计算机网络基础 课件 项目三 网络体系结构

计算机网络基础核心理论与实践项目3网络体系结构授课人：[教师姓名]日期：2026年4月目录01网络体系结构概述02OSI参考模型03TCP/IP参考模型04IPv4编址技术05技能实践：Windows网络配置01网络体系结构概述网络体系结构的概念01定义计算机网络各层次及其协议的集合，是网络的总体设计和框架。02目标实现不同计算机间的通信与资源共享，保证网络的可靠性、高效性和可扩展性。03核心模型OSI参考模型和TCP/IP参考模型。分层结构与网络协议分层思想与优点将复杂的网络功能划分为多个层次，每一层完成特定功能并向上层提供服务。核心优点包括：简化系统设计复杂度、提升网络架构的扩展性、促进不同设备的标准化互通，以及便于定位和排除故障。网络协议定义与要素网络协议是网络中各通信节点必须遵循的规则与标准集合。其核心三要素为：语法（规定数据的格式与结构）、语义（定义通信双方的请求、响应及动作）、时序（明确事件的执行顺序与时序关系）。网络协议核心作用实现异构网络节点间的高效通信，保障数据在传输过程中的准确性、完整性与可靠性。同时提供关键的网络管理与控制功能，如流量控制、拥塞避免、差错校验与恢复等，维护网络稳定运行。数据的封装与解封装封装(Encapsulation)数据在发送端从上至下传递时，每一层都会在收到的数据前面加上本层的协议头部，形成协议数据单元（PDU），以此为数据添加必要的控制信息，确保传输有序。解封装(Decapsulation)数据在接收端从下至上传递时，每一层都会识别并剥去对应的协议头部，提取出上层所需的有效数据，最终还原出发送端的原始数据，完成通信过程。各层协议数据单元(PDU)名称应用层:数据(Data)传输层:数据段(Segment)网络层:数据包(Packet)

链路层:数据帧(Frame)物理层:比特流(BitStream)02OSI参考模型OSI七层模型详解（上）应用层

(ApplicationLayer)为应用程序提供网络服务，直接与用户交互。

典型协议：HTTP,FTP,SMTP,DNS。表示层

(PresentationLayer)处理信息的表示方式，包括加密、解密、压缩、解压缩。

典型协议：JPEG,MPEG。会话层

(SessionLayer)建立、管理和终止通信会话，负责同步和恢复。

典型协议：RPC,SQL。OSI七层模型详解（下）传输层(TransportLayer)提供端到端的通信服务，确保数据的可靠传输。包括流量控制、差错控制。核心协议：TCP,UDP。网络层(NetworkLayer)负责对分组进行路由选择，使分组能够通过通信子网到达目的主机。核心协议：IP,ICMP,ARP。数据链路层(DataLink)将物理层接收到的比特流组成帧，并进行差错检测和纠正。负责相邻节点间的可靠传输。核心协议：Ethernet,PPP。物理层(PhysicalLayer)010302功能负责处理物理介质上的信号传输，定义机械、电气、功能和规程特性。特性它关注的是如何将比特流从一个节点传输到另一个节点，而不关心比特的含义。标准/接口常见的标准和接口包括：RJ-45（网线接口）、RS-232（串口）、V.35等。03TCP/IP参考模型TCP/IP模型概述与对比▍TCP/IP模型概述Internet的核心协议簇，是目前应用最广泛的网络体系结构。它将网络通信功能划分为四层：应用层、传输层、网络层、网络接口层。▍与OSI七层模型的对应应用层对应OSI的应用层、表示层和会话层；传输层/网络层与OSI同名层基本对应；网络接口层则整合了OSI的数据链路层和物理层功能。▍核心地位与价值TCP/IP是事实上的工业标准，是连接全球网络设备、实现现代网络通信的基础协议体系。TCP/IP核心协议：应用层01为应用程序提供网络接口应用层是用户与网络交互的界面，包含了大量我们熟悉的协议，是网络服务提供给最终用户的直接入口。02核心协议列表包含HTTP（网页浏览）、DNS（域名解析）、DHCP（自动获取IP）、Telnet（远程登录）、SMTP（邮件发送）等常用协议。03核心功能定义直接为应用程序提供网络服务，定义了应用程序如何发起请求、传输数据以及接收网络服务的具体规范和交互流程。TCP/IP核心协议：传输层💡核心职能：提供端到端的进程通信服务负责在源主机和目的主机的应用程序之间建立逻辑通信通道，屏蔽网络层的差异，是应用程序间数据传输的“桥梁”。🛡️TCP(传输控制协议)特点：面向连接、可靠传输、有序到达。通过“三次握手”建立连接，“四次挥手”释放连接。场景：文件下载、邮件收发、网页浏览等对数据完整性要求极高的业务。⚡UDP(用户数据报协议)特点：无连接、尽最大努力交付、不可靠。协议头部开销小，传输速度极快。场景：实时音视频通话、在线游戏、直播弹幕等对实时性要求更高的业务。TCP/IP核心协议：网络层020301IP(InternetProtocol)核心中的核心，负责将数据包从源地址发送到目的地址。无连接、不可靠。ICMP(InternetControlMessageProtocol)用于在IP主机、路由器之间传递控制消息，如错误报告（目标不可达）、Ping命令的基础。ARP(AddressResolutionProtocol)将IP地址解析为物理地址（MAC地址），解决网络层地址到数据链路层地址的映射问题。04IPv4编址技术IPv4地址概述与分类IPv4地址概述一个32位的二进制数，用于唯一标识网络中的主机。通常用点分十进制表示，例如常见的局域网地址。IP地址结构IP地址由“网络位”和“主机位”两部分组成。其中，网络位用于标识主机所在的逻辑网络，主机位则用于标识该网络中的具体某一台主机。IP地址分类分为A、B、C、D、E五类。A/B/C类为单播地址，用于分配给网络中的主机；D类为组播地址；E类地址保留供未来使用或研究。特殊与私有IP地址特殊地址包含网络地址（主机位全0）、广播地址（主机位全1）和回送地址（127.x.x.x），这类地址具有特定的网络功能用途。私有IP地址(PrivateIP)仅在局域网内部使用，无法在Internet上直接路由。主要包含三个地址范围：/8、/12、/16。子网划分目的将一个大型网络逻辑划分为多个小型子网，核心目的是便于网络管理、提升数据传输安全性，并有效缩小广播域范围，减少网络广播风暴。子网划分原理与实例0101原理借用IP地址中主机位的一部分作为子网位，从而将一个网络划分为多个子网。0202子网掩码一个32位的数，用于区分IP地址中的网络位和主机位。与IP地址进行“与”运算，可以得到网络地址。0303实例将C类地址/24划分为4个子网，每个子网至少30台主机。需要借2位主机位，子网掩码变为/26，即92。05技能实践：Windows网络配置Windows网络配置实践配置TCP/IP属性