大學計算機基礎教程(第四版)第六章網絡技術基礎

大學計算機基礎教程(第四版)第六章網絡技術基礎目錄網絡技術概述局域網技術廣域網技術網絡設備與服務網絡安全與管理策略總結與展望01網絡技術概述網絡定義與發(fā)展歷程網絡定義網絡是由若干節(jié)點和連接這些節(jié)點的鏈路構成，表示諸多對象及其相互聯系。發(fā)展歷程網絡技術經歷了從ARPANET到互聯網的發(fā)展過程，實現了從局域網到廣域網的演變?；ヂ摼W采用分層結構，包括物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層?；ヂ摼W的組成要素包括計算機、網絡設備、傳輸介質、通信協(xié)議和各類應用軟件?；ヂ摼W結構與組成要素組成要素互聯網結構網絡協(xié)議是計算機之間通信的規(guī)則和約定，包括TCP/IP、HTTP、SMTP等。網絡協(xié)議網絡標準是為了保證不同廠商生產的計算機和網絡設備能夠相互通信而制定的規(guī)范，如IEEE802系列標準、ISO/OSI參考模型等。標準網絡協(xié)議與標準02局域網技術局域網定義局域網（LocalAreaNetwork，LAN）是一種在小范圍內實現計算機之間通信的網絡，通常覆蓋一個建筑物、校園或企業(yè)園區(qū)等。通常限制在幾公里以內。數據傳輸速率較高，一般為10Mbps至10Gbps。由于傳輸距離短，信號衰減和干擾較小，誤碼率較低。網絡規(guī)模相對較小，管理和維護相對容易。地理范圍小低誤碼率易于管理和維護高速傳輸局域網基本概念及特點以太網技術原理以太網采用帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA/CD）協(xié)議，通過監(jiān)聽信道是否空閑來決定是否發(fā)送數據。當兩個節(jié)點同時發(fā)送數據時，會發(fā)生沖突，此時雙方都會停止發(fā)送，并等待一段隨機時間后重試。以太網技術應用以太網是目前應用最廣泛的局域網技術之一，被廣泛應用于企業(yè)、學校、政府機構等各個領域。常見的以太網標準有10Base-T、100Base-TX、1000Base-T等，分別對應不同的傳輸速率和傳輸介質。以太網技術原理及應用無線局域網概念無線局域網（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）是指采用無線通信技術構建的局域網，通過無線電波或紅外線等無線傳輸媒介進行數據傳輸。無線局域網標準目前主流的無線局域網標準是IEEE802.11系列標準，包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。這些標準在傳輸速率、傳輸距離、頻段使用等方面有所不同。無線局域網設備構建無線局域網需要相應的設備支持，包括無線網卡、無線路由器、無線接入點（AP）等。無線網卡用于提供計算機與無線網絡之間的接口；無線路由器和無線接入點則用于提供無線網絡的接入和數據轉發(fā)功能。無線局域網技術03廣域網技術廣域網（WideAreaNetwork，WAN）是一種覆蓋地理范圍廣泛的計算機網絡，通常跨越不同的城市、地區(qū)或國家。廣域網定義廣域網可以覆蓋數百公里甚至數千公里的范圍。覆蓋范圍廣由于廣域網覆蓋范圍廣，傳輸距離長，因此傳輸速率相對較低。傳輸速率低廣域網連接的設備和技術多種多樣，具有異構性。異構性廣域網基本概念及特點傳輸介質廣域網常用的傳輸介質包括光纖、微波、衛(wèi)星等。通信方式廣域網通信方式主要分為電路交換和分組交換兩種。電路交換方式類似于電話通信，需要在通信雙方之間建立一條專用的物理通路；而分組交換方式則將數據分成多個小組進行傳輸，每個小組獨立路由和轉發(fā)。傳輸介質與通信方式典型廣域網技術介紹ISDN（綜合業(yè)務數字網）：ISDN是一種數字電話網絡國際標準，可以提供端到端的數字連接和多種業(yè)務。它采用時分復用技術，支持語音、數據、圖像等多種業(yè)務的傳輸。ATM（異步傳輸模式）：ATM是一種面向連接的、快速分組交換技術，適用于多媒體數據傳輸和寬帶網絡應用。ATM信元長度固定為53字節(jié)，其中5字節(jié)為信頭，48字節(jié)為信息字段。FrameRelay（幀中繼）：幀中繼是一種簡化的X.25分組交換技術，去掉了許多復雜的功能和協(xié)議，只保留了最基本的數據鏈路層和物理層功能。