《计算机网络原理李翠霞课件》

计算机网络原理本课件将带您深入学习计算机网络的原理，从网络基础知识到核心协议，并结合实际应用案例，让您更全面地理解网络技术计算机网络的概念和特点互联性通信计算机网络连接了各种设备，允许它计算机网络提供了通信机制，允许用们共享资源和信息，例如文件、数据、户进行远程交流，例如电子邮件、语应用程序和通信音通话、视频会议和即时消息共享资源计算机网络允许共享资源，例如打印机、存储空间、软件和数据库，提高资源利用率并降低成本计算机网络的分类局域网LAN广域网WAN无线网络WLAN局域网通常覆盖较小的地理范围，例如办公广域网连接跨越较大的地理区域，例如城市、无线网络使用无线电波进行数据传输，无需室、学校或家庭，连接同一地点内的计算机国家或全球，连接不同地点的网络物理连接，为移动设备提供灵活的网络访问和设备计算机网络的参考模型和协议OSI参考模型TCP/IP模型OSI（开放系统互连）参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的TCP/IP模型是互联网采用的网络模型，它将网络划分为四个层，一个标准网络模型，它将计算机网络划分为七层，每一层都负责分别是应用层、传输层、网络层和网络接口层，与OSI模型的七特定的功能，并通过协议来实现层间通信层模型相比，TCP/IP模型更加简洁实用物理层传输介质信号编码12物理层主要负责数据在网络中物理层还负责将数据转换成电的传输，使用各种介质，如双信号或光信号，并进行编码，绞线、同轴电缆、光纤等每以便在传输介质上传输常用种介质都有不同的特性，影响的编码方式包括曼彻斯特编码、着传输速率、距离和抗干扰能差分曼彻斯特编码等，它们决力定了信号的形状和频率物理地址3物理层使用MAC地址（媒体访问控制地址）来识别网络中的设备每个设备都有唯一的MAC地址，在网络中进行数据传输时，需要使用MAC地址来指定目标设备数据链路层功能主要协议数据链路层负责在两个相邻节点之间•以太网协议最常用的数据链路可靠地传输数据帧它将网络层传来层协议，定义了数据帧格式、地的数据封装成帧，并通过物理层发送址格式、帧传输过程等到接收方同时，数据链路层还负责•点对点协议（PPP）用于点对错误检测和纠正，保证数据帧的完整点连接，常用于拨号上网性和准确性•令牌环协议一种基于令牌的协议，用于环形网络关键概念MAC地址数据链路层使用的物理地址，用于识别网络中的每个设备帧数据链路层传输的数据单位，包含数据和控制信息流量控制数据链路层通过各种机制控制数据传输速率，避免网络拥塞网络层数据包路由网络互连网络层负责将数据包从源主机路网络层是实现不同网络互连的关由到目标主机，它通过IP地址进键，它提供了一种统一的机制来行寻址，并使用路由协议来发现管理网络数据流量，使不同类型最佳路径的网络能够相互通信网络管理网络层还提供一些网络管理功能，例如网络地址分配、网络故障诊断和网络性能监控传输层传输层的任务传输层协议12传输层为应用程序提供端到端常用的传输层协议包括TCP和的可靠数据传输服务，负责将UDPTCP是面向连接的协议，应用程序的数据分割成数据包，提供可靠的数据传输服务，而并为数据包提供可靠的传输机UDP是无连接的协议，提供不制，例如流量控制、拥塞控制可靠的但速度更快的服务和错误检测传输层的功能3传输层的功能包括数据分段、端口寻址、连接管理、流量控制、拥塞控制、错误控制和数据加密应用层网络应用协议数据交互应用层是计算机网络体系结构中的最高层，应用层协议定义了网络应用程序之间进行通应用层负责将用户数据封装成数据包，并通直接面向用户，提供各种网络应用程序，例信