网络层结构相关协议
网络体系结构及协议
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
网络层协议有哪些
网络层协议有哪些网络层协议是指在计算机网络中，负责处理网络数据包在网络中的传输和路由的一种协议。
网络层协议使得不同计算机之间可以相互通信和交换数据。
下面介绍一下几种常见的网络层协议。
IP协议是网络层协议的基础，它负责把数据包从源主机传输到目标主机。
IP协议为每个主机分配一个唯一的IP地址，这个地址用于标识主机的位置。
IP协议采用无连接的方式，每个数据包都是独立传输的。
它将数据分割为较小的数据包，并为每个数据包赋予一个IP头部，包含源IP地址、目标IP地址和其他控制信息。
IP协议使用一种称为IP路由的方式来决定数据包的传输路径。
ICMP协议是用来在主机和路由器之间传递控制信息的协议。
它可以检测和报告网络连接的问题，例如主机不可达、数据包传输超时和网络拥塞等。
ICMP协议通常与IP协议一起使用，以便能够向用户提供网络连接的状态信息。
ARP协议用于将网络层的IP地址映射到物理地址（MAC地址）。
因为在数据链路层的帧中使用的是MAC地址，而IP协议使用的是IP地址。
当主机需要将数据包发送给相同局域网内的其他主机时，它需要知道目标主机的MAC地址。
ARP 协议通过发送ARP请求来获取目标主机的MAC地址，然后将其存储在缓存中以便后续使用。
RARP协议是ARP协议的逆过程。
当一台计算机启动时，它会发送一个RARP请求来获取自己的IP地址，因为计算机在启动时可能不知道自己的IP地址。
RARP服务器会根据计算机的MAC地址来分配一个IP地址给它。
IPsec协议是一种用于提供网络层安全性的协议。
它通过对数据包进行加密和认证来保护数据的机密性和完整性。
IPsec协议可以用于在不受信任的网络中安全地传输数据，例如在互联网上传输敏感信息。
以上是几种常见的网络层协议。
它们共同构成了计算机网络中的网络层，负责处理数据包的传输和路由。
通过使用这些协议，计算机可以相互通信和交换数据，构建一个强大而稳定的网络体系结构。
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
tcpip有哪几层协议
tcpip有哪几层协议
TCP/IP协议从最高层结构中由四层组成，它们分别是：
1、应用层：与被运行的应用程序相关的服务协议。
定义了各类应用程序在网络上进行通信时需要完成的标准任务和操作，如FTP、SMTP、HTTP、Telnet等。
各种应用软件的用户界面及执行流程也是由网络上的应用层来实现的。
2、传输层：定义了访问网络资源的方法。
它处理两台主机之间传输数据的算法和传输机制，如传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
传输层提供两个机器之间数据传输的可靠性，如丢弃的数据包的重新发送等。
3、网络层：它采用分组网络技术，是基于IP地址和路由选择的。
这一层为分组协议提供逻辑地址（如IP地址），实现路由选择，还提供对有效报文的检测及错误控制。
IP 协议就是运行在网络层的。
4、链路层：由驱动程序所控制，提供网络通信位置之间的接口服务，实际上主要负责本地网络的传输及报文错误校验，它主要是确定报文的收发及转发，传送的对象是网络层协议（如IP协议）定义的分组报文，常见的链路层协议有以太网协议等。
OSI七层模型及其对应的协议
OSI 七层模型及其对应的协议OSI参考模型分为物理层、数据链路层、⽹络层、传输层、会话层、表⽰层、应⽤层。
如下表所⽰：1 物理层在OSI参考模型中，物理层（Physical Layer）是参考模型的最低层，也是OSI模型的第⼀层。
物理层的主要功能是：利⽤传输介质为数据链路层提供物理连接，实现⽐特流的透明传输。
物理层的作⽤是实现相邻计算机节点之间⽐特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。
使其上⾯的数据链路层不必考虑⽹络的具体传输介质是什么。
“透明传送⽐特流”表⽰经实际电路传送后的⽐特流没有发⽣变化，对传送的⽐特流来说，这个电路好像是看不见的。
2 数据链路层数据链路层（Data Link Layer）是OSI模型的第⼆层，负责建⽴和管理节点间的链路。
该层的主要功能是：通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为⽆差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。
在计算机⽹络中由于各种⼲扰的存在，物理链路是不可靠的。
因此，这⼀层的主要功能是在物理层提供的⽐特流的基础上，通过差错控制、流量控制⽅法，使有差错的物理线路变为⽆差错的数据链路，即提供可靠的通过物理介质传输数据的⽅法。
该层通常⼜被分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个⼦层。
1）MAC⼦层的主要任务是解决共享型⽹络中多⽤户对信道竞争的问题，完成⽹络介质的访问控制； 2）LLC⼦层的主要任务是建⽴和维护⽹络连接，执⾏差错校验、流量控制和链路控制。
数据链路层的具体⼯作是接收来⾃物理层的位流形式的数据，并封装成帧，传送到上⼀层；同样，也将来⾃上层的数据帧，拆装为位流形式的数据转发到物理层；并且，还负责处理接收端发回的确认帧的信息，以便提供可靠的数据传输。
3 ⽹络层⽹络层（Network Layer）是OSI模型的第三层，它是OSI参考模型中最复杂的⼀层，也是通信⼦⽹的最⾼⼀层。
它在下两层的基础上向资源⼦⽹提供服务。
其主要任务是：通过路由选择算法，为报⽂或分组通过通信⼦⽹选择最适当的路径。
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议注：⽹络体系结构是分层的体系结构，学术派标准OSI参考模型有七层，⽽⼯业标准TCP/IP模型有四层。
后者成为了事实上的标准，在介绍时通常分为5层来叙述但应注意TCP/IP模型实际上只有四层。
