高中信息技术（必选3）X2-ZT1网络奥秘探究竞知识点

高中信息技术（必选3）X2-ZT1网络奥秘探究竞知识点整理一、课程主要学习内容概述本课程聚焦网络的核心奥秘，围绕计算机网络的基础架构、数据传输机制、网络协议体系、网络安全基础及网络应用拓展等核心模块展开探究。通过理论学习与实践探究相结合的方式，帮助学习者理解网络的本质的是“连接与通信”，掌握网络从物理连接到逻辑通信的完整流程，明晰网络协议在数据传输中的核心作用，了解常见网络安全风险及防护措施，同时具备初步的网络配置与问题排查意识，为后续深入学习信息技术相关内容及参与网络探究竞赛奠定基础。二、核心知识点梳理及配套练习知识点1：计算机网络的基本概念与分类1.1核心内容-定义：将地理上分散的、具有独立功能的多台计算机及外部设备，通过通信线路和通信设备连接起来，由完善的网络软件（包括网络操作系统、协议等）实现资源共享和信息交换的系统。-组成要素：硬件（计算机、通信设备、传输介质）、软件（网络操作系统、网络协议、应用软件）、用户（网络使用者与管理者）。-分类维度及类型：按地理覆盖范围可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）；按拓扑结构可分为总线型、星型、环型、树型、网状型；按传输介质可分为有线网络（双绞线、同轴电缆、光纤）、无线网络（无线电波、红外线）。1.2练习题1.下列关于计算机网络的说法，错误的是（）A.计算机网络的核心目的是资源共享和信息交换B.一台独立工作的计算机也可称为一个简单的网络C.通信线路和通信设备是计算机网络的硬件组成部分D.网络协议是计算机之间通信的“规则”2.某学校校园内的计算机组成的网络，其地理覆盖范围较小，数据传输速率较高，该网络属于（）A.局域网（LAN）B.城域网（MAN）C.广域网（WAN）D.互联网（Internet）3.下列网络拓扑结构中，具有“中心节点故障会导致整个网络瘫痪，但节点间连接故障影响范围较小”特点的是（）A.总线型B.星型C.环型D.网状型1.3答案及解析1.答案：B解析：计算机网络必须包含多台具有独立功能的计算机及连接设备、网络软件等，单台独立工作的计算机不满足“多台设备连接”的核心条件，不能称为网络。A选项明确了网络的核心目的，C选项指出了硬件组成的关键部分，D选项解释了网络协议的作用，均正确。2.答案：A解析：局域网的核心特征是地理覆盖范围小（通常在几公里内，如校园、办公楼）、数据传输速率高、误码率低；城域网覆盖范围为一座城市，广域网覆盖范围跨地域（如国家、全球），互联网是全球最大的广域网集合体。题干中“校园内”“覆盖范围小”“速率高”均符合局域网特点，故选A。3.答案：B解析：星型拓扑以中心节点（如交换机、路由器）为核心，所有节点均连接到中心节点，中心节点负责数据转发，若中心节点故障，所有节点无法通信，即整个网络瘫痪；而单个节点与中心节点的连接故障，仅影响该节点，不影响其他节点通信，符合题干描述。总线型拓扑无中心节点，一条总线连接所有节点，总线故障导致全网瘫痪；环型拓扑节点首尾相连，单个节点故障可能导致全网瘫痪；网状型拓扑节点间多路径连接，可靠性高，单个节点或链路故障影响小。知识点2：网络传输介质与通信设备2.1核心内容-传输介质：分为有线和无线两类。有线介质包括双绞线（常用于局域网，成本低、易安装，抗干扰性一般）、同轴电缆（曾用于有线电视、早期局域网，抗干扰性优于双绞线）、光纤（传输速率极高、抗干扰性强、保密性好，适用于长距离传输）；无线介质包括无线电波（如WiFi、蓝牙，覆盖范围广、无需布线，易受干扰）、红外线（短距离传输，如遥控器，抗干扰性差）。