大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程(第四版)第六章網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程(第四版)第六章網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)目錄網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述局域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全與管理策略總結(jié)與展望01網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述網(wǎng)絡(luò)定義與發(fā)展歷程網(wǎng)絡(luò)定義網(wǎng)絡(luò)是由若干節(jié)點(diǎn)和連接這些節(jié)點(diǎn)的鏈路構(gòu)成，表示諸多對(duì)象及其相互聯(lián)系。發(fā)展歷程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)歷了從ARPANET到互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程，實(shí)現(xiàn)了從局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)的演變?；ヂ?lián)網(wǎng)采用分層結(jié)構(gòu)，包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層?；ヂ?lián)網(wǎng)的組成要素包括計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、傳輸介質(zhì)、通信協(xié)議和各類應(yīng)用軟件。互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)與組成要素組成要素互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)之間通信的規(guī)則和約定，包括TCP/IP、HTTP、SMTP等。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)是為了保證不同廠商生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠相互通信而制定的規(guī)范，如IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)、ISO/OSI參考模型等。標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)02局域網(wǎng)技術(shù)局域網(wǎng)定義局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是一種在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間通信的網(wǎng)絡(luò)，通常覆蓋一個(gè)建筑物、校園或企業(yè)園區(qū)等。通常限制在幾公里以內(nèi)。數(shù)據(jù)傳輸速率較高，一般為10Mbps至10Gbps。由于傳輸距離短，信號(hào)衰減和干擾較小，誤碼率較低。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相對(duì)較小，管理和維護(hù)相對(duì)容易。地理范圍小低誤碼率易于管理和維護(hù)高速傳輸局域網(wǎng)基本概念及特點(diǎn)以太網(wǎng)技術(shù)原理以太網(wǎng)采用帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA/CD）協(xié)議，通過監(jiān)聽信道是否空閑來(lái)決定是否發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)發(fā)生沖突，此時(shí)雙方都會(huì)停止發(fā)送，并等待一段隨機(jī)時(shí)間后重試。以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用以太網(wǎng)是目前應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)之一，被廣泛應(yīng)用于企業(yè)、學(xué)校、政府機(jī)構(gòu)等各個(gè)領(lǐng)域。常見的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)有10Base-T、100Base-TX、1000Base-T等，分別對(duì)應(yīng)不同的傳輸速率和傳輸介質(zhì)。以太網(wǎng)技術(shù)原理及應(yīng)用無(wú)線局域網(wǎng)概念無(wú)線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）是指采用無(wú)線通信技術(shù)構(gòu)建的局域網(wǎng)，通過無(wú)線電波或紅外線等無(wú)線傳輸媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)目前主流的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)，包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。這些標(biāo)準(zhǔn)在傳輸速率、傳輸距離、頻段使用等方面有所不同。無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)備構(gòu)建無(wú)線局域網(wǎng)需要相應(yīng)的設(shè)備支持，包括無(wú)線網(wǎng)卡、無(wú)線路由器、無(wú)線接入點(diǎn)（AP）等。無(wú)線網(wǎng)卡用于提供計(jì)算機(jī)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之間的接口；無(wú)線路由器和無(wú)線接入點(diǎn)則用于提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接入和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)03廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）是一種覆蓋地理范圍廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通常跨越不同的城市、地區(qū)或國(guó)家。廣域網(wǎng)定義廣域網(wǎng)可以覆蓋數(shù)百公里甚至數(shù)千公里的范圍。覆蓋范圍廣由于廣域網(wǎng)覆蓋范圍廣，傳輸距離長(zhǎng)，因此傳輸速率相對(duì)較低。傳輸速率低廣域網(wǎng)連接的設(shè)備和技術(shù)多種多樣，具有異構(gòu)性。異構(gòu)性廣域網(wǎng)基本概念及特點(diǎn)傳輸介質(zhì)廣域網(wǎng)常用的傳輸介質(zhì)包括光纖、微波、衛(wèi)星等。通信方式廣域網(wǎng)通信方式主要分為電路交換和分組交換兩種。電路交換方式類似于電話通信，需要在通信雙方之間建立一條專用的物理通路；而分組交換方式則將數(shù)據(jù)分成多個(gè)小組進(jìn)行傳輸，每個(gè)小組獨(dú)立路由和轉(zhuǎn)發(fā)。傳輸介質(zhì)與通信方式典型廣域網(wǎng)技術(shù)介紹ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）：ISDN是一種數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可以提供端到端的數(shù)字連接和多種業(yè)務(wù)。它采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等多種業(yè)務(wù)的傳輸。ATM（異步傳輸模式）：ATM是一種面向連接的、快速分組交換技術(shù)，適用于多媒體數(shù)據(jù)傳輸和寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。ATM信元長(zhǎng)度固定為53字節(jié)，其中5字節(jié)為信頭，48字節(jié)為信息字段。FrameRelay（幀中繼）：幀中繼是一種簡(jiǎn)化的X.25分組交換技術(shù)，去掉了許多復(fù)雜的功能和協(xié)議，只保留了最基本的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層功能。它采用虛電路技術(shù)，支持突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸和可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀。MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交換）：MPLS是一種介于第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）和第三層（網(wǎng)絡(luò)層）之間的交換技術(shù)，被稱為“2.5層”交換技術(shù)。它結(jié)合了電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)，具有高速、高效、靈活的特點(diǎn)。MPLS使用標(biāo)簽進(jìn)行路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可以支持多種協(xié)議和業(yè)務(wù)。04網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與服務(wù)VS路由器是網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層地址（IP地址）進(jìn)行路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。它通過維護(hù)路由表來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的最佳路徑選擇。路由器配置方法路由器配置通常包括基本配置、接口配置、路由配置和安全配置等步驟。具體配置方法因不同廠商和型號(hào)而異，但一般都包括通過控制臺(tái)或遠(yuǎn)程登錄方式進(jìn)行配置，使用命令行或圖形界面進(jìn)行參數(shù)設(shè)置等操作。路由器工作原理路由器工作原理及配置方法根據(jù)工作層次不同，交換機(jī)可分為二層交換機(jī)、三層交換機(jī)等。二層交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，根據(jù)MAC地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；三層交換機(jī)工作在網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)IP地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。交換機(jī)的主要功能包括數(shù)據(jù)交換、VLAN劃分、端口安全、生成樹協(xié)議等。數(shù)據(jù)交換是交換機(jī)最基本的功能，通過MAC地址表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的快速轉(zhuǎn)發(fā)。VLAN劃分可以將交換機(jī)端口劃分為不同的虛擬局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)廣播域隔離和提高網(wǎng)絡(luò)安全性。端口安全可以控制端口上接入的設(shè)備數(shù)量，防止MAC地址欺騙等攻擊。生成樹協(xié)議可以避免網(wǎng)絡(luò)環(huán)路引起的廣播風(fēng)暴問題。交換機(jī)類型交換機(jī)功能交換機(jī)類型和功能描述DNS、DHCP等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)配置DNS（域名系統(tǒng)）是將域名解析為IP地址的服務(wù)。DNS服務(wù)配置包括安裝DNS服務(wù)器軟件、配置區(qū)域文件和反向解析文件、設(shè)置DNS客戶端等步驟。在配置過程中需要注意域名解析的準(zhǔn)確性和效率。DNS服務(wù)配置DHCP（動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）是自動(dòng)給網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)分配IP地址的服務(wù)。DHCP服務(wù)配置包括安裝DHCP服務(wù)器軟件、配置作用域選項(xiàng)和保留地址、設(shè)置DHCP客戶端等步驟。通過DHCP服務(wù)可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理，提高IP地址利用率。DHCP服務(wù)配置05網(wǎng)絡(luò)安全與管理策略常見的網(wǎng)絡(luò)安全威脅包括病毒、蠕蟲、木馬、惡意軟件、釣魚攻擊、SQL注入等。防范措施為了應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全威脅，需要采取一系列防范措施，如安裝殺毒軟件、定期更新操作系統(tǒng)和軟件補(bǔ)丁、限制不必要的網(wǎng)絡(luò)端口和服務(wù)、強(qiáng)化密碼策略、定期備份數(shù)據(jù)等。網(wǎng)絡(luò)安全威脅和防范措施防火墻原理防火墻是位于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的安全屏障，它按照預(yù)先設(shè)定的安全策略，對(duì)進(jìn)出內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢查和控制，從而防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和攻擊。要點(diǎn)一要點(diǎn)二部署方法防火墻的部署方法包括包過濾防火墻、代理服務(wù)器防火墻和有狀態(tài)檢測(cè)防火墻等。其中，包過濾防火墻根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，對(duì)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行過濾；代理服務(wù)器防火墻通過代理服務(wù)方式，對(duì)應(yīng)用層數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和控制；有狀態(tài)檢測(cè)防火墻則結(jié)合了包過濾和代理服務(wù)器的優(yōu)點(diǎn)，能夠更準(zhǔn)確地識(shí)別和防范網(wǎng)絡(luò)攻擊。防火墻原理及部署方法網(wǎng)絡(luò)管理工具網(wǎng)絡(luò)管理工具是用于監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的軟件或硬件設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)性能分析儀、網(wǎng)絡(luò)故障診斷工具等。這些工具可以幫助網(wǎng)絡(luò)管理員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決網(wǎng)絡(luò)故障，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)管理策略為了有效地管理網(wǎng)絡(luò)，需要制定一系列網(wǎng)絡(luò)管理策略，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)安全管理制度、網(wǎng)絡(luò)故障處理流程等。這些策略可以規(guī)范網(wǎng)絡(luò)管理員的操作行為，提高網(wǎng)絡(luò)管理的效率和安全性。同時(shí)，還需要定期對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理策略進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整，以適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)管理工具和策略06總結(jié)與展望包括網(wǎng)絡(luò)的定義、分類、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等基本概念。網(wǎng)絡(luò)基本概念闡述了TCP/IP協(xié)議族的結(jié)構(gòu)和原理，以及常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)介紹了常見的傳輸介質(zhì)（如雙絞線、光纖等）和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如交換機(jī)、路由器等）。傳輸介質(zhì)與設(shè)備探討了網(wǎng)絡(luò)安全的重要性、常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段及防御措施，以及網(wǎng)絡(luò)管理的基本概念和工具。網(wǎng)絡(luò)安全與管理01030204關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)回顧新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨勢(shì)探討云計(jì)算與虛擬化技術(shù)介紹了云計(jì)算的基本原理和架構(gòu)，以及虛擬化技術(shù)