《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論》課件

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，也被稱為電腦網(wǎng)絡(luò)，是一組相互連接的計(jì)算設(shè)備，可以互相通信并共享資源，包括硬件和軟件。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，計(jì)算機(jī)用戶可以訪問各種資源，如互聯(lián)網(wǎng)、電子郵件、文件共享和遠(yuǎn)程計(jì)算。作者：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述11.互聯(lián)的計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信線路連接在一起的系統(tǒng)。22.資源共享網(wǎng)絡(luò)允許用戶共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)和信息。33.通信協(xié)作網(wǎng)絡(luò)使人們可以跨越地理距離進(jìn)行通信和協(xié)作。44.應(yīng)用廣泛網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，例如企業(yè)、教育、醫(yī)療、娛樂等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類按覆蓋范圍分類包括廣域網(wǎng)（WAN）、城域網(wǎng)（MAN）、局域網(wǎng)（LAN）和個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（PAN）。按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類包括總線型、星型、環(huán)型、樹型和網(wǎng)狀型等。按傳輸介質(zhì)分類包括有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分類包括TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、OSI網(wǎng)絡(luò)等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)渌性O(shè)備連接到中心節(jié)點(diǎn)，中心節(jié)點(diǎn)故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓?？偩€形拓?fù)渌性O(shè)備連接到一條公共總線上，數(shù)據(jù)在總線上廣播，容易發(fā)生沖突。環(huán)形拓?fù)湓O(shè)備以環(huán)形連接，數(shù)據(jù)沿環(huán)形傳播，一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)狀形拓?fù)涿總€(gè)設(shè)備都與其他設(shè)備直接相連，冗余連接提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)網(wǎng)絡(luò)接口卡是連接計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的橋梁。它將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)傳輸所需的信號(hào)，反之亦然。集線器集線器是最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它將多個(gè)設(shè)備連接在一起，并對(duì)所有連接的設(shè)備廣播數(shù)據(jù)。集線器不具備地址識(shí)別功能，無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾，因此安全性較低。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議定義了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間通信的規(guī)則和規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間可以互操作。數(shù)據(jù)格式協(xié)議定義了數(shù)據(jù)格式和傳輸方式，確保數(shù)據(jù)被正確地傳輸。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議定義了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和層次，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定和高效。OSI參考模型1應(yīng)用層提供用戶可用的服務(wù)2表示層數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換3會(huì)話層建立和維護(hù)連接4傳輸層提供端到端通信5網(wǎng)絡(luò)層提供邏輯地址6數(shù)據(jù)鏈路層提供物理地址7物理層傳輸比特流OSI模型將網(wǎng)絡(luò)分為七層，每層負(fù)責(zé)特定功能。該模型以分層方式定義了網(wǎng)絡(luò)通信的各個(gè)方面，為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化提供了框架。TCP/IP參考模型1應(yīng)用層提供用戶服務(wù)2傳輸層提供端到端可靠數(shù)據(jù)傳輸3網(wǎng)絡(luò)層提供邏輯地址和路由4網(wǎng)絡(luò)接口層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)幀的封裝和解封裝TCP/IP模型是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的核心模型，包含四個(gè)層次：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)接口層。物理層1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接物理層負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，如通過(guò)電纜、光纖或無(wú)線電波進(jìn)行連接。2信號(hào)的轉(zhuǎn)換將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為物理信號(hào)，例如電壓、電流或光脈沖。3數(shù)據(jù)格式定義數(shù)據(jù)在物理介質(zhì)上的傳輸方式，例如比特率、編碼方式和數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)。4物理介質(zhì)物理層負(fù)責(zé)確定網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)，例如雙絞線、同軸電纜、光纖和無(wú)線電波。數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)基礎(chǔ)上，為網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。它負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分組組織成幀，并進(jìn)行差錯(cuò)控制和流量控制。關(guān)鍵概念幀：數(shù)據(jù)鏈路層將數(shù)據(jù)分組封裝成幀，幀包含數(shù)據(jù)部分和控制信息。MAC地址：每塊網(wǎng)卡都有唯一的MAC地址，用于在局域網(wǎng)內(nèi)識(shí)別設(shè)備。協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層使用各種協(xié)議，例如以太網(wǎng)協(xié)議，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議等，這些協(xié)議定義了幀的格式、數(shù)據(jù)傳輸方式和錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制。