《电网络CH》课件

电网络课程介绍CH本课程综合讲解电网络基础知识,包括网络拓扑、路由协议、流量控制等核心概念通过实践性实验和项目,帮助学生深入理解电网络技术,为未来从事网络工程师工作做好充分准备课程目标全面了解网络技术掌握网络编程技能提升网络安全意识培养创新思维通过本课程的学习，可以系统学习基于Socket的网络编程方了解网络安全的基本原理和常结合新兴技术如物联网和云计掌握网络的基本概念、服务及法，能够利用网络技术开发应见攻击技术，提高对网络安全算，学会运用网络技术解决实协议，以及网络设备和技术用程序的警惕性和防范能力际问题电网络发展历程早期发展20世纪初,电报、电话等最早期的电子通讯技术兴起,开启了电网络的历史进程计算机网络20世纪60年代,计算机网络技术开始发展,ARPANET诞生,标志着现代网络技术的揭幕互联网爆发20世纪90年代初,互联网技术快速普及,WWW诞生,掀起了信息技术革命移动互联网时代21世纪初,移动通讯技术发展迅速,移动上网成为主流,带来了新的网络应用网络基础知识网络的起源与发展网络的作用与影响12从最早的ARPANET到如今的互联网,网络技术经历了长期的演化网络技术已经深入到人们生活的方方面面,极大地改变了社会交和进步这体现了人类对通信技术的不断探索和创新流、信息传递、商业运营等诸多领域网络的基本组成网络的基本概念34一个网络系统由硬件、软件、协议等多个要素组成,它们协调工作包括节点、链路、拓扑结构、网络协议等基本概念都是理解和学才能实现有效的信息传输习网络知识的基础参考模型OSIOSI（Open SystemsInterconnection，开放式系统互联）参考模型是一个概念性的框架，用于定义计算机网络通信的七个功能层它描述了通信系统应该如何组织和标准化，以确保不同厂商生产的设备和软件能够互联互通OSI模型包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层每一层都有特定的功能和标准协议，相互配合实现网络通信这种分层设计提高了网络的灵活性和可扩展性协议栈TCP/IPTCP/IP协议栈是一种分层网络协议模型,由四层组成:•应用层定义应用程序如何使用网络•传输层提供端到端的数据传输服务•网络层负责数据包在网络中的路由和转发•链路层处理与实际网络硬件的交互这种分层设计使得各层之间相对独立,提高了灵活性和可扩展性网络层协议IP互联网协议IP IP数据包IP协议是网络层的核心协议,负责数据IP数据包包含源地址、目的地址、控包的寻址和路由,确保数据在网络中的制信息等,用于标识数据包并确保其安传输全抵达目的地路由转发IPv4和IPv6路由器根据IP数据包的目的地址,选择IPv4地址即将用尽,IPv6为解决这一问最佳路径将数据包转发到目的地题而应运而生,具有更大的地址空间和增强的功能子网划分和路由子网划分1通过IP地址的分类和子网掩码，把大网络划分为多个独立的小网络路由转发2路由器根据路由表，将数据包转发到目标子网静态路由3手动配置路由表，适用于网络结构简单的情况动态路由4通过路由协议自动学习和更新路由表，适用于复杂网络子网划分通过IP地址的分类和子网掩码将大网络划分为多个独立的小网络路由器根据路由表将数据包转发到目标子网静态路由通过手动配置路由表，适用于简单网络结构，而动态路由通过路由协议自动学习和更新路由表，适用于复杂网络域名系统DNS域名系统概述DNS服务器层次结构域名解析过程DNS是互联网上将域名和IP地址关联起来的DNS服务器分为根域名服务器、顶级域名服用户访问网站时,DNS会通过一系列查询,最分布式数据库系统它负责将人类可读的域务器和授权域名服务器,层层负责不同范围终将域名转换为对应的IP地址,供用户的浏名转换成计算机可识别的IP地址内的域名解析任务览器访问网站传输层协议和TCP