《信息傳輸子系統(tǒng)》課件

《信息傳輸子系統(tǒng)》本課件將深入探討信息傳輸子系統(tǒng)，涵蓋數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層等關(guān)鍵內(nèi)容，并詳細闡述各個層級的功能、協(xié)議和關(guān)鍵技術(shù)。課程概述目標了解信息傳輸子系統(tǒng)的基本概念和功能，掌握數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層的關(guān)鍵協(xié)議，并能夠應(yīng)用相關(guān)知識解決實際問題。內(nèi)容課程將涵蓋數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層的關(guān)鍵內(nèi)容，并介紹相關(guān)協(xié)議和技術(shù)，例如CSMA/CD、IP協(xié)議、TCP協(xié)議、UDP協(xié)議等。信息傳輸子系統(tǒng)簡介信息傳輸子系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分，負責(zé)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。它采用分層體系結(jié)構(gòu)，將復(fù)雜的功能分解到不同的層級，每個層級負責(zé)特定的功能，并通過協(xié)議進行通信。數(shù)據(jù)鏈路層1物理層之上數(shù)據(jù)鏈路層位于物理層之上，負責(zé)在相鄰節(jié)點之間可靠地傳輸數(shù)據(jù)幀。2點對點通信它為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間提供點對點通信服務(wù)，確保數(shù)據(jù)幀在物理介質(zhì)上傳輸時不出現(xiàn)錯誤。3數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層使用各種協(xié)議來實現(xiàn)其功能，例如CSMA/CD、點對點協(xié)議等。數(shù)據(jù)鏈路層的功能流量控制控制數(shù)據(jù)傳輸速率，避免接收方處理不過來數(shù)據(jù)。錯誤檢測和糾正確保數(shù)據(jù)幀在傳輸過程中不被損壞。介質(zhì)訪問控制管理多個設(shè)備共享同一介質(zhì)時的訪問權(quán)限。幀封裝將數(shù)據(jù)封裝成幀，以便在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)無連接服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層提供無連接服務(wù)，即發(fā)送方不與接收方建立連接，而是直接將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中。面向連接服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層也可以提供面向連接服務(wù)，即發(fā)送方與接收方先建立連接，然后才能發(fā)送數(shù)據(jù)。幀格式1幀頭包含源地址、目標地址、幀類型等信息。2數(shù)據(jù)部分包含網(wǎng)絡(luò)層傳遞的數(shù)據(jù)。3幀尾包含校驗和等信息，用于檢測數(shù)據(jù)幀是否被損壞。訪問控制方式集中式控制由中央控制器控制所有設(shè)備的訪問，例如令牌環(huán)網(wǎng)。分布式控制所有設(shè)備共同管理訪問，例如CSMA/CD協(xié)議。CSMA/CD協(xié)議載波偵聽發(fā)送數(shù)據(jù)前先偵聽網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，判斷是否有人正在發(fā)送數(shù)據(jù)。沖突檢測發(fā)送數(shù)據(jù)時，持續(xù)檢測網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，如果檢測到?jīng)_突，立即停止發(fā)送并重新發(fā)送。指數(shù)后退發(fā)生沖突后，等待隨機時間后再重新發(fā)送，避免再次發(fā)生沖突。點對點協(xié)議1建立連接發(fā)送方與接收方之間建立連接，進行數(shù)據(jù)傳輸。2數(shù)據(jù)傳輸連接建立后，發(fā)送方將數(shù)據(jù)發(fā)送到接收方。3斷開連接數(shù)據(jù)傳輸完成后，發(fā)送方與接收方斷開連接。數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備1網(wǎng)橋連接不同網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)。2交換機通過MAC地址識別和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，提高網(wǎng)絡(luò)效率。3集線器將多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到同一網(wǎng)絡(luò)，但缺乏智能轉(zhuǎn)發(fā)能力。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層位于數(shù)據(jù)鏈路層之上，負責(zé)數(shù)據(jù)包在整個網(wǎng)絡(luò)中的傳輸，將數(shù)據(jù)從源節(jié)點傳遞到目標節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)層的功能路由選擇選擇數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的最佳傳輸路徑。地址分配為網(wǎng)絡(luò)中的每個設(shè)備分配唯一的IP地址。數(shù)據(jù)包分片和重組將大型數(shù)據(jù)包拆分成多個數(shù)據(jù)包，以便在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，并在到達目的地后重組。網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)無連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層提供無連接服務(wù)，即發(fā)送方不與接收方建立連接，而是直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中。