1、TCP/IP模型（1）物理层物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，⽽提供具有机械的，电⼦的，功能的和规范的特性，确保原始的数据可在各种物理媒体上传输，为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。
（2）数据链路层主要提供链路控制（同步，异步，⼆进制，HDLC），差错控制（重发机制），流量控制（窗⼝机制）1） MAC：媒体接⼊控制，主要功能是调度，把逻辑信道映射到传输信道，负责根据逻辑信道的瞬时源速率为各个传输信道选择适当的传输格式。
MAC层主要有3类逻辑实体，第⼀类是MAC-b，负责处理⼴播信道数据；第⼆类是MAC-c，负责处理公共信道数据；第三类是MAC-d，负责处理专⽤信道数据。
2）RLC：⽆线链路控制，不仅能载控制⾯的数据，⽽且也承载⽤户⾯的数据。
RLC⼦层有三种⼯作模式，分别是透明模式、⾮确认模式和确认模式，针对不同的业务采⽤不同的模式。
3）BMC：⼴播/组播控制，负责控制多播/组播业务。
4）PDCP：分组数据汇聚协议，负责对IP包的报头进⾏压缩和解压缩，以提⾼空中接⼝⽆线资源的利⽤率。
（3）⽹络层提供阻塞控制，路由选择（静态路由，动态路由）等1）IP：IP协议提供不可靠、⽆连接的传送服务。
IP协议的主要功能有：⽆连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。
IP地址是重要概念2）ARP：地址解析协议。
基本功能就是通过⽬标设备的IP地址，查询⽬标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进⾏。
以太⽹中的数据帧从⼀个主机到达⽹内的另⼀台主机是根据48位的以太⽹地址（硬件地址）来确定接⼝的，⽽不是根据32位的IP地址。
OSI七层参考模型的各层的各种协议常用协议端口号
OSI七层参考模型的各层的各种协议常⽤协议端⼝号计算机各层⽹络协议应⽤层: (典型设备:应⽤程序，如FTP，SMTP ，HTTP)DNS（DomainNameSystem）是域名系统的缩写，该系统⽤于命名组织到域层次结构中的计算机和⽹络服务。
端⼝号：53基于 TCP 或UDPDHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）动态主机分配协议，使⽤ UDP 协议⼯作，主要有两个⽤途：给内部⽹络或⽹络服务供应商⾃动分配IP 地址，给⽤户或者内部⽹络管理员作为对所有计算机作中央管理的⼿段。
实现即插即⽤连⽹。
BOOTP (BOOTstrapProtocol) 引导程序协议/ ⾃举协议，使⽤UDP 来使⼀个⽆盘⼯作站⾃动获取配置信息。
静态的配置协议 DNS （Domain Name System ）域名解析<端⼝号53>FTP（File Transfer Protocol ）⽂件传输协议<端⼝号21>减少或消除不同操作系统下处理⽂件的不兼容性。
端⼝号：20/21 基于 TCP 进⾏FTP⽂件传输中，客户端⾸先连接到FTP服务器的21端⼝，进⾏⽤户的认证，认证成功后，要传输⽂件时，服务器会开⼀个端⼝为20来进⾏传输数据⽂件。
TFTP（Trivial File Transfer Protocol,简单⽂件传输协议）是TCP/IP协议族中的⼀个⽤来在客户机与服务器之间进⾏简单⽂件传输的协议，提供不复杂、开销不⼤的⽂件传输服务。
端⼝号为69。
端⼝号：69 基于 UDPGopher（The Internet Gopher Protocol ）⽹际Gopher 协议HTTP（Hypertext Transfer Protocol ）超⽂本传输协议 <端⼝号 80>，⾯向事务的应⽤层协议。
端⼝号：80 基于 TCPHTTPS（Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全为⽬标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。
网络安全协议有几层结构
网络安全协议有几层结构网络安全协议是指为了保护计算机网络中的数据传输过程中所使用的协议。
它们通常通过加密和认证来保护数据的机密性和完整性。
网络安全协议的结构基本上可以分为三个层次：应用层协议、传输层协议和网络层协议。
首先是应用层协议。
这些协议通常用于应用程序之间的通信，例如电子邮件、文件传输、远程登录等。
常见的网络安全协议包括HTTPS（安全HTTP）、SFTP（安全文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）等。
这些协议使用加密算法来保护数据的机密性，例如对敏感信息进行加密，以防止被未经授权的人读取。
其次是传输层协议。
这些协议负责在计算机之间建立可靠的数据传输连接。
常见的网络安全协议包括SSL（安全套接字层）和TLS（传输层安全）。
它们使用公钥加密算法和数字证书来认证通信双方，并确保数据传输的完整性和机密性。
最后是网络层协议。
这些协议负责在计算机网络中传输数据包，并处理路由和地址转换等功能。
常见的网络安全协议包括IPsec（互联网协议安全）和VPN（虚拟专用网络）。
它们使用加密和认证机制来保护通过公共网络传输的数据，以防止被未经授权的用户访问。
除了这三个层次外，还有一些跨层的网络安全协议，用于提供更高级的安全功能。
例如，IKE（Internet Key Exchange）协议用于在IPsec安全通道建立过程中协商和交换密钥；SSH（Secure Shell）协议用于远程登录和命令执行；PGP（Pretty Good Privacy）协议用于加密和签名电子邮件消息等。
总之，网络安全协议是为了保护计算机网络中的数据传输过程而设计的。
它们通常采用加密和认证机制来保护数据的机密性和完整性。
网络安全协议的结构可以分为应用层协议、传输层协议和网络层协议，每个层次都有特定的功能和安全机制。
通过使用这些协议，可以有效地提高计算机网络的安全性，保护数据不被未经授权的人访问。