计算机网络技术基础课程课件设计网络体系结构与网络协议

计算机网络技术基础本课程将介绍计算机网络基础知识，涵盖网络体系结构、网络协议、网络安全等方面课程大纲网络体系结构与网络协网络数据传输技术网络安全技术未来网络发展趋势议讲解数据在网络中传输的原理探讨网络安全的关键问题，包展望未来网络的发展方向，包介绍计算机网络的基本概念，和技术，包括物理层、数据链括网络攻击类型、防御技术、括云计算、物联网、移动互联包括网络体系结构、网络协议路层、网络层、传输层和应用加密算法和安全协议网和技术5G、网络模型等，以及网络协议层的类型和作用计算机网络的定义与特点计算机网络是指将多个计算机系统通网络的范围可以从局域网到广LAN过通信线路连接在一起，实现资源共域网，甚至扩展到互联网，覆WAN享、信息传递和协同工作的系统盖全球范围计算机网络的主要功能包括数据通信网络使人们能够随时随地访问信息，、资源共享、分布式处理和网络管理协同工作，并促进信息共享和社会进步网络体系结构概述网络体系结构指的是计算机网络的层次化结构，它将网络划分为多个层次，每个层次负责完成特定的功能网络体系结构可以帮助人们理解网络的工作原理，并提供了一种设计和实现网络的标准方法目前，常用的网络体系结构模型有两种参考模型和OSI TCP/IP参考模型参考模型是一个理论模型，而参考模型是OSI TCP/IP一个实际的实现模型参考模型OSI参考模型定义了网络通信的七层架构，从物理层到应用层，逐层向上抽象，每一层都提供特定服务，共同实现数据传输OSI应用层1提供用户服务表示层2数据格式转换会话层3管理会话连接传输层4端到端数据传输网络层5逻辑地址寻址数据链路层6物理地址寻址物理层7物理介质传输模型将网络通信过程分解成独立的层，方便理解和实现网络协议，也利于不同网络设备的互连互通OSI参考模型TCP/IP应用层1负责与用户交互，提供各种网络服务，例如电子邮件、网页浏览、文件传输等传输层2提供端到端的可靠数据传输，确保数据完整性和顺序，例如协议和协议TCP UDP网络层3负责网络地址转换、数据包路由，确保数据包在网络中的正确传递，例如协议IP数据链路层4负责将数据帧封装成数据包，并通过物理介质进行传输，例如以太网协议物理层5定义了网络设备之间的物理连接方式，例如电气特性、传输介质等物理层技术传输介质信号编码

1.

2.12物理层主要负责数据在网络中的传输，常用的传输介质包括物理层将数据转换成电信号或光信号进行传输，常用的编码双绞线、同轴电缆和光纤等方式包括曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等物理层接口物理层协议

3.

4.34物理层定义了网络设备之间连接的接口标准，例如物理层协议规定了网络设备之间数据传输的格式和规则，例RJ-45接口、接口等如以太网协议SC数据链路层技术帧封装物理地址识别数据链路层将来自网络层的数数据链路层使用地址来识别IP MAC据包封装成帧帧包含数据、源网络中的设备，确保数据包能正地址、目标地址和其他控制信息确发送到目标设备错误检测流量控制数据链路层使用校验和等机制，数据链路层控制数据传输速率，检查数据传输过程中的错误并采防止发送方发送过多数据导致接取措施收方无法处理协议MAC媒体访问控制协议协议功能常见的协议MAC协议是数据链路层的重协议主要负责物理层和常用的协议包括以太网MAC MAC MAC要组成部分，它负责管理网络网络层之间的通信协调，包括协议、无线局域网MACMAC设备之间的通信数据帧封装、寻址、冲突检测协议和令牌环协议等和流量控制地址是网络接口卡的唯这些协议在不同的网络环境中MAC一标识符，用于在网络上识别它还确保同一网络上的多个设发挥着重要作用，确保网络通设备备能够共享网络带宽，并避免信的可靠性和效率数据传输冲突局域网技术以太网无线局域网网络拓扑结构以太网是局域网中最常用的技术之一，使用无线局域网使用无线电波连接设备，提供灵局域网的拓扑结构包括总线型、星型、环型铜线或光纤连接设备，提供高速数据传输活性和移动性，但传输速度可能受干扰影响等，影响网络性能和管理方式广域网技术定义技术特点广域网覆盖广泛的地理区域，连接多个局域网，例如城市使用各种传输介质，包括光纤电缆、微波和卫星，提供高速WAN WAN、省份甚至国家数据传输和长距离通信关键技术应用实例依赖于路由协议，如和，以管理数据在网络中互联网、企业网络和政府网络是广域网的典型应用，它们连接全球WAN RIPOSPF的路径，并确保有效的数据传输各地的人员和设备网络层功能与协议IP网络层功能负责数据分组的路由选择和转发，实现网络互连为上层提供独立于物理网络的逻辑地址和服务协议IP互联网协议（），是网络层的主要协议，负责数据包的封装、IP地址分配和路由地址IP地址是网络层标识网络设备的唯一地址，用于数据包的路由选IP择地址分类IP类地址类地址类地址

