计算机网络课件-谢希仁

计算机网络计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分，它连接着世界各地的人们和设备，使信息能够快速便捷地传递课程简介课程介绍课程目标本课程旨在帮助学生理解计算机网络的基本使学生能够深入理解计算机网络的概念、体原理和应用，并掌握相关的技术知识和技能系结构和关键技术，并掌握网络应用开发和网络管理的基本技能课程内容课程形式本课程涵盖了计算机网络的各个方面，包括通过课堂讲授、实验练习和课后作业等多种网络基础知识、网络协议、网络安全、网络形式，帮助学生掌握网络知识，并培养实际应用等操作能力课程目标掌握网络基础知识了解常见网络协议学习网络安全基础培养网络应用能力理解网络体系结构，包括掌握、、等认识网络安全威胁和防御措施掌握网络设备配置、网络故障OSI HTTPDNS SMTP参考模型和协议族协议的工作原理和应用，例如防火墙、加密技术和入排查和网络管理的基本技能TCP/IP侵检测系统课程内容网络概述物理层网络的定义，网络类型，网络拓扑结构，网络传输介质，编码技术，信号传输方式，网络接协议，网络服务等口卡等数据链路层网络层链路层协议，地址，流量控制，错误检测地址，子网掩码，路由协议，网络地址转换MAC IP等等网络概述计算机网络是指将地理位置分散的计算机系统互联起来，实现资源共享和信息传递的系统计算机网络的应用范围非常广泛，例如互联网、企业局域网、移动通信网络等计算机网络的组成部分包括网络硬件、网络软件、网络协议、网络服务物理层传输介质1双绞线、同轴电缆、光纤信号编码2模拟信号、数字信号物理接口

3、、RJ-45USB HDMI物理层负责数据在网络中的物理传输，包括传输介质、信号编码和物理接口物理层是网络中最底层，是数据传输的基础数据链路层链路层功能1点对点数据传输帧封装2添加帧头和帧尾差错检测3发现并纠正传输错误流量控制4控制数据传输速率数据链路层负责在两个相邻节点之间可靠地传送数据帧，确保数据完整性它封装数据并添加帧头和帧尾，包含地址信息、错误校验码等此外，它还负责进行差错检测，确保数据传输的准确性流量控制则用于协调数据传输速率，避免数据丢失或拥塞网络层123网络层功能协议路由选择IP负责数据分组的路由选择，将数据从源主为每个网络设备分配唯一的地址，实现基于路由表，选择最优路径，将数据分组IP机传输到目标主机网络互联从源主机传输到目标主机网络层协议主要包括协议、协议和地址分为和两种，具有更路由选择算法主要包括距离矢量路由算法IP ICMPIP IPv4IPv6IPv6协议大的地址空间，可以满足未来网络发展需和链路状态路由算法ARP求传输层传输层的作用提供端到端的通信服务,为应用程序提供数据传输的可靠性,流量控制和错误检测传输层协议主要协议包括TCP和UDP,TCP提供可靠的连接服务,UDP提供无连接服务协议特点TCP面向连接,可靠数据传输,流量控制,拥塞控制,数据分段协议特点UDP无连接,无需建立连接,不保证数据传输可靠性,速度快,适合实时应用传输层端口每个应用程序都有唯一的端口号,允许不同的应用程序同时使用网络应用层应用层协议1应用层协议定义了网络应用程序如何使用网络常见的应用层协议包括、和电子邮件协议HTTP FTP网络应用程序2应用层是用户直接交互的网络层级，包括网络浏览器、电子邮件客户端和文件传输软件等应用程序网络服务3应用层提供各种网络服务，例如电子邮件、文件传输、网页浏览和视频流服务等参考模型OSI模型描述了网络协议的层次结构，分为七层，从下到上分别是物理层、数据OSI链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层模型提供了一个抽象框架，帮助理解网络协议的运作机制，方便不同厂商的OSI设备互操作网络体系结构协议层级数据封装

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22.网络体系结构通常分为多个层数据在网络中传输时，会逐层级，如应用层、传输层、网络封装，包含各种信息，例如源层、数据链路层和物理层每地址、目的地址、协议类型等个层级都负责特定任务接口定义服务提供

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44.每个层级之间通过接口进行通每个层级为上层提供服务，例信，定义了数据格式和交互方如网络层提供数据路由服务，式，确保不同层级能够协同工传输层提供数据可靠传输服务作网络设备网络接口卡交换机路由器集线器NIC连接计算机和网络的桥梁在局域网中连接多个设备连接不同网络，负责数据包的连接多个设备，但它不具备转提供物理层和数据链路层交换机根据地址转发数路由路由器根据地址进发功能，每个端口都连接到同NIC MACIP的协议支持据帧，提高网络效率行数据包转发，实现网络互联一个总线上，所有设备共享带宽协议族TCP/IP网络协议族核心协议协议族是一组通信协议，用于连接计算机网络协议提供可靠的连接和数据传输TCP/IP TCP它定义了数据在网络中如何传输，如何寻址和路由等协议负责数据包的地址和路由，实现网络互连IP地址与子网划分IP地址是用于识别互联网上每个设备的唯一标识符IP子网划分是一种将网络划分为更小网络的技术，以便更好地管理和控制网络流量32128位地址地址由位组成，分为网络地址和主地址空间包含个地址，约为IP32IPv42^32机地址亿个

43255.

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2552.

