計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第1章概論

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第1章概論演講人：日期：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議局域網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全與管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述01計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由多臺(tái)自主工作的計(jì)算機(jī)通過(guò)通信設(shè)備和線路連接起來(lái)，在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了從ARPANET、NSFNET到Internet的發(fā)展歷程，逐漸從單一的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)發(fā)展成為全球性的信息基礎(chǔ)設(shè)施。發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與發(fā)展組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩大部分組成。資源子網(wǎng)包括主機(jī)、終端、連網(wǎng)外設(shè)、各種軟件資源與信息資源；通信子網(wǎng)由通信控制處理機(jī)、通信線路與其他通信設(shè)備組成。結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有星型、環(huán)型、總線型、樹型和網(wǎng)狀等。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、可靠性要求、網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)的方便性等因素。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能包括數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布式處理、負(fù)載均衡等。這些功能使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括辦公自動(dòng)化、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能制造等。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景將更加廣闊。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)02數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供比特流服務(wù)的基礎(chǔ)上，建立相鄰結(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)鏈路，通過(guò)差錯(cuò)控制提供數(shù)據(jù)幀在信道上無(wú)差錯(cuò)的傳輸，并進(jìn)行各電路上的動(dòng)作系列。物理層提供為建立、維護(hù)和拆除物理鏈路所需要的機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性。網(wǎng)絡(luò)層在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)體間進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，通過(guò)路由選擇算法為分組通過(guò)通信子網(wǎng)選擇最適當(dāng)?shù)穆窂?。OSI參考模型提供建立、維護(hù)和拆除傳輸連接的功能，選擇網(wǎng)絡(luò)層提供最合適的服務(wù)，在系統(tǒng)之間提供可靠的透明的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層提供兩進(jìn)程之間建立、維護(hù)和結(jié)束會(huì)話連接的功能，提供會(huì)話管理服務(wù)。會(huì)話層代表應(yīng)用進(jìn)程協(xié)商數(shù)據(jù)表示，對(duì)應(yīng)用層數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以保證應(yīng)用層數(shù)據(jù)在通信子網(wǎng)中的正確傳輸。表示層確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶需要以及提供網(wǎng)絡(luò)與用戶應(yīng)用軟件之間的接口服務(wù)。應(yīng)用層OSI參考模型TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)接口層：負(fù)責(zé)接收IP數(shù)據(jù)報(bào)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送之，或者從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽出IP數(shù)據(jù)報(bào)，交給IP層。網(wǎng)際層：負(fù)責(zé)相鄰計(jì)算機(jī)之間的通信。其功能包括三方面。一、處理來(lái)自傳輸層的分組發(fā)送請(qǐng)求，收到請(qǐng)求后，將分組裝入IP數(shù)據(jù)報(bào)，填充報(bào)頭，選擇去往信宿機(jī)的路徑，然后將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)往適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口。二、處理輸入數(shù)據(jù)報(bào)：首先檢查其合法性，然后進(jìn)行尋徑--假如該數(shù)據(jù)報(bào)已到達(dá)信宿機(jī)，則去掉報(bào)頭，將剩下部分交給適當(dāng)?shù)膫鬏攨f(xié)議；假如該數(shù)據(jù)報(bào)尚未到達(dá)信宿，則轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報(bào)。三、處理路徑、流控、擁塞等問(wèn)題。傳輸層：提供應(yīng)用程序間的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠傳輸。為實(shí)現(xiàn)后者，傳輸層協(xié)議規(guī)定接收端必須發(fā)回確認(rèn)，并且假如分組丟失，必須重新發(fā)送。應(yīng)用層：向用戶提供一組常用的應(yīng)用程序，比如電子郵件、文件傳輸訪問(wèn)、遠(yuǎn)程登錄等。遠(yuǎn)程登錄TELNET使用TELNET協(xié)議提供在網(wǎng)絡(luò)其它主機(jī)上注冊(cè)的接口。TELNET會(huì)話提供了基于字符的虛擬終端。文件傳輸訪問(wèn)FTP使用FTP協(xié)議來(lái)提供網(wǎng)絡(luò)內(nèi)機(jī)器間的文件拷貝功能。兩種模型的比較與分析共同點(diǎn)兩個(gè)協(xié)議都分層；OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層與TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)層的功能幾乎相同；以傳輸層為界，其上層都依賴傳輸層提供端到端與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境無(wú)關(guān)的傳輸服務(wù)。