计算机与信息技术基础 课件 第2章 计算机网络基础

第2章计算机网络基础01计算机网络基本概念02计算机网络协议04云计算03互联网目录Content05物联网计算机网络基本概念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，通过通信线路和通信设备连接起来，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。计算机网络最重要的三个功能是信息交换、资源共享和分布式处理。计算机网络定义及功能计算机网络基本概念1．按覆盖范围划分的计算机系统：局域网、城域网、广域网2．按传输介质划分：有线网络、无线网络3．按通信方式划分：广播网络、点对点网络4．按网络拓扑结构划分：总线型、环型、星型、网状型等计算机网络分类计算机网络的分类方法有很多，对计算机网络的分类进行研究，有助于更好地理解计算机网络。从不同的角度对计算机网络可以进行不同的分类，常用的分类方法有：按网络覆盖的地理范围进行分类，按网络的拓扑结构进行分类，按网络的传输介质进行分类，按网络的通信传播方式进行分类，按网络的使用范围进行分类等。计算机网络协议（1）语义（Semantics）：语义规定了通信双方要发出什么控制信息、执行的动作和返回的应答，即确定协议元素的类型。它确保通信双方能够正确地理解彼此发送的信息，知道要发送什么内容、如何响应等。（2）语法（Syntax）：语法规定了通信双方彼此“如何讲”，即确定协议元素的格式，如数据和控制信息的格式。它确保数据在传输过程中的格式正确，使得接收方能够正确地解析和处理接收到的数据。（3）定时（Timing）：定时关系规定了信息交流的次序，即何时发送信息、何时接收信息等。它确保通信双方在正确的时间点上发送和接收信息，避免了信息的丢失和混乱。网络协议的组成计算机网络协议网络体系结构网络体系结构(NetworkArchitecture)是计算机网络的分层、各层协议和功能的集合。不同的计算机网络具有不同的体系结构，其层的数量、各层的名称、内容和功能都不一样。然而，在任何网络中，每一层都是为了向它邻接上层提供一定的服务而设置的，同时每一层均对上层屏蔽实现协议的具体细节。这样一来，网络体系结构就能做到与具体物理实现无关，哪怕连接到网络中的主机和终端的型号及性能各不相同，只要它们共同遵守相同的协议，就可以实现互通信和互操作。OSI参考模型TCP/IP参考模型计算机网络协议网络体系结构国际标准化组织(InternationalOrganizationforStandardization，ISO)为了建立使各种计算机可以在世界范围内联网的标准框架，制定了著名的开放式系统互连参考模型(OpenSystemInterconnectReferenceModel，简称OSI/RM)。OSI参考模型将计算机网络分为7层：应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层

