《计算机网络概述》课件

计算机网络概述计算机网络是现代社会不可或缺的一部分，它将计算机、设备和用户连接在一起，形成庞大的信息交互体系作者计算机网络的定义互联的计算机系统资源共享计算机网络是由多个计算机系统计算机网络的根本目标是实现资通过通信线路连接而成的系统源共享，包括硬件资源、软件资源和数据资源信息交换计算机网络可以通过数据传输和信息处理的方式实现信息交换和传递计算机网络的发展历程早期网络1960s1ARPANET诞生，是第一个分组交换网络，标志着计算机网络时代的开端互联网协议1970s2TCP/IP协议诞生，为互联网奠定了基础，网络规模迅速扩大个人电脑时代1980s3个人电脑普及，推动了网络应用的快速发展，如电子邮件和文件传输万维网1990s4万维网问世，以图形界面和超文本链接为特点，改变了人们获取信息的方式移动互联网时代2000s5移动设备和无线网络的普及，推动了移动互联网的快速发展，网络应用更加丰富多彩云计算和大数据时代2010s6云计算和大数据技术的应用，使网络架构更加复杂，也带来了新的安全挑战计算机网络的体系结构集中式结构分布式结构所有计算机资源都集中在中心服务器上用户通过终端设备访问资源分布在各个节点上，每个节点都可以作为服务器或客户端，服务器上的资源早期计算机网络常采用此结构并共享资源现代计算机网络普遍采用此结构计算机网络的应用信息共享资源共享互联网让信息传播变得更加便捷，人们网络连接了各种资源，包括硬件、软件可以轻松获取各种信息和数据，可以实现资源的共享和协同使用沟通交流电子商务计算机网络为人们提供了多种沟通方式网络购物、网上银行等电子商务应用极，例如电子邮件、视频通话和社交媒体大地改变了人们的生活方式参考模型OSIOSI参考模型分层结构协作机制OSI模型将网络通信抽象为七层，每一层OSI模型将网络通信分解为多个层次，每各层之间通过接口进行通信，每一层都依都定义了特定的功能和协议，为不同网络一层负责特定的功能，例如数据传输、地赖于下层提供的服务，并为上层提供服务设备和应用程序提供互操作性的标准址解析、数据格式转换等，确保网络通信的顺利进行物理层物理介质网络接口卡包括双绞线、同轴电缆、光纤等不负责将计算机中的数据转换成物理信同的介质传输速率和传输距离不同号，并在物理介质上进行传输信号再生物理连接物理层需要对信号进行放大和整形，不同的物理层设备之间需要使用特定以确保数据传输的可靠性的连接器进行连接，例如RJ-

45、BNC数据链路层物理地址数据帧访问控制数据链路层使用MAC地址，也称为物理地数据链路层将网络层传递的数据封装成数数据链路层负责管理局域网的访问控制，址，标识网络接口卡（NIC）的唯一标识据帧，包含MAC地址、数据和校验和，在确保设备在网络中正常通信，例如通过符，允许在局域网内识别和定位设备局域网中传输CSMA/CD协议实现网络层数据包路由逻辑地址网络层负责将数据包从源主机路网络层使用IP地址来标识网络中由到目标主机的每台主机网络互联网络层允许不同的网络之间进行通信传输层传输层的主要功能传输层协议传输层提供端到端的连接负责将数据分割成数据包，并确保数TCP协议是面向连接的，可靠的协议，常用于需要高可靠性的据包按照正确的顺序到达目的地应用程序，例如网页浏览和文件传输传输层还提供流量控制和差错控制，保证数据传输的可靠性UDP协议是无连接的，不可靠的协议，常用于实时应用，例如视频通话和游戏会话层建立连接数据同步会话层负责在两个应用程序之间建立、管理和它负责协调数据传输，确保数据按顺序发送和终止会话连接它就像两个用户之间的“握手”接收，防止丢失或乱序，确保双方能够顺利通信身份验证数据流控制会话层可以提供身份验证机制，例如用户登录它负责控制数据传输的速度和流量，防止网络，确保只有授权用户可以访问服务拥塞，保证数据传输的效率和可靠性表示层

