(2024年)《計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課件

《計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課件12024/3/26計算機網(wǎng)絡(luò)概述網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)contents目錄22024/3/2601計算機網(wǎng)絡(luò)概述32024/3/26定義計算機網(wǎng)絡(luò)是由多臺地理上分散的、具有獨立功能的計算機通過通信設(shè)備和線路連接起來，在相應軟件支持下實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)。發(fā)展歷程從20世紀60年代的ARPANET到如今的Internet，計算機網(wǎng)絡(luò)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。計算機網(wǎng)絡(luò)的定義與發(fā)展42024/3/26計算機網(wǎng)絡(luò)具有數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布式處理、負載均衡等功能，可以提高計算機系統(tǒng)的效率和可靠性。功能計算機網(wǎng)絡(luò)已廣泛應用于各個領(lǐng)域，如辦公自動化、電子商務、在線教育、遠程醫(yī)療等，改變了人們的生活方式和工作方式。應用計算機網(wǎng)絡(luò)的功能與應用52024/3/26根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，計算機網(wǎng)絡(luò)可分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）；根據(jù)傳輸介質(zhì)，可分為有線網(wǎng)和無線網(wǎng)。計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)主要有星型、環(huán)型、總線型、樹型和網(wǎng)狀型等。不同的拓撲結(jié)構(gòu)具有不同的特點和適用場景。計算機網(wǎng)絡(luò)的分類與拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)分類62024/3/2602網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)72024/3/2603網(wǎng)絡(luò)層負責將分組從源端傳到目的端，提供路由選擇和流量控制功能。01物理層負責傳輸比特流，提供機械、電氣、功能和規(guī)程等特性的接口。02數(shù)據(jù)鏈路層負責將比特流組合成幀，以及幀的發(fā)送和接收。OSI參考模型82024/3/26提供端到端的通信服務，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。傳輸層負責建立、管理和終止會話。會話層負責數(shù)據(jù)的表示、轉(zhuǎn)換和加密。表示層提供網(wǎng)絡(luò)應用服務，如電子郵件、文件傳輸和遠程登錄等。應用層OSI參考模型92024/3/26對應于OSI的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，負責數(shù)據(jù)的傳輸和接收。網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層傳輸層應用層對應于OSI的網(wǎng)絡(luò)層，提供路由選擇和流量控制功能。提供端到端的通信服務，使用TCP或UDP協(xié)議。提供網(wǎng)絡(luò)應用服務，如HTTP、SMTP、FTP等。TCP/IP協(xié)議族102024/3/26IEEE802.1橋接和網(wǎng)絡(luò)管理相關(guān)標準。IEEE802.2一般數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯鏈路控制（LLC）。IEEE802.3以太網(wǎng)的標準。IEEE802標準系列112024/3/26標記總線標準。IEEE802.4標記環(huán)標準。IEEE802.5城域網(wǎng)（MAN）標準。IEEE802.6IEEE802標準系列122024/3/26IEEE802.7寬帶技術(shù)的指南。IEEE802.9語音和數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)（IVLAN）接口標準。IEEE802.8光纖技術(shù)的指南。IEEE802標準系列132024/3/26局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的安全性標準。IEEE802.10無線局域網(wǎng)（WLAN）標準。IEEE802.11需求優(yōu)先級（100BaseVG）。IEEE802.12IEEE802標準系列142024/3/26IEEE802.16寬帶無線接入（BWA）標準，也稱為WiMAX。IEEE802.17彈性分組環(huán)（RPR）標準。IEEE802.15無線個人局域網(wǎng)（WPAN）標準，包括藍牙（Bluetooth）和ZigBee等標準。IEEE802標準系列152024/3/26無線局域網(wǎng)的無線電監(jiān)管技術(shù)指導委員會。IEEE802.18無線共存技術(shù)標準。IEEE802.19移動寬帶無線接入（MBWA）標準。IEEE802.20媒體獨立的握手（MIH）標準，支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的移動性。IEEE802.21IEEE802標準系列162024/3/2603局域網(wǎng)技術(shù)172024/3/26

