课件制作人：张勤勤 计算机网络

计算机网络基础知识计算机网络是现代社会必不可少的组成部分，它连接了世界各地的人们和设备，为我们提供了信息和服务的便捷获取了解计算机网络的基本知识，将有助于我们更好地理解网络工作原理，以及如何有效地利用网络资源计算机网络的概念和分类定义分类计算机网络是指通过通信线路和计算机网络可以按覆盖范围、拓通信设备将分布在不同地点的多扑结构、传输介质、通信协议等台计算机连接在一起，实现数据进行分类共享和信息交换的系统类型常见的网络类型包括局域网（）、广域网（）、城域网（LAN WANMAN）和互联网（）Internet计算机网络的功能和作用资源共享协同工作12连接不同地理位置的计算机，共享硬件多个用户可以通过网络进行沟通、协作、软件、数据、打印机、网络设备等资，共同完成任务，提高效率和工作质量源信息传播远程管理34通过网络快速传播信息、新闻、视频、可以远程访问和管理网络设备，方便维音频等，促进信息交流，推动社会发展护和管理，提高网络的可靠性和安全性计算机网络的分层结构分层结构的优势简化网络设计和实现，提高可扩展性和可维护性协议的定义每一层都有自己的协议，用于规定数据格式和通信规则层间交互各层之间通过接口进行交互，相互独立，层与层之间互不影响常见的分层模型模型•OSI模型•TCP/IP物理层网络硬件和传输介质网络硬件传输介质物理层主要关注网络硬件和传输介质，这些硬件和介质是数据传常见的传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线电波输的基础双绞线成本低廉，适用于短距离传输，同轴电缆抗干扰能力强，网卡是计算机连接网络的关键设备，负责将数据从计算机传输到适用于较长距离传输网络，或从网络传输到计算机数据链路层为网络提供可靠的数据传输介质访问控制数据帧封装错误检测和纠正管理多个设备共享同一个网络介质，确保数将数据分组封装成帧，包含目标地址、源地使用校验和、奇偶校验等技术检测传输过程据在网络上顺利传输址和数据等信息，以便识别发送者和接收者中的错误，并采取措施进行纠正网络层协议和路由算法IP协议路由算法IP网络层使用协议来标识每个主机，路由算法通过网络拓扑结构，计算数IP负责数据包的路由选择和转发据包传输的最优路径，保证数据高效可靠的传输地址分类网络互联IP地址用于标识网络中的每个设备，网络层连接不同的网络，通过路由器IP分为和，是未来的发进行数据包转发，实现不同网络之间IPv4IPv6IPv6展方向，具有更大空间和更高的安全通信性传输层协议TCP/UDP协议协议

1.TCP

2.UDP12是一种面向连接的协议，是一种无连接的协议，提TCP UDP提供可靠的数据传输服务供数据报传输服务和的区别传输层的作用

3.TCP UDP

4.34比更加可靠，但速度传输层为应用程序提供端到端TCP UDP较慢的通信服务应用层、等常见协议HTTP FTP协议协议、和其他应用层协议HTTP FTPSMTP POP3IMAP协议协议是应用层最常用的协协议用于在不同计算机之除了、和电子邮件协HTTP FTPHTTP FTP议之一它用于在浏览器间传输文件它提供文件上传这些协议用于电子邮件的发送议之外，还有许多其他应用层Web和服务器之间传输数据、下载和管理功能和接收协议，例如、、Web DNSTelnet等SSH局域网技术以太网和WLAN以太网两种技术WLAN以太网是最常见的局域网技术，使用铜使用无线电波进行数据传输，提以太网和在局域网中扮演重要角WLAN WLAN缆或光纤进行数据传输，支持高速率和供便捷的网络连接，支持移动设备访问色，分别提供有线和无线连接方式，满可靠连接，广泛应用于企业和家庭网络互联网，广泛应用于办公室、咖啡馆和足不同用户需求机场广域网技术电话线、光纤等电话线电话线用于传统电话网络，也可用作数据传输介质带宽有限，速度较慢，易受干扰光纤光纤利用光脉冲传输数据，带宽高，速度快不易受干扰，抗电磁干扰能力强，适合长距离传输卫星通信卫星通信通过卫星转发信号，覆盖范围广，不受地理环境限制延迟较高，成本较高，适合跨国或跨洲际传输网络互联设备网卡路由器交换机网卡是计算机连接到网络的关键组件它路由器是连接不同网络的设备它通过路交换机用于连接局域网中的多台设备它负责将数据从计算机发送到网络，并将来由协议选择最佳路径，将数据包从源网络可以通过地址识别并转发数据包，提MAC自网络的数据接收并传递给计算机发送到目标网络高网络效率和性能网络协议的演化和发展互联网协议1协议套件TCP/IP局域网协议2以太网协议早期网络协议