的规则和格式，例如HTTP、SMTP、过下层协议传输到接收端，最终将数据呈现如网页浏览、电子邮件、文件传输、视频FTP、DNS等给用户通话等网络基础设施网络基础设施是现代社会不可或缺的一部分，它连接了各种设备和用户，支持着各种信息交流和服务网络基础设施涵盖了各种硬件和软件，包括•网络设备路由器、交换机、防火墙、网关等•传输介质光纤、双绞线、无线电波等•网络协议TCP/IP、HTTP、FTP等•网络服务域名解析、电子邮件、文件共享等网络基础设施的建设和维护需要专业知识和技能，它对网络的安全性和可靠性至关重要高效的网络基础设施能够提高网络的效率、安全性、可靠性和可扩展性，为用户提供优质的网络体验网络接入技术拨号接入ADSL接入光纤接入移动网络使用电话线连接网络，速度较利用电话线进行高速数据传输，通过光纤连接网络，速度最快，通过移动网络连接网络，速度慢，成本较低速度比拨号快，成本也更高成本也最高较快，覆盖范围广，成本也相对较高局域网局域网（LAN）是指在有限的地理范局域网通常使用共享介质（例如，同围内（例如，办公室、学校、家庭等）轴电缆或双绞线）或交换机连接，以连接的计算机网络便在网络中的计算机之间共享数据局域网通常用于共享资源，例如打印机、文件服务器和互联网接入广域网覆盖范围广传输距离远广域网WAN覆盖地理范围广WAN涉及更长的传输距离，通阔，连接不同城市、地区甚至国常使用光纤、卫星、微波等传输家，可用于连接公司分支机构、介质，数据传输速度相对较慢，政府部门、高校等不同机构但覆盖范围更广网络结构复杂应用场景丰富WAN的网络结构更复杂，通常WAN的应用场景非常广泛，例使用多种网络设备和协议，例如如跨国企业数据传输、远程办公、路由器、交换机、VPN等，需在线教育、视频会议、电子商务要更专业的管理和维护等无线网络特点类型无需布线，安装灵活便捷，方便主要分为Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等，移动办公和数据传输，适用于各各具优势和应用场景，例如Wi-Fi种场景，包括家庭、办公室、校适用于高速数据传输，蓝牙适用园和公共场所于短距离连接，ZigBee适用于低功耗、低成本的应用应用广泛应用于移动设备、智能家居、物联网、无线通信等领域，为人们的生活和工作带来极大便利网络安全基础网络安全基础是指保护网络系统和数网络安全基础涉及多个方面，包括数据的安全，防止各种网络攻击和安全据保密性、完整性、可用性、身份验威胁，确保网络正常运行和信息安全证、访问控制、入侵检测和防御等网络安全基础是构建安全网络体系的重要基石，为保障网络安全提供基础保障网络安全威胁恶意软件网络攻击网络钓鱼数据泄露病毒、蠕虫、木马等恶意软件包括拒绝服务攻击、SQL注入、利用虚假信息或欺骗手段，诱由于系统漏洞、配置错误、人可窃取数据、破坏系统、控制跨站脚本攻击等，可导致系统使用户泄露敏感信息，例如账为失误等原因，导致敏感数据计算机等，对网络安全造成严瘫痪、数据泄露、用户信息被号密码、银行卡信息等泄露，造成个人隐私或企业机重威胁盗等密信息泄露网络安全防护技术防火墙反病毒软件入侵检测系统IDS数据加密防火墙是网络安全的第一道防反病毒软件可以检测和清除计入侵检测系统IDS监控网络流数据加密是一种将数据转换为线，它可以阻止来自外部网络算机上的恶意软件，例如病毒、量，查找可疑活动并向管理员无法理解的格式的过程，只有的恶意流量进入内部网络防木马和蠕虫反病毒软件通常发出警报IDS可以通过硬件或拥有解密密钥的人才能访问数火墙可以通过硬件或软件实现，会定期更新病毒库，以确保能软件实现，可以分析网络流量据数据