1.A

2.B

3.C123用于大型网络，网络号占位，主机用于中等规模网络，网络号占位用于小型网络，网络号占位，主81624号占位，范围为到，主机号占位，范围为机号占位，范围为到

241.

0.

0.

0168192.

0.

0.0到

126.

255.

255.

255128.

0.

0.

0191.

255.

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255223.

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255.255类地址类地址

4.D

5.E45用于组播，网络号占位，主机号占位，范围为用于实验和研究，网络号占位，主机号占位，范围为284248到到

224.

0.

0.

0239.

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255240.

0.

0.

0255.

255.

255.255路由协议路由协议类型路由协议功能路由协议主要分为两种类型距离矢量路由协议和链路状态路由路由协议能够有效地管理网络中的路由信息协议通过算法计算最优路径，并指导数据包在网络中传输距离矢量路由协议以距离为度量，通过交换路由信息来更新路由表传输层技术传输层网络体系结构中位于网络层和应用层之间的一层，负责为上层应用提供端到端数据传输服务传输层功能负责数据分段、流量控制、拥塞控制、连接管理、错误检测和重传传输层协议两种主要协议传输控制协议和用户数据报协议TCPUDP协议与协议TCP UDP协议协议TCP UDP协议是一种面向连接的协议，在数据传输之前需要建立连接它提供了可靠的数据传协议是一种无连接的协议，不需要建立连接，数据可以直接发送它提供了快速的数TCP UDP输服务，保证数据按顺序到达，并提供数据丢失、重复和乱序的处理机制协议适用据传输服务，但不保证数据的可靠性协议适用于对传输速度有较高要求，且对数据TCP UDP于需要可靠传输的服务，例如文件传输、电子邮件和网页浏览可靠性要求不高的服务，例如视频通话、网络游戏和在线直播应用层协议电子邮件协议例如、、等协议，用于发送、接收和管理电子邮件SMTP POP3IMAP网络文件传输协议例如、等协议，用于在网络中传输文件FTP TFTP网络管理协议例如、等协议，用于网络设备的管理和监控SNMP Telnet协议HTTP请求响应协议流程HTTP HTTPHTTP客户端向服务器发送请求，获取网页或资源服务器收到请求后，向客户端发送响应，包协议定义了客户端和服务器之间通HTTP含请求资源或错误信息信的格式和流程，确保数据可靠传输协议FTP文件传输协议客户端与服务器12协议全称文件传输协议，主要用于协议基于客户端服务器模型，使用FTP FTP-在网络上进行文件传输端口号和进行通信2021数据传输模式安全问题34协议支持两种数据传输模式主动协议本身不提供加密功能，传输数FTP FTP模式和被动模式，根据实际网络环境选据时容易被窃取，建议使用安全协议如择合适的模式或SFTP FTPS协议DNS域名系统层次结构是域名系统，负责将人类易记的域名转换为计算机可识别的系统采用层次结构，将域名划分为根域、顶级域、二级域等，DNS