計算機網(wǎng)絡與Internet技術(shù)

計算機網(wǎng)絡與Internet技術(shù)計算機網(wǎng)絡概述Internet技術(shù)基礎(chǔ)計算機網(wǎng)絡硬件設(shè)備計算機網(wǎng)絡軟件技術(shù)計算機網(wǎng)絡的安全技術(shù)Internet的應用技術(shù)計算機網(wǎng)絡概述01計算機網(wǎng)絡是由多臺自主工作的計算機通過通信設(shè)備和線路連接起來，在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡管理軟件及網(wǎng)絡通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計算機系統(tǒng)。定義從20世紀60年代的ARPANET開始，經(jīng)歷了從局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)、從低速到高速、從單一數(shù)據(jù)通信到多媒體通信的發(fā)展歷程。發(fā)展歷程計算機網(wǎng)絡的定義與發(fā)展組成計算機網(wǎng)絡由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩部分組成。資源子網(wǎng)包括主機、終端、外設(shè)、軟件與信息資源等；通信子網(wǎng)由通信控制處理機、通信線路與其他通信設(shè)備組成。結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)主要有星型、環(huán)型、總線型、樹型和網(wǎng)狀等。計算機網(wǎng)絡的組成與結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡具有數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布式處理、負載均衡等功能。功能計算機網(wǎng)絡已廣泛應用于各個領(lǐng)域，如辦公自動化、電子商務、遠程教育、遠程醫(yī)療、智能制造等。應用計算機網(wǎng)絡的功能與應用Internet技術(shù)基礎(chǔ)02ARPANET的誕生20世紀60年代，美國國防部高級研究計劃局（ARPA）創(chuàng)建了ARPANET，這是Internet的前身，用于實現(xiàn)計算機之間的遠程通信。20世紀70年代，TCP/IP協(xié)議被開發(fā)出來，成為Internet的基礎(chǔ)通信協(xié)議。20世紀80年代，美國國家科學基金會（NSF）建立了NSFNET，用于連接美國各大學和研究機構(gòu)的計算機網(wǎng)絡，推動了Internet的快速發(fā)展。20世紀90年代，Internet開始商業(yè)化，并逐漸向全球擴展，成為當今世界上最大的計算機網(wǎng)絡。TCP/IP協(xié)議的出現(xiàn)NSFNET的建立商業(yè)化與全球化Internet的起源與發(fā)展包括各種終端設(shè)備（如計算機、手機等）和應用程序，是用戶與Internet交互的界面。網(wǎng)絡邊緣將網(wǎng)絡邊緣的設(shè)備連接到Internet核心網(wǎng)絡的各種網(wǎng)絡，如DSL、電纜、光纖等寬帶接入網(wǎng)絡以及移動蜂窩網(wǎng)絡等。接入網(wǎng)絡由高速路由器和光纖等傳輸介質(zhì)組成的網(wǎng)絡，負責在Internet中傳輸數(shù)據(jù)。核心網(wǎng)絡提供云計算、存儲和內(nèi)容分發(fā)等服務的集中式設(shè)施，是Internet的重要組成部分。數(shù)據(jù)中心Internet的體系結(jié)構(gòu)TCP/IP協(xié)議簇包括TCP（傳輸控制協(xié)議）和IP（網(wǎng)際協(xié)議），是Internet的基礎(chǔ)通信協(xié)議。TCP負責提供可靠的、面向連接的傳輸服務，而IP負責在網(wǎng)絡中路由和傳輸數(shù)據(jù)。超文本傳輸協(xié)議（HTTP）是Web應用的基礎(chǔ)，用于在Web服務器和客戶端之間傳輸數(shù)據(jù)。域名系統(tǒng)（DNS）協(xié)議用于將用戶可讀的域名轉(zhuǎn)換為計算機可讀的IP地址。簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）、郵局協(xié)議（POP）和Internet郵件訪問協(xié)議（IMAP）是用于電子郵件傳輸和訪問的協(xié)議。HTTP協(xié)議DNS協(xié)議SMTP、POP和IMAP協(xié)議Internet的協(xié)議簇計算機網(wǎng)絡硬件設(shè)備03網(wǎng)卡的功能01網(wǎng)卡是計算機與網(wǎng)絡之間的接口，負責將計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡可以傳輸?shù)母袷?，以及將網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計算機可以處理的格式。