-核心通信设备：网卡（网络接口卡，使计算机具备网络连接能力，实现数据的数模/模数转换）、交换机（局域网核心设备，基于MAC地址转发数据，实现同一网络内节点间的通信）、路由器（连接不同网络的设备，基于IP地址转发数据，实现跨网络通信，如连接局域网与互联网）、集线器（早期局域网设备，无数据转发逻辑，仅简单放大信号，属于共享带宽设备，现已基本淘汰）。2.2练习题1.下列传输介质中，传输速率最高、抗干扰能力最强，且适合长距离数据传输的是（）A.双绞线B.同轴电缆C.光纤D.无线电波2.小明家中有3台计算机，想要实现这3台计算机之间的文件共享和打印机共享，不需要的设备是（）A.网卡B.交换机C.路由器D.网线（或无线网卡）3.下列关于路由器和交换机的说法，正确的是（）A.交换机可以连接不同网络，实现跨网络通信B.路由器仅能实现同一网络内节点间的通信C.交换机基于IP地址转发数据，路由器基于MAC地址转发数据D.路由器可实现局域网与互联网的连接，交换机不能4.下列设备中，主要功能是将计算机的数字信号转换为模拟信号，或反之，以实现网络数据传输的是（）A.网卡B.交换机C.路由器D.集线器2.3答案及解析1.答案：C解析：光纤利用光信号传输数据，相较于双绞线、同轴电缆（均为电信号传输），具有传输速率极高、抗电磁干扰能力强、保密性好、传输距离远等优势；无线电波属于无线传输介质，易受干扰，传输速率和稳定性均不如光纤。故选C。2.答案：C解析：实现同一局域网内多台计算机的文件共享和打印机共享，需为每台计算机配备网卡（实现网络连接），通过网线或无线网卡连接到交换机（实现同一网络内数据转发）；路由器的核心作用是连接不同网络（如局域网与互联网），题干中仅需局域网内通信，无需路由器。故选C。3.答案：D解析：交换机的核心功能是实现同一网络内节点间的通信，基于MAC地址转发数据；路由器的核心功能是连接不同网络，实现跨网络通信（如局域网与互联网），基于IP地址转发数据。A选项错误，交换机不能连接不同网络；B选项错误，路由器可跨网络通信；C选项错误，转发依据颠倒；D选项正确，符合路由器与交换机的功能差异。4.答案：A解析：网卡是计算机与网络之间的接口设备，其核心功能之一是实现数模转换（将计算机的数字信号转换为传输介质可传输的模拟信号，如通过电话线传输时）或模数转换（将传输介质中的模拟信号转换为计算机可处理的数字信号）；交换机、路由器负责数据转发，不进行数模/模数转换；集线器仅放大信号，无转换功能。故选A。知识点3：网络协议体系与核心协议3.1核心内容-网络协议的定义：计算机网络中，为实现不同设备之间的正常通信而制定的一套规则、标准或约定的集合，是网络通信的“语言”。-TCP/IP协议簇：互联网的核心协议体系，采用分层结构（简化为四层：应用层、传输层、网络层、网络接口层），各层分工明确：-应用层：为应用程序提供通信服务，常见协议有HTTP（超文本传输协议，用于网页浏览）、HTTPS（加密的HTTP，保障网页传输安全）、FTP（文件传输协议，用于文件上传下载）、SMTP（简单邮件传输协议，用于邮件发送）、DNS（域名系统，将域名转换为IP地址）。-传输层：负责端到端的数据传输控制，常见协议有TCP（传输控制协议，面向连接、可靠传输，如网页浏览、文件传输）、UDP（用户数据报协议，无连接、不可靠传输，如视频直播、语音通话）。-网络层：负责跨网络的路由选择和数据转发，核心协议为IP（网际协议，为设备分配唯一的IP地址，标识网络中的节点），辅助协议有ICMP（互联网控制消息协议，用于网络故障排查，如ping命令）。-网络接口层：负责将IP数据报转换为物理介质可传输的信号，与具体的传输介质和拓扑结构相关。