局域網(wǎng)概述定義局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是一種在小范圍內(nèi)實現(xiàn)計算機之間通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通常覆蓋一個建筑物、校園或企業(yè)園區(qū)。特點高數(shù)據(jù)傳輸速率、低誤碼率、短距離通信。組成局域網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)硬件（如服務器、工作站、網(wǎng)卡、傳輸介質(zhì)等）和網(wǎng)絡(luò)軟件（如網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、協(xié)議軟件等）組成。182024/3/26標準以太網(wǎng)遵循IEEE802.3標準，定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層規(guī)范。發(fā)展歷程從最初的10Mbps速率，發(fā)展到100Mbps、1Gbps，甚至10Gbps和更高的速率。工作原理以太網(wǎng)采用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測）機制，實現(xiàn)計算機之間的通信。當計算機要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先監(jiān)聽信道是否空閑，如果空閑則發(fā)送數(shù)據(jù)；如果信道忙，則等待一段時間后再嘗試發(fā)送。以太網(wǎng)技術(shù)192024/3/26標準無線局域網(wǎng)遵循IEEE802.11標準，定義了物理層和MAC子層的規(guī)范。目前常用的標準有802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。工作原理無線局域網(wǎng)通過無線接入點（AccessPoint，AP）與計算機進行通信。計算機通過無線網(wǎng)卡連接到AP，并通過AP訪問網(wǎng)絡(luò)資源。無線局域網(wǎng)支持多種加密和安全認證方式，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。無線局域網(wǎng)技術(shù)202024/3/2604廣域網(wǎng)技術(shù)212024/3/26123連接不同地區(qū)、城市和國家的大規(guī)模計算機網(wǎng)絡(luò)，提供跨地域的數(shù)據(jù)通信服務。廣域網(wǎng)的定義覆蓋范圍廣，傳輸距離長，涉及多種傳輸技術(shù)和協(xié)議。廣域網(wǎng)的特點企業(yè)網(wǎng)、政府網(wǎng)、教育網(wǎng)等跨地域的網(wǎng)絡(luò)應用。廣域網(wǎng)的應用廣域網(wǎng)概述222024/3/26異步傳輸模式（ATM）是一種面向單元的、面向連接的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，適用于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)。ATM的基本概念ATM協(xié)議分為物理層、ATM層、ATM適配層三層，提供高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務。ATM的協(xié)議結(jié)構(gòu)支持多種業(yè)務類型，如語音、視頻和數(shù)據(jù)等；提供QoS保證，適用于多媒體應用；具有高速傳輸和交換能力。ATM的特點ATM技術(shù)232024/3/26幀中繼的基本概念01幀中繼（FrameRelay）是一種簡化的X.25廣域網(wǎng)協(xié)議，以幀為單位進行數(shù)據(jù)傳輸。幀中繼的協(xié)議結(jié)構(gòu)02幀中繼協(xié)議分為物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層，提供高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務。幀中繼的特點03簡化了X.25協(xié)議的復雜性，提高了傳輸效率；提供PVC和SVC兩種虛電路服務，適用于不同的應用場景；具有高速傳輸和交換能力，適用于大數(shù)據(jù)量傳輸。幀中繼技術(shù)242024/3/2605網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)252024/3/26網(wǎng)絡(luò)互連是指將不同的網(wǎng)絡(luò)通過特定的設(shè)備連接起來，形成一個更大的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享和數(shù)據(jù)的傳輸。網(wǎng)絡(luò)互連的概念網(wǎng)絡(luò)互連可分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應用層五個層次，不同層次的互連設(shè)備和技術(shù)也有所不同。網(wǎng)絡(luò)互連的層次網(wǎng)絡(luò)互連可以擴大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，提高網(wǎng)絡(luò)的可用性和可靠性，促進不同網(wǎng)絡(luò)之間的信息交流和數(shù)據(jù)共享。網(wǎng)絡(luò)互連的意義網(wǎng)絡(luò)互連概述262024/3/26IP地址是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址的簡稱，用于標識網(wǎng)絡(luò)中的主機或設(shè)備。每個主機或設(shè)備都有一個唯一的IP地址，以便在網(wǎng)絡(luò)中進行通信。IP地址可分為IPv4和IPv6兩種版本。IPv4地址由32位二進制數(shù)表示，分為A、B、C、D、E五類；IPv6地址由128位二進制數(shù)表示，解決了IPv4地址枯竭的問題。子網(wǎng)劃分是將一個大的網(wǎng)絡(luò)劃分為多個小的子網(wǎng)，每個子網(wǎng)具有相同的網(wǎng)絡(luò)地址和不同的主機地址。子網(wǎng)劃分可以提高網(wǎng)絡(luò)的管理效率和安全性，減少廣播風暴的影響。常見的子網(wǎng)劃分方法有固定子網(wǎng)劃分和可變長子網(wǎng)掩碼（VLSM）劃分。IP地址的概念I(lǐng)P地址的分類子網(wǎng)劃分的方法IP地址與子網(wǎng)劃分272024/3/26路由器的概念路由器是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于連接不同的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸和路由選擇。