(2024年)计算机网络知识课件

计算机网络知识课件12024/3/26CATALOGUE目录计算机网络概述数据通信基础网络体系结构与协议局域网技术及应用广域网技术及应用网络安全与管理22024/3/26计算机网络概述0132024/3/26定义计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。功能计算机网络的主要功能包括数据通信、资源共享、分布处理、负载均衡等，旨在提高计算机系统的可靠性和可用性，同时方便用户进行信息交流和协作。计算机网络定义与功能42024/3/26第四代计算机网络以Internet为核心的计算机网络，Internet的快速发展和广泛应用，使得计算机网络进入了以Internet为核心的新时代。第一代计算机网络面向终端的计算机网络，以单个计算机为中心，远程终端通过通信线路连接到中心计算机，实现远程访问和资源共享。第二代计算机网络以通信子网为中心的计算机网络，多个主机通过通信子网互连，形成多主机互联的计算机网络，实现了更广泛的资源共享。第三代计算机网络国际标准化的计算机网络，采用开放系统互连参考模型（OSI/RM）等国际标准，实现了不同厂商生产的计算机和网络设备之间的互连互通。计算机网络发展历程52024/3/26计算机网络分类与拓扑结构根据网络覆盖范围的大小，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）等类型；根据传输介质的不同，可分为有线网络和无线网络等类型。分类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，例如星型拓扑结构易于扩展和维护，但中心节点故障可能导致整个网络瘫痪；而网状型拓扑结构具有较高的可靠性和可用性，但实现起来较为复杂。拓扑结构62024/3/26国际标准化组织（ISO）：ISO负责制定和发布国际标准，其中包括计算机网络领域的多个重要标准，如OSI/RM等。电气和电子工程师协会（IEEE）：IEEE是全球最大的专业技术组织之一，负责制定和发布电气、电子、计算机工程等领域的标准，其中包括以太网、WiFi等计算机网络领域的标准。互联网工程任务组（IETF）：IETF是负责制定和发布互联网相关技术标准的国际化组织，其制定的标准包括TCP/IP协议族、HTTP协议等，对互联网的发展和应用起到了重要的推动作用。其他标准化组织：除了上述组织外，还有许多其他的标准化组织也在计算机网络领域发挥着重要作用，如美国国家标准协会（ANSI）、欧洲电信标准化协会（ETSI）等。这些组织通过制定和发布相关标准，促进了计算机网络的互连互通和协同发展。计算机网络标准化组织72024/3/26数据通信基础0282024/3/26

数据通信基本概念数据通信的定义指在两个或多个设备之间传输数据的过程，包括数据传输、信号处理、通信协议等多个方面。数据通信系统的组成包括数据源、数据宿、传输介质、通信设备等部分，共同完成数据的传输和处理。数据通信方式包括并行通信和串行通信两种方式，分别适用于不同的数据传输场景。92024/3/26包括有线介质（如双绞线、同轴电缆、光纤等）和无线介质（如无线电波、红外线等），不同类型的传输介质具有不同的传输特性和应用场景。包括调制解调器、集线器、交换机、路由器等，这些设备在数据通信过程中起着关键的作用。传输介质与通信设备通信设备介绍传输介质类型102024/3/26包括模拟数据编码和数字数据编码两种方式，分别将模拟信号和数字信号转换为适合传输的信号形式。数据编码方式包括幅度调制、频率调制、相位调制等，这些技术可以将信号调制为高频信号，便于在传输介质中传输。调制技术数据编码与调制技术112024/3/26指在同一传输介质上同时传输多个信号的技术，可以提高传输介质的利用率。多路复用的概念包括频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用等，分别适用于不同的数据传输场景。多路复用技术的分类多路复用技术122024/3/26差错控制的概念指在数据传输过程中检测和纠正错误的技术，可以提高数据传输的可靠性。校验方法包括奇偶校验、循环冗余校验等，这些方法可以检测数据传输过程中出现的错误并进行纠正。差错控制与校验方法132024/3/26网络体系结构与协议03142024/3/26负责传输比特流，规定了接口标准、传输介质、传输速率等。物理层数据链路层网络层负责将比特流组合成帧，并进行差错控制和流量控制。负责数据包从源到目的地的传输路径选择，处理网络间的通信。030201OSI参考模型层次结构152024/3/26传输层会话层表示层应用层OSI参考模型层次结构提供端到端的可靠传输服务，确保数据完整、有序地到达目的端。负责数据的表示、转换和加密/解密等处理，确保不同系统间的数据互通。