《计算机网络原理李翠霞课件》

计算机网络原理网络的概念定义网络是由多个节点（如计算机、服务器、路由器等）通过通信线路连接起来，并遵循共同协议，以便进行数据交换和资源共享的系统。作用网络提供了各种服务，包括数据传输、资源共享、协同工作、信息传播、娱乐休闲等，极大地改变了人们的生活和工作方式。网络分类局域网LAN(LocalAreaNetwork)，覆盖范围较小，通常在一个建筑物或校园内，如家庭网络、公司网络等。广域网WAN(WideAreaNetwork)，覆盖范围较大，通常跨越城市、省份或国家，如互联网。城域网MAN(MetropolitanAreaNetwork)，覆盖范围介于局域网和广域网之间，通常在一个城市范围内，如校园网、城市公共网络等。无线网络WLAN(WirelessLocalAreaNetwork)，通过无线信号进行数据传输，如Wi-Fi。OSI参考模型1物理层负责数据的物理传输，例如电信号、光信号等。2数据链路层负责数据帧的传输，包括数据帧的封装、解封装、流量控制、差错控制等。3网络层负责数据包的路由选择和转发，例如IP协议。4传输层负责数据流的传输，包括数据流的分割、重组、流量控制、差错控制等。5会话层负责建立、管理和终止应用程序之间的通信会话。6表示层负责数据的格式转换、加密解密等。7应用层提供各种网络应用服务，例如HTTP、SMTP、FTP等。TCP/IP参考模型1应用层2传输层3网络层4数据链路层5物理层物理层传输介质如双绞线、同轴电缆、光纤等。信号编码将数据转换为物理层可传输的信号。连接器如RJ-45、BNC等。物理层设备如网卡、集线器、中继器等。数据链路层功能负责将数据组织成帧，并进行数据帧的传输、流量控制、差错控制等。协议如以太网协议、令牌环协议、FDDI协议等。MAC地址48长度通常为48位。12表示通常用12个十六进制数字表示。unique唯一性每个网络设备都有唯一的MAC地址。网络地址转换1目的将私有IP地址转换为公有IP地址，实现私有网络与公网之间的通信。2类型包括静态NAT、动态NAT、端口NAT等。3应用场景广泛应用于家庭网络、企业网络、移动设备等。网络层功能负责数据包的路由选择和转发，实现不同网络之间的通信。协议例如IP协议、ICMP协议、ARP协议等。IP协议地址格式通常用点分十进制表示，例如。数据包负责将数据包封装成IP数据报，并进行路由选择和转发。IP地址分类包括公有IP地址和私有IP地址。分配公有IP地址由IANA分配，私有IP地址由用户自行分配。子网掩码1作用用于区分网络地址和主机地址。2格式通常也用点分十进制表示，例如。3应用用于网络划分、路由选择等。路由与转发1路由根据目的地址选择最佳路径，并将其写入路由表。2转发根据路由表中的路径信息，将数据包转发到下一个路由器或目的主机。路由协议RIP协议距离矢量路由协议，简单易用，但效率较低。OSPF协议链路状态路由协议，效率高，但配置复杂。BGP协议边界网关协议，用于不同自治系统之间的路由选择。传输层数据流负责将数据组织成数据流，并进行数据流的传输、流量控制、差错控制等。数据段将数据流分割成数据段，并进行封装和解封装。TCP协议数据段负责数据段的可靠传输，包括数据段的序号、校验和、确认等。连接采用三次握手建立连接，四次挥手断开连接。UDP协议特点面向无连接，不保证数据传输的可靠性，但效率更高。应用用于对实时性要求较高，对可靠性要求较低的应用，如视频通话、网络游戏等。应用层功能提供各种网络应用服务，例如电子邮件、文件传输、网页浏览等。协议如HTTP、SMTP、FTP、DNS等。HTTP协议1功能用于网页浏览，实现浏览器与服务器之间的通信。2请求浏览器向服务器发送HTTP请求，如GET、POST等。3响应服务器向浏览器发送HTTP响应，包含网页内容等。SMTP协议功能用于电子邮件发送，实现邮件客户端与邮件服务器之间的通信。过程发送邮件时，邮件客户端将邮件内容发送到邮件服务器，邮件服务器再将邮件转发到收件人的邮箱。FTP协议功能用于文件传输，实现计算机之间文件的上传和下载。操作用户可以通过FTP客户端连接到FTP服务器，并进行文件操作。DNS协议1功能用于域名解析，将域名转换为IP地址。2过程用户输入域名后，DNS服务器会查询域名对应的IP地址，并将IP地址返回给用户。网络安全1目标2措施3技术病毒与防护病毒类型包括引导型病毒、文件型病毒、宏病毒、网络病毒等。防护措施安装杀毒软件，定期更新病毒库，提高安全意识。入侵检测系统1功能监测网络流量，识别并阻止恶意攻击行为。2类型包括基于规则的入侵检测系统、基于异常的入侵检测系统等。3优势可以及时发现并阻止攻击，提高网络安全水平。防火墙作用阻止来自外部网络的非法访问，保护内部网络的安全。功能根据预设规则，过滤网络数据包。类型包括硬件防火墙、软件防火墙等。加密与解密加密将明文转换为密文，防止信息被窃取。解密将密文转换为明文，恢复原始信息。网络编程1目标使用编程语言开发网络应用程序。2语言如Java、Python、C++等。3应用开发网络游戏、聊天软件、文件共享软件等。套接字编程概念网络编程中使用套接字来实现网络通信。功能建立连接、发送数据、接收数据等。网络编程实例1网络聊天开发一个简单的网络聊天程序。2文件传输开发一个文件传输程序，实现文件上传和下载。3网络游戏开发一个简单的网络游戏，实现多人在线游戏。分布式计算1定义将计算任务分配到多个计算机上，共同完成一个任务。2优点提高计算效率、增强系统可靠性、提高资源利用率。3应用如云计算、大数据处理等。P2P网络特点网络中的节点既是服务器又是客户端，直接相互连接。优势提高资源利用率、降低成本、增强网络