刘文龙计算机网络课件

计算机网络计算机网络是现代社会不可或缺的一部分，它将各种计算机设备互联在一起，实现信息共享和资源协作从日常生活中的互联网访问到企业内部的数据交换，计算机网络无处不在，深刻地影响着我们的工作和生活计算机网络的定义互连的计算机系统资源共享计算机网络是指由多个计算机系统和网络设备通过通信线路互联计算机网络的主要目的之一是实现资源共享，包括硬件资源、软而成的系统件资源和数据资源信息交换协同工作计算机网络的另一个重要功能是信息交换，用户可以通过网络进计算机网络可以支持多人协同工作，例如网络游戏、视频会议和行数据传输、文件共享、电子邮件发送等操作远程协作软件计算机网络的组成和作用网络节点通信介质网络协议网络服务网络节点是网络中的基本组连接网络节点的物理通道，网络协议是网络节点之间进网络服务是指网络为用户提成部分，包括计算机、服务负责数据传输行通信的规则和标准，定义供的功能和应用，例如电子器、路由器、交换机等了数据格式、传输方式等邮件、网页浏览、文件共享常见的通信介质包括双绞线等每个节点都拥有一个唯一的、同轴电缆、光纤和无线电常见的网络协议包括TCP/IP网络地址，用于识别和通信波等、HTTP、FTP等网络服务依赖于网络协议和网络节点的协作计算机网络的分类广域网局域网个人区域网城域网WAN LANPAN MAN覆盖范围广，跨越多个地理区覆盖范围小，通常在一个建筑覆盖范围更小，连接个人电子覆盖范围介于广域网和局域网域，连接不同城市或国家物或校园内，连接多台计算机设备，例如手机、笔记本电脑之间，连接一个城市范围内的等多个局域网计算机网络的体系结构层次化结构1计算机网络体系结构采用分层结构，将复杂的功能分解成多个层次，每个层次完成特定的任务，并提供接口与其他层次交互模块化设计2分层结构有利于模块化设计，每个层次可以独立开发和维护，提高网络的可扩展性和可维护性标准化3每个层次定义了标准的协议，确保不同厂商的设备能够互操作，促进网络的互联互通参考模型OSIOSI参考模型是一个抽象模型，用于描述网络通信的七层结构它将网络通信过程分解成七个层次，每个层次都负责特定的功能，并通过层间协议进行通信OSI参考模型是一个标准，有助于不同厂商的网络设备和软件之间相互兼容参考模型TCP/IPTCP/IP参考模型是互联网协议的参考模型，它定义了网络通信的层次结构和协议，并提供了一种标准化的框架TCP/IP模型将网络通信划分为四个层次应用层、传输层、网络层和网络接口层TCP/IP模型的核心协议包括TCP、IP、UDP、ICMP和ARP等，这些协议负责数据传输、地址解析、路由选择、错误检测和控制等功能，确保了网络数据的可靠性和高效性物理层概述数据传输机械特性

1.

2.12物理层负责数据在物理介质上定义了连接器、电缆等物理接的传输，例如电信号或光信号口的形状、尺寸等参数电气特性过程特性

3.

4.34规定了信号电压、电流、频率定义了数据在物理介质上的传等电气参数，确保数据传输的输方式，例如串行传输或并行可靠性传输物理层的功能和特点数据传输信号转换物理层负责将数据转化为电信号，并通过物理物理层将数字信号转换为模拟信号，或将模拟介质传输信号转换为数字信号介质访问控制数据同步物理层负责管理和控制网络设备对传输介质的物理层保证数据传输的可靠性和完整性访问权限常见物理层设备集线器网卡12集线器是最简单的网络设备，网卡是计算机与网络连接的关它将网络上的所有设备连接在键组件，它负责将计算机发送一起，并负责数据包的广播的数据转换为网络信号，并将接收的网络信号转换为计算机可以理解的数据中继器调制解调器34中继器可以增强信号强度，延调制解调器是将数字信号转换长网络的传输距离，但它无法为模拟信号，或将模拟信号转识别数据包，只能放大信号换为数字信号的设备，它主要用于连接电话线和网络数据链路层概述数据链路层功能数据链路层作用数据链路层负责将来自网络层的网络数据封装成帧，并通过物理数据链路层确保相邻节点之间的数据可靠传输，并提供错误检测层将数据传送到接收端、流量控制和地址解析等功能数据链路层的功能和特点帧封装和解封装流量控制数据链路层将来自网络层的数据封装成帧，并数据链路层通过控制帧的发送速率来防止数据在接收端进行解封装丢失错误检测和纠正介质访问控制数据链路层使用CRC等校验码来检测传输错误数据链路层负责管理网络介质的使用，确保同，并通过重传等机制进行纠正一网络上的多个设备能够共享介质地址MAC物理地址结构MAC地址是网络接口卡的唯一标识符，由MAC地址由48位二进制数字组成，通常用制造商分配它用于在局域网内识别设备十六进制表示，分为六个部分，每部分由两个十六进制数字组成作用用途MAC地址用于数据链路层，在局域网中识MAC地址用于网络设备的识别、数据包的别和传输数据帧路由和网络安全管理常见数据链路层设备网卡集线器交换机桥接器网卡是数据链路层的重要设集线器是最简单的网络设备交换机比集线器更智能，它桥接器可以连接两个或多个备它负责将数据从计算机之一它将多个设备连接在可以根据MAC地址转发数据网络，它可以学习MAC地址发送到网络，并从网络接收一起，并将数据转发到所有，提高网络效率并转发数据数据连接的设备网络层概述网络层功能负责数据包的路由和转发•确定数据包的路径•将数据包从源主机传递到目标主机地址IP网络层使用IP地址识别网络中的设备IP地址是网络层的核心概念之一网络设备路由器是网络层的重要设备路由器负责转发数据包到不同的网络网络层的功能和特点数据包路由流量控制网络层负责将数据包从源主机路由到目标网络层可以通过控制数据包的传输速率来主机它使用IP地址来识别网络上的每台防止网络拥塞它可以根据网络的负载情设备况来调整数据包的传输速度错误检测网络地址转换网络层可以检测数据包在传输过程中出现网络层可以将私有IP地址转换为公有IP的错误，并尝试重新发送错误的数据包地址，以便网络上的设备可以与外部网络通信地址IP网络地址地址结构地址IP IPv6IP地址是互联网协议地址，用于识别网络IP地址分为网络号和主机号两部分，用于IPv6地址是下一代互联网协议地址，提供中的每个设备区分网络和设备更大的地址空间，满足未来网络发展需求路由算法距离矢量路由算法链路状态路由算法距离矢量算法根据距离信息进行路由选择，每个路由器维护一个链路状态算法根据链路状态信息进行路由选择，每个路由器维护距离矢量表，记录到其他路由器的距离一个链路状态数据库，记录网络中所有链路的连接情况距离矢量算法简单易实现，但容易出现路由环路问题，需要引入链路状态算法复杂度较高，但能够避免路由环路问题，通常用于一些机制来防止路由环路大型网络常见网络层设备路由器网桥12路由器是网络层的重要设备，它根据目网桥连接两个或多个网络，它基于的地址转发数据包MAC地址转发数据包交换机防火墙34交换机用于连接多个网络设备，它基于防火墙用于控制网络流量，它可以阻止MAC地址转发数据包恶意流量并保护网络安全传输层概述数据传输可靠性数据流控制

