《计算机网络基础》课件

《计算机网络基础》课件本课件将带您深入了解计算机网络的基础知识，涵盖网络体系结构、网络协议、网络安全等内容计算机网络概述计算机网络是指将地理位置上分散的、独立的计算机系统通过通信线路和网络设备连接起来，以实现资源共享和信息传递的一种系统计算机网络改变了人们的工作、学习和生活方式，成为现代社会不可或缺的一部分它在各个领域发挥着重要作用，包括信息传播、电子商务、远程教育、医疗保健等计算机网络的分类按地理范围分类按拓扑结构分类12局域网LAN、城域网MAN总线型、星型、环型、树型、、广域网WAN网状型按传输介质分类按网络协议分类34有线网络、无线网络TCP/IP网络、ATM网络、帧中继网络计算机网络的基本组成计算机网络由许多不同的组件组成，网络基础设施包括物理连接，如电缆这些组件共同协作以实现数据通信、无线信号、光纤等，以及网络设备，如路由器、交换机等网络软件负责管理网络通信，包括协议、应用程序和操作系统等，确保数据传输的可靠性计算机网络的协议层次应用层为用户提供网络服务，如电子邮件、文件传输和网络浏览传输层负责端到端的可靠数据传输，提供流量控制和错误检测网络层负责数据包的路由和寻址，将数据从源主机传递到目标主机数据链路层在两个相邻节点之间提供可靠的数据传输，管理帧的封装和解封装物理层定义了网络硬件接口和信号传输方式，负责数据比特的物理传输物理层基础数据传输物理介质信号编码物理层负责将数据比特流转换成电信号或常见的物理介质包括双绞线、同轴电缆、物理层采用不同的编码方式将数据比特流光信号，并通过物理介质进行传输光纤等，它们具有不同的传输特性和抗干转换成电信号或光信号，例如曼彻斯特编扰能力码、差分曼彻斯特编码等数据链路层介质访问控制MAC帧封装管理共享介质上的数据传输，避将网络层数据包封装成帧，添加免冲突帧头和帧尾错误检测与纠正使用校验和等机制检测传输错误，并进行纠正网络层数据包路由地址转换数据包分片网络层负责将数据包从源主机路由到目标主网络层可以执行网络地址转换NAT以隐网络层可以将大型数据包分成更小的数据包机藏内部网络的地址以适应不同的网络传输层数据传输端口号12传输层负责在网络主机之间传每个应用程序通过唯一的端口输数据，提供可靠的数据传输号进行识别，以确保数据传输服务到正确的应用程序两种协议3传输层包含两种主要协议TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）应用层网络应用协议用户界面应用层为用户提供网络服务，例如电子邮件应用层使用各种协议来实现网络应用，例如应用层为用户提供友好的界面，方便用户使、网页浏览和文件传输HTTP、SMTP、FTP和DNS用网络服务网络互连设备网络互连设备是连接不同网络或网络设备的桥梁，它们负责数据转发、流量控制和网络管理常见的网络互连设备包括集线器Hub:最简单的网络设备，将多个设备连接到同一个网络，但没有智能转发能力，所有数据都广播到所有设备交换机Switch:比集线器更高级，能根据MAC地址进行数据转发，避免广播冲突，提高网络效率路由器Router:连接不同网络的设备，能够根据IP地址进行数据转发，并提供网络安全和流量控制功能网桥Bridge:连接同类网络的设备，例如连接两个局域网，能够根据MAC地址进行数据转发，提高网络效率协议族TCP/IP网络层传输层IP协议负责数据包的寻址和路由TCP协议提供可靠的连接服务，UDP协议提供无连接的服务应用层提供各种网络应用程序的协议，例如HTTP、FTP和SMTP地址及子网划分IPIP地址子网划分IP地址是互联网协议IP中用来识别网络设备的逻辑地址它类子网划分是将一个大型网络划分为较小的子网，以便更好地管理似于街道地址，用于将数据包发送到正确的目的地和控制网络流量通过子网划分，可以提高网络效率和安全性域名系统DNS将域名转换为IP地址提高网络效率网络安全保障DNS服务器充当互联网的电话簿，将易于通过缓存域名解析结果，减少重复查询，提DNS安全机制可以防止域名劫持和恶意攻记忆的域名转换为计算机可理解的IP地址高网络速度击，保护用户访问的安全网络地址转换NAT隐藏私有地址地址转换NAT隐藏内部网络的私有IP地址，防NAT将内部网络的私有IP地址转换为止外部网络直接访问内部主机公共IP地址，以便与外部网络通信提高安全性NAT可以阻止外部网络扫描和攻击内部网络，提高网络安全性路由算法距离向量算法链路状态算法每个路由器维护一张距离向量表每个路由器维护一张链路状态表，记录到达其他路由器的距离和，记录网络中所有链路的连接情下一跳路由器