示例網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包路由負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)路由到目標(biāo)主機(jī)，使用IP地址進(jìn)行尋址。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)提供不同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)，允許網(wǎng)絡(luò)之間交換數(shù)據(jù)。擁塞控制通過(guò)控制數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率，避免網(wǎng)絡(luò)過(guò)載，確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行。地址轉(zhuǎn)換例如NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）技術(shù)，將私有IP地址轉(zhuǎn)換為公有IP地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址的復(fù)用。傳輸層連接管理建立和釋放連接管理連接狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸可靠、有序的數(shù)據(jù)傳輸流量控制避免接收方被數(shù)據(jù)淹沒錯(cuò)誤檢測(cè)確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用應(yīng)用層提供用戶可以直接訪問的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電子郵件、文件傳輸?shù)取Ｓ脩艚涌趹?yīng)用層負(fù)責(zé)與用戶交互，將用戶請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并最終將結(jié)果返回給用戶。協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用層包含多種協(xié)議，例如HTTP、FTP、SMTP等，為不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化的通信方式。IP地址1網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)IP地址是分配給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)符，用于在互聯(lián)網(wǎng)上識(shí)別和定位設(shè)備。2地址結(jié)構(gòu)IP地址由32位二進(jìn)制數(shù)字組成，通常以點(diǎn)分十進(jìn)制表示，例如。3地址類型IP地址分為IPv4和IPv6兩種，IPv4使用32位地址，而IPv6使用128位地址。4地址分配IP地址由互聯(lián)網(wǎng)名稱與數(shù)字地址分配機(jī)構(gòu)(IANA)管理，并由區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)機(jī)構(gòu)(RIR)分配給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商。子網(wǎng)掩碼和子網(wǎng)劃分子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼是一個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，用于區(qū)分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分將一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)較小的子網(wǎng)，可以提高網(wǎng)絡(luò)效率和安全性。子網(wǎng)劃分的好處減少?gòu)V播域，提高網(wǎng)絡(luò)性能；增加網(wǎng)絡(luò)安全性；簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理。路由器和路由協(xié)議路由器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由協(xié)議路由器之間通信，共享網(wǎng)絡(luò)信息。IP地址網(wǎng)絡(luò)設(shè)備標(biāo)識(shí)符，用于尋址。路由表記錄網(wǎng)絡(luò)地址與下一跳信息。交換機(jī)和VLAN交換機(jī)交換機(jī)是網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備，負(fù)責(zé)連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)通過(guò)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，確保數(shù)據(jù)包只發(fā)送到目標(biāo)設(shè)備。VLANVLAN可以將網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的邏輯組，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。同一VLAN中的設(shè)備可以互相通信，不同VLAN中的設(shè)備則無(wú)法通信。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用無(wú)線電波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需物理連接。常見的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括Wi-Fi、藍(lán)牙、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等。Wi-Fi是目前應(yīng)用最廣泛的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一，支持高速數(shù)據(jù)傳輸，廣泛應(yīng)用于家庭、辦公室、公共場(chǎng)所等。藍(lán)牙技術(shù)主要用于短距離無(wú)線通信，常用于連接手機(jī)、耳機(jī)、智能家居設(shè)備等。蜂窩網(wǎng)絡(luò)是移動(dòng)通信的核心技術(shù)，覆蓋范圍廣，可提供語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保密保護(hù)敏感信息免遭未經(jīng)授權(quán)的訪問或泄露，確保數(shù)據(jù)完整性和機(jī)密性。網(wǎng)絡(luò)安全防御預(yù)防和抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊，例如病毒、惡意軟件、黑客入侵等，確保網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行。安全協(xié)議使用加密和認(rèn)證協(xié)議來(lái)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)通信，確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全性。病毒和防病毒1計(jì)算機(jī)病毒計(jì)算機(jī)病毒是一種惡意程序，可以復(fù)制自身并傳播到其他程序。2病毒危害病毒會(huì)損害系統(tǒng)文件、竊取敏感信息、導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰等。3防病毒軟件防病毒軟件通過(guò)檢測(cè)病毒特征碼、行為分析等方式進(jìn)行病毒防護(hù)。4更新維護(hù)定期更新病毒庫(kù)和軟件是有效預(yù)防病毒的關(guān)鍵。