【大學(xué)課件】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述歡迎來(lái)到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程。本課程將帶您深入了解網(wǎng)絡(luò)世界的核心概念、架構(gòu)和技術(shù)。我們將探討從物理層到應(yīng)用層的各個(gè)方面，包括協(xié)議、設(shè)備和安全性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念和分類概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)的計(jì)算設(shè)備系統(tǒng)，用于共享資源和信息。局域網(wǎng)(LAN)覆蓋小范圍區(qū)域，如辦公室或校園。廣域網(wǎng)(WAN)跨越大地理區(qū)域，連接多個(gè)局域網(wǎng)。城域網(wǎng)(MAN)覆蓋整個(gè)城市或大型校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1應(yīng)用層提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)2傳輸層確保數(shù)據(jù)可靠傳輸3網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包路由4數(shù)據(jù)鏈路層處理相鄰節(jié)點(diǎn)間通信5物理層傳輸比特流物理層功能負(fù)責(zé)比特流的傳輸，定義電氣和物理規(guī)范。傳輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜、光纖等。設(shè)備中繼器、集線器等用于信號(hào)放大和傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層幀定界確定數(shù)據(jù)幀的開(kāi)始和結(jié)束。尋址識(shí)別源和目標(biāo)設(shè)備的物理地址。差錯(cuò)控制檢測(cè)和糾正傳輸錯(cuò)誤。流量控制調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸速率，防止接收方緩沖區(qū)溢出。網(wǎng)絡(luò)層尋址使用IP地址標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。路由選擇最佳路徑傳送數(shù)據(jù)包。轉(zhuǎn)發(fā)將數(shù)據(jù)包從一個(gè)接口傳送到另一個(gè)接口。分片與重組處理大數(shù)據(jù)包的分割和重組。傳輸層可靠傳輸TCP協(xié)議確保數(shù)據(jù)完整性和順序?？焖賯鬏擴(kuò)DP協(xié)議提供無(wú)連接的快速數(shù)據(jù)傳輸。端口管理使用端口號(hào)識(shí)別應(yīng)用程序。應(yīng)用層應(yīng)用層提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如電子郵件、網(wǎng)頁(yè)瀏覽、文件傳輸、即時(shí)通訊和在線游戲等。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)1定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是設(shè)備間通信的規(guī)則集。2功能協(xié)議規(guī)定數(shù)據(jù)格式、傳輸順序、錯(cuò)誤處理等。3標(biāo)準(zhǔn)化由IEEE、IETF等組織制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。4實(shí)現(xiàn)通過(guò)軟件和硬件實(shí)現(xiàn)協(xié)議功能。TCP/IP協(xié)議簇1應(yīng)用層HTTP,FTP,SMTP等2傳輸層TCP,UDP3網(wǎng)絡(luò)層IP,ICMP,ARP4網(wǎng)絡(luò)接口層以太網(wǎng),Wi-Fi等OSI參考模型7應(yīng)用層為應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。5會(huì)話層建立、管理和終止會(huì)話。3網(wǎng)絡(luò)層處理數(shù)據(jù)包的路由。1物理層傳輸原始比特流。網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備網(wǎng)卡連接計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)備。集線器簡(jiǎn)單的多端口中繼器。交換機(jī)智能數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。路由器連接不同網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行路由選擇。交換機(jī)和路由器交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，根據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。提高局域網(wǎng)效率。路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)IP地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。連接不同網(wǎng)絡(luò)，選擇最佳路徑。集線器和網(wǎng)橋集線器工作在物理層，簡(jiǎn)單復(fù)制和廣播信號(hào)。網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，可以過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。效率網(wǎng)橋比集線器更智能，能減少不必要的流量。應(yīng)用集線器用于小型網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)橋用于連接網(wǎng)段。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型設(shè)備連接到中央節(jié)點(diǎn)?？偩€型設(shè)備連接到單一傳輸線。環(huán)型設(shè)備形成閉環(huán)。網(wǎng)狀設(shè)備互相連接。