計算機網(wǎng)絡(luò)課件第1章概論

計算機網(wǎng)絡(luò)課件第1章概論演講人：日期：計算機網(wǎng)絡(luò)概述計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議局域網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全與管理計算機網(wǎng)絡(luò)概述01計算機網(wǎng)絡(luò)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(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)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)。定義計算機網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了從ARPANET、NSFNET到Internet的發(fā)展歷程，逐漸從單一的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)發(fā)展成為全球性的信息基礎(chǔ)設(shè)施。發(fā)展歷程計算機網(wǎng)絡(luò)的定義與發(fā)展組成計算機網(wǎng)絡(luò)由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩大部分組成。資源子網(wǎng)包括主機、終端、連網(wǎng)外設(shè)、各種軟件資源與信息資源；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(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)主要有星型、環(huán)型、總線型、樹型和網(wǎng)狀等。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、可靠性要求、網(wǎng)絡(luò)管理和維護的方便性等因素。計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)功能計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能包括數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布式處理、負載均衡等。這些功能使得計算機網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代社會中發(fā)揮著越來越重要的作用。應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括辦公自動化、電子商務(wù)、遠程教育、遠程醫(yī)療、智能制造等。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景將更加廣闊。計算機網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)02數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供比特流服務(wù)的基礎(chǔ)上，建立相鄰結(jié)點之間的數(shù)據(jù)鏈路，通過差錯控制提供數(shù)據(jù)幀在信道上無差錯的傳輸，并進行各電路上的動作系列。物理層提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需要的機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性。網(wǎng)絡(luò)層在網(wǎng)絡(luò)層實體間進行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，通過路由選擇算法為分組通過通信子網(wǎng)選擇最適當?shù)穆窂?。OSI參考模型提供建立、維護和拆除傳輸連接的功能，選擇網(wǎng)絡(luò)層提供最合適的服務(wù)，在系統(tǒng)之間提供可靠的透明的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層提供兩進程之間建立、維護和結(jié)束會話連接的功能，提供會話管理服務(wù)。會話層代表應(yīng)用進程協(xié)商數(shù)據(jù)表示，對應(yīng)用層數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換以保證應(yīng)用層數(shù)據(jù)在通信子網(wǎng)中的正確傳輸。表示層確定進程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶需要以及提供網(wǎng)絡(luò)與用戶應(yīng)用軟件之間的接口服務(wù)。應(yīng)用層OSI參考模型TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)接口層：負責接收IP數(shù)據(jù)報并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送之，或者從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽出IP數(shù)據(jù)報，交給IP層。網(wǎng)際層：負責相鄰計算機之間的通信。其功能包括三方面。一、處理來自傳輸層的分組發(fā)送請求，收到請求后，將分組裝入IP數(shù)據(jù)報，填充報頭，選擇去往信宿機的路徑，然后將數(shù)據(jù)報發(fā)往適當?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口。二、處理輸入數(shù)據(jù)報：首先檢查其合法性，然后進行尋徑--假如該數(shù)據(jù)報已到達信宿機，則去掉報頭，將剩下部分交給適當?shù)膫鬏攨f(xié)議；假如該數(shù)據(jù)報尚未到達信宿，則轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報。三、處理路徑、流控、擁塞等問題。傳輸層：提供應(yīng)用程序間的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠傳輸。為實現(xiàn)后者，傳輸層協(xié)議規(guī)定接收端必須發(fā)回確認，并且假如分組丟失，必須重新發(fā)送。應(yīng)用層：向用戶提供一組常用的應(yīng)用程序，比如電子郵件、文件傳輸訪問、遠程登錄等。遠程登錄TELNET使用TELNET協(xié)議提供在網(wǎng)絡(luò)其它主機上注冊的接口。TELNET會話提供了基于字符的虛擬終端。文件傳輸訪問FTP使用FTP協(xié)議來提供網(wǎng)絡(luò)內(nèi)機器間的文件拷貝功能。