UDPTCP传输控制协议UDP用户数据报协议TCP提供可靠的、面向连接的数UDP是一种无连接的、不可靠的据传输服务,确保数据完整性和顺传输协议,适用于实时视频、语音序性广泛应用于Web、邮件、等对延迟敏感的应用场景传输文件传输等重要通信场景速度快,但可能丢失数据包TCP/UDP对比TCP提供可靠传输,UDP提供高效低延迟传输根据应用需求选择合适的协议,可提高网络通信效率应用层协议、、等HTTP FTPSMTP超文本传输协议文件传输协议FTP简单邮件传输协议其他应用层协议HTTP SMTPFTP是一种用于在客户端和服除了HTTP、FTP和SMTP,应HTTP是万维网的基础协议,用务器之间传输文件的标准网络SMTP是电子邮件在Internet上用层还有许多其他协议,如于在客户端和网络服务器之间协议它支持用户验证、目录传输的标准协议它定义了电DNS、DHCP、SSH、TELNET传输数据它定义了请求和响列表、文件上传和下载等功子邮件的格式和传输过程,确等,用于各种网络应用程序的应消息的格式,以及浏览器和能,广泛应用于软件更新和文保电子邮件可以在不同的邮件通信服务器应如何处理各种命令和件共享服务器之间可靠地传输状态代码网络设备集线器、交换机、路:由器网络设备是组成互联网的核心硬件元素,包括集线器、交换机和路由器等它们负责数据包的接收、转发和路由,确保网络中设备之间的连通性和数据传输效率集线器是最基础的网络设备,负责简单的数据包转发;交换机提供更智能和高效的数据链路层交换功能;路由器则能根据IP地址对数据包进行路径选择和转发,连接不同网段这些设备各有特点,共同组成了现代高性能的互联网络网络拓扑结构网络拓扑结构是描述网络设备之间的布局和连接方式的概念常见的网络拓扑结构包括总线型、星型、环型、树型等每种拓扑结构都有其特点和应用场景不同的网络拓扑结构对网络的可靠性、扩展性和故障排查都有不同的影响选择适合的拓扑结构是设计网络时的重要考虑因素局域网技术以太网以太网物理层以太网MAC层以太网交换机技术以太网物理层定义了电缆、传输速率和接口以太网MAC层负责数据帧的寻址、访问控以太网交换机通过交换表实现高效的数据转标准,确保不同厂商设备之间的互联互通制和差错校验,实现局域网内部设备的数据发,隔离冲突域,提高网络整体性能传输广域网技术、帧中继、PPPATM1PPP协议2帧中继技术点对点协议（PPP）是最广泛帧中继是一种基于电路交换的应用的广域网链路层协议，提广域网技术，采用可变长度的供可靠的数据传输和设备连接数据帧在网络中传输数据功能3ATM技术4技术比较异步传输模式（ATM）是一种这三种广域网技术各有优缺基于分组交换的广域网技术，点，需根据实际需求选择合适提供高带宽和低时延的服务的方案无线网络技术蜂窝网络WLAN基于IEEE

802.11标准的无线局域网技基于移动通信标准如3G、4G、5G的术,提供灵活的无线接入,广泛应用于家广域无线网络,覆盖范围广,支持高速移庭、办公等场景动通信无线优势安全性无需布线,灵活部署,支持移动性,满足多无线网络需要加强安全防护,如加密、样化的网络需求认证等措施,确保数据传输安全网络安全基础机密性完整性确保信息只能被授权的用户访问,防止未经授权的泄露保证信息在传输和存储过程中不被篡改,确保数据的可靠性可用性认证确保授权用户能随时访问所需信息和资源,防止被恶意攻击验证用户或设备的身份,确保只有合法主体能访问系统网络攻击技术钓鱼攻击DDoS攻击病毒木马攻击SQL注入攻击通过伪造成可信的网站或电子利用大量恶意流量瘫痪目标服隐藏在软件或文件中的恶意代利用web应用程序对用户输入邮件,诱骗用户输入个人信息务器,使合法用户无法访问码,可窃取信息、控制电脑或未进行充分过滤与验证,注入或密码,窃取用户账户可能导致系统崩溃或网站瘫破坏系统通过社会工程手段恶意SQL语句窃取数据或获取痪传播系统权限防火墙及其工作机制入站流量监测1分析所有进入网络的数据包规则检查2根据预定义的安全策略