《网络通信基础》课件

网络通信基础网络通信基础是现代计算机科学的重要组成部分，它涵盖了数据在网络中的传输原理、协议规范和应用场景课程简介学习目标掌握网络通信的基本概念和原理•理解网络协议体系结构和主要协议•学习网络设备的工作原理和配置方法•了解常见的网络安全威胁和防御措施•本课程旨在帮助您深入了解网络通信基础知识课程涵盖了网络通信的基本概念、协议、技术和应用等方面的内容什么是网络网络是由多个节点和连接这些节点的通信链路组成的系统这些节点可以是计算机、服务器、打印机或其他网络设备网络可以让这些节点互相通信，共享资源，进行信息交换，实现协作网络的分类按规模分类按拓扑结构分类12局域网覆盖范围小，如家庭、办总线型、星型、环型、树型、网状型等LAN公室广域网覆盖范围广，如，每种结构各有优劣WAN互联网按传输介质分类按通信方式分类34有线网络，例如双绞线、同轴电缆、光点对点网络，一对一连接广播网络，纤无线网络，例如蓝牙、一对多连接Wi-Fi网络通信的基本原理应用层1提供用户接口，例如网页浏览和电子邮件传输层2负责数据传输，例如和协议TCP UDP网络层3负责数据路由，例如协议IP数据链路层4负责数据帧的传输物理层5负责数据的物理传输网络通信过程可以看作是数据从源设备到目标设备的传递过程，每个步骤都依赖于相应的协议，以确保数据的完整性和可靠性通信协议与参考模型OSI通信协议参考模型OSI不同网络设备之间进行通信，需要遵参考模型将网络通信划分为层，OSI7循一定的规则，即通信协议每层负责特定的功能，并通过层间协议进行协作物理层介绍物理介质传输信号网络接口物理层标准物理层使用各种物理介质进行物理层负责将数据转换为电信网络设备使用物理层接口连接物理层标准定义了传输介质、数据传输，如双绞线、同轴电号或光信号，并在网络中进行到网络，例如网卡、调制解调信号类型、连接器等规范，例缆、光纤等传输器、光纤收发器等如（以太网）IEEE

802.3数据链路层介绍数据链路层功能地址MAC数据链路层负责在相邻节点之间数据链路层使用地址来识别MAC传输数据帧网络上的设备它处理数据帧的封装、地址解析每个网络接口都有一个唯一的和差错控制地址，用于区分不同的设备MAC链路层协议数据链路层使用各种协议来管理数据传输常见的协议包括以太网、令牌环网和无线局域网协议网络层介绍路由选择地址分配数据包转发流量控制数据包从源到目标的路径，通每个网络设备都有唯一的地网络层负责数据包的封装和转网络层通过流量控制机制，防IP过路由表进行路径选择址，用于识别和定位发，确保数据包到达目标止网络过载，确保网络稳定运行传输层介绍数据分段传输控制协议用户数据报协议TCP UDP将应用层数据分成若干个数据段，添加传输提供面向连接、可靠的数据传输服务，保证提供无连接、不可靠的数据传输服务，速度层头部信息数据完整性、顺序性和无丢失快，适合实时数据传输应用层介绍用户接口协议服务

1.

2.12应用层提供用户与网络之间的应用层包含各种协议，为用户接口，方便用户使用网络服务提供特定功能，例如电子邮件、文件传输和网页浏览等数据处理数据安全

3.

4.34应用层负责处理用户数据，将应用层关注数据的安全性和可数据转换为网络传输格式，并靠性，例如使用加密和认证机进行必要的格式转换制确保数据安全协议族TCP/IP概述TCP/IP协议族是互联网的基础协议，它定义了网络数据如何传输TCP/IP和交换它是建立在分组交换基础上的，可以确保不同平台、不同网络之间的互联互通地址分类与子网划分IP类别网络号主机号类A0-1271-16,777,214类B128-1911-65,534类C192-2231-254类D224-239N/A类E240-255N/A子网划分是将一个较大的网络划分为多个较小的子网络，提升网络效率通过子网掩码来区分网络号和主机号，提高网络管理效率地址分配方案IP静态地址分配动态地址分配静态地址分配方法，通常用于服动态地址分配方法，通常用于终务器、路由器等需要固定地址端用户设备，如笔记本电脑、智IP的设备管理员手动配置地址能手机等使用协议自动IP DHCP，确保设备在网络中始终保持相分配地址，方便管理和提高地IP同的地址址利用率IP地址范围分配根据网络规模和需求，将地址范围划分为不同的子网，分配给不同的部IP门或用户，方便管理和控制访问权限路由选择协议路由选择协议定义网络路由选择协议，用于在网络节点之间交换路由信息路由选择协议作用帮助数据包选择最佳路径，提高网络效率常见路由选择协议•RIP•OSPF•BGP局域网技术定义特点局域网是将地理位置相近的计算局域网覆盖范围较小，数据传输机和网络设备连接在一起的网络速率高，安全性较高，成本较低拓扑结构应用常见的局域网拓扑结构包括总线局域网广泛应用于企业、学校、型、星型、环型、树型和网状型家庭等场景，用于数据共享、资源访问和网络通信广域网技术覆盖范围广传输距离远

1.

2.12广域网连接不同地理位置的网广域网使用光纤、微波等技术络，跨越城市、省份甚至国家进行长距离数据传输网络结构复杂传输速率较高

3.

