計算機網絡技術基礎課件

計算機網絡技術基礎CATALOGUE目錄計算機網絡概述計算機網絡體系結構局域網技術廣域網技術網絡互聯(lián)技術網絡應用技術網絡安全技術計算機網絡概述01計算機網絡由若干個計算機和通信設備通過通信線路相互連接起來，按照一定的通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)。計算機網絡的組成硬件、軟件和協(xié)議。硬件包括計算機、終端、傳輸介質等；軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等；協(xié)議是網絡通信過程中必須遵守的規(guī)則和標準。計算機網絡定義第一階段面向終端的計算機網絡。20世紀50年代，美國航空公司與IBM公司合作，建立了世界上第一個訂票系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用一臺中央計算機和多個終端設備，實現(xiàn)了面向終端的計算機網絡。第三階段標準化的計算機網絡。20世紀70年代末到80年代初，隨著微處理技術和計算機局域網技術的發(fā)展，出現(xiàn)了許多計算機局域網和城域網，形成了標準化的計算機網絡。第四階段互聯(lián)網時代。20世紀90年代，隨著WWW技術的廣泛應用，互聯(lián)網得到了迅速發(fā)展，成為全球性的信息基礎設施。第二階段計算機-計算機網絡。20世紀60年代，美國國防部高級研究計劃局ARPA建立了ARPANET，實現(xiàn)了計算機與計算機之間的通信，標志著計算機網絡的誕生。計算機網絡發(fā)展歷程根據(jù)覆蓋范圍分類局域網、城域網、廣域網和互聯(lián)網。局域網范圍較小，一般在10公里以內；城域網范圍較大，一般在10-100公里；廣域網范圍更廣，一般在100公里以上；互聯(lián)網則是全球范圍內的計算機網絡。根據(jù)拓撲結構分類星型、總線型、環(huán)型和網狀型。星型拓撲結構中，各節(jié)點通過單獨的鏈路與中心節(jié)點相連；總線型拓撲結構中，所有節(jié)點共享一條通信信道；環(huán)型拓撲結構中，節(jié)點在環(huán)路上依次連接；網狀型拓撲結構中，節(jié)點之間的連接是任意的，不依賴于預先設計的路徑。計算機網絡分類計算機網絡體系結構02OSI（OpenSystemsInterconnection）參考模型是國際標準化組織（ISO）制定的一個計算機網絡體系結構模型，它定義了網絡中各層的功能和協(xié)議。概述OSI參考模型包括七個層次，分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。層次結構負責傳輸比特流，包括電壓、線路規(guī)格和數(shù)據(jù)速率等。物理層OSI參考模型123負責將比特流組合成幀，以及幀的發(fā)送和接收。數(shù)據(jù)鏈路層負責將數(shù)據(jù)包從源地址發(fā)送到目的地址。網絡層提供端到端的通信服務，確保數(shù)據(jù)的順序和完整性。傳輸層OSI參考模型會話層負責建立、管理和終止會話。表示層用于數(shù)據(jù)表示、加密和壓縮等。應用層為用戶提供服務，如電子郵件、文件傳輸和萬維網等。OSI參考模型概述TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）模型是一個網絡體系結構模型，它是互聯(lián)網的基礎。網絡層負責將數(shù)據(jù)包從源地址發(fā)送到目的地址，包括路由和轉發(fā)等功能。層次結構TCP/IP模型包括四個層次，分別是網絡接口層、網絡層、傳輸層和應用層。傳輸層提供端到端的通信服務，包括TCP和UDP等協(xié)議。網絡接口層負責將數(shù)據(jù)轉換為可以在網絡上傳輸?shù)母袷?。