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0.0掩码划分子网掩码用于区分网络地址和主机地址，通过子网划分，可以将单个网络分为多个表示每个网络的范围更小的网络路由算法目的方法12路由算法通过计算网络路径，常见的路由算法包括距离向量将数据包从源节点发送到目标算法和链路状态算法节点距离向量算法链路状态算法34每个路由器维护一个距离向量每个路由器构建网络拓扑图，，记录到其他路由器的距离和计算最短路径，更新路由表路径交换机工作原理交换机是网络中用于连接不同设备的硬件设备它们使用地址来识别网络中的设备并转发数据包MAC帧转发1交换机通过地址表来决定数据包的转发路径MAC地址学习MAC2交换机通过监听网络上的数据包来学习地址MAC冲突域分割3交换机将网络分成多个冲突域，减少网络冲突交换机可以提高网络性能，减少网络冲突，提升网络安全性路由器工作原理接收数据包路由器接收来自网络中的数据包，每个数据包包含目标地址信息查找路由表路由器根据数据包的目标地址，在路由表中查找最佳路径转发数据包路由器将数据包转发到下一个网络节点，即下一跳路由器重复以上步骤数据包会经过多个路由器，直到到达最终目的地服务DNS域名解析将域名转换为地址IP层次结构根域名服务器、顶级域名服务器、授权域名服务器安全机制防止欺骗和缓存污染DNS协议HTTP超文本传输协议无状态协议协议是一种应用层协议，协议是一种无状态协议，HTTP HTTP用于在客户端和服务器之间传输这意味着服务器不会记住客户端网页和其他数据以前发出的请求请求和响应版本协议使用请求和响应模型协议有多个版本，目前最HTTP HTTP进行通信，客户端发送请求，服常用的版本是和HTTP/

1.1务器响应请求HTTP/2电子邮件协议协议协议协议SMTP POP3IMAP简单邮件传输协议，用于发送电子邮件它邮局协议，用于接收电子邮件它允许电子互联网消息访问协议，也用于接收电子邮件定义了电子邮件服务器之间传输电子邮件的邮件客户端从邮件服务器下载电子邮件它允许电子邮件客户端访问邮件服务器上规则的电子邮件，而不必下载它们网络安全概述网络攻击数据泄露网络安全威胁不断升级，网络攻击手段日益多数据泄露风险增加，个人隐私和机密信息安全样化面临挑战病毒和恶意软件网络欺诈病毒和恶意软件传播速度快，危害性大，可能网络欺诈手段不断翻新，需要提高用户防范意导致系统崩溃和数据丢失识，避免财产损失防火墙定义工作原理防火墙是一种网络安全设备，它通过检查进出网络的数据包来控防火墙通过配置规则来识别并阻止来自外部网络的攻击制网络流量规则定义了哪些数据包可以通过防火墙，以及哪些数据包会被阻防火墙可以阻止来自外部网络的恶意访问，保护内部网络免受攻止击加密技术对称加密非对称加密

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22.使用相同的密钥进行加密和解使用不同的密钥进行加密和解密速度快，但密钥管理困难密，密钥管理更加安全，但速度较慢哈希算法数字签名

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44.将任意长度的输入转换为固定使用非对称加密技术，确保信长度的输出，用于验证数据完息来源的真实性和完整性整性数字签名身份验证数据完整性法律效力数字签名验证发送者身份，防止伪造和篡改数字签名确保信息在传输过程中保持完整，数字签名具有法律效力，可用于电子合同、信息未被修改或损坏电子交易等网络攻击方式拒绝服务攻击病毒和蠕虫拒绝服务攻击旨在使目标网络资病毒和蠕虫是恶意软件形式，它源不可用，从而阻止合法用户访们在计算机之间传播并可能破坏问资源数据或系统功能网络钓鱼攻击恶意软件攻击网络钓鱼攻击使用伪造的电子邮恶意软件攻击使用各种恶意软件件或网站欺骗用户提供敏感信息来获取对受感染系统或网络的访，例如用户名、密码或信用卡详问权限，窃取数据或控制系统细信息入侵检测系统监控网络流量检测攻击

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22.通过分析网络数据包，寻找恶意活可以检测各种攻击，包括扫描、拒IDS IDS动迹象，如异常流量模式或已知攻击签绝服务攻击、病毒传播等名生成警报提高安全级别

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44.当检测到潜在的攻击活动时，会发通过及早发现攻击并采取措施，有IDS IDS出警报，通知管理员进行调查和处理助于保护网络系统免受攻击网络维护与管理网络监控网络配置故障排除安全管理实时监控网络状态和性能，识优化网络设置，提高网络效率快速定位并解决网络故障，确实施网络安全策略，防御网络别潜在问题和安全威胁和安全性保网络稳定运行攻击，保护网络安全未来网络发展趋势和物联网的兴起云计算的扩展5G Beyond技术正在迅速改变网络连接方式未物联网将连接数十亿台设备，创建各种智云计算正在不断扩展，提供更强大的计算5G来，网络将更加快速、可靠、高效，并支能应用，例如智能家居、智慧城市和工业能力、存储空间和网络服务，支持各种应持更广泛的应用用

4.0技术正在研发中，预计将带来更高速物联网的增长需要更强大的网络基础设施未来，云计算将更加安全、灵活，并提供6G率、更低延迟和更强大功能来处理海量数据和连接更丰富的服务，例如边缘计算和无服务器计算课程总结回顾重点全面回顾课程内容，巩固知识体系掌握技能深入理解网络原理，提升网络应用能力拓展视野了解网络技术发展趋势，激发学习兴趣。