路由器具有多個網(wǎng)絡(luò)接口，可以根據(jù)不同的路由協(xié)議和算法選擇最佳路徑進行數(shù)據(jù)傳輸。路由選擇協(xié)議的分類路由選擇協(xié)議可分為靜態(tài)路由協(xié)議和動態(tài)路由協(xié)議兩種。靜態(tài)路由協(xié)議需要手動配置路由表，適用于小型網(wǎng)絡(luò)；動態(tài)路由協(xié)議可以自動學習和更新路由表，適用于大型復雜網(wǎng)絡(luò)。常見的動態(tài)路由協(xié)議有RIP、OSPF、BGP等。路由器的工作原理路由器的工作原理包括路由表的建立、路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)三個過程。路由器通過不同的路由協(xié)議和算法建立路由表，根據(jù)目的IP地址選擇最佳路徑進行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信。路由器與路由選擇協(xié)議282024/3/2606網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)292024/3/26網(wǎng)絡(luò)管理概述網(wǎng)絡(luò)管理是指通過一系列技術(shù)手段和工具，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應用進行監(jiān)視、控制、配置和故障排除，以確保網(wǎng)絡(luò)的正常運行和高效性能。網(wǎng)絡(luò)管理的目標網(wǎng)絡(luò)管理的目標是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可用性、可靠性、安全性和經(jīng)濟性，同時提供靈活性和可擴展性，以滿足不斷變化的業(yè)務需求。網(wǎng)絡(luò)管理的功能網(wǎng)絡(luò)管理的主要功能包括故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和計費管理等。網(wǎng)絡(luò)管理的定義302024/3/26010203SNMP協(xié)議SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol，簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）是一種應用層協(xié)議，用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的管理信息交換。SNMP協(xié)議定義了管理信息結(jié)構(gòu)、管理信息庫（MIB）和管理信息傳輸?shù)确矫娴囊?guī)范。MIB庫MIB（ManagementInformationBase，管理信息庫）是一個虛擬的數(shù)據(jù)庫，用于存儲網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理信息。MIB庫中的每個條目都對應一個被管對象，描述了該對象的屬性、狀態(tài)和行為等信息。SNMP與MIB的關(guān)系SNMP協(xié)議使用MIB庫中的信息來識別和管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。MIB庫為SNMP提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和命名規(guī)范，使得不同廠商的設(shè)備可以通過SNMP協(xié)議進行互操作和管理。SNMP協(xié)議與MIB庫312024/3/26網(wǎng)絡(luò)故障的分類網(wǎng)絡(luò)故障可以分為物理層故障、數(shù)據(jù)鏈路層故障、網(wǎng)絡(luò)層故障、傳輸層故障和應用層故障等。網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法網(wǎng)絡(luò)故障診斷的方法包括觀察法、測試法、替換法、配置檢查法和經(jīng)驗判斷法等。這些方法可以幫助管理員快速定位故障原因并采取相應的措施進行修復。網(wǎng)絡(luò)故障排除步驟網(wǎng)絡(luò)故障排除的步驟通常包括收集信息、分析現(xiàn)象、定位故障點、修復故障和驗證修復結(jié)果等。在排除過程中，管理員需要靈活運用各種診斷方法和工具，以便快速準確地解決問題。網(wǎng)絡(luò)故障診斷與排除方法322024/3/2607網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)332024/3/26網(wǎng)絡(luò)安全的定義隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全問題日益突出，已成為影響國家安全、社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展的重大問題。網(wǎng)絡(luò)安全的重要性網(wǎng)絡(luò)安全威脅包括黑客攻擊、病毒傳播、網(wǎng)絡(luò)釣魚、拒絕服務攻擊等。指通過采用各種技術(shù)和管理措施，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運行，從而確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可用性、完整性和保密性。網(wǎng)絡(luò)安全概述342024/3/26防火墻的定義指設(shè)置在不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)安全域之間的一系列部件的組合。它是不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)安全域之間信息的唯一出入口，能根據(jù)企業(yè)的安全政策控制出入網(wǎng)絡(luò)的信息流，且本身具有較強的抗攻擊能力。防火墻的分類根據(jù)技術(shù)原理，防火墻可分為包過濾防火墻、代理服務器防火墻和狀態(tài)檢測防火墻等。防火墻的部署防火墻可部署在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間，也可部署在企業(yè)內(nèi)部不同部門或不同安全等級的網(wǎng)絡(luò)之間。防火墻技