應用層為用戶提供服務，如電子郵件、萬維網和文件傳輸?shù)取CP/IP模型協(xié)議是計算機網絡中各節(jié)點之間進行通信的規(guī)則和約定，它規(guī)定了各節(jié)點之間如何交換信息。分層是將計算機網絡體系結構劃分為多個層次的模型，每個層次都有特定的功能和協(xié)議。通過分層，可以降低復雜性和提高可管理性。協(xié)議與分層分層協(xié)議局域網技術03以太網概述以太網是一種常見的局域網技術，它使用CSMA/CD協(xié)議來控制網絡中的數(shù)據(jù)傳輸。以太網的數(shù)據(jù)傳輸速率從10Mbps到100Mbps，甚至更高。以太網幀結構以太網幀是數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝?。它?個字段組成，包括目標地址、源地址、類型/長度、數(shù)據(jù)和填充字段。以太網無線局域網（WLAN）利用無線技術實現(xiàn)計算機之間的通信，通常在室內環(huán)境中使用。常見的標準包括802.11a、802.11b和802.11g等。無線局域網概述無線局域網由無線網卡、接入點（AP）和可能的無線網橋等設備組成。無線局域網的組成無線局域網虛擬專用網絡虛擬專用網絡概述虛擬專用網絡（VPN）是一種可以在公共網絡上建立加密通道的技術，通過這種技術可以使遠程用戶訪問公司內部網絡資源時，實現(xiàn)安全的連接和數(shù)據(jù)傳輸。VPN的用途VPN常用于遠程辦公、在線銀行和電子商務等領域，可以提供比傳統(tǒng)遠程訪問更高級別的安全性。廣域網技術04概述01公共交換電話網（PSTN）是一種利用模擬信號傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)電話網絡，通過電信運營商提供語音通信服務。工作原理02PSTN采用模擬信號傳輸方式，通過電信運營商的交換機和線路將電話信號傳輸?shù)侥康牡亍Ｔ趥鬏斶^程中，信號可能會經過多次轉換和傳輸，以確保通話的連續(xù)性。特點03PSTN具有覆蓋范圍廣、可靠性高、成本低等優(yōu)點，但帶寬較窄，數(shù)據(jù)傳輸速率有限，不適合高速數(shù)據(jù)傳輸和多媒體應用。公共交換電話網概述數(shù)字數(shù)據(jù)網（DDN）是一種利用數(shù)字信號傳輸?shù)木W絡，通過電信運營商提供數(shù)據(jù)傳輸服務。工作原理DDN采用數(shù)字信號傳輸方式，通過電信運營商的數(shù)字電路將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康牡?。與PSTN相比，DDN具有更高的帶寬和更可靠的數(shù)據(jù)傳輸能力。特點DDN具有高帶寬、低延遲、高可靠性等優(yōu)點，但成本較高，且通常需要租用專用線路或帶寬。數(shù)字數(shù)據(jù)網幀中繼幀中繼是一種基于分組交換技術的廣域網技術，通過電信運營商提供數(shù)據(jù)傳輸服務。工作原理幀中繼采用分組交換方式，將數(shù)據(jù)分割成多個幀進行傳輸。與X.25等傳統(tǒng)分組交換技術相比，幀中繼具有更高效的帶寬管理和擁塞控制機制。特點幀中繼具有高帶寬、低延遲、靈活的帶寬管理等優(yōu)點，適用于大數(shù)據(jù)傳輸和多媒體應用。但幀中繼技術已經逐漸被更先進的廣域網技術所取代。概述網絡互聯(lián)技術05路由器是網絡互聯(lián)設備之一，用于連接不同網絡，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的轉發(fā)和路由選擇。路由器通過路由協(xié)議（如OSPF、BGP等）學習路由信息，維護路由表，并根據(jù)最佳路徑進行數(shù)據(jù)包的轉發(fā)。路由器路由器的主要功能包括路由選擇、數(shù)據(jù)包轉發(fā)、網絡隔離和網絡安全等。