-IP地址：网络中设备的唯一逻辑地址，分为IPv4（32位，点分十进制表示，如）和IPv6（128位，冒分十六进制表示，解决IPv4地址枯竭问题）；IPv4地址由网络地址和主机地址组成，分为A、B、C、D、E五类，其中A、B、C类为常用单播地址（A类：-54；B类：-54；C类：-54）。-域名系统（DNS）：由于IP地址难以记忆，DNS负责将用户易于记忆的域名（如）转换为对应的IP地址，实现“域名→IP地址”的映射。3.2练习题1.下列协议中，属于TCP/IP协议簇应用层的是（）A.TCPB.IPC.HTTPD.ICMP2.关于TCP和UDP协议的区别，下列说法正确的是（）A.TCP是无连接协议，UDP是面向连接协议B.TCP传输可靠性高，UDP传输可靠性低C.视频直播适合使用TCP协议，文件传输适合使用UDP协议D.TCP传输速率快，UDP传输速率慢3.下列IP地址中，属于IPv4C类地址的是（）A.7B.8C.00D.4.小明在浏览器中输入“”后，能够成功访问百度首页，这一过程中主要依赖的协议是（）A.FTPB.DNSC.SMTPD.TCP5.下列关于TCP/IP协议分层结构的说法，错误的是（）A.网络层负责跨网络的路由选择和数据转发B.传输层仅支持TCP协议，不支持UDP协议C.应用层为具体的应用程序提供通信服务D.网络接口层与具体的传输介质相关3.3答案及解析1.答案：C解析：TCP/IP协议簇四层结构中，应用层常见协议有HTTP、HTTPS、FTP、SMTP、DNS等；TCP属于传输层协议，IP、ICMP属于网络层协议。故选C。2.答案：B解析：TCP是面向连接的可靠传输协议，传输前需建立连接，传输过程中会进行差错检测、重传等，保障数据完整有序；UDP是无连接的不可靠传输协议，传输前无需建立连接，不进行差错检测和重传，传输速率快。A选项颠倒了TCP和UDP的连接特性；C选项错误，视频直播对实时性要求高，适合UDP，文件传输对可靠性要求高，适合TCP；D选项错误，UDP传输速率更快。故选B。3.答案：C解析：IPv4地址分类中，C类地址的第一段范围是192-223，A选项第一段为10（A类），B选项第一段为138（B类），C选项第一段为192（C类），D选项第一段为224（D类，组播地址）。故选C。4.答案：B解析：DNS的核心功能是域名解析，即把用户输入的易于记忆的域名（如）转换为计算机可识别的IP地址；FTP用于文件上传下载，SMTP用于邮件发送，TCP用于可靠的数据传输。题干中访问网页的第一步是域名解析，依赖DNS协议。故选B。5.答案：B解析：TCP/IP协议簇的传输层支持两种核心协议：TCP（可靠传输）和UDP（不可靠传输），二者分别适用于不同的应用场景。A、C、D选项均正确描述了各层的功能和特点。故选B。知识点4：网络安全基础4.1核心内容-网络安全的核心目标：保密性（保障数据不被未授权访问）、完整性（保障数据不被未授权篡改）、可用性（保障网络和设备正常运行，可被授权用户正常访问）。-常见网络安全威胁：病毒（具有传染性、破坏性，需依附宿主程序传播）、木马（伪装成合法程序，窃取用户信息，如账号密码）、黑客攻击（未授权访问设备或网络，窃取数据、破坏系统）、钓鱼攻击（伪装成正规网站或邮件，诱导用户输入敏感信息）、拒绝服务攻击（DoS/DDoS，通过大量请求占用网络或服务器资源，导致其无法正常服务）。-基本网络安全防护措施：安装杀毒软件和防火墙（防火墙分为硬件防火墙和软件防火墙，阻挡未授权访问）、及时更新系统和应用软件（修复安全漏洞）、设置复杂密码并定期更换（防止密码被破解）、不随意点击陌生链接和下载未知文件（防范病毒、木马和钓鱼攻击）、开启数据加密（如HTTPS、文件加密，保障数据传输和存储安全）、备份重要数据（应对数据丢失或被篡改）。4.2练习题1.下列不属于网络安全核心目标的是（）A.保密性B.