(2024年)《计算机网络技术》课件

《计算机网络技术》课件12024/3/26计算机网络概述网络体系结构局域网技术广域网技术网络互连技术网络管理技术网络安全技术contents目录22024/3/2601计算机网络概述32024/3/26定义计算机网络是由多台地理上分散的、具有独立功能的计算机通过通信设备和线路连接起来，在相应软件支持下实现数据通信和资源共享的系统。发展历程从20世纪60年代的ARPANET到如今的Internet，计算机网络经历了从局域网到广域网、从低速到高速、从单一数据通信到多媒体通信的发展历程。计算机网络的定义与发展42024/3/26计算机网络具有数据通信、资源共享、分布式处理、负载均衡等功能，可以提高计算机系统的效率和可靠性。功能计算机网络已广泛应用于各个领域，如办公自动化、电子商务、在线教育、远程医疗等，改变了人们的生活方式和工作方式。应用计算机网络的功能与应用52024/3/26根据网络覆盖范围，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）；根据传输介质，可分为有线网和无线网。计算机网络的拓扑结构主要有星型、环型、总线型、树型和网状型等。不同的拓扑结构具有不同的特点和适用场景。计算机网络的分类与拓扑结构拓扑结构分类62024/3/2602网络体系结构72024/3/2603网络层负责将分组从源端传到目的端，提供路由选择和流量控制功能。01物理层负责传输比特流，提供机械、电气、功能和规程等特性的接口。02数据链路层负责将比特流组合成帧，以及帧的发送和接收。OSI参考模型82024/3/26提供端到端的通信服务，确保数据的可靠传输。传输层负责建立、管理和终止会话。会话层负责数据的表示、转换和加密。表示层提供网络应用服务，如电子邮件、文件传输和远程登录等。应用层OSI参考模型92024/3/26对应于OSI的物理层和数据链路层，负责数据的传输和接收。网络接口层网际层传输层应用层对应于OSI的网络层，提供路由选择和流量控制功能。提供端到端的通信服务，使用TCP或UDP协议。提供网络应用服务，如HTTP、SMTP、FTP等。TCP/IP协议族102024/3/26IEEE802.1桥接和网络管理相关标准。IEEE802.2一般数据链路层的逻辑链路控制（LLC）。IEEE802.3以太网的标准。IEEE802标准系列112024/3/26标记总线标准。IEEE802.4标记环标准。IEEE802.5城域网（MAN）标准。IEEE802.6IEEE802标准系列122024/3/26IEEE802.7宽带技术的指南。IEEE802.9语音和数据综合局域网（IVLAN）接口标准。IEEE802.8光纤技术的指南。IEEE802标准系列132024/3/26局域网和城域网的安全性标准。IEEE802.10无线局域网（WLAN）标准。IEEE802.11需求优先级（100BaseVG）。IEEE802.12IEEE802标准系列142024/3/26IEEE802.16宽带无线接入（BWA）标准，也称为WiMAX。IEEE802.17弹性分组环（RPR）标准。IEEE802.15无线个人局域网（WPAN）标准，包括蓝牙（Bluetooth）和ZigBee等标准。IEEE802标准系列152024/3/26无线局域网的无线电监管技术指导委员会。IEEE802.18无线共存技术标准。IEEE802.19移动宽带无线接入（MBWA）标准。IEEE802.20媒体独立的握手（MIH）标准，支持异构网络之间的移动性。IEEE802.21IEEE802标准系列162024/3/2603局域网技术172024/3/26

局域网概述定义局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是一种在小范围内实现计算机之间通信的网络技术，通常覆盖一个建筑物、校园或企业园区。特点高数据传输速率、低误码率、短距离通信。组成局域网由网络硬件（如服务器、工作站、网卡、传输介质等）和网络软件（如网络操作系统、协议软件等）组成。182024/3/26标准以太网遵循IEEE802.3标准，定义了物理层和数据链路层的MAC子层规范。发展历程从最初的10Mbps速率，发展到100Mbps、1Gbps，甚至10Gbps和更高的速率。工作原理以太网采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）机制，实现计算机之间的通信。当计算机要发送数据时，首先监听信道是否空闲，如果空闲则发送数据；如果信道忙，则等待一段时间后再尝试发送。以太网技术192024/3/26标准无线局域网遵循IEEE802.11标准，定义了物理层和MAC子层的规范。目前常用的标准有802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。工作原理无线局域网通过无线接入点（AccessPoint，AP）与计算机进行通信。计算机通过无线网卡连接到AP，并通过AP访问网络资源。无线局域网支持多种加密和安全认证方式，确保数据传输的安全性。无线局域网技术202024/3/2604广域网技术212024/3/26123连接不同地区、城市和国家的大规模计算机网络，提供跨地域的数据通信服务。广域网的定义覆盖范围广，传输距离长，涉及多种传输技术和协议。广域网的特点企业网、政府网、教育网等跨地域的网络应用。广域网的应用广域网概述222024/3/26异步传输模式（ATM）是一种面向单元的、面向连接的数据传输技术，适用于广域网和局域网。