第8课 认识TCP IP-七年级信息科技上册同步精品课堂（浙教版2023）

认识TCP/IP CONTENTS 目录 01 分层体系结构 Add a title 03 TCP/IP的应用 Add a title 02 认识TCP/IP Add a title 04 TCP/IP的安全性 Add a title 2 分层体系结构概述 01 分层体系结构 为了实现计算机之间的通信，人们把通信的功能划分出明确的层,同时规定了相同层之间的通信规则，这样的分层结构有利于解决复杂问题。 如传统邮政通信的过程就是一个典型的分层结构，而且它与计算机网络也有很多相似之处（如图8-1)，可以分为用户应用层、信件传递层、邮包运送层、交通运输层和交通工具层等五个层次，分层以后每个层负责自己的工作，从而完成复杂的邮政通信工作。 分层体系结构 定义 一种将复杂系统划分为多个层次的设计方法 优点 提高系统的模块化，增强系统的可维护性和可扩展性 缺点 可能增加系统的复杂性，可能影响系统的性能 主要应用 在软件开发、硬件设计等领域广泛应用 典型示例 UNIX操作系统的分层结构，TCP/IP协议栈的分层结构等 TCP/IP协议 02 TCP/IP的概念 TCP/IP指传输控制协议/网际协议（Transmission Control Protocol/InternetProtocol)，是基本的网络通信协议，通常称为TCP/IP协议簇。它包含TCP和IP两个核心协议，以及协同实现具体服务的其他协议，如支持Web服务的HTTP协议、支持电子邮件服务的SMTP协议等。 TCP/IP协议可以用四层模型来表示，从下到上为网络接口层(包含物理层和数据链路层)、网络层、传输层和应用层。每层的主要协议如图8-2所示。 TCP/IP的概念 TCP/IP TCP/IP是互联网传输协议的基础 TCP负责可靠传输，IP负责数据包路由 包括TCP（传输控制协议）和IP（互联网协议） TCP/IP是互联网通信的基础，广泛应用于各种网络设备和软件中 TCP/IP的作用 01 02 03 04 提供可靠的数据传输 提供高效的网络连接 支持多种网络应用 提供网络管理和安全保障 TCP/IP的发展历程 1969年，美国国防部高级研究计划局（ARPA）开始研究ARPANET，这是TCP/IP的前身。 1973年，ARPANET开始使用TCP/IP协议。 1983年，ARPANET被分成两个独立的网络：MILNET和ARPANET。 1986年，美国国家科学基金会（NSF）建立了NSFNET，这是TCP/IP网络的第一个主干网。 1990年，ARPANET正式关闭，TCP/IP成为互联网的标准协议。 1992年，Internet Society成立，负责管理TCP/IP协议和其他互联网标准。 1994年，TCP/IP协议成为国际标准，被国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）采纳。 2005年，TCP/IP协议进行了重大更新，引入了IPv6协议，以解决IPv4地址不足的问题。 协议分层 01 应用层：负责应用程序之间的通信 02 传输层：负责端到端的通信 03 网络层：负责数据包的路由和转发 04 链路层：负责数据帧的传输和接收 各层功能 01 应用层：提供应用程序之间的通信 02 传输层：提供可靠的数据传输服务 03 网络层：提供路由和寻址功能 04 链路层：提供数据链路的建立和维护功能 05 物理层：提供物理介质的传输功能 协议交互 TCP/IP协议栈分为四层：应用层、传输层、网络层和链路层 应用层负责处理应用程序之间的通信，如HTTP、FTP等 传输层负责端到端的通信，如TCP、UDP等 网络层负责将数据包从源主机发送到目的主机，如IP等 链路层负责将数据包从源主机发送到目的主机，如以太网等 各层之间通过协议交互，实现数据的传输和通信 工作原理-数据传输过程 建立连接：TCP/IP协议首先通过三次握手建立连接 数据确认：在数据传输过程中，TCP/IP协议会对数据进行确认，确保数据传输的准确性 数据传输：在连接建立后，数据可以通过TCP/IP协议进行传输 断开连接：在数据传输完成后，TCP/IP协议会通过四次挥手断开连接 工作原理-协议数据单元 协议数据单元（PDU）是TCP/IP协议中用于传输数据的基本单位。 PDU的格式通常包括头部和负载两部分，头部包含协议控制信息，负载包含实际传输的数据。 PDU可以分为多个层次，每个层次对应不同的协议。 PDU在TCP/IP协议栈中逐层封装，最终形成可以在网络上传输的数据包。 工作原理-数据包封装与解封装 数据包封装：将应用层数据、传输层数据、网络层数据、链路层数据依次封装成数据包，以便在网络中传输。 数据包解封装：数据包在到达目的地后，按照相反的顺序进行解封装，将数据还原为应用层数据。 封装过程：