網(wǎng)卡的類型02根據(jù)傳輸速率、接口類型和總線類型等不同標準，網(wǎng)卡可分為多種類型，如以太網(wǎng)卡、無線網(wǎng)卡、PCI網(wǎng)卡、USB網(wǎng)卡等。網(wǎng)卡的工作原理03網(wǎng)卡通過接口與計算機總線相連，接收并處理來自計算機的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線發(fā)送到網(wǎng)絡中。同時，網(wǎng)卡也接收來自網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為計算機可以處理的格式。網(wǎng)卡集線器的功能集線器是一種多端口的中繼器，它可以將多個網(wǎng)絡設(shè)備連接在一起，形成一個局域網(wǎng)。集線器的主要功能是對接收到的信號進行整形放大，以擴大網(wǎng)絡的傳輸距離，同時把所有節(jié)點集中在以它為中心的節(jié)點上。集線器的類型根據(jù)端口數(shù)量、傳輸速率和接口類型等不同標準，集線器可分為多種類型，如以太網(wǎng)集線器、快速以太網(wǎng)集線器、千兆以太網(wǎng)集線器等。集線器的工作原理集線器采用廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)，即當某個端口接收到數(shù)據(jù)時，它會將數(shù)據(jù)發(fā)送到除了發(fā)送端口之外的所有端口。因此，所有連接在集線器上的設(shè)備都可以接收到數(shù)據(jù)。集線器交換機的功能交換機是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡設(shè)備。它可以“學習”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達目的地址。交換機的類型根據(jù)應用層次、傳輸介質(zhì)和交換方式等不同標準，交換機可分為多種類型，如以太網(wǎng)交換機、快速以太網(wǎng)交換機、千兆以太網(wǎng)交換機等。交換機的工作原理交換機根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址和目的MAC地址來建立和維護一個MAC地址表。當交換機收到一個數(shù)據(jù)幀時，首先檢查該幀的源MAC地址是否在MAC地址表中，如果不存在，則將該地址添加到MAC地址表中；然后檢查該幀的目的MAC地址是否在MAC地址表中，如果存在，則將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應的端口；如果不存在，則向所有端口廣播該幀。交換機路由器是連接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備，它會根據(jù)信道的情況自動選擇和設(shè)定路由，以最佳路徑，按前后順序發(fā)送信號。路由器具有判斷網(wǎng)絡地址和選擇IP路徑的功能，它能在多網(wǎng)絡互聯(lián)環(huán)境中，建立靈活的連接。根據(jù)性能檔次、結(jié)構(gòu)、應用范圍和接口等不同標準，路由器可分為多種類型，如接入路由器、企業(yè)級路由器、骨干級路由器等。路由器工作在OSI模型的網(wǎng)絡層，主要作用是為數(shù)據(jù)包選擇最佳路由路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)。當路由器接收到一個數(shù)據(jù)包時，首先提取數(shù)據(jù)包中的目的IP地址；然后根據(jù)路由表查找該目的IP地址對應的下一跳地址或出口；最后將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到相應的端口。路由器的功能路由器的類型路由器的工作原理路由器計算機網(wǎng)絡軟件技術(shù)04微軟開發(fā)的服務器操作系統(tǒng)，提供了一套完整的網(wǎng)絡服務功能，如DNS、DHCP、文件共享等。WindowsServer開源的類Unix操作系統(tǒng)，具有強大的網(wǎng)絡功能，支持各種網(wǎng)絡服務，如Apache、Nginx等。Linux蘋果公司開發(fā)的服務器操作系統(tǒng)，提供了一套完整的網(wǎng)絡服務解決方案，如郵件、日歷、聯(lián)系人等。macOSServer網(wǎng)絡操作系統(tǒng)

網(wǎng)絡協(xié)議軟件TCP/IP協(xié)議棧傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議，是Internet的基礎(chǔ)協(xié)議，提供了一套可靠的、面向連接的、基于字節(jié)流的傳輸服務。HTTP協(xié)議超文本傳輸協(xié)議，是Web的基礎(chǔ)協(xié)議，用于從服務器傳輸超文本到本地瀏覽器。SMTP協(xié)議簡單郵件傳輸協(xié)議，用于在Internet上傳輸電子郵件。03PRTGPaessler開發(fā)的網(wǎng)絡流量監(jiān)控軟件，可以實時監(jiān)控網(wǎng)絡設(shè)備的流量、帶寬和性能。