对等层实体之间虚拟通信下层向上层提供服务实际通信在最底层完成计算机网络协议网络体系结构-

TCP/IP体系结构TCP/IP参考模型将计算机网络分为4个层次：应用层、传输层、网络层和网络接口层。如图所示为OSI参考模型与TCP/IP模型的对应关系。互联网互联网基本概念互联网是一个全球性的、开放性的、具有全球性影响力的计算机互联网络。它将世界各地的人们、组织、计算机、网站、应用和服务连接在一起，形成了一个逻辑上的单一巨大国际网络，连接了数以亿计的计算机和个人设备，涵盖了各种不同类型的网络，包括商业网络、教育网络、政府网络等。这些网络通过一系列协议和技术的连接，形成了一个庞大的网络体系。它将全世界范围内几乎所有国家与地区的各领域的信息资源联为一体，组成一个庞大的电子资源数据库，供全世界的网上用户共享。它对全人类社会发展和文明进步起到了巨大的推动作用。互联网互联网基本概念端接系统（PC、服务器、手机等）交换/节点设备（路由器、集线器、交换机等）通信链路（光纤、线缆、无线信号等）因特网服务提供商（ISP）提供网络接入本地ISP局域网区域性ISProuterworkstationserverlaptop路由器服务器计算机笔记本互联网Internet地址地址都是一个十分重要的概念，Internet的许多服务和特点都是通过IP地址体现出来。IPv4地址–32bit，IPv6地址–128bitIPv4地址的分类私有IP地址子网掩码网关DNS广播地址NAT互联网互联网的应用当前大部分服务都通过互联网提供资源及服务。网页浏览电子邮件搜索引擎（SearchEngines）及大语言模型即时通讯社交媒体视频流媒体在线购物网络游戏……互联网网络安全1．针对服务器的攻击（1）DDoS（分布式拒绝服务）攻击（2）SQL注入攻击（3）暴力破解攻击（4）缓冲区溢出攻击2．针对客户的攻击（1）网络钓鱼攻击（2）恶意软件攻击（3）社会工程学攻击3．针对传输过程的攻击（1）中间人攻击（2）窃听攻击（3）重放攻击互联网网络安全4．防范（1）谨慎设置密码，设置足够强度的不能通过猜测破解的密码。（2）对重要系统及网站使用不同的密码，启用多重验证，尽量少使用单点登陆。（3）陌生人的邮件附件不要点击。（4）不要从可疑源下载软件。（5）不要使用开放的无线网络进行敏感操作。（6）安装杀毒软件并保持更新。（7）定期备份重要的信息文件到安全位置。（8）保持系统更新，打开防火墙。（9）手机、路由器、物联网设备也是网络节点，也要按类似的方式尽可能防范。（10）限制个人信息被不必要的人获取，谨慎分享信息到互联网上。（11）对使用伪造短信、AI音频、AI视频等技术的社会学欺骗、攻击加多些心眼验证真伪。云计算云计算概述云计算是一种商业计算模型，它将计算任务分布到大量计算机构成的资源池上，使用户能够按需获取计算能力、存储空间和信息服务。1．云计算的概念2．云计算的基本特点3．云计算的服务模型：Iaas，PaaS，SaaS4．云计算的优势5．云计算的挑战云计算云计算主要技术云计算的成功离不开一系列核心技术的支撑，这些技术使得云平台能够实现弹性扩展、资源共享、低延迟等特性。1．虚拟化技术（Virtualization）2．分布式计算（DistributedComputing）3．云存储（CloudStorage）4．容器技术（Containerization）5．云网络与虚拟网络（CloudNetworkingandVirtualNetworking）6．大数据与数据分析技术（BigDataandAnalytics）云计算云计算的应用云计算的应用领域广泛，包括金融服务、医疗健康、教育科研、政府、制造业、能源交通、农业等。云计算技术涉及存储、计算、开发、分析、安全等多个典型应用场景。通过云计算，企业和个人能够更高效、更灵活地管理和利用资源，推动数字化转型、提升业务能力，并降低IT基础设施的复杂性和成本。1．在线存储和备份2．大数据和数据分析3．云机器学习和人工智能4．云安全5．虚拟化桌面和应用物联网物联网基本概念物联网（InternetofThings，简称IoT）是指通过互联网将物理世界中的各种设备、传感器、物品等连接起来，形成一个巨大的网络，进行数据交互和智能化管理的网络。每个物体都可以通过嵌入式传感器收集相关数据，传输到云平台或本地设备进行分析、处理和反馈，从而实现智能化决策和操作。物联网的核心思想是通过智能设备的互联互通，提升设备的智能化水平，实现对设备和环境的实时监测、数据分析、远程控制等功能。1．物联网的工作原理2．物联网的关键技术物联网物联网的体系结构物联网（IoT）体系结构是指物联网系统中各层之间的功能分配、工作流程和交互方式。物联网的体系结构通常是多层次的，每一层都承担着特定的功能和任务，确保物联网设备能够高效地感知、传输、处理和应用数据。每一层与其他层之间都通过标准的协议和接口进行通信和交互。物联网物联网的应用物联网（IoT）已经渗透到我们生活的方方面面，涵盖了从家庭到工业、城市到农村等多个领域。通过感知、连接、分析和控制，物联网在众多领域中提供了智能化的解决方案，极大地提升了效率、自动化和便捷性。以下是一些典型的物联网应用，涵盖了家庭、城市、工业等多个领域。1．智能家居