加密可以保护敏感信可以根据预设规则过滤网络流够识别最新的恶意软件模式和用户行为，识别潜在的息，例如密码、财务数据和个量攻击人信息协议栈TCP/IP网络模型主要层级12TCP/IP协议栈是一个分层模型，TCP/IP协议栈通常包含四个主它将网络通信的任务分解成多要层级应用层、传输层、网个层次，每个层次负责完成特络层和网络接口层定的任务，并与相邻层次进行交互这种分层结构使网络协议的设计、实现和维护更加容易协议集合3每个层级都包含多个协议，例如应用层包含HTTP、FTP、SMTP等协议地址IP公网IP私网IPIP地址是互联网协议地址，是用来识别网络上的每个设备的唯一标识IP地址分为公网IP和私网IP公网IP是用于连接互联网的，而私网IP则用于内部网络的设备之间通信子网划分划分目的1提高网络效率，简化网络管理划分方法2根据网络规模和流量需求，将网络划分为多个子网划分步骤3确定子网掩码，分配IP地址子网划分是网络管理中一项重要的技术，通过将一个大型网络划分为多个较小的子网，可以有效地提高网络效率和安全性，同时简化网络管理路由协议定义分类路由协议用于在网络中传递路由信息，路由协议主要分为距离向量路由协议以便路由器能够构建最优的路径来传（如RIP）和链路状态路由协议（如输数据包OSPF）两类功能路由协议的主要功能包括发现网络拓扑结构、计算路由表、更新路由信息等网络设备路由器交换机路由器是网络中最重要的设备之一，交换机是连接局域网中各个设备的设负责将数据包从一个网络转发到另一备，它负责将数据包转发到正确的目个网络它根据数据包的目的地地址，的地交换机可以根据数据包的MAC选择最佳的路径进行转发路由器通地址进行转发，也可以根据VLAN进常用于连接不同的网络，例如连接互行转发交换机可以提高网络性能，联网和局域网，或连接不同的局域网减少网络拥塞防火墙网卡防火墙是用于保护网络安全的重要设网卡是连接计算机和网络的接口，它备它可以过滤进出网络的数据包，负责将数据包从计算机发送到网络，阻止恶意攻击和病毒入侵防火墙可并将从网络接收到的数据包发送到计以部署在网络的边界，也可以部署在算机网卡是每个联网计算机必须拥内部网络中有的设备，它决定了计算机与网络之间的通信速度和性能网络服务网络服务类型网络服务架构网络服务是提供给网络用户使用的各种功能和资源常见的网络网络服务可以采用不同的架构，例如服务类型包括•客户端-服务器架构最常见的网络服务架构，例如网页服务、•文件共享服务例如FTP、SMB电子邮件服务•电子邮件服务例如SMTP、POP

3、IMAP•对等网络架构例如P2P文件共享服务•网页服务例如HTTP、HTTPS•云服务架构例如云存储服务、云计算服务•数据库服务例如MySQL、Oracle•域名解析服务例如DNS•网络安全服务例如防火墙、入侵检测系统网络设计需求分析1网络设计的第一步是了解用户的需求，包括网络的功能、性能、安全等方面网络规划2根据需求分析，设计网络的拓扑结构、网络设备的选择、网络协议的配置等网络实施3按照网络规划，采购网络设备，搭建网络环境，配置网络参数，测试网络性能网络维护4对网络进行日常维护，包括故障排除、性能监控、安全管理等网络性能分析和优化性能指标故障排除优化方案网络性能分析的关键在于识别关键指标，例网络性能优化需要采取措施解决瓶颈和问题通过分析数据，我们可以制定针对性的优化如延迟、吞吐量、丢包率和抖动通过监测这可能包括优化路由、调整网络配置、更新方案，例如使用负载均衡、缓存技术、网络这些指标，我们可以了解网络的整体运行状硬件或软件，以及优化应用程序和服务加速器等工具，提高网络效率和性能况并及时发现问题网络管理