3、等SNA DECnet网络协议不断发展和演变，以满足不断增长的网络需求从早期的局域网协议到互联网协议，再到如今的云计算和物联网协议，网络协议的发展见证了网络技术的进步地址分类和子网划分IPv4类别网络号主机号类个A0-1272^24类个B128-1912^16类个C192-2232^8类组播地址D224-239类保留地址E240-255子网划分可以将一个较大的网络划分为若干个较小的子网，提高网络效率的特点和优势IPv6更大的地址空间简化的地址配置拥有比更大的地址空使用自动配置机制，简化了IPv6IPv4IPv6间，可以满足未来互联网设备数网络设备的地址配置过程量增长的需求更安全的数据传输更高的网络效率支持更强大的安全机制，可协议优化了网络传输效率，IPv6IPv6以有效提高数据传输的安全性可以提高网络传输速度和带宽利用率网络安全威胁及防护措施网络攻击安全措施安全解决方案网络攻击包括恶意软件，网络钓鱼，拒绝服安全措施包括防火墙，入侵检测系统，加密安全解决方案旨在最大程度地减少网络风险务攻击，数据泄露和勒索软件，安全软件，多因素身份验证和安全意识培，包括安全策略实施和漏洞修复训防火墙和入侵检测系统防火墙网络安全的重要组成部分，可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击入侵检测系统监控网络流量，识别和检测潜在的恶意攻击行为，并及时发出警报工作原理防火墙根据预定义的规则，过滤进出网络的流量•入侵检测系统通过分析网络流量，识别异常行为，并进行日志记录和报警•密码学原理和加密算法密码学基础常见加密算法哈希算法密码学是保护信息的科学，涉对称加密使用相同的密钥进行哈希算法将任意长度的输入数及编码和解码信息以确保机密加密和解密，例如和据转换为固定长度的输出数据AES性、完整性和身份验证算法，称为哈希值DES非对称加密使用不同的密钥进哈希算法用于数据完整性验证加密算法是密码学的基础，用行加密和解密，例如算法，例如和算法RSA MD5SHA于将明文转换为密文，只有拥，常用于数字签名和密钥交换有密钥的人才能解密虚拟专用网技术VPN安全连接访问限制虚拟专用网使用加密隧道，安全通过访问受限网站，即使VPN地连接到网络您不在其区域保护隐私数据保护隐藏您的真实地址，保使用加密您的数据，防止VPN IPVPN护隐私他人窃取云计算与分布式存储云计算资源共享分布式存储技术数据安全性云计算提供共享的计算资源，如服务器、存分布式存储将数据分散存储在多个服务器上数据加密•储和网络，供用户按需使用，提高数据可靠性和可扩展性访问控制•备份和恢复•物联网和工业互联网物联网工业互联网物联网将现实世界中的物体与互联网连接，实现信息共享和远程控工业互联网是将工业设备、生产流程、数据分析和人工智能技术融制例如，智能家居、可穿戴设备等合，实现智能制造和产业升级例如，工业自动化、预测性维护等网络技术及应用场景5G超高速率超低延迟网络具有超高速率的特点，能网络的低延迟特性使得实时应5G5G够提供高达每秒数千兆位的下载用成为可能，例如自动驾驶、远速度，为用户提供更快的互联网程医疗和虚拟现实，这些应用需访问、视频流媒体和游戏体验要快速响应和数据传输高连接密度应用场景网络可以支持大量的连接，这网络可以应用于各个领域，例5G5G使得物联网设备的连接成为可能如智能制造、智慧医疗、智慧交，并推动了智能城市、智慧农业通、智慧城市等，推动社会数字等领域的应用发展化转型区块链技术及其在网络中的应用去中心化数据存储在多个节点，避免单点故障安全性加密技术保证数据完整性和不可篡改性网络应用分布式账本技术用于数字资产管理、供应链追踪等软件定义网络和网络SDN功能虚拟化NFV