1.

2.12传输层负责确保数据可靠传输控制数据传输速率，防止发送，提供端到端数据传输的服务方发送过多数据而导致接收方缓冲区溢出多路复用和解复用分段和重组

3.

4.34允许多个应用程序共享同一个将应用层数据分段传输，并根网络连接，并区分不同应用程据接收到的数据段顺序进行重序的数据组传输层的功能和特点数据传输连接管理传输层负责将数据分段，并为每个数据段添加传输层负责建立、维护和释放连接，确保数据端口号和其他信息，以确保数据能够正确地传能够可靠地传输输到目的地错误控制流量控制传输层负责检测和纠正数据传输过程中的错误传输层负责控制数据传输速率，防止接收方被，确保数据完整性和可靠性过多的数据淹没，保证数据传输效率协议TCP传输控制协议TCP是面向连接的，可靠的协议它提供了数据流的可靠传输服务，确保数据按顺序到达目的地它使用三次握手建立连接，并通过确认和重传机制保证数据可靠传输TCP协议在传输层提供了一种可靠、有序的数据传输方式它能够处理数据包丢失、乱序和重复，保证数据完整性和可靠性协议UDP无连接协议面向数据报不可靠传输UDP是一种无连接协议，不需要建立连接UDP将数据封装成数据报，每个数据报独UDP不提供数据可靠性保证，可能会丢失，可以快速传输数据，但无法保证数据按立传输，没有顺序关系数据，需要应用层进行处理顺序到达应用层概述用户接口网络协议应用层是用户与计算机网络的接它使用各种协议来实现不同的网口，负责提供各种网络应用程序络功能，例如电子邮件、文件传和服务输、网页浏览等数据处理应用层负责将用户数据转换为网络数据包，并将其发送到其他应用层应用层的功能和特点提供服务与用户交互应用层为用户提供各种网络服务应用层负责与用户进行交互，例，例如电子邮件、文件传输、网如接受用户输入的命令，并将网页浏览等络服务的结果呈现给用户协议多样独立性强应用层使用各种协议来实现不同应用层相对独立，可以独立开发的网络服务，例如HTTP、FTP、和运行，不需要依赖底层的网络SMTP等协议常见应用层协议HTTP SMTP超文本传输协议，用于在Web浏览器和服务简单邮件传输协议，用于发送电子邮件器之间传输数据，例如网页和文件FTP Telnet文件传输协议，用于在计算机之间传输文件远程登录协议，用于远程访问计算机网络安全概述重要性目的网络安全至关重要，它保护个人隐私、商业机密和国家安全网网络安全的目标是保护计算机系统、网络和数据免受未经授权的络攻击可能导致数据泄露、系统瘫痪和经济损失访问、使用、披露、破坏、修改或破坏网络安全的威胁和防御恶意软件网络攻击

1.

2.12病毒、蠕虫和木马等恶意软件黑客可能会发起拒绝服务攻击可以通过网络传播，窃取数据、SQL注入攻击或跨站点脚本、破坏系统或进行其他恶意活攻击，破坏网络服务或窃取敏动感信息数据泄露网络钓鱼

3.

4.34敏感信息可能因网络安全漏洞网络钓鱼攻击者通过伪造电子而泄露，导致个人信息被盗或邮件或网站来欺骗用户，诱使商业机密被泄露他们泄露个人信息或访问恶意网站网络安全设备防火墙入侵检测系统防病毒软件网络安全监控系统IDS防火墙是网络安全的重要组成入侵检测系统可以实时监控网防病毒软件通过识别和删除恶网络安全监控系统可以收集和部分，它通过检查进出网络的络流量，发现可疑活动，并发意软件，保护计算机免受病毒分析网络数据，识别安全威胁数据包，阻止恶意流量进入网出警报、蠕虫和木马的攻击，并采取措施保护网络安全络总结与展望计算机网络技术发展迅速，未来将更加智能、高效、安全云计算、大数据、物联网等新技术将推动网络应用不断创新。