不同點(diǎn)TCP/IP沒(méi)有對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口層進(jìn)行細(xì)分；OSI先有分層模型，后有協(xié)議規(guī)范；OSI對(duì)服務(wù)和協(xié)議做了明確的區(qū)別，而TCP/IP沒(méi)有充分明確區(qū)分服務(wù)和協(xié)議。數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)03數(shù)據(jù)通信是指在不同計(jì)算機(jī)或終端之間，以二進(jìn)制形式進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)倪^(guò)程。數(shù)據(jù)通信定義數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)通信的目的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通常由數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備、傳輸介質(zhì)、數(shù)據(jù)接收設(shè)備和數(shù)據(jù)宿五個(gè)部分組成。數(shù)據(jù)通信的主要目的是實(shí)現(xiàn)信息的有效傳輸和共享，以滿足各種應(yīng)用需求。030201數(shù)據(jù)通信的基本概念并行傳輸與串行傳輸并行傳輸是同時(shí)傳輸多個(gè)比特，而串行傳輸是逐位傳輸比特。并行傳輸速度快，但成本高且易受干擾；串行傳輸速度慢，但成本低且抗干擾能力強(qiáng)。同步傳輸與異步傳輸同步傳輸以固定的時(shí)鐘節(jié)拍來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，而異步傳輸則以字符為單位進(jìn)行發(fā)送，每個(gè)字符前有一個(gè)起始位，后有一個(gè)或多個(gè)停止位。同步傳輸效率高，但要求發(fā)送方和接收方時(shí)鐘嚴(yán)格同步；異步傳輸效率較低，但適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性高。單工、半雙工和全雙工通信單工通信只允許數(shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸；半雙工通信允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上傳輸，但不能同時(shí)進(jìn)行；全雙工通信允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸方式及特點(diǎn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼包括非歸零編碼（NRZ）、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼等。這些編碼方式主要用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部或近距離數(shù)字設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)調(diào)制包括振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）等。這些調(diào)制方式主要用于遠(yuǎn)距離數(shù)字設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)模擬信號(hào)在模擬信道上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的傳輸。模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼包括脈沖編碼調(diào)制（PCM）、增量調(diào)制（DM）和線性預(yù)測(cè)編碼（LPC）等。這些編碼方式主要用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和傳輸。數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議04路由器是連接不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的核心設(shè)備，它根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的信息進(jìn)行路由選擇，將數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。路由器（Router）交換機(jī)是局域網(wǎng)中的主要設(shè)備，用于在設(shè)備之間建立數(shù)據(jù)鏈路，并根據(jù)MAC地址進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。交換機(jī)（Switch）服務(wù)器指的是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為客戶機(jī)提供某種服務(wù)的專用計(jì)算機(jī)，服務(wù)器安裝有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和各種服務(wù)器應(yīng)用系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī).服務(wù)器具有高速CPU運(yùn)算能力、長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行、強(qiáng)大I/O外部數(shù)據(jù)吞吐能力以及更好的擴(kuò)展性.服務(wù)器（Server）局域網(wǎng)技術(shù)050102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)等有限地理區(qū)域。地理范圍有限通常限制在幾公里以內(nèi)。高數(shù)據(jù)傳輸速率局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)之間通信速率較高，通常以Mbps或Gbps為單位。低誤碼率由于傳輸距離短，信號(hào)衰減和干擾較小，因此誤碼率較低。易于管理和維護(hù)相對(duì)于廣域網(wǎng)而言，局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，更易于管理和維護(hù)。030405局域網(wǎng)的基本概念與特點(diǎn)以中央節(jié)點(diǎn)為中心，其他節(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路與中央節(jié)點(diǎn)相連。優(yōu)點(diǎn)是易于擴(kuò)展和管理，缺點(diǎn)是中央節(jié)點(diǎn)故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。節(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接成閉合環(huán)路。優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸方向單一，缺點(diǎn)是環(huán)路中任何一處故障都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與傳輸介質(zhì)環(huán)型拓?fù)湫切屯負(fù)渌泄?jié)點(diǎn)共享一條傳輸介質(zhì)，通過(guò)分支器連接到總線上。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，缺點(diǎn)是故障診斷和隔離較困難?？