路由器在網絡中起到網關的作用，是連接不同網絡的橋梁，可以實現(xiàn)不同網絡之間的通信和資源共享。ABCD交換機交換機根據(jù)MAC地址表對數(shù)據(jù)幀進行轉發(fā)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速交換和傳輸。交換機是一種基于MAC地址的數(shù)據(jù)交換設備，用于連接計算機、服務器和網絡設備等。交換機在網絡中起到接入和匯聚的作用，可以提高網絡的性能和穩(wěn)定性。交換機具有多個端口，可以連接多個設備，并支持接入和匯聚層的網絡連接。網關是網絡互聯(lián)中的重要設備之一，用于實現(xiàn)不同協(xié)議和不同數(shù)據(jù)格式之間的轉換。網關可以對數(shù)據(jù)進行協(xié)議轉換、數(shù)據(jù)格式轉換、加密解密等處理，保證數(shù)據(jù)在不同網絡之間的可靠傳輸。網關在網絡中起到協(xié)議轉換和數(shù)據(jù)格式轉換的作用，是實現(xiàn)異構網絡互聯(lián)的重要設備之一。網關可以連接不同類型的網絡，如局域網、廣域網、互聯(lián)網等，實現(xiàn)不同網絡之間的通信和資源共享。網關網絡應用技術06工作原理萬維網通過超鏈接將不同網頁關聯(lián)起來，用戶通過點擊鏈接從一個網頁跳轉到另一個網頁，獲取所需信息。主要技術HTML（超文本標記語言）、CSS（層疊樣式表）、JavaScript等。定義萬維網（WorldWideWeb）是一種基于超文本和超媒體的信息系統(tǒng)，用戶可以通過瀏覽器訪問全球范圍內的網頁資源。萬維網電子郵件是一種基于文本、圖像、音頻、視頻等多種媒體形式的信息傳遞方式，用戶通過電子郵箱接收和發(fā)送郵件。定義電子郵件系統(tǒng)采用客戶端/服務器架構，用戶通過客戶端軟件（如Outlook、Foxmail等）連接到服務器，進行郵件的收發(fā)操作。工作原理SMTP（簡單郵件傳輸協(xié)議）、POP3（郵局協(xié)議）、IMAP（Internet郵件訪問協(xié)議）等。主要技術電子郵件即時通訊是一種實時信息交流工具，允許用戶通過文字、語音、視頻等方式進行在線溝通。定義即時通訊系統(tǒng)通過網絡實時傳輸信息，用戶在客戶端軟件上與聯(lián)系人進行在線聊天。工作原理IM協(xié)議（即時通訊協(xié)議）、VoIP（語音通話協(xié)議）、文件傳輸協(xié)議等。主要技術即時通訊網絡安全技術07防火墻定義防火墻是用于在內部網絡和外部網絡之間建立安全屏障的系統(tǒng)，能夠控制網絡之間的數(shù)據(jù)傳輸，防止未經授權的訪問和數(shù)據(jù)泄露。防火墻類型根據(jù)實現(xiàn)方式和部署位置，防火墻可分為包過濾防火墻、代理服務器防火墻和有狀態(tài)檢測防火墻等。防火墻部署防火墻通常部署在網絡入口處，對進入和離開內部網絡的數(shù)據(jù)包進行過濾和監(jiān)控，以保護網絡免受惡意攻擊和非法訪問。防火墻數(shù)據(jù)加密數(shù)據(jù)加密廣泛應用于網絡安全領域，如SSL/TLS協(xié)議用于保護網絡傳輸中的數(shù)據(jù)，以及電子簽名等身份驗證技術。數(shù)據(jù)加密應用數(shù)據(jù)加密是一種保護數(shù)據(jù)機密性和完整性的技術，通過將明文數(shù)據(jù)轉換為密文數(shù)據(jù)，使得未經授權的用戶無法獲取數(shù)據(jù)內容。數(shù)據(jù)加密定義常見的數(shù)據(jù)加密方法包括對稱加密和公鑰加密。對稱加密使用相同的密鑰進行加密和解密，公鑰加密使用不同的密鑰進行加密和解密。數(shù)據(jù)加密方法入侵防御系統(tǒng)入侵防御系統(tǒng)（IPS）是一種常見的入侵防御技術，可以實時檢測和過濾惡意流量和攻擊行為，保護目標系統(tǒng)免受攻擊。入侵