ATM的基本概念ATM协议分为物理层、ATM层、ATM适配层三层，提供高效、可靠的数据传输服务。ATM的协议结构支持多种业务类型，如语音、视频和数据等；提供QoS保证，适用于多媒体应用；具有高速传输和交换能力。ATM的特点ATM技术232024/3/26帧中继的基本概念01帧中继（FrameRelay）是一种简化的X.25广域网协议，以帧为单位进行数据传输。帧中继的协议结构02帧中继协议分为物理层和数据链路层两层，提供高效、可靠的数据传输服务。帧中继的特点03简化了X.25协议的复杂性，提高了传输效率；提供PVC和SVC两种虚电路服务，适用于不同的应用场景；具有高速传输和交换能力，适用于大数据量传输。帧中继技术242024/3/2605网络互连技术252024/3/26网络互连是指将不同的网络通过特定的设备连接起来，形成一个更大的网络，实现网络资源的共享和数据的传输。网络互连的概念网络互连可分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层五个层次，不同层次的互连设备和技术也有所不同。网络互连的层次网络互连可以扩大网络的覆盖范围，提高网络的可用性和可靠性，促进不同网络之间的信息交流和数据共享。网络互连的意义网络互连概述262024/3/26IP地址是互联网协议地址的简称，用于标识网络中的主机或设备。每个主机或设备都有一个唯一的IP地址，以便在网络中进行通信。IP地址可分为IPv4和IPv6两种版本。IPv4地址由32位二进制数表示，分为A、B、C、D、E五类；IPv6地址由128位二进制数表示，解决了IPv4地址枯竭的问题。子网划分是将一个大的网络划分为多个小的子网，每个子网具有相同的网络地址和不同的主机地址。子网划分可以提高网络的管理效率和安全性，减少广播风暴的影响。常见的子网划分方法有固定子网划分和可变长子网掩码（VLSM）划分。IP地址的概念IP地址的分类子网划分的方法IP地址与子网划分272024/3/26路由器的概念路由器是一种网络设备，用于连接不同的网络，实现网络之间的数据传输和路由选择。路由器具有多个网络接口，可以根据不同的路由协议和算法选择最佳路径进行数据传输。路由选择协议的分类路由选择协议可分为静态路由协议和动态路由协议两种。静态路由协议需要手动配置路由表，适用于小型网络；动态路由协议可以自动学习和更新路由表，适用于大型复杂网络。常见的动态路由协议有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、路由选择和数据转发三个过程。路由器通过不同的路由协议和算法建立路由表，根据目的IP地址选择最佳路径进行数据传输，实现不同网络之间的通信。路由器与路由选择协议282024/3/2606网络管理技术292024/3/26网络管理概述网络管理是指通过一系列技术手段和工具，对网络设备、网络系统和网络应用进行监视、控制、配置和故障排除，以确保网络的正常运行和高效性能。网络管理的目标网络管理的目标是实现网络的可用性、可靠性、安全性和经济性，同时提供灵活性和可扩展性，以满足不断变化的业务需求。网络管理的功能网络管理的主要功能包括故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和计费管理等。网络管理的定义302024/3/26010203SNMP协议SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol，简单网络管理协议）是一种应用层协议，用于网络设备之间的管理信息交换。SNMP协议定义了管理信息结构、管理信息库（MIB）和管理信息传输等方面的规范。MIB库MIB（ManagementInformationBase，管理信息库）是一个虚拟的数据库，用于存储网络设备的管理信息。MIB库中的每个条目都对应一个被管对象，描述了该对象的属性、状态和行为等信息。SNMP与MIB的关系SNMP协议使用MIB库中的信息来识别和管理网络设备。MIB库为SNMP提供了统一的数据结构和命名规范，使得不同厂商的设备可以通过SNMP协议进行互操作和管理。SNMP协议与MIB库312024/3/26网络故障的分类网络故障可以分为物理层故障、数据链路层故障、网络层故障、传输层故障和应用层故障等。网络故障诊断方法网络故障诊断的方法包括观察法、测试法、替换法、配置检查法和经验判断法等。这些方法可以帮助管理员快速定位故障原因并采取相应的措施进行修复。网络故障排除步骤网络故障排除的步骤通常包括收集信息、分析现象、定位故障点、修复故障和验证修复结果等。在排除过程中，管理员需要灵活运用各种诊断方法和工具，以便快速准确地解决问题。网络故障诊断与排除方法322024/3/2607网络安全技术332024/3/26网络安全的定义随着互联网的发展，网络安全问题日益突出，已成为影响国家安全、社会稳定和经济发展的重大问题。网络安全的重要性网络安全威胁包括黑客攻击、病毒传播、网络钓鱼、拒绝服务攻击等。指通过采用各种技术和管理措施，使网络系统正常运行，从而确保网络数据的可用性、完整性和保密性。网络安全概述342024/3/26防火墙的定义指设置在不同网络或网络安全域之间的一系列部件的组合。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口，能根据企业的安全政策控制出入网络的信息流，且本身具有较强的抗攻击能力。防火墙的分类根据技术原理，防火墙可分为包过滤防火墙、代理服务器防火墙和状态检测防火墙等。防火墙的部署防火墙可部署在企业内部网络与外部网络之间，也可部署在企业内部不同部门或不同安全等级的网络之间。防火墙技