负责建立、管理和终止会话，协调通信双方的数据交换。提供各种网络应用服务，如电子邮件、文件传输、远程登录等。162024/3/26TCP/IP协议族及功能提供可靠的、面向连接的传输服务，确保数据完整、有序地到达目的端。负责数据包的传输路径选择和转发，处理网络间的通信。提供无连接的传输服务，适用于对实时性要求较高但允许少量丢包的应用场景。用于在IP网络中发送控制消息，如ping命令就是基于ICMP协议实现的。TCP协议IP协议UDP协议ICMP协议172024/3/26用于Web浏览器和Web服务器之间的通信，支持文本、图片、音频、视频等多种类型的数据传输。HTTP协议FTP协议DNS协议SMTP协议用于文件传输，支持上传、下载、删除等操作，广泛应用于文件共享和备份等场景。用于域名解析，将域名转换为对应的IP地址，以便进行网络通信。用于电子邮件的传输，规定了邮件的发送、接收和转发等过程。常见网络协议介绍及作用182024/3/26连接不同网络，根据路由表选择最佳路径转发数据包。路由器连接同一网络内的设备，根据MAC地址表进行数据帧的转发。交换机部署在网络边界处，对进出网络的数据包进行过滤和检查，保护网络安全。防火墙提供各种网络服务，如Web服务器、邮件服务器、数据库服务器等，是网络中重要的资源提供者。服务器网络设备及其在网络中位置192024/3/26局域网技术及应用04202024/3/26局域网特点及组成要素局域网特点覆盖地理范围小、传输速率高、误码率低、成本低、组网灵活、易维护等。组成要素包括网络硬件（如服务器、工作站、打印机等）和网络软件（如操作系统、通信协议、网络管理软件等）。212024/3/26以太网采用载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）机制，通过广播方式进行数据传输。工作原理以太网帧由前导码、帧起始定界符、目的地址、源地址、类型/长度字段、数据字段、填充字段和帧校验序列组成。帧结构以太网工作原理及帧结构222024/3/26无线局域网标准主要包括IEEE802.11系列标准，如802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。无线局域网技术包括无线接入点（AP）、无线网卡、无线桥接、无线中继等技术，以及无线安全技术和无线管理技术等。无线局域网标准与技术232024/3/26VS包括集线器、交换机、路由器等网络设备，用于实现局域网内部及不同局域网之间的互联。配置方法包括IP地址配置、子网掩码配置、默认网关配置、DNS服务器配置等，以及VLAN划分和路由配置等高级配置方法。互联设备局域网互联设备及配置方法242024/3/26广域网技术及应用05252024/3/2603特点传输距离远，通信线路多样，数据传输速率较低，网络结构复杂。01广域网（WAN）概念覆盖较大地理范围的计算机网络，通常连接不同城市、地区或国家。02组成要素包括路由器、交换机、调制解调器、通信线路等硬件设备和各种网络协议。广域网概念及组成要素262024/3/26提供固定带宽，传输质量稳定，但成本较高。专线接入根据实际传输需求动态分配带宽，成本较低，但可能出现拥塞现象。电路交换将数据分成多个小包进行传输，提高线路利用率，但可能增加传输延迟。分组交换提供高带宽、低损耗的传输通道，支持长距离、高速率的数据传输。光纤接入常见广域网接入方式比较272024/3/26在公共网络上建立加密通道，实现远程访问公司内部网络资源的技术。VPN概念通过隧道技术、加密技术、身份认证等多种安全技术，确保数据传输的安全性和完整性。技术原理适用于远程办公、分支机构与总部之间的网络互连等场景。应用场景虚拟专用网络（VPN）技术原理282024/3/26带宽优化通过压缩数据、优化传输协议等方式减少带宽占用，提高传输效率。路由优化选择最佳路径进行数据传输，避免网络拥塞和延迟现象。QoS保障通过服务质量（QoS）保障机制，为不同业务提供差异化的网络服务。安全管理加强网络安全管理，防范网络攻击和数据泄露等安全风险。广域网优化策略和方法292024/3/26网络安全与管理06302024/3/26包括病毒、蠕虫、木马、黑客攻击、钓鱼网站等。定期更新系统和软件补丁，使用复杂且不易被猜测的密码，不轻易打开未知来源的邮件和链接，安装杀毒软件和防火墙等。常见网络安全威胁防范措施网络安全威胁及防范措施312024/3/26加密技术原理通过对数据进行编码，使得未经授权的用户无法获取原始数据内容。应用场景广泛应用于网络通信、电子商务、移动支付等领域，保障数据传输和存储的安全。加密技术原理和应用场景322024/3/26防火墙配置根据实际需求和安全策略，配置防火墙的访问控制规则、端口映射等。要点一要点二管理方法定期查看防火墙日志，及时发现并处理异