兩種模型的比較與分析共同點兩個協(xié)議都分層；OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層與TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)層的功能幾乎相同；以傳輸層為界，其上層都依賴傳輸層提供端到端與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境無關(guān)的傳輸服務(wù)。不同點TCP/IP沒有對網(wǎng)絡(luò)接口層進行細分；OSI先有分層模型，后有協(xié)議規(guī)范；OSI對服務(wù)和協(xié)議做了明確的區(qū)別，而TCP/IP沒有充分明確區(qū)分服務(wù)和協(xié)議。數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)03數(shù)據(jù)通信是指在不同計算機或終端之間，以二進制形式進行信息交換和傳輸?shù)倪^程。數(shù)據(jù)通信定義數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)通信的目的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通常由數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備、傳輸介質(zhì)、數(shù)據(jù)接收設(shè)備和數(shù)據(jù)宿五個部分組成。數(shù)據(jù)通信的主要目的是實現(xiàn)信息的有效傳輸和共享，以滿足各種應(yīng)用需求。030201數(shù)據(jù)通信的基本概念并行傳輸與串行傳輸并行傳輸是同時傳輸多個比特，而串行傳輸是逐位傳輸比特。并行傳輸速度快，但成本高且易受干擾；串行傳輸速度慢，但成本低且抗干擾能力強。同步傳輸與異步傳輸同步傳輸以固定的時鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)，而異步傳輸則以字符為單位進行發(fā)送，每個字符前有一個起始位，后有一個或多個停止位。同步傳輸效率高，但要求發(fā)送方和接收方時鐘嚴格同步；異步傳輸效率較低，但適應(yīng)性強，可靠性高。單工、半雙工和全雙工通信單工通信只允許數(shù)據(jù)在一個方向上傳輸；半雙工通信允許數(shù)據(jù)在兩個方向上傳輸，但不能同時進行；全雙工通信允許數(shù)據(jù)在兩個方向上同時傳輸。數(shù)據(jù)傳輸方式及特點數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼包括非歸零編碼（NRZ）、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼等。這些編碼方式主要用于計算機內(nèi)部或近距離數(shù)字設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號調(diào)制包括振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）等。這些調(diào)制方式主要用于遠距離數(shù)字設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，通過模擬信號在模擬信道上實現(xiàn)數(shù)字信號的傳輸。模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼包括脈沖編碼調(diào)制（PCM）、增量調(diào)制（DM）和線性預(yù)測編碼（LPC）等。這些編碼方式主要用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行處理和傳輸。數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議04路由器是連接不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的核心設(shè)備，它根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的信息進行路由選擇，將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)。路由器（Router）交換機是局域網(wǎng)中的主要設(shè)備，用于在設(shè)備之間建立數(shù)據(jù)鏈路，并根據(jù)MAC地址進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。交換機（Switch）服務(wù)器指的是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為客戶機提供某種服務(wù)的專用計算機，服務(wù)器安裝有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和各種服務(wù)器應(yīng)用系統(tǒng)軟件的計算機.服務(wù)器具有高速CPU運算能力、長時間可靠運行、強大I/O外部數(shù)據(jù)吞吐能力以及更好的擴展性.服務(wù)器（Server）局域網(wǎng)技術(shù)050102局域網(wǎng)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)，通常覆蓋一個建筑物、校園或企業(yè)園區(qū)等有限地理區(qū)域。地理范圍有限通常限制在幾公里以內(nèi)。高數(shù)據(jù)傳輸速率局域網(wǎng)內(nèi)計算機之間通信速率較高，通常以Mbps或Gbps為單位。低誤碼率由于傳輸距離短，信號衰減和干擾較小，因此誤碼率較低。易于管理和維護相對于廣域網(wǎng)而言，局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)更簡單，更易于管理和維護。030405局域網(wǎng)的基本概念與特點以中央節(jié)點為中心，其他節(jié)點通過點到點鏈路與中央節(jié)點相連。優(yōu)點是易于擴展和管理，缺點是中央節(jié)點故障會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。節(jié)點通過點到點鏈路連接成閉合環(huán)路。優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸方向單一，缺點是環(huán)路中任何一處故障都會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)與傳輸介質(zhì)環(huán)型拓撲星型拓撲所有節(jié)點共享一條傳輸介質(zhì)，通過分支器連接到總線上。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低，缺點是故障診斷和隔離較困難。