高级计算机网络课件

高级计算机网络课件欢迎来到高级计算机网络课程，本课程将带您深入了解网络技术的核心概念，并探索未来网络发展趋势课程介绍课程目标课程内容掌握计算机网络基础知识和技术，理解网络协议和体系结构，了涵盖网络体系结构、物理层、数据链路层、网络层、传输层、应解网络安全和性能优化方法，熟悉网络应用和发展趋势用层、网络安全、无线网络、移动网络、软件定义网络等核心内容网络体系结构物理层1负责数据比特在物理介质上的传输，定义了电气特性和机械特性数据链路层2负责在相邻节点之间进行数据帧的可靠传输，提供数据链路层的寻址和流量控制网络层3负责数据包在网络中的路由，提供逻辑地址和数据包转发功能传输层4负责数据包在端系统之间的可靠传输，提供端口寻址和流量控制机制应用层5提供用户应用程序与网络之间的接口，支持各种网络应用和服务物理层介质类型传输介质双绞线、同轴电缆、光纤等，每种介质具有不同的特性和适用场电磁波在介质中的传播方式，包括基带传输和宽带传输景编码技术信号调制将数字信号转换为物理信号，常用的编码方式包括曼彻斯特编码将数字信号调制到模拟载波上进行传输，常用的调制方式包括幅和差分曼彻斯特编码度调制和频率调制数据链路层地址MAC物理地址，用于在局域网内标识设备，每个设备的MAC地址是唯一的数据帧格式数据链路层数据包的格式，包含MAC地址、数据类型、数据内容等流量控制防止发送方发送数据过快，导致接收方无法处理，常见的流量控制机制包括滑动窗口协议错误检测确保数据在传输过程中没有被损坏，常用的错误检测机制包括奇偶校验和CRC校验中介设备交换机路由器用于连接局域网内的设备，实现数据用于连接不同的网络，实现数据包的帧的快速转发，支持VLAN和端口隔路由转发，支持IP地址转换和网络地离等功能址转换防火墙集线器用于保护网络安全，过滤网络流量，将多个设备连接在一起，实现数据信阻止恶意攻击和入侵，实现网络访问号的集中传输，但效率较低，目前已控制逐渐被交换机取代网络层地址IP1逻辑地址，用于在互联网上标识设备，IP地址分为IPv4和IPv6子网掩码2用于划分网络和主机，通过子网掩码可以识别网络地址和主机地址路由表3存储路由信息，用于指导数据包在网络中的转发路径，路由表通过路由协议进行更新数据包格式4网络层数据包的格式，包含IP地址、协议类型、数据内容等路由算法静态路由1由管理员手动配置，适用于网络拓扑结构简单的情况动态路由2由路由协议自动计算和维护，适用于网络拓扑结构复杂的情况距离矢量路由3基于距离和方向进行路由，适用于网络规模较小的情况链路状态路由4基于网络拓扑信息进行路由，适用于网络规模较大的情况路由协议12RIP OSPF基于距离矢量路由的协议，简单易用基于链路状态路由的协议，稳定可靠，适用于网络规模较小的情况，适用于网络规模较大的情况3BGP用于互联网路由的协议，支持跨自治系统的路由，实现全球范围的网络互联传输层端口号协议协议TCP UDP用于区分不同的应用程序，每个应用程面向连接的可靠传输协议，提供数据包无连接的不可靠传输协议，提供数据包序使用不同的端口号的顺序传输和流量控制的快速传输，适用于实时应用应用层网络安全数据机密性数据完整性保护数据不被泄露，使用加密技术和访问控制策略确保数据不被篡改，使用数字签名和哈希算法数据可用性网络攻击确保数据随时可用，使用备份和冗余机制恶意攻击网络，窃取数据、破坏系统或控制网络资源网络攻击钓鱼攻击恶意软件拒绝服务攻击通过伪造邮件或网站诱骗用户提供个人信病毒、蠕虫、木马等，侵入系统，窃取数攻击服务器，使其无法正常提供服务，导息据或控制系统致系统崩溃或瘫痪防御措施防火墙1过滤网络流量，阻止恶意攻击和入侵，实现网络访问控制入侵检测系统2监测网络流量，识别恶意攻击行为，并发出警报或采取防御措施病毒扫描软件3检测和清除病毒，保护系统免受恶意软件的攻击安全意识培训4提高用户安全意识，避免用户成为网络攻击的受害者网络性能延迟数据包从源节点到达目标节点所需的时间吞吐量单位时间内网络传输的数据量丢包率数据包在传输过程中丢失的比例抖动数据包到达时间的不确定性测量指标命令命令ping