监控配置实时监控网络设备和性能，及时配置网络设备，包括路由器、交发现并解决问题换机、防火墙等安全故障排除维护网络安全，防止攻击和入侵快速定位和解决网络故障，确保网络的正常运行企业网络建设规划与设计实施与部署维护与管理企业网络建设首先需要进行详细的规划与在规划设计完成后，需要进行网络设备的企业网络建设完成后，需要进行日常的维设计，以确保网络能够满足企业当前和未采购、安装、配置和测试同时需要对网护与管理，包括网络性能监控、故障排除、来的需求这包括确定网络拓扑结构、选络进行安全加固，确保网络安全可靠运行安全更新等，确保网络稳定运行并满足企择网络设备、制定安全策略等业业务需求家庭网络网络设备网络连接包括路由器、交换机、无线路由利用光纤、宽带、WIFI等技术连器、网线、网卡等，连接家庭中接互联网，提供高速网络接入服的各种设备，实现网络互联务网络安全网络应用通过防火墙、安全软件、密码保包括上网、视频通话、游戏、在护等手段，保护家庭网络安全，线学习、远程办公等各种应用，防止网络攻击和信息泄露丰富家庭生活云计算基础设施即服务IaaS平台即服务PaaS软件即服务SaaS提供计算、存储和网络等基础设施资源，例提供开发和运行应用程序的平台，包括操作通过网络提供完整的应用程序，用户可以通如虚拟机、存储空间和带宽用户可以根据系统、数据库、中间件和开发工具用户可过浏览器或移动设备访问用户无需安装和需求灵活地调整资源，无需自行管理硬件和以专注于应用程序开发，无需管理底层基础维护软件，只需支付订阅费用即可使用软件设施物联网传感器网络连接云计算物联网的核心，负责收集环境数据，如温度、将传感器收集的数据通过网络传输到云端或处理和存储海量数据，并提供分析、应用和湿度、光线等其他设备服务移动互联网移动互联网的定义移动互联网的特点移动互联网是指利用移动通信网移动互联网具有移动性、便携性、络和无线通信技术，通过移动终随时随地可访问、交互性强、信端（如智能手机、平板电脑等）息更新快等特点，极大地改变了访问互联网，实现信息获取、数人们的生活方式和工作方式据传输、应用服务等功能的网络形态移动互联网的发展趋势移动互联网正朝着更高速率、更低成本、更智能化、更安全的方向发展，并与物联网、云计算等技术融合，不断拓展应用场景，为人们带来更便捷、更智能、更美好的生活网络未来发展趋势5G和6G技术人工智能AI和机器学习ML下一代无线网络将提供超高速率、低延迟和高容量，支持更多设备AI和ML将在网络管理、安全、优化等方面发挥重要作用，提高网连接和更丰富的应用场景络效率和智能化水平边缘计算网络安全将计算能力和数据存储移至网络边缘，降低延迟，提高实时性和可随着网络规模和复杂度的增加，网络安全将更加重要，需要加强安靠性，推动物联网、工业自动化等应用发展全防护措施，应对各种网络攻击网络技术前沿人工智能网络边缘计算量子网络人工智能在网络领域的应用日益广泛，例边缘计算将数据处理和计算能力移至网络量子网络利用量子力学原理，可以实现更如智能路由、网络安全监测、网络优化等边缘，可以减少数据传输延迟，提高响应高效、更安全的通信方式，未来将为网络AI可以帮助网络更加智能化，提升网络效速度，并为物联网、自动驾驶等应用提供带来革命性变化，例如量子加密、量子信率和安全性更强大的支持息传输等案例分析通过分析实际网络应用场景，深入理解计算机网络原理在实际应用中的重要性例如，分析大型网站的网络架构，包括服务器集群、负载均衡、内容分发网络等，以及如何利用网络技术来提高网站性能和用户体验还可以分析移动互联网应用，例如微信、支付宝等，如何利用网络技术实现用户之间的实时通信、数据传输和信息共享通过案例分析