可扩展性C.完整性D.可用性2.小明收到一封邮件，邮件标题为“你的快递异常，点击链接查询详情”，邮件内容中的链接地址较为陌生，下列做法最安全的是（）A.直接点击链接查询，避免快递丢失B.先通过快递公司官方网站或客服电话核实，再决定是否点击C.复制链接到浏览器中打开，查看是否为正规网站D.转发给朋友，让朋友帮忙查询3.下列关于防火墙的说法，正确的是（）A.防火墙仅能防范来自网络外部的攻击，无法防范内部攻击B.防火墙可以替代杀毒软件，实现病毒查杀C.软件防火墙比硬件防火墙的防护效果更好D.防火墙的核心功能是允许所有网络访问请求4.下列网络安全威胁中，属于“伪装成合法程序，窃取用户敏感信息”的是（）A.病毒B.木马C.DoS攻击D.钓鱼攻击4.3答案及解析1.答案：B解析：网络安全的核心目标是保密性、完整性、可用性，被称为“CIA三元组”；可扩展性是指网络或系统能够根据需求灵活扩展功能或规模，不属于网络安全的核心目标。故选B。2.答案：B解析：题干中的邮件链接陌生，可能是钓鱼攻击（伪装成正规快递查询链接，诱导用户点击后窃取信息）。最安全的做法是通过快递公司官方渠道（官网、客服电话）核实快递信息，不随意点击陌生链接；A、C选项直接点击或打开链接，存在安全风险；D选项转发给朋友，可能将风险传递给他人。故选B。3.答案：A解析：防火墙的核心功能是依据预设规则，允许合法的网络访问请求，阻挡未授权的访问请求，主要防范来自网络外部的攻击，但对网络内部的授权用户的恶意行为（内部攻击）无法有效防范；B选项错误，防火墙不具备病毒查杀功能，不能替代杀毒软件；C选项错误，硬件防火墙和软件防火墙各有优势，硬件防火墙稳定性、防护能力更强，适合企业级网络，软件防火墙成本低，适合个人计算机；D选项错误，防火墙是“阻挡未授权访问”，而非“允许所有访问”。故选A。4.答案：B解析：木马的核心特点是伪装成合法、有用的程序（如游戏、办公软件），用户安装后，木马会在后台运行，窃取用户的账号密码、聊天记录等敏感信息；病毒具有传染性和破坏性，需依附宿主程序传播，核心目的是破坏系统或数据；DoS/DDoS攻击的核心是占用资源，导致系统无法正常服务；钓鱼攻击是通过伪装网站或邮件诱导用户输入敏感信息，不依附程序传播。故选B。知识点5：网络应用与探究拓展5.1核心内容-常见网络应用：电子商务（如淘宝、京东，基于网络实现商品交易）、在线教育（如网课平台，实现异地教学）、远程办公（如钉钉、企业微信，实现异地协同工作）、云计算与云存储（如阿里云、百度云，将计算资源、存储资源部署在云端，用户通过网络访问）、物联网（IoT，将各类物理设备通过网络连接，实现智能感知、控制和通信，如智能家居、智能农业）。-网络探究方向：局域网搭建与配置（如利用交换机、路由器搭建小型局域网，设置IP地址、网关等）、网络故障排查（如利用ping命令检测网络连通性，排查IP地址冲突、线路故障等）、网络协议抓包分析（如使用Wireshark工具捕获网络数据包，分析TCP/IP协议的传输过程）、简单网络安全防护配置（如设置防火墙规则、开启系统安全防护）。5.2练习题1.下列应用中，不属于云计算应用的是（）A.利用百度云盘存储个人照片和文件B.通过网易云音乐在线听音乐C.在本地计算机上使用Word软件编辑文档D.利用阿里云服务器部署个人网站2.小明在搭建家庭局域网时，发现两台计算机无法互相访问，且无法连接互联网，下列排查步骤中，最合理的是（）①检查网线是否插好，交换机、路由器是否通电正常②使用ping命令检测计算机与路由器的连通性③检查计算机的IP地址是否设置正确（如是否与局域网网段一致）④联系网络运营商，咨询宽带是否欠费或故障A.①→②→③→④B.①→③→②→④C.④→①→③→②D.③→①→