偩€型拓?fù)涔?jié)點(diǎn)之間通過(guò)多條鏈路互聯(lián)，形成復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)是可靠性高、容錯(cuò)能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。網(wǎng)狀拓?fù)渚钟蚓W(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與傳輸介質(zhì)由兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線絞合而成，可分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）。雙絞線成本低、易于安裝，但傳輸距離和數(shù)據(jù)速率有限。雙絞線由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣層、外導(dǎo)體和護(hù)套組成，具有較高的帶寬和較好的抗干擾能力，但成本較高、安裝維護(hù)較困難。同軸電纜以光波為傳輸載體，通過(guò)光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。光纖具有傳輸距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)速率高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但成本較高、連接較復(fù)雜。光纖局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與傳輸介質(zhì)以太網(wǎng)（Ethernet）以太網(wǎng)是一種基于CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)）協(xié)議的局域網(wǎng)技術(shù)，具有簡(jiǎn)單、可靠、低成本等優(yōu)點(diǎn)。以太網(wǎng)已成為局域網(wǎng)的主流技術(shù)，廣泛應(yīng)用于企業(yè)、學(xué)校等場(chǎng)所。無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）無(wú)線局域網(wǎng)利用無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的通信，具有靈活性強(qiáng)、移動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)線局域網(wǎng)已成為家庭和辦公環(huán)境的重要組成部分。局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用實(shí)例VS企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通常采用以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部計(jì)算機(jī)之間的通信和數(shù)據(jù)共享。企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)可以提高工作效率、降低成本、加強(qiáng)信息安全等。智能家居網(wǎng)絡(luò)智能家居網(wǎng)絡(luò)利用無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部各種智能設(shè)備的互聯(lián)互通，為用戶提供更加便捷、舒適和智能化的家居生活體驗(yàn)。例如，通過(guò)手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制家電開關(guān)、調(diào)節(jié)燈光亮度等。企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用實(shí)例網(wǎng)絡(luò)安全與管理06網(wǎng)絡(luò)安全是指通過(guò)采用各種技術(shù)和管理措施，保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)、攻擊、破壞或篡改，確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的機(jī)密性、完整性和可用性。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和信息化程度的提高，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題日益突出。網(wǎng)絡(luò)攻擊事件頻繁發(fā)生，給個(gè)人、企業(yè)和國(guó)家?guī)?lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。因此，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抗攻擊能力和防御水平，對(duì)于維護(hù)國(guó)家安全、社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。網(wǎng)絡(luò)安全的概念網(wǎng)絡(luò)安全的重要性網(wǎng)絡(luò)安全的概念與重要性常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)安全威脅及防范措施網(wǎng)絡(luò)攻擊手段不斷翻新，常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全威脅包括病毒、蠕蟲、木馬、惡意軟件、釣魚網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)釣魚、DDoS攻擊等。這些威脅可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露、系統(tǒng)癱瘓、網(wǎng)絡(luò)擁堵等嚴(yán)重后果。常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)安全威脅為了應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全威脅，需要采取一系列防范措施。例如，安裝殺毒軟件和防火墻，定期更新操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序補(bǔ)丁，限制不必要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和端口開放，加強(qiáng)用戶身份認(rèn)證和訪問(wèn)控制，實(shí)施數(shù)據(jù)加密和備份等。防范措施網(wǎng)絡(luò)管理的概念：網(wǎng)絡(luò)管理是指對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、配置、監(jiān)控和維護(hù)等一系列活動(dòng)的總稱。網(wǎng)絡(luò)管理的目標(biāo)是確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性，降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本。網(wǎng)絡(luò)管理的功能：網(wǎng)絡(luò)管理的主要功能包括故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和計(jì)費(fèi)管理等。其中，故障管理負(fù)責(zé)檢測(cè)和定位網(wǎng)絡(luò)故障，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；配置管理負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置和參數(shù)設(shè)置；性能