它采用虛電路技術，支持突發(fā)數據傳輸和可變長度的數據幀。MPLS（多協(xié)議標簽交換）：MPLS是一種介于第二層（數據鏈路層）和第三層（網絡層）之間的交換技術，被稱為“2.5層”交換技術。它結合了電路交換和分組交換的優(yōu)點，具有高速、高效、靈活的特點。MPLS使用標簽進行路由選擇和數據轉發(fā)，可以支持多種協(xié)議和業(yè)務。04網絡設備與服務VS路由器是網絡層設備，根據網絡層地址（IP地址）進行路由選擇和數據轉發(fā)。它通過維護路由表來實現數據包的最佳路徑選擇。路由器配置方法路由器配置通常包括基本配置、接口配置、路由配置和安全配置等步驟。具體配置方法因不同廠商和型號而異，但一般都包括通過控制臺或遠程登錄方式進行配置，使用命令行或圖形界面進行參數設置等操作。路由器工作原理路由器工作原理及配置方法根據工作層次不同，交換機可分為二層交換機、三層交換機等。二層交換機工作在數據鏈路層，根據MAC地址進行轉發(fā)；三層交換機工作在網絡層，根據IP地址進行轉發(fā)。交換機的主要功能包括數據交換、VLAN劃分、端口安全、生成樹協(xié)議等。數據交換是交換機最基本的功能，通過MAC地址表實現數據幀的快速轉發(fā)。VLAN劃分可以將交換機端口劃分為不同的虛擬局域網，實現廣播域隔離和提高網絡安全性。端口安全可以控制端口上接入的設備數量，防止MAC地址欺騙等攻擊。生成樹協(xié)議可以避免網絡環(huán)路引起的廣播風暴問題。交換機類型交換機功能交換機類型和功能描述DNS、DHCP等網絡服務配置DNS（域名系統(tǒng)）是將域名解析為IP地址的服務。DNS服務配置包括安裝DNS服務器軟件、配置區(qū)域文件和反向解析文件、設置DNS客戶端等步驟。在配置過程中需要注意域名解析的準確性和效率。DNS服務配置DHCP（動態(tài)主機配置協(xié)議）是自動給網絡上的計算機分配IP地址的服務。DHCP服務配置包括安裝DHCP服務器軟件、配置作用域選項和保留地址、設置DHCP客戶端等步驟。通過DHCP服務可以簡化網絡管理，提高IP地址利用率。DHCP服務配置05網絡安全與管理策略常見的網絡安全威脅包括病毒、蠕蟲、木馬、惡意軟件、釣魚攻擊、SQL注入等。防范措施為了應對網絡安全威脅，需要采取一系列防范措施，如安裝殺毒軟件、定期更新操作系統(tǒng)和軟件補丁、限制不必要的網絡端口和服務、強化密碼策略、定期備份數據等。網絡安全威脅和防范措施防火墻原理防火墻是位于內部網絡和外部網絡之間的安全屏障，它按照預先設定的安全策略，對進出內部網絡的數據包進行檢查和控制，從而防止未經授權的訪問和攻擊。要點一要點二部署方法防火墻的部署方法包括包過濾防火墻、代理服務器防火墻和有狀態(tài)檢測防火墻等。其中，包過濾防火墻根據預先設定的規(guī)則，對進出網絡的數據包進行過濾；代理服務器防火墻通過代理服務方式，對應用層數據進行檢查和控制；有狀態(tài)檢測防火墻則結合了包過濾和代理服務器的優(yōu)點，能夠更準確地識別和防范網絡攻擊。防火墻原理及部署方法網絡管理工具網絡管理工具是用于監(jiān)視和控制網絡運行狀態(tài)的軟件或硬件設備，如網絡監(jiān)控系統(tǒng)、網絡性能分析儀、網絡故障診斷工具等。這些工具可以幫助網絡管理員及時發(fā)現并解決網絡故障，確保網絡的穩(wěn)定運行。網絡管理策略為了有效地管理網絡，需要制定一系列網絡管理策略，如網絡設備配置規(guī)范、網絡安全管理制度、網絡故障處理流程等。這些策略可以規(guī)范網絡管理員的操作行為，提高網絡管理的效率和安全性。同時，還需要定期對網絡管理策略進行評估和調整，以適應不斷變化的網絡環(huán)境。網絡管理工具和策略06總結與展望包括網絡的定義、分類、拓撲結構等基本概念。網絡基本概念闡述了TCP/IP協(xié)議族的結構和原理，以及常見的網絡協(xié)議和標準。網絡協(xié)議與標準介紹了常見的傳輸介質（如雙絞線、光纖等）和網絡設備（如交換機、路由器等）。傳輸介質與設備探討了網絡安全的重要性、常見的網絡攻擊手段及防御措施，以及網絡管理的基本概念和工具。網絡安全與管理01030204關鍵知識點回顧新興網絡技術趨勢探討云計算與虛擬化技術介紹了云計算的基本原理和架構，以及虛擬化技術