IPDNS地址便于管理和查找域名解析过程重要性当用户访问网站时，浏览器会向本地服务器发送域名解析请求协议是互联网的重要组成部分，为网络应用提供域名解析服务DNS DNS，服务器会根据域名查找对应的地址，并返回给浏览器，使互联网的访问更加便捷IP网络安全概述网络安全是指保护计算机网络免受未经授权的访问、使用、披露、破坏、修改或拒绝服务网络安全是现代社会的重要议题，它涉及到个人信息、商业机密、国家安全等多个方面防火墙技术网络安全防御过滤网络流量防火墙是网络安全的重要组成部防火墙通过检查网络数据包的内分，它可以阻止来自外部网络的容和来源，来决定是否允许数据恶意访问和攻击包通过访问控制策略保护敏感数据防火墙可以根据预设的规则，限防火墙可以帮助保护内部网络和制某些特定类型的网络流量访问数据免受黑客攻击、病毒和恶意内部网络软件的侵害加密算法对称加密非对称加密12对称加密算法使用相同的密钥非对称加密算法使用不同的密进行加密和解密钥进行加密和解密哈希算法3哈希算法用于生成数据的指纹，可以用来验证数据的完整性数字签名数字签名是一种使用加密技术验证信息来源和完整性的方法发送者使用私钥对信息进行签名，接收者使用发送者的公钥验证签名确保信息未被篡改，验证信息来源，提高信息安全网络攻击类型被动攻击主动攻击被动攻击主要指窃取信息，例如窃听网络主动攻击是指修改或伪造网络数据，例如通信或截取数据篡改数据、拒绝服务攻击等攻击者不会改变网络数据，只是获取信息攻击者直接影响网络正常运行，造成破坏进行分析或利用或损害网络攻击检测与防御入侵检测系统1实时监控网络流量，识别可疑行为安全审计2记录网络活动，追踪攻击源漏洞扫描3定期扫描网络系统，识别漏洞防御策略4采取措施防御常见攻击网络攻击检测与防御是网络安全的基础入侵检测系统、安全审计、漏洞扫描和防御策略等技术可以帮助我们识别和抵御网络攻击，保护网络安全未来网络发展趋势网络虚拟化云计算移动网络人工智能网络安全5G虚拟化技术将网络资源转化为云计算提供可扩展、按需的网网络具有高带宽、低延迟、人工智能技术将用于网络安全5G可编程、可扩展的资源虚拟络服务，包括存储、计算、网高可靠性等特点，为物联网、领域，提高网络安全防御能力化网络可提高资源利用率，减络等云计算促进网络应用的云游戏、虚拟现实等应用提供，抵御不断演变的网络攻击少成本，简化管理快速发展，推动网络服务模式强大的网络基础的转变云计算与物联网云计算物联网应用场景云计算提供可扩展的计算资源、存储和网络物联网将各种设备连接在一起，收集并共享云计算和物联网的结合，推动了智能城市、服务，支持物联网设备的数据处理和应用数据，实现智能化控制和管理，为云计算提智慧农业、工业等领域的创新发展

4.0供丰富的数据源移动互联网与5G移动互联网演进核心技术5G移动互联网从、、，发展到，速技术包括超高频段、、网络2G3G4G5G5G MassiveMIMO度更快，容量更大，为各种应用提供基础切片等，提供高速率、低时延、高可靠性连接应用场景未来展望推动智慧城市、工业互联网、智能家居、无将带来更丰富的应用和体验，促进社会经济5G5G人驾驶等领域发展发展课堂讨论与总结知识回顾实践应用回顾课程内容，深入理解网络体系结构与协分享网络技术相关实践经验，例如网络配置议的重要性和应用场景、故障排查等未来趋势问题解答探讨未来网络发展趋势，例如云计算、物联解答学生在学习过程中遇到的问题，促进理网、等技术解和掌握知识5G。