4.34广域网通常包含多个网络节点广域网采用高速传输技术，能和传输线路，结构较为复杂够满足大数据量的传输需求网络安全概述网络安全是指保护网络系统、数据、服务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保障网络正常运行、维护网络信息安全的重要前提，也是网络发展的基础网络安全涵盖了多个方面，包括网络基础设施安全、数据安全、应用安全、用户安全等常见网络安全威胁病毒与蠕虫木马程序拒绝服务攻击网络钓鱼病毒是能够自我复制并感染计木马程序伪装成合法软件，窃拒绝服务攻击旨在瘫痪目标系网络钓鱼攻击使用欺骗手段，算机的恶意程序蠕虫可以自取用户敏感信息或控制用户计统或网络，使合法用户无法访诱骗用户泄露敏感信息，例如我传播，无需用户干预算机问用户名、密码或银行卡信息网络安全防护措施防火墙加密技术入侵检测系统防火墙是网络安全的第一道防线，它可以阻加密技术可以将数据转换为只有授权用户才入侵检测系统可以监控网络流量，识别并阻止来自外部网络的恶意访问，并限制内部网能解密的代码，有效防止数据被窃取或篡改止潜在的攻击行为，及时发现和响应网络安络对外部网络的访问全威胁防火墙原理与应用防火墙的工作原理防火墙通过检查进出网络的数据包，并根据预设的规则进行过滤和阻止，从而保护网络安全防火墙的类型防火墙主要分为硬件防火墙和软件防火墙两种，它们各自拥有不同的特点和优势防火墙的应用场景防火墙可用于保护企业网络、个人电脑、服务器等各种设备，有效防止来自外部的攻击防火墙的配置与管理需要根据网络环境和安全需求进行配置，并定期更新安全规则以应对不断变化的安全威胁加密技术介绍加密基本概念对称加密非对称加密数字签名数据加密是将明文数据转换成对称加密使用相同的密钥进行非对称加密使用公钥加密，私数字签名使用私钥对数据进行密文的过程，只有拥有解密密加密和解密，例如、钥解密，例如、等算签名，公钥验证签名的有效性DES AESRSA ECC钥的人才能还原数据等算法法，确保数据来源和完整性网络常见攻击类型恶意软件攻击钓鱼攻击病毒、蠕虫、木马等恶意程序，可以通过伪造邮件、网站等方式诱骗用户窃取数据、破坏系统、控制设备泄露敏感信息拒绝服务攻击网络入侵通过大量请求淹没目标服务器，导致黑客通过漏洞或弱口令入侵网络系统其无法正常提供服务，窃取数据、控制设备、进行破坏网络攻击防御技术防火墙入侵检测系统防火墙是网络安全的第一道防线入侵检测系统监控网络流量，识，通过过滤进出网络的数据包，别可疑活动，并发出警报，提醒阻止恶意流量访问内部网络管理员进行安全防御安全软件安全意识杀毒软件、防病毒软件等安全软提高用户安全意识是网络安全防件可以检测和清除恶意软件，保御的关键，用户需要了解常见的护计算机免受病毒攻击网络攻击手段，避免成为攻击目标网络管理原理与方法网络监控安全管理

1.

2.12监控网络流量、设备性能和用实施安全策略，保护网络免受户活动，及时发现并解决问题攻击，例如防火墙、入侵检测系统和访问控制配置管理性能优化

3.

4.34管理网络设备配置，确保一致分析网络性能指标，识别瓶颈性和稳定性，并简化更新和维并进行优化，提高网络效率和护用户体验网络设备管理实践监控与分析配置与维护实时监控网络设备运行状态，例如使配置网络设备参数，例如地址、路由表CPU IP用率、内存占用、网络流量等、防火墙规则等分析网络设备日志，找出潜在问题并及时定期维护网络设备，例如升级固件、清理解决缓存、更换硬件等网络性能优化带宽优化延迟优化最大化网络带宽利用率，提高数据传输速率减少数据传输延时，提高网络响应速度服务器优化安全优化提升服务器处理能力，降低网络负载加强网络安全措施，避免网络攻击影响性能网络问题诊断与排查网络问题识别1网络故障表现形式多样，例如连接中断、速度缓慢、页面无法访问等故障定位2通过网络测试工具，例如、等，定位故障范围ping traceroute故障排除3根据故障原因采取相应措施，例如重启设备、更改配置、修复硬件故障等网络故障的应急处理快速定位问题1检查网络设备、连接线等隔离故障区域2防止故障蔓延恢复网络服务3重启设备、更换部件记录处理过程4以便日后分析和改进网络故障的应急处理是保证网络正常运行的重要保障应急处理人员应具备快速反应、冷静分析、高效解决问题的能力网络通信技术发展趋势技术人工智能量子计算边缘计算5G网络的出现将带来超高速率人工智能技术将赋予网络更强量子计算的突破将彻底改变网边缘计算将数据处理和服务部5G、低延迟和海量连接，为物联大的自适应和自学习能力，实络通信方式，实现更快的处理署到网络边缘，提高响应速度网、云计算等新兴应用提供强现智能路由、安全防范和网络速度、更高的安全性以及全新和用户体验，并为分布式应用大的支撑优化等功能的通信协议提供基础课程总结及问答本课程介绍了网络通信的基础知识，包括网络的定义、分类、通信原理、协议体系、地址、路由选择、局域网和广域网等方面IP课程还探讨了网络安全问题，例如网络攻击类型、防护措施和管理方法通过学习本课程，学生将掌握网络通信的基本原理和技术，能够理解网络的运作机制，并能够运用相关知识解决实际问题。