计算机网络协议与体系结构

问题亟待解决，向IPv6过渡成为必然趋势。
02
网络安全性问题
随着网络攻击手段不断升级，现有网络体系结构在安全性方面存在诸多
漏洞，如DDoS攻击、网络钓鱼等，需要加强安全防护。
03
网络可扩展性问题
现有网络体系结构在面对大规模数据传输和海量设备连接时，存在可扩
展性不足的问题，难以满足未来物联网、5G等应用场景的需求。
02
ICMP（互联网控制 消息协议）
用于在IP主机和路由器之间传递 控制消息，如网络不可达、超时 等。
03
IGMP（互联网组管 理协议）
用于IPv4网络中的多播组成员资 格管理。
数据链路层和物理层协议
数据链路层协议
如Ethernet、PPP等，负责将数据封装成 帧进行传输，并提供错误检测和流量控 制等功能。
内容过滤
检查数据包内容，拦截恶意代码、垃圾邮件等不良信息。
防火墙原理及功能介绍
日志记录
记录网络访问和数据传输情况，便于审计和 故障排查。
VPN支持
提供虚拟专用网络功能，保障远程访问的安 全性。
典型防火墙配置案例分析
案例一
小型企业网络防火墙配置
配置目标
保护内部网络免受外部攻击，限制员工上网行为。
典型防火墙配置案例分析
协议作用
网络协议是网络通信的基础，它使得 不同厂商生产的计算机和网络设备能 够相互通信，实现网络资源的共享和 信息的交换。
协议层次结构划分
OSI七层模型
01
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应
用层。
TCP/IP四层模型
02
网络接口层、网络层、传输层、应用层。
五层模型
03

网络体系结构及网络协议 课件
目 录
• 网络体系结构概述 • OSI模型 • TCP/IP模型 • 网络协议详解 • 网络安全与协议 • 未来网络体系结构展望
01 网络体系结构概述
什么是网络体系结构
总结词
网络体系结构是计算机网络中各层功 能及其相互关系的集合，定义了网络 中数据传输和通信的规则。
DNS协议
总结词
域名系统，将域名转换为IP地址。
详细描述
DNS协议是互联网上用于将域名转换为IP地址的一种分布式数据库系统。通过DNS协议，用户可以在 浏览器中输入域名，而不是IP地址，来访问网站。DNS协议将域名解析为相应的IP地址，以便计算机 能够相互通信。
FTP协议
总结词
文件传输协议，用于在网络上传输文件。
远程办公 企业通过SSH协议建立安全的远程登 录通道，保证远程办公数据的安全性。
域名系统（DNS） DNS通过DNSSEC协议提供安全可靠 的域名解析服务，保护用户免受DNS 欺骗攻击。
06 未来网络体系结构展望
软件定义网络（SDN）
总结词
软件定义网络是一种新型网络体系结构，通过将网络控制与 转发分离，实现网络资源的灵活管理和调度。
DNSSEC协议
DNSSEC协议是一种DNS安全扩展协议，可以为DNS查询提供数据完 整性和源认证等安全保护。
网络安全协议的应用场景
电子商务 电子商务网站通过SSL/TLS协议对用户 提交的敏感信息进行加密传输，保证交
易数据的安全性。 虚拟专用网络（VPN） VPN通过IPsec协议建立安全的网络 连接，保护数据传输的安全性。
应用层
直接为用户提供服务，如文件传输、电子邮件和网页 浏览等。
表示层

IP
Ethermet X.25
2.2.2 模型中的数据传输
协议数据 单位名称 APDU 发送进程 用户数据 应用层 表示层 H7 数据 应用层 表示层 接收进程
PPDU
SPDU
H6
H5
数据
数据
会话层
传输层
会话层
传输层
TPDU 数据分组
数据帧
H4
H3 H2
数据
数据 数据 T2
网络层
数据链路层
网络层
数据链路层
2.3.2 比较OSI与TCP/IP
OSI 的体系结构 TCP/IP 的体系结构
7
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层
4 应用层 (各种应用层协议如 TELNET, FTP, SMTP 等) 3 运输层(TCP) 2 网际层 IP 1 网络接口层
6
5 4 3
2 数据链路层 1 物理层
2.3.2 比较OSI与TCP/IP
表示层 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，数 据格式转换，数据加密与解密，数据压缩与恢复。 应用层 应用层是OSI参考模型的最高层，它与用户直接联系， 负责网络中应用程序与网络操作系统之间的联系。监督并 且管理相互连接起来的应用系统以及所使用的应用资源。 例如为用户提供各种服务，包括文件传输、远程登录、电 子邮件及网络管理等。
计算机A
虚通信
计算机B
（n+1层协议）
n+1层
（n层协议）
n+1层 n层
（n-1层协议）
n层 n-1层
n-1层
虚通信
物理介质
实通信
层次结构的要点归纳： 1、除在网络介质上进行的是实通信以外，其它各对等 实体间进行的都是虚通信。 2、对等的虚通信必须遵循该层协议。 3、n层的虚通信是通过n/n-1层接口处n-1层提供的服 务，以及n-1层的通信来实现的。

H3 H4 H5
3
T2
应用程序数据
2 1
1
10100110100101 比 特 流 110101110101
第3章 计算机网络协议与体系结构
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数据传输过程 计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1 AP1 5
计算机 2
AP2 5
4
3 2
数据链路层剥去帧首部和帧尾部后 把帧的数据部分交给网络层
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数据传输过程 计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1
AP1 5
H5
计算机 2
应用程序数据 应用程序数据 AP2 5 4 3 2 1
4
3 2
应用层剥去应用层 PDU 首部后 把应用程序数据交给应用进程
1
第3章 计算机网络协议与体系结构
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数据传输过程 计算机 1 向计算机 2 发送数据
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数据传输过程 计算机 1 向计算机 2 发送数据
注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次
计算机 1 AP1 5 应用层首部 运输层首部 网络层首部
H4 H4 H4 H5 H5 H5 H5
计算机 2 应用程序数据 应用程序数据 应用程序数据 应用程序数据 应用程序数据 AP2 5
第3章 计算机网络协议 与体系结构
第3章 计算机网络协议与体系结构
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本章学习目标：

① 了解：计算机网络协议 ② 了解：网络系统的分层体系结构 ③ 掌握：ISO的OSI七层参考模型 ④ 了解：网络的3个著名标准化组织 ⑤ 掌握：ARPA的TCP/IP四层模型
第3章 计算机网络协议与体系结构
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