01MicrosoftSystemCenter微軟開發(fā)的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，提供了一套完整的網(wǎng)絡管理解決方案，包括服務器管理、網(wǎng)絡設(shè)備管理、應用程序管理等。02Nagios開源的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，可以監(jiān)控網(wǎng)絡設(shè)備的狀態(tài)、性能和故障，提供報警和通知功能。網(wǎng)絡管理軟件計算機網(wǎng)絡的安全技術(shù)05網(wǎng)絡安全威脅網(wǎng)絡攻擊、計算機病毒、蠕蟲、特洛伊木馬、拒絕服務攻擊等。網(wǎng)絡安全定義網(wǎng)絡安全是指通過采用各種技術(shù)和管理措施，使網(wǎng)絡系統(tǒng)正常運行，從而確保網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的可用性、完整性和保密性。網(wǎng)絡安全策略包括訪問控制、加密、防火墻、入侵檢測、安全審計等。網(wǎng)絡安全概述防火墻是位于內(nèi)部網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡之間的網(wǎng)絡安全系統(tǒng)，它按照一定的安全策略來實施檢查，以決定網(wǎng)絡之間的通信是否被允許。防火墻定義包過濾防火墻、代理服務器防火墻和有狀態(tài)檢測防火墻。防火墻類型過濾進、出網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)；管理進、出網(wǎng)絡的訪問行為；封堵某些禁止的業(yè)務；記錄通過防火墻的信息內(nèi)容和活動；對網(wǎng)絡攻擊的檢測和告警。防火墻功能防火墻技術(shù)入侵檢測定義入侵檢測是指通過對計算機網(wǎng)絡或計算機系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵點收集信息并對其進行分析，從中發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡或系統(tǒng)中是否有違反安全策略的行為和被攻擊的跡象。入侵檢測分類基于主機的入侵檢測、基于網(wǎng)絡的入侵檢測和混合入侵檢測。入侵檢測功能監(jiān)視、分析用戶及系統(tǒng)活動；系統(tǒng)構(gòu)造和弱點的審計；識別反映已知進攻的活動模式并向相關(guān)人士報警；異常行為模式的統(tǒng)計分析；評估重要系統(tǒng)和數(shù)據(jù)文件的完整性；操作系統(tǒng)的審計跟蹤管理，并識別用戶違反安全策略的行為。入侵檢測技術(shù)數(shù)據(jù)加密是通過對信息的重新組合，使得只有收發(fā)雙方才能解碼并還原信息的一種手段。數(shù)據(jù)加密定義數(shù)據(jù)加密方法數(shù)據(jù)加密應用對稱加密（如AES）、非對稱加密（如RSA）和混合加密。文件加密、電子郵件加密、網(wǎng)絡通信加密等。030201數(shù)據(jù)加密技術(shù)Internet的應用技術(shù)06WWW的基本概念萬維網(wǎng)（WorldWideWeb，簡稱WWW）是Internet上的一種應用，它采用超文本和超媒體技術(shù)組織和管理信息，提供圖形化的用戶界面和豐富的信息資源。URL與HTTPURL（UniformResourceLocator）是統(tǒng)一資源定位符，用于標識Internet上資源的地址；HTTP（HypertextTransferProtocol）是超文本傳輸協(xié)議，用于在WWW上傳輸超文本。Web瀏覽器與Web服務器Web瀏覽器是客戶端軟件，用于瀏覽和獲取WWW上的信息；Web服務器是服務器端軟件，用于存儲和提供WWW上的信息。萬維網(wǎng)（WWW）電子郵件的基本概念電子郵件（ElectronicMail，簡稱E-mail）是一種通過Internet進行信息交換的通信方式，它采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式傳遞郵件，具有快速、高效、方便、廉價等特點。電子郵件的發(fā)送和接收過程包括郵件的編寫、發(fā)送、傳輸、接收、閱讀和回復等環(huán)節(jié)。SMTP（SimpleMailTransferProtocol）是簡單郵件傳輸協(xié)議，用于發(fā)送郵件；POP3（PostOfficeProtocol3）是郵局協(xié)議第三版，用于接收郵件；IMAP（InternetMailAccessProtocol）是因特網(wǎng)郵件訪問協(xié)議，用于郵件的獲取和管理。電子郵件的工作過程電子郵件協(xié)議電子郵件（E-mail）FTP的基本概念文件傳輸協(xié)議（FileTransferProtocol，簡稱FTP）是Internet上使用最廣泛的文件傳輸協(xié)議之一，它允許用戶在計算機之間傳輸文件。FTP的工作原理FTP采用客戶/服務器模式進行工作，客戶端和服務器之間通過TCP建立連接后進行文件傳輸。FTP的傳輸模式FTP有兩種傳輸模式，即ASCII模式和二進制模式。ASCII模式用于傳輸文本文件，二進制模式用于傳輸二進制文件。文件