况和权重层次路由算法将网络划分为多个层次，每个层次采用不同的路由算法，减少路由计算量虚拟局域网VLAN逻辑分组广播控制12根据用户需求，将物理上连接VLAN能够有效控制广播风暴在同一个交换机上的主机划分，提高网络性能到不同的逻辑组，每个组形成一个独立的广播域灵活管理3方便网络管理员进行用户管理和安全控制，并根据业务需求调整VLAN配置广域网技术卫星通信海底光缆微波通信利用卫星作为中继站，实现远距离通信，不铺设在海底，连接不同大陆，是国际通信的利用微波作为载波，实现远距离通信，需要受地理环境限制适合跨国通信和偏远地区重要基础设施，传输容量大，传输速度快建立多个中继站，适合长距离通信，传输速通信度快无线网络技术蓝牙蜂窝网络卫星网络Wi-FiWi-Fi是一种广泛使用的无线蓝牙是一种短距离无线通信技蜂窝网络使用无线电基站和移卫星网络通过卫星进行通信，网络技术，使用无线电波在设术，用于连接移动设备、耳机动设备进行通信，提供移动数提供广泛的覆盖范围，适用于备之间传输数据、扬声器等据和语音服务远程区域和紧急情况网络安全概述网络安全是指保护计算机网络系统和数据的完整性、保密性和可用性，以及防止来自各种威胁的攻击和破坏网络安全面临着日益严峻的挑战，例如恶意软件、黑客攻击、数据泄露等为了维护网络安全，需要采取各种技术和措施，例如防火墙、入侵检测系统、加密技术等网络攻击与防御恶意软件攻击拒绝服务攻击网络钓鱼病毒、蠕虫和木马等恶意软件可窃取数据、攻击者通过大量请求淹没目标系统，使其无攻击者通过伪造电子邮件或网站诱骗用户泄破坏系统或控制设备法正常响应合法用户露敏感信息，如密码或银行卡信息密码学基础密码学概述对称加密12密码学是研究信息安全技术的对称加密使用相同的密钥进行一门学科，它通过对信息进行加密和解密，例如DES、AES加密和解密，确保信息在传输等算法过程中不被窃取和篡改非对称加密哈希函数34非对称加密使用一对密钥，分哈希函数将任意长度的输入数别用于加密和解密，例如RSA据映射到固定长度的输出，例、ECC等算法如MD

5、SHA等算法网络安全协议SSL/TLS IPsecSSH HTTPS用于在网络上建立安全连接，提供网络层安全，通过加密和用于远程登录和文件传输，提基于HTTP协议的安全版本，确保数据传输的机密性、完整身份验证保护网络数据供安全连接和身份验证使用SSL/TLS加密网络通信性和身份验证防火墙技术网络安全的重要组成部分，用于控制通过设置规则，过滤掉可疑的网络流进出网络的数据流量，阻止恶意攻击量，保护网络资源免受攻击防火墙可以识别并阻挡常见攻击，如拒绝服务攻击、病毒传播等入侵检测和预防系统入侵检测系统IDS入侵防御系统IPSIDS用于识别和报告网络或系统上IPS在检测到攻击时主动阻止或减的可疑活动轻攻击，并采取措施保护网络IDS与IPS的区别IDS主要用于检测攻击，而IPS则主动防御攻击，并可采取措施阻止攻击密钥管理密钥生成密钥分发密钥存储密钥轮换安全密钥的生成和存储是至关安全密钥的分配和管理需要一密钥应保存在安全的地方，例定期轮换密钥可以增强安全性重要的密钥必须是随机生成个安全可靠的系统，以防止未如硬件安全模块HSM或加，并降低密钥被盗或泄露的风的，并且应该使用强加密算法经授权的访问密密钥管理系统中险进行加密网络隐私保护数据加密隐私设置匿名浏览通过加密技术对敏感信息进行保护，防止未用户可以配置其设备和应用程序的隐私设置通过匿名浏览工具隐藏用户的身份和活动，经授权的访问，控制个人信息共享保护隐私网络安全政策与标准安全策略安全标准12定义组织的安全目标，并制定提供安全方面的具体要求，如相应的安全策略，指导安全实密码强度、访问控制等，帮助践组织满足合规性要求安全框架3提供一个整体的安全框架，帮助组织建立、实施和评估安全体系网络管理概述网络管理是指对计算机网络进行监控、维护、配置、优化和安全管理等活动网络管理的目标是确保网络的正常运行、高效利用和安全保障网络监控与故障定位实时数据收集1收集来自网络设备和应用程序的流量数据，包括带宽使用、延迟和错误信息数据分析与可视化2使用图表和指标来展示网络流量趋势、性能指标和潜在问题故障识别与定位3分析数据以识别异常情况，确定故障原因和影响范围故障排除与恢复4采取措施解决故障，恢复网络正常运行，并记录故障解决过程网络性能优化带宽优化延迟优化选择合适的带宽，并根据网络需减少数据传输路径，优化网络协求动态调整带宽分配议，降低数据包的延迟丢包率优化网络安全优化通过网络监控和优化，降低数据加强网络安全措施，防止攻击和包丢失率，提高网络稳定性数据泄露，确保网络稳定运行。