《计算机网络原理》课件

《计算机网络原理》欢迎来到《计算机网络原理》课程，我们将深入了解计算机网络的基础知识，从网络架构到协议，从安全到发展趋势计算机网络的概念与分类概念分类计算机网络是由多个计算机系统通过通信线路连接起来的系统，按照网络覆盖范围，可分为局域网LAN、城域网MAN和广域实现数据共享和资源互联网WAN计算机网络的协议结构应用层1提供用户服务，如电子邮件、网页浏览传输层2提供端到端连接，如TCP和UDP网络层3负责数据包路由和寻址数据链路层4负责数据帧传输和MAC寻址物理层5负责物理传输，如数据编码和调制物理层介绍数据传输1物理层负责将数据转换为电信号或光信号进行传输介质访问2管理物理层传输媒体的访问，如网线或光纤信号编码3将数据转换成物理信号以便传输，例如二进制码物理层常见的传输媒体双绞线同轴电缆价格低廉，传输距离较短带宽较高，抗干扰性强光纤无线电波传输速率高，传输距离远，抗干传输距离灵活，适用于移动设备扰性极强物理层的编码和调制技术编码调制将数字数据转换成物理信号的编码方式，如曼彻斯特编码、NRZ将数字信号叠加到载波信号上，用于无线通信，例如幅度调制编码AM、频率调制FM数据链路层概述

11.帧传输

22.介质访问控制将网络层的数据包封装成帧，管理多个设备共享传输介质，添加帧头和帧尾如CSMA/CD协议

33.差错控制检测和纠正数据传输过程中的错误数据链路层的数据链路管理1物理地址解析将逻辑地址转换为物理地址，用于网络设备间通信2帧格式定义规定帧的结构，包含帧头、数据字段和帧尾3差错检测和纠正使用CRC校验码等技术确保数据完整性局域网的协议MAC以太网令牌环网最常用的局域网协议，采用使用令牌机制，确保网络中只有一个CSMA/CD介质访问控制设备可以发送数据光纤通道高速数据传输协议，主要用于存储网络广域网的数据链路层协议12PPP HDLC点对点协议，用于连接两个设备高级数据链路控制，用于分组交换网络网络层概述数据包路由选择最优路径将数据包从源设备发送到目标设备逻辑地址使用IP地址作为逻辑地址，识别网络中的每个设备差错控制检测和处理数据包传输过程中的错误地址及其分类IP静态路由和动态路由静态路由动态路由手动配置路由表，适用于网络结构简单的场景自动更新路由表，适用于网络结构复杂，网络拓扑变化频繁的场景路由算法Dijkstra算法Bellman-Ford算法计算单源最短路径算法，适用于计算单源最短路径算法，适用于无负权边的网络存在负权边的网络互联网的网际协议IPIPv4IPv6互联网的核心协议，负责数据包的路由和寻址下一代互联网协议，提供更大的地址空间，支持更复杂的网络服务网络层差错和流量控制1差错控制检测并纠正数据包传输过程中的错误，确保数据完整性2流量控制防止网络拥塞，控制数据传输速率，确保网络正常运行传输层概述端到端连接1建立源设备和目标设备之间的连接，确保数据可靠传输服务类型2提供面向连接的可靠传输（TCP）或无连接的不可靠传输（UDP）流量控制3控制数据传输速率，避免网络拥塞传输层的端到端协议-TCP面向连接流量控制差错控制建立连接后才能传输数据，提供可靠的数使用滑动窗口机制，控制数据传输速率，使用校验和、序列号等技术，检测和纠正据传输避免网络拥塞数据传输错误传输层的端到端协议-UDP

11.无连接

22.不可靠传输不需要建立连接即可传输数据，不保证数据传输的可靠性，适传输速度快用于对实时性要求高的应用

33.应用场景适用于实时游戏、视频通话、网络广播等应用应用层概述用户服务提供直接面向用户的服务，如电子邮件、文件传输、网页浏览协议规范定义应用层协议的规范，例如HTTP、FTP、DNS等用户接口提供用户访问网络服务的接口，例如浏览器、邮件客户端常见的应用层协议电子邮件SMTP万维网HTTP文件传输FTP用于发送和接收电子邮件用于网页浏览和数据传输用于文件上传和下载网络安全概述数据机密性保护数据不被未授权访问数据可用性保证数据可以随时使用123数据完整性确保数据在传输过程中不被篡改密码学基础对称加密1使用相同的密钥进行加密和解密非对称加密2使用不同的密钥进行加密和解密哈希函数3将任意长度的数据转换为固定长度的哈希值网络攻击与防御拒绝服务攻击DoS中间人攻击MITM攻击者通过大量请求占用网络资攻击者截获通信数据，窃取敏感源，使目标设备无法正常提供服信息或篡改数据内容务网络入侵攻击者通过漏洞进入目标设备，窃取数据或控制设备网络安全技术防火墙防病毒软件阻止来自外部网络的恶意访问，保护检测和清除病毒，保护系统安全网络安全入侵检测系统IDS监控网络流量，识别并提醒潜在攻击下一代互联网协议IPv61282^128地址空间地址数量提供更大的地址空间，满足未来网络理论上可以为每个沙粒分配一个独立发展的需求的IP地址物联网和云计算技术物联网云计算连接物理世界和数字世界，实现设备互联和智能控制将计算资源和服务整合到云端，提供按需服务和资源共享网络发展趋势5G网络边缘计算高速率、低延迟、大容量，推动将计算资源部署到网络边缘，提移动互联网和物联网发展升数据处理效率和安全性课程总结与展望希望这门课程能帮助大家对计算机网络原理有更深入的理解，并为今后的学习和工作打下坚实的基础。