1.SDN

2.NFV12将网络设备的控制平面与数据将传统的网络功能（如路由器平面分离，并通过软件来管理、防火墙）虚拟化到通用服务网络器上优势应用

3.

4.34提高网络灵活性和可扩展性，广泛应用于数据中心、电信运降低网络运营成本营商等领域人工智能在网络中的应用网络安全网络优化人工智能可以帮助识别和阻止网络攻击，例如人工智能可用于分析网络流量模式，优化网络恶意软件检测、入侵检测和防范性能，并预测潜在的网络故障个性化服务自动化人工智能可以根据用户的偏好和行为提供个性人工智能可以自动化网络管理任务，例如配置化的网络服务，例如推荐系统、智能搜索和个网络设备、监控网络性能和解决网络问题性化内容网络发展趋势和技术前景普及边缘计算5G网络将为更多设备和服务提供高速、低延迟连接，推动物联网、边缘计算将数据处理和分析任务转移到网络边缘，提高响应速度和5G云计算等技术的发展数据安全性人工智能应用网络虚拟化人工智能将进一步应用于网络安全、流量控制、网络优化等方面，网络虚拟化将改变网络基础设施的部署和管理方式，提高网络灵活提升网络效率和可靠性性、可扩展性和成本效益网络技术在不同行业中的应用电子商务医疗保健智慧城市工业自动化网络技术是电子商务的核心远程医疗、电子病历系统、医智慧城市建设需要网络技术支工业互联网、智能制造、物联网络购物、在线支付、物流追疗影像传输、医疗数据分析等持，例如交通控制、环境监测网等都需要网络技术支持，实踪等都依赖于网络基础设施都离不开网络技术、公共安全管理等现生产过程的自动化和智能化网络管理和运维的最佳实践监控和分析安全管理

1.

2.12实时监控网络性能，分析数据定期更新网络安全策略，防范流量，及时发现问题并采取措网络攻击，确保数据安全施备份和恢复持续优化

3.

4.34备份重要数据，制定恢复计划根据网络需求，不断调整网络，降低网络故障带来的损失配置，提升网络性能计算机网络学习方法和建议理论与实践相结合积极参与网络实践团队合作与交流持续学习和探索深入理解网络理论知识，并通参与网络安全竞赛，搭建小型与同学组队完成项目，在合作保持对网络技术的学习兴趣，过实践项目巩固学习成果，将网络环境，亲身体验网络技术中学习，分享知识，提升团队关注最新技术发展，积极参与理论应用于实际场景应用协作能力行业交流，不断提升自身水平本课程总结与展望本课程系统介绍了计算机网络的基础知识、核心技术和发展趋势，旨在帮助同学们全面掌握网络原理、架构和应用未来，网络技术将继续朝着更高速、更智能、更安全的方向发展，并与人工智能、大数据等新兴技术深度融合，带来更多前所未有的机遇和挑战。