資源簡介

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認識TCP/IP
CONTENTS 目錄
01
分層體系結構
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03
TCP/IP的應用
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02
認識TCP/IP
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04
TCP/IP的安全性
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分層體系結構概述
01
分層體系結構
為了實現計算機之間的通信，人們把通信的功能劃分出明確的層,同時規定了相同層之間的通信規則，這樣的分層結構有利于解決復雜問題。
如傳統郵政通信的過程就是一個典型的分層結構，而且它與計算機網絡也有很多相似之處（如圖8-1)，可以分為用戶應用層、信件傳遞層、郵包運送層、交通運輸層和交通工具層等五個層次，分層以后每個層負責自己的工作，從而完成復雜的郵政通信工作。
分層體系結構
定義
一種將復雜系統劃分為多個層次的設計方法
優點
提高系統的模塊化，增強系統的可維護性和可擴展性
缺點
可能增加系統的復雜性，可能影響系統的性能
主要應用
在軟件開發、硬件設計等領域廣泛應用
典型示例
UNIX操作系統的分層結構，TCP/IP協議棧的分層結構等
TCP/IP協議
02
TCP/IP的概念
TCP/IP指傳輸控制協議/網際協議（Transmission Control Protocol/InternetProtocol)，是基本的網絡通信協議，通常稱為TCP/IP協議簇。它包含TCP和IP兩個核心協議，以及協同實現具體服務的其他協議，如支持Web服務的HTTP協議、支持電子郵件服務的SMTP協議等。
TCP/IP協議可以用四層模型來表示，從下到上為網絡接口層(包含物理層和數據鏈路層)、網絡層、傳輸層和應用層。每層的主要協議如圖8-2所示。
TCP/IP的概念
TCP/IP
TCP/IP是互聯網傳輸協議的基礎
TCP負責可靠傳輸，IP負責數據包路由
包括TCP（傳輸控制協議）和IP（互聯網協議）
TCP/IP是互聯網通信的基礎，廣泛應用于各種網絡設備和軟件中
TCP/IP的作用
01
02
03
04
提供可靠的數據傳輸
提供高效的網絡連接
支持多種網絡應用
提供網絡管理和安全保障
TCP/IP的發展歷程
1969年，美國國防部高級研究計劃局（ARPA）開始研究ARPANET，這是TCP/IP的前身。
1973年，ARPANET開始使用TCP/IP協議。
1983年，ARPANET被分成兩個獨立的網絡：MILNET和ARPANET。
1986年，美國國家科學基金會（NSF）建立了NSFNET，這是TCP/IP網絡的第一個主干網。
1990年，ARPANET正式關閉，TCP/IP成為互聯網的標準協議。
1992年，Internet Society成立，負責管理TCP/IP協議和其他互聯網標準。
1994年，TCP/IP協議成為國際標準，被國際標準化組織（ISO）和國際電工委員會（IEC）采納。
2005年，TCP/IP協議進行了重大更新，引入了IPv6協議，以解決IPv4地址不足的問題。
協議分層
01
應用層：負責應用程序之間的通信
02
傳輸層：負責端到端的通信
03
網絡層：負責數據包的路由和轉發
04
鏈路層：負責數據幀的傳輸和接收
各層功能
01
應用層：提供應用程序之間的通信
02
傳輸層：提供可靠的數據傳輸服務
03
網絡層：提供路由和尋址功能
04
鏈路層：提供數據鏈路的建立和維護功能
05
物理層：提供物理介質的傳輸功能
協議交互
TCP/IP協議棧分為四層：應用層、傳輸層、網絡層和鏈路層
應用層負責處理應用程序之間的通信，如HTTP、FTP等
傳輸層負責端到端的通信，如TCP、UDP等
網絡層負責將數據包從源主機發送到目的主機，如IP等
鏈路層負責將數據包從源主機發送到目的主機，如以太網等
各層之間通過協議交互，實現數據的傳輸和通信
工作原理-數據傳輸過程
建立連接：TCP/IP協議首先通過三次握手建立連接
數據確認：在數據傳輸過程中，TCP/IP協議會對數據進行確認，確保數據傳輸的準確性
數據傳輸：在連接建立后，數據可以通過TCP/IP協議進行傳輸
斷開連接：在數據傳輸完成后，TCP/IP協議會通過四次揮手斷開連接
工作原理-協議數據單元
協議數據單元（PDU）是TCP/IP協議中用于傳輸數據的基本單位。
PDU的格式通常包括頭部和負載兩部分，頭部包含協議控制信息，負載包含實際傳輸的數據。
PDU可以分為多個層次，每個層次對應不同的協議。
PDU在TCP/IP協議棧中逐層封裝，最終形成可以在網絡上傳輸的數據包。
工作原理-數據包封裝與解封裝
數據包封裝：將應用層數據、傳輸層數據、網絡層數據、鏈路層數據依次封裝成數據包，以便在網絡中傳輸。
數據包解封裝：數據包在到達目的地后，按照相反的順序進行解封裝，將數據還原為應用層數據。
封裝過程：在封裝過程中，每個層次的協議都會添加相應的頭部信息，以便在傳輸過程中進行識別和處理。
解封裝過程：在解封裝過程中，每個層次的協議都會根據頭部信息進行相應的處理，并將數據傳遞給上層協議。
TCP/IP的應用
03
互聯網應用
瀏覽器：用于訪問網站和獲取信息
即時通訊：用于實時聊天和語音通話
文件傳輸：用于傳輸文件和共享資源
電子郵件：用于發送和接收電子郵件
局域網應用
文件共享：通過TCP/IP協議，可以實現局域網內的文件共享。
打印機共享：TCP/IP協議使得局域網內的打印機可以共享使用。
網絡聊天：TCP/IP協議支持局域網內的網絡聊天工具，如QQ、微信等。
網絡游戲：TCP/IP協議支持局域網內的網絡游戲，如CS、魔獸世界等。
物聯網應用
01
智能家居：通過TCP/IP協議，實現家居設備的互聯互通和遠程控制
03
智能醫療：通過TCP/IP協議，實現醫療設備的遠程監控和診斷
04
工業自動化：利用TCP/IP協議，實現工業設備的遠程監控和自動化控制
02
智能交通：利用TCP/IP協議，實現交通信息的實時采集和傳輸
TCP/IP的安全性
04
安全威脅
病毒感染：病毒通過TCP/IP協議傳播，導致系統癱瘓
拒絕服務攻擊：攻擊者利用TCP/IP協議漏洞，導致網絡癱瘓
網絡攻擊：黑客利用TCP/IP協議漏洞進行攻擊
信息泄露：TCP/IP協議傳輸過程中，可能導致信息泄露
安全措施
03
安全策略：制定嚴格的安全策略，限制訪問權限
02
防火墻：設置防火墻，防止未經授權的訪問
01
使用加密技術：如SSL/TLS協議，確保數據傳輸的安全性
04
定期更新：及時更新TCP/IP協議和軟件，防止漏洞被利用
安全策略
防火墻：保護內部網絡不受外部攻擊
加密技術：確保數據傳輸的安全性
身份驗證：確保用戶身份的真實性和合法性
訪問控制：限制用戶對網絡資源的訪問權限
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