防火墻和入侵檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)安全屏障防火墻是網(wǎng)絡(luò)安全的第一道防線，它通過(guò)檢查進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包，阻止惡意流量進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。入侵檢測(cè)系統(tǒng)入侵檢測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，識(shí)別和分析潛在的攻擊行為，并在攻擊發(fā)生時(shí)發(fā)出警報(bào)。加密和認(rèn)證加密加密是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為不可讀的形式，需要密鑰才能解密。認(rèn)證認(rèn)證是驗(yàn)證用戶或設(shè)備身份的過(guò)程，確保其合法訪問網(wǎng)絡(luò)資源。數(shù)字簽名數(shù)字簽名使用公鑰加密技術(shù)來(lái)驗(yàn)證消息來(lái)源和完整性，確保信息未被篡改。網(wǎng)絡(luò)攻擊與防御常見攻擊類型常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊包括拒絕服務(wù)攻擊(DoS)、惡意軟件攻擊、網(wǎng)絡(luò)釣魚攻擊以及中間人攻擊。這些攻擊利用網(wǎng)絡(luò)漏洞來(lái)獲取數(shù)據(jù)、破壞系統(tǒng)或中斷網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。防御措施有效的防御措施包括使用防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)、防病毒軟件和網(wǎng)絡(luò)安全審計(jì)。此外，定期更新系統(tǒng)和應(yīng)用程序以及進(jìn)行安全意識(shí)培訓(xùn)可以提高網(wǎng)絡(luò)安全性。網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量、設(shè)備狀態(tài)、安全事件等。及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決網(wǎng)絡(luò)故障。性能優(yōu)化分析網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置、調(diào)整帶寬分配，提升網(wǎng)絡(luò)效率和用戶體驗(yàn)。安全管理配置防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)、防病毒軟件等，保障網(wǎng)絡(luò)安全，防止惡意攻擊。用戶管理管理用戶賬號(hào)權(quán)限、網(wǎng)絡(luò)資源分配，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問控制，保障網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量吞吐量(Mbps)延遲(ms)丟包率(%)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(QoS)用于保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅?，通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)流量和優(yōu)先級(jí)來(lái)提升關(guān)鍵服務(wù)的可靠性和效率。QoS指標(biāo)包括吞吐量、延遲、丟包率等，可以通過(guò)設(shè)置帶寬、優(yōu)先級(jí)、流量整形等措施來(lái)優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用概述1互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)電子郵件、網(wǎng)頁(yè)瀏覽、文件傳輸?shù)确?wù)改變了我們生活、工作和娛樂的方式。2移動(dòng)應(yīng)用社交媒體、移動(dòng)支付、地圖導(dǎo)航等應(yīng)用，為移動(dòng)設(shè)備用戶提供了無(wú)處不在的連接性。3物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用智能家居、智慧城市、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用推動(dòng)著萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代。4云計(jì)算應(yīng)用云存儲(chǔ)、云計(jì)算、云服務(wù)等應(yīng)用，為用戶提供了更靈活、高效的資源和服務(wù)。因特網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)電子郵件電子郵件是一種常用的通信方式，提供快速、可靠的文字、附件傳輸服務(wù)。萬(wàn)維網(wǎng)萬(wàn)維網(wǎng)（WWW）是一種信息發(fā)布和獲取平臺(tái)，提供豐富的文本、圖片、視頻等內(nèi)容。文件傳輸FTP協(xié)議用于在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行文件傳輸，提供文件上傳、下載、共享等功能。網(wǎng)絡(luò)游戲網(wǎng)絡(luò)游戲是基于互聯(lián)網(wǎng)的娛樂形式，為用戶提供多人在線游戲體驗(yàn)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)改變了人們的生活方式。通過(guò)智能手機(jī)，人們可以隨時(shí)隨地訪問互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)將各種設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)智能控制。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用廣泛，包括智能家居、智慧城市等。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的融合5G技術(shù)的出現(xiàn)促進(jìn)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展。5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬和低延遲特性為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了更好的支持。5G和未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展5G帶來(lái)的變革5G技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供了新動(dòng)能，超高速率、超低延遲、超高連接密度等優(yōu)勢(shì)，為物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等新興應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。5G推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)化、智能化、萬(wàn)物互聯(lián)的方向發(fā)展。未來(lái)網(wǎng)絡(luò)趨勢(shì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)將朝著更高帶寬、更低延遲、更安全、更智能的方向發(fā)展，并與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)深度融合。未來(lái)網(wǎng)絡(luò)將支持更加復(fù)雜和智能的應(yīng)用，例如虛擬現(xiàn)實(shí)、