对数据包进行检查访问控制3允许或阻止数据包进入内部网络日志记录4记录网络活动情况以供监控和审计防火墙是一种网络安全设备,它位于内部网络和外部网络之间,负责监测和控制网络流量防火墙通过建立一系列安全规则,对进出网络的数据包进行分析和检查,决定是否允许其通过,从而隔离内部网络与外部网络,保护内部网络的安全入侵检测系统IDS实时监控多层防御入侵检测系统实时监控网络流量结合防火墙、加密等措施,构建全和系统活动,及时发现异常行为面的网络安全防御体系行为分析定制规则系统通过分析用户行为模式,识别管理员可针对特定环境和需求,自可疑活动并发出警报定义入侵检测规则虚拟专用网VPN安全隧道远程接入12VPN在公共网络上建立一条加VPN允许远程用户安全地访问密的隧道,保护敏感信息的传输公司资源,无论位置如何安全灵活性成本效益34VPN可扩展至多个地点,为企业VPN可以节省专线等传统网络提供更大的网络覆盖范围方案的建设和维护成本加密技术数据加密算法密钥管理数字签名加密算法是将明文转换为密文的过程常见密钥的生成、分发和保护是加密技术的关数字签名可以验证数据的来源和完整性,广的加密算法包括对称加密算法、非对称加密键通过安全的密钥管理可以确保加密系统泛应用于电子商务、电子政务等领域算法和散列函数等的有效性和可靠性数字签名和证书数字签名数字证书加密与解密数字签名确保消息完整性和来源的真实性,数字证书由可信的第三方认证机构颁发,确使用私钥对消息进行加密,然后使用公钥进通过使用私钥加密消息摘要来实现认公钥所有者的身份和资格行解密,实现安全的信息交换网络编程基础网络基础Socket编程理解TCP/IP协议栈、网络通信原Socket是网络编程的核心概念,掌理是网络编程的基础握Socket API的使用非常重要多线程编程事件驱动编程网络应用通常需要使用多线程来事件驱动编程模型可以帮助开发处理并发连接,了解多线程编程技高性能的网络程序,值得掌握术很有帮助编程实例Socket连接建立1使用套接字API创建客户端和服务器端,建立网络连接数据传输2通过套接字进行数据发送和接收,实现客户端和服务器间的信息交互异常处理3应对可能出现的网络错误和异常情况,保证程序的健壮性网络服务编程服务器编程客户端编程编写基于网络协议的服务器程序,如编写基于网络协议的客户端程序,如浏Web服务器、FTP服务器、邮件服务览器、邮件客户端、FTP客户端等器等Socket编程远程服务调用利用Socket API实现网络通信和数据通过RPC、WebService等技术实现跨传输,是网络编程的基础网络的分布式服务调用移动互联网技术移动通信技术智能手机和平板电脑12包括2G、3G、4G和5G等移动网络标准,提供无处不在的蜂窝这些移动终端设备配有强大的处理能力和大屏幕,支持各种移数据连接动应用程序移动互联网应用移动计算和云服务34基于移动设备的社交网络、电商、视频、导航等多种移动互移动设备可以访问云计算平台,实现数据同步、远程协作等功联网应用服务能物联网技术物联网概念技术特点典型应用发展趋势物联网（Internet ofThings,物联网技术具有广泛连接性、智能家居、智慧城市、工业自随着5G、人工智能等技术的IoT）是一种连接各种设备、实时数据处理、智能分析等特动化、智能交通、远程医疗等进步,物联网将更加普及和智传感器和系统的技术,使得这点,能实现设备远程监控、智都是物联网广泛应用的领域能化,应用场景将进一步扩些设备可以相互收集、交换和能家居、工业自动化等应用展分析数据云计算及其应用基础设施即服务IaaS平台即服务PaaS软件即服务SaaS云计算提供按需获取虚拟化的计算资源,如云厂商提供应用开发和部署的平台,使开发软件应用通过因特网以订阅的方式提供,用服务器、存储和网络,大幅降低IT基础设施的者无需关注底层基础设施,专注于应用程序户无需安装和维护软件,提高了IT资源的利用建设和维护成本的开发效率。