traceroute测量网络延迟，测试网络连接是跟踪数据包的路由路径，定位网否正常络故障带宽测试工具网络分析工具测量网络带宽，评估网络性能收集和分析网络数据，识别网络性能瓶颈，并提供优化建议改进方法带宽优化延迟优化丢包率优化升级网络设备、优化网络拓扑结构、使缩短网络距离、优化路由路径、使用缓增加网络带宽、提高网络设备的可靠性用流量整形技术存技术、使用流量控制机制无线网络标准无线接入点IEEE

802.1112定义了无线局域网的标准，包连接无线设备，实现无线网络括传输速率、频段、安全机制的接入，提供无线信号覆盖等无线路由器无线安全34集成了无线接入点和路由器功使用WPA2/WPA3协议进行加能，提供无线网络的接入和数密，防止数据被窃取，保护网据转发功能络安全移动网络蜂窝网络移动通信技术移动数据服务将覆盖区域划分为多个蜂窝状小区，每个GSM、CDMA、LTE、5G等，每种技术具语音通话、短信、移动互联网接入、移动小区由一个基站负责有不同的传输速率、频段、覆盖范围等支付等软件定义网络网络控制层集中控制网络资源，实现网络配置、策略管理、安全控制等数据平面负责数据包的转发，遵循控制层制定的转发规则开放式接口提供开放的编程接口，允许第三方应用程序控制网络网络虚拟化虚拟网络虚拟交换机在物理网络上创建多个虚拟网络，实用于连接虚拟机，实现虚拟网络的通现网络资源的隔离和共享信虚拟路由器用于连接虚拟网络，实现虚拟网络之间的路由转发云计算网络IaaS1基础设施即服务，提供虚拟机、存储、网络等基础设施资源PaaS2平台即服务，提供开发和运行应用程序所需的平台环境SaaS3软件即服务，提供完整的软件应用，用户可以通过网页浏览器访问和使用边缘计算网络12低延迟高带宽将计算和数据存储靠近用户，减少网提供高速网络连接，满足高带宽应用络延迟的需求3数据隐私将数据存储在本地，提高数据隐私安全物联网网络传感器网络智能家居将传感器连接到网络，收集和传输环境数据通过网络控制家电，实现智能家居控制工业物联网智慧城市使用传感器和网络监控和控制工业设备使用传感器和网络收集城市数据，实现城市管理和服务优化网络5G高速率低延迟高连接密度提供更高的数据传输速率，支持超高清降低网络延迟，支持实时交互和自动驾支持更多设备同时接入网络，满足物联视频和虚拟现实等应用驶等应用网应用的需求网络发展趋势云化1将网络资源部署到云端，实现网络资源的灵活调度和按需分配智能化2使用人工智能技术优化网络性能，提高网络效率和安全融合化3将不同的网络技术融合在一起，实现多网络协同工作边缘化4将计算和数据存储靠近用户，提高网络性能和数据隐私行业应用案例云计算智慧城市工业互联网提供云计算服务，支持各种网络应用和服使用传感器和网络收集城市数据，实现城使用传感器和网络监控和控制工业设备，务市管理和服务优化提高生产效率经典论文解读协议路由算法TCP/IP深入解读TCP/IP协议的结构和分析常见的路由算法，比较不原理同算法的优缺点网络安全网络5G探讨网络安全问题，分析常见解读5G网络技术，分析5G网络的网络攻击和防御措施的应用和发展趋势期末考试复习网络体系结构1掌握网络体系结构的层次和功能网络协议2熟悉常见的网络协议，理解协议的功能和工作原理网络安全3了解网络安全问题，掌握常见的网络攻击和防御措施网络应用4熟悉常见的网络应用，理解应用的工作原理和特点网络发展趋势5了解未来网络发展趋势，关注新技术和新应用课程总结本课程学习了计算机网络的核心概念、技术和应用，为进一步学习网络相关领域打下了坚实基础希望大家能够在未来应用所学知识，为网络技术的发展贡献力量。