總線型拓撲節(jié)點之間通過多條鏈路互聯(lián)，形成復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。優(yōu)點是可靠性高、容錯能力強，缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。網(wǎng)狀拓撲局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)與傳輸介質(zhì)由兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線絞合而成，可分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）。雙絞線成本低、易于安裝，但傳輸距離和數(shù)據(jù)速率有限。雙絞線由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣層、外導(dǎo)體和護套組成，具有較高的帶寬和較好的抗干擾能力，但成本較高、安裝維護較困難。同軸電纜以光波為傳輸載體，通過光纖進行數(shù)據(jù)傳輸。光纖具有傳輸距離遠、數(shù)據(jù)速率高、抗干擾能力強等優(yōu)點，但成本較高、連接較復(fù)雜。光纖局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)與傳輸介質(zhì)以太網(wǎng)（Ethernet）以太網(wǎng)是一種基于CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測）協(xié)議的局域網(wǎng)技術(shù)，具有簡單、可靠、低成本等優(yōu)點。以太網(wǎng)已成為局域網(wǎng)的主流技術(shù)，廣泛應(yīng)用于企業(yè)、學校等場所。無線局域網(wǎng)（WLAN）無線局域網(wǎng)利用無線通信技術(shù)實現(xiàn)計算機之間的通信，具有靈活性強、移動性好等優(yōu)點。無線局域網(wǎng)已成為家庭和辦公環(huán)境的重要組成部分。局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用實例VS企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通常采用以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建局域網(wǎng)，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部計算機之間的通信和數(shù)據(jù)共享。企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)可以提高工作效率、降低成本、加強信息安全等。智能家居網(wǎng)絡(luò)智能家居網(wǎng)絡(luò)利用無線局域網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)家庭內(nèi)部各種智能設(shè)備的互聯(lián)互通，為用戶提供更加便捷、舒適和智能化的家居生活體驗。例如，通過手機APP遠程控制家電開關(guān)、調(diào)節(jié)燈光亮度等。企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用實例網(wǎng)絡(luò)安全與管理06網(wǎng)絡(luò)安全是指通過采用各種技術(shù)和管理措施，保護計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問、攻擊、破壞或篡改，確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的機密性、完整性和可用性。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和信息化程度的提高，網(wǎng)絡(luò)安全問題日益突出。網(wǎng)絡(luò)攻擊事件頻繁發(fā)生，給個人、企業(yè)和國家?guī)砹司薮蟮慕?jīng)濟損失和安全隱患。因此，加強網(wǎng)絡(luò)安全保護，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抗攻擊能力和防御水平，對于維護國家安全、社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。網(wǎng)絡(luò)安全的概念網(wǎng)絡(luò)安全的重要性網(wǎng)絡(luò)安全的概念與重要性常見網(wǎng)絡(luò)安全威脅及防范措施網(wǎng)絡(luò)攻擊手段不斷翻新，常見的網(wǎng)絡(luò)安全威脅包括病毒、蠕蟲、木馬、惡意軟件、釣魚網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)釣魚、DDoS攻擊等。這些威脅可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露、系統(tǒng)癱瘓、網(wǎng)絡(luò)擁堵等嚴重后果。常見網(wǎng)絡(luò)安全威脅為了應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)安全威脅，需要采取一系列防范措施。例如，安裝殺毒軟件和防火墻，定期更新操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序補丁，限制不必要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和端口開放，加強用戶身份認證和訪問控制，實施數(shù)據(jù)加密和備份等。防范措施網(wǎng)絡(luò)管理的概念：網(wǎng)絡(luò)管理是指對計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行規(guī)劃、設(shè)計、配置、監(jiān)控和維護等一系列活動的總稱。網(wǎng)絡(luò)管理的目標是確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運行，提高網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性，降低網(wǎng)絡(luò)運營成本。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。其中，故障管理負責檢測和定位網(wǎng)絡(luò)故障，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；配置管理負責網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置和參數(shù)設(shè)置；性能