面向連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層也可以提供面向連接服務(wù)，即發(fā)送方與接收方先建立連接，然后才能發(fā)送數(shù)據(jù)。IP協(xié)議1互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)的核心協(xié)議，負責(zé)數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸和路由。2無連接服務(wù)IP協(xié)議提供無連接服務(wù)，即發(fā)送方不與接收方建立連接。3數(shù)據(jù)包分片IP協(xié)議可以將大型數(shù)據(jù)包拆分成多個數(shù)據(jù)包，以便在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。IP地址子網(wǎng)劃分1減少廣播域?qū)⒋笮途W(wǎng)絡(luò)劃分為多個子網(wǎng)，減少廣播域的大小，提高網(wǎng)絡(luò)效率。2簡化地址管理子網(wǎng)劃分簡化了IP地址的管理，方便分配和管理網(wǎng)絡(luò)資源。3提高安全性子網(wǎng)劃分可以提高網(wǎng)絡(luò)安全性，通過限制訪問權(quán)限，保護網(wǎng)絡(luò)資源不受攻擊。路由算法1距離向量算法每個路由器維護一個距離向量表，記錄到其他路由器的距離。2鏈路狀態(tài)算法每個路由器維護一個鏈路狀態(tài)表，記錄所有路由器之間的鏈路信息。3混合路由算法結(jié)合距離向量算法和鏈路狀態(tài)算法的優(yōu)點，提高路由效率。路由協(xié)議RIP協(xié)議RIP協(xié)議是一種簡單的距離向量路由協(xié)議，用于局域網(wǎng)路由。OSPF協(xié)議OSPF協(xié)議是一種鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，適用于大型網(wǎng)絡(luò)。BGP協(xié)議BGP協(xié)議是一種外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，用于連接不同自治系統(tǒng)的路由器。網(wǎng)關(guān)1網(wǎng)絡(luò)連接橋梁網(wǎng)關(guān)連接不同網(wǎng)絡(luò)，例如LAN和WAN，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)。2協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)可以將一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換為另一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如將TCP轉(zhuǎn)換為IP。3安全防護網(wǎng)關(guān)可以作為網(wǎng)絡(luò)的安全防護，阻止惡意流量進入網(wǎng)絡(luò)。傳輸層傳輸層位于網(wǎng)絡(luò)層之上，負責(zé)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)傳輸，為應(yīng)用程序提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。傳輸層的功能端口號管理為應(yīng)用程序分配唯一的端口號，用于區(qū)分不同的應(yīng)用程序。流量控制控制數(shù)據(jù)傳輸速率，避免接收方處理不過來數(shù)據(jù)。錯誤檢測和糾正確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中不被損壞。連接管理管理應(yīng)用程序之間的連接，確保數(shù)據(jù)可靠地傳輸。傳輸層的服務(wù)面向連接服務(wù)傳輸層提供面向連接服務(wù)，例如TCP協(xié)議，確保數(shù)據(jù)可靠地傳輸。無連接服務(wù)傳輸層也提供無連接服務(wù)，例如UDP協(xié)議，不保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。TCP協(xié)議面向連接TCP協(xié)議提供面向連接的服務(wù)，發(fā)送方與接收方之間建立連接，才能發(fā)送數(shù)據(jù)。可靠傳輸TCP協(xié)議確保數(shù)據(jù)可靠地傳輸，并提供數(shù)據(jù)丟失重傳、錯誤檢測和糾正等機制。流量控制TCP協(xié)議提供流量控制機制，避免接收方處理不過來數(shù)據(jù)。UDP協(xié)議1無連接UDP協(xié)議提供無連接服務(wù)，發(fā)送方不與接收方建立連接，直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中。2不可靠傳輸UDP協(xié)議不保證數(shù)據(jù)可靠地傳輸，可能會丟失數(shù)據(jù)，也不提供錯誤檢測和糾正等機制。3低開銷UDP協(xié)議的開銷較低，適用于實時性要求高、數(shù)據(jù)傳輸量小的應(yīng)用場景。端口號1服務(wù)識別每個應(yīng)用程序都有唯一的端口號，用于識別不同的服務(wù)。2連接管理端口號用于管理應(yīng)用程序之間的連接，確保數(shù)據(jù)可靠地傳輸。3安全控制端口號可以用來控制網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。應(yīng)用層應(yīng)用層位于傳輸層之上，負責(zé)與用戶直接交互，提供各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，例如電子郵件、文件傳輸、網(wǎng)頁瀏覽等。應(yīng)用層的功能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用層提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如電子郵件、文件傳輸、網(wǎng)頁瀏覽等。用戶接口應(yīng)用層提供用戶接口，方便用戶使用各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換應(yīng)用層可以將數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為不同的格式，以便于傳輸和使用。應(yīng)用層的協(xié)議SMTP協(xié)議用于發(fā)送電子郵件。HTT