星型拓?fù)鋬?yōu)點(diǎn)易于管理和故障排除高效的數(shù)據(jù)傳輸可擴(kuò)展性好缺點(diǎn)中央節(jié)點(diǎn)故障影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要更多的布線總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所有設(shè)備連接到單一傳輸線。傳輸數(shù)據(jù)在總線上廣播，目標(biāo)設(shè)備接收。優(yōu)點(diǎn)布線簡(jiǎn)單，易于安裝。缺點(diǎn)總線故障會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。環(huán)型拓?fù)?結(jié)構(gòu)特點(diǎn)每個(gè)設(shè)備連接到相鄰的兩個(gè)設(shè)備，形成閉環(huán)。2數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)單向傳輸，經(jīng)過(guò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)直到到達(dá)目的地。3優(yōu)勢(shì)所有設(shè)備地位平等，避免沖突。4劣勢(shì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)故障可能影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。樹(shù)型拓?fù)?根節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的中心點(diǎn)2中間節(jié)點(diǎn)連接子網(wǎng)絡(luò)3葉節(jié)點(diǎn)終端設(shè)備4特點(diǎn)層次化結(jié)構(gòu)，易于擴(kuò)展5應(yīng)用適用于大型組織網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)狀拓?fù)淙W(wǎng)狀每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與其他所有節(jié)點(diǎn)直接相連。部分網(wǎng)狀部分節(jié)點(diǎn)與多個(gè)其他節(jié)點(diǎn)相連。優(yōu)點(diǎn)高度冗余，可靠性強(qiáng)。缺點(diǎn)成本高，管理復(fù)雜。網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)有線接入DSL光纖電纜無(wú)線接入Wi-Fi4G/5G衛(wèi)星有線接入技術(shù)1DSL通過(guò)電話線傳輸數(shù)據(jù)，速度適中。2光纖使用光信號(hào)傳輸，速度快，帶寬大。3電纜通過(guò)有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。4以太網(wǎng)局域網(wǎng)中最常用的接入技術(shù)。無(wú)線接入技術(shù)Wi-Fi基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的局域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。5G第五代移動(dòng)通信技術(shù)，高速度、低延遲。衛(wèi)星通過(guò)衛(wèi)星通信提供全球覆蓋的網(wǎng)絡(luò)接入。局域網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)最常用的局域網(wǎng)技術(shù)，基于IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。Wi-Fi無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)，提供靈活的網(wǎng)絡(luò)接入。令牌環(huán)IBM開(kāi)發(fā)的環(huán)形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，使用令牌傳遞機(jī)制。FDDI光纖分布式數(shù)據(jù)接口，用于高速骨干網(wǎng)。廣域網(wǎng)技術(shù)幀中繼一種基于分組交換的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。ATM異步傳輸模式，支持多種服務(wù)類型。MPLS多協(xié)議標(biāo)簽交換，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。SDH/SONET光纖傳輸技術(shù)，用于高速骨干網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)1應(yīng)用層WWW,Email,DNS2傳輸層TCP,UDP3網(wǎng)絡(luò)層IP,ICMP,ARP4鏈路層以太網(wǎng),PPP5物理層各種傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)安全概述威脅類型病毒和惡意軟件黑客攻擊數(shù)據(jù)泄露防護(hù)措施防火墻加密技術(shù)身份認(rèn)證常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)攻擊方式DDoS攻擊分布式拒絕服務(wù)攻擊，耗盡目標(biāo)資源。釣魚攻擊欺騙用戶獲取敏感信息。惡意軟件病毒、木馬等破壞系統(tǒng)或竊取數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施1防火墻過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)流量，阻止未授權(quán)訪問(wèn)。2入侵檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，識(shí)別可疑行為。3加密技術(shù)保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)的安全。4身份認(rèn)證確保只有授權(quán)用戶能訪問(wèn)資源。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例分享網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育、醫(yī)療、智能家居