，可以加深对计算机网络原理的理解，并将理论知识应用到实际问题中课程小结回顾课程的主要内容，从计算机网络的基本总结课程中所学到的知识，并思考如何将所鼓励学生提出问题，并与教师进行交流，进概念到网络技术前沿，并强调了网络安全和学知识应用到实际工作和生活中一步加深对课程内容的理解网络管理的重要性评价与反馈课程评价课堂互动课后交流课程结束后，我们将通过问卷调查、课堂讨在课堂上，您可以积极提问，参与讨论，提如果您在学习过程中遇到任何问题，请随时论等方式收集您的反馈，以了解课程内容、出您的想法和建议您的参与将有助于提高与我联系您可以通过邮件、QQ等方式向教学方法等方面的优劣您的评价对我们改课堂氛围，加深对课程内容的理解我提出问题，我会尽力解答您的疑惑进教学质量至关重要课程介绍课程名称授课教师计算机网络原理李翠霞课程目标课程内容本课程旨在使学生了解计算机网本课程内容涵盖计算机网络基础络的基本概念、体系结构、协议知识、网络协议、网络设备、网和技术，掌握网络设计、配置和络安全、网络应用等方面管理的基本技能，为学生从事网络相关工作奠定基础教学目标掌握计算机网络的基本概念和原培养网络应用和设计能力提高网络安全意识理学习常见网络应用和服务，并掌握网络设计了解网络安全威胁、防护技术，以及安全管深入理解计算机网络的体系结构、协议、设的基本方法和技巧，能够设计和配置简单网理的基本原则，增强网络安全意识和防范能备和服务，为进一步学习网络技术打下坚实络力基础教学内容计算机网络概述物理层12介绍计算机网络的概念、发展历史、分类、体系结构和应用讨论物理层的基本概念、传输介质、信号编码、网络接口卡等数据链路层网络层34介绍数据链路层的协议和功能，包括MAC地址、帧格式、流讲解网络层协议和功能，如IP地址、路由选择、子网划分和量控制和错误检测等网络地址转换等教学方法讲授法案例分析法实验法讨论法通过教师讲解，传授计算机网通过分析实际案例，加深对计通过网络实验，验证理论知识，通过课堂讨论，激发学生思考，络的基本概念、原理和技术算机网络知识的理解和应用培养实践操作能力促进相互学习和交流教学进度第一阶段介绍计算机网络的基本概念、发展历史、体系结构、参考模型、协议等，为后续学习打下基础第二阶段深入讲解各层协议，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，重点介绍各层协议的功能、工作原理和应用场景第三阶段探讨网络安全相关内容，包括网络安全威胁、防护技术、常见安全攻击、网络安全管理等，帮助学生掌握网络安全的基本知识和技能第四阶段结合实际案例，分析网络设计、网络性能优化、网络管理、企业网络建设、家庭网络、云计算、物联网、移动互联网等热点话题，帮助学生了解网络技术在实际应用中的重要性课程资源课件视频李翠霞老师的课件会上传到课程网站课程视频会录制并上传到课程网站，上，方便大家下载学习方便大家随时观看和复习讨论区在线测试课程网站会设置讨论区，大家可以交课程网站会提供在线测试，帮助大家流学习心得和解决学习问题巩固学习内容课程要求课堂参与课后作业小组项目期末考试积极参与课堂讨论，并完成老认真完成老师布置的课后作业，积极参与小组项目，并贡献自认真准备期末考试，并取得优师布置的课堂练习并及时提交己的力量异成绩学习建议课前预习课堂认真听讲12课前认真预习教材内容，了解课堂上集中注意力，积极思考，课程重点和难点，以便更好地并做好笔记，记录重要内容和理解课堂讲解疑难问题课后及时复习积极参与讨论34课后及时复习课堂内容，巩固积极参与课堂讨论，与老师和所学知识，并尝试解答课后习同学交流学习心得，共同进步题，加深理解。