商设备协作思科的路由器可以与华为的交换机顺畅通信，笔记本电脑能够连接到各种品牌的无线路由器，这些都归功于网络协议的标准化实现。协议确保了技术生态系统的开放性。标准化通信流程网络协议定义了数据交换的每个步骤，从建立连接到数据传输再到连接终止。这种标准化流程大大简化了网络设计和故障排除，为网络管理员提供了共同的技术语言。

网络协议分类方法功能分类根据网络协议所实现的功能，可以将它们分为数据传输协议（如TCP、UDP）、路由协议（如OSPF、BGP）、管理协议（如SNMP）和安全协议（如SSL/TLS）等不同类别。功能分类方法直观地反映了各协议在网络环境中所扮演的角色，有助于理解它们的应用场景和设计目的。OSI七层模型分类按照OSI七层模型，协议可分为物理层协议（如IEEE802.3）、数据链路层协议（如以太网）、网络层协议（如IP）、传输层协议（如TCP）、会话层协议、表示层协议和应用层协议（如HTTP）。这种分类方法反映了数据在网络中传输的逻辑层次，有助于理解各协议间的配合关系。应用示例例如，当您访问网站时，涉及多种不同类型的协议：DNS协议用于域名解析，TCP协议确保数据可靠传输，IP协议负责路由，HTTP协议处理网页内容的请求和响应。这些不同类型的协议相互配合，共同确保网络通信的顺利进行。

网络协议的发展历史11969年：ARPANET诞生最早的计算机网络ARPANET建立，最初只连接了四个节点。这个由美国国防部高级研究计划局资助的项目成为互联网的前身，也推动了早期网络协议的发展。21974年：TCP/IP提出文顿·瑟夫和罗伯特·卡恩提出了TCP/IP协议套件的早期版本，这个开创性的方案最终成为互联网的核心协议。TCP/IP采用了分层设计理念，为后来的协议发展奠定了基础。31984年：OSI模型确立国际标准化组织(ISO)推出了开放系统互联(OSI)七层参考模型。虽然OSI模型并未得到广泛实施，但它的理论框架对网络技术的理解和教学产生了深远影响。41990年代：WWW兴起随着万维网(WWW)的发明和普及，HTTP、HTML等应用层协议迅速发展，互联网开始向普通用户开放，网络协议的标准化工作进入了新阶段。

OSI七层参考模型简介应用层为应用程序提供网络服务表示层数据格式转换和加密会话层建立、管理和终止会话传输层端到端数据传输和控制网络层寻址和路由选择数据链路层相邻节点之间的数据传输物理层比特流的传输OSI模型将网络通信过程分为七个相互关联但功能独立的层次，每一层负责特定的网络功能，并为上一层提供服务。这种分层设计简化了网络架构的复杂性，便于标准化、模块化开发和故障诊断。各层之间通过接口相连，保持了设计的灵活性。

OSI模型：物理层物理介质物理层定义了电缆、连接器和网络接口卡等硬件的电气、机械和功能特性，规定了比特流如何在物理媒介上传输。它负责将数字比特转换为电信号、光信号或无线电波等物理信号。信号传输物理层协议规定了信号传输的速率、电压级别、传输距离以及物理连接器的规格等。例如，它定义了双绞线上的电压变化如何表示数字1和0，或者光纤中光脉冲的编码方式。设备与协议物理层设备包括中继器、集线器和网络适配器等。典型的物理层协议包括IEEE802.3(以太网物理层)、V.92(调制解调器)、SONET/SDH(光纤传输)等，它们确保了数据在物理媒介上的可靠传输。

OSI模型：数据链路层帧定义数据链路层将网络