11.数据格式转换

22.数据加密解密将不同应用程序的数据格式转提供数据加密和解密功能，保换为统一的格式，以便网络传证网络数据传输的安全输

33.数据压缩解压缩

44.数据编码解码对数据进行压缩和解压缩，提对数据进行编码和解码，确保高网络传输效率数据在网络传输过程中的完整性应用层

11.用户接口

22.网络协议应用层为用户提供网络服务，例如电子邮件、文件传输和应用层使用各种协议来实现网络功能，例如HTTP、FTP网页浏览、SMTP和DNS

33.数据格式

44.安全机制应用层负责数据格式的转换和处理，例如文本、图像、音应用层提供安全机制来保护数据传输，例如加密、身份验频和视频证和访问控制协议栈TCP/IP网络协议的层次结构主要协议TCP/IP协议栈是一个分层的架构，它将该协议栈包含了各种重要的网络协议，例网络功能划分为不同的协议层，每个协议如IP协议、TCP协议、UDP协议等，它们层负责完成特定的任务共同协作完成网络通信互操作性灵活性和可扩展性TCP/IP协议栈的广泛应用使得不同类型TCP/IP协议栈具有灵活的架构，可以方计算机之间能够进行互联互通，成为现代便地添加新协议和服务，满足不断发展的互联网的基础网络需求物理层光纤传输双绞线传输无线传输光纤是一种现代化的通信介质，使用光束双绞线是传统网络传输方式，使用铜线来无线网络利用电磁波来传输数据，方便灵来传输数据，具有高带宽、低损耗、抗干传输数据，成本相对较低，但传输距离有活，但信号易受干扰，传输速率也受环境扰等特点限，易受干扰影响数据链路层物理层网络层数据链路层建立在物理层之上，负责将来自物数据链路层与网络层交互，将数据帧封装为数理层的原始数据流组织成帧据包，进行网络层寻址和路由错误检测流量控制数据链路层使用校验和、循环冗余校验等方法数据链路层负责控制数据传输速率，防止发送，检测数据在传输过程中发生的错误方发送过快导致接收方无法处理网络层网络层的功能网络层协议网络层负责数据包在网络中的路由选择和转发常见的网络层协议包括IP协议、ICMP协议、ARP协议等它根据IP地址确定数据包的目的地，并将数据包传递给下一跳IP协议负责数据包的地址分配和路由选择，ICMP协议负责错路由器误报告和网络诊断，ARP协议负责将IP地址转换为物理地址传输层数据传输端口号传输层负责在两个主机之间传输每个应用程序都有一个唯一的端数据，并提供可靠的数据传输服口号，传输层根据端口号识别不务同的应用程序流量控制错误控制传输层通过流量控制机制，避免传输层通过错误控制机制，确保接收方被过多的数据淹没数据传输的完整性和可靠性应用层网络应用用户接口协议规范应用层负责提供网络应用服务，如电子邮应用层为用户提供访问网络服务的接口，应用层定义了不同网络应用之间进行通信件、文件传输、网页浏览等方便用户使用网络资源的协议，如HTTP、SMTP、FTP等地址IP网络标识数字标识网络通信123IP地址是用来标识网络上的每个计IP地址由一串数字组成，通常以点IP地址用于在网络中路由数据包，算机或设备的唯一地址分十进制表示确保数据包到达正确的目的地地址的分类IPA类地址B类地址A类地址用于大型网络，范围为

1.

0.

0.0~B类地址适用于中等规模网络，范围为

126.

255.

255.

255128.

0.

0.0~

191.

255.

255.255C类地址D类地址C类地址适用于小型网络，范围为

192.

0.

0.0D类地址用于组播，范围为

224.

0.

0.0~~

223.

255.

255.

255239.

255.

255.255子网划分子网划分是一种将大型网络划分为较小的子网络的方法，以提高网络效率和安全性网络效率1减少广播域大小，提高网络性能网络安全性2通过限制访问权限，提高网络安全性网络管理3简化网络管理，易于配置和维护子网划分是网络管理中常用的技术，它可以帮助提高网络效率、安全性以及管理效率路由选择协议路由选择协议概述常见的路由选择协议路由选择协议是计算机网络中用于选择数据包传输路径的协议它允许网络设备在多个可

1.RIP路由信息协议能的路径之间选择最优路径，以确保数据包能够高效地到达目的地

2.OSPF开放式最短路径优先协议

3.BGP边界网关协议常见的网络设备

11.路由器

22.交换机路由器负责连接不同的网络，交换机用于连接局域网中的不并根据数据包的目的地地址选同设备，并根据数据帧的择最佳路径进行转发MAC地址进行转发

33.网卡

44.集线器网卡是计算机与网络连接的接集线器是一种简单的网络设备口，负责将数据从计算机发送，它将所有连接到它的设备连到网络，或从网络接收数据接到同一个网络，所有设备共享网络带宽网络安全概述网络安全是指保护计算机网络和网络资源免受各种威胁的措施，包括恶意攻击、数据泄露和系统故障网络安全至关重要，因为网络已成为现代社会不可或缺的一部分，保护网络安全可以保障个人和组织的利益网络安全威胁网络攻击病毒和恶意软件网络钓鱼数据泄露恶意攻击者利用漏洞，窃取数病毒和恶意软件可以窃取数据攻击者伪造可信来源，诱骗用敏感数据可能被盗窃或非法访据或破坏系统，控制系统，甚至破坏硬件户泄露敏感信息问，造成严重损失网络安全防护措施防火墙防病毒软件加密安全意识防火墙是网络安全的重要组成防病毒软件可以检测和删除恶加密可以将数据转换为无法理提高用户安全意识是网络安全部分，它可以阻止来自外部网意软件，例如病毒、蠕虫、木解的格式，只有拥有解密密钥防护的关键，用户需要了解常络的恶意流量进入内部网络，马和间谍软件，这些软件可以的人才能读取它，从而保护敏见的网络安全威胁，并采取必并保护内部网络免受攻击窃取敏感信息、破坏数据或控感信息的安全要的安全措施来保护自己和组制计算机织的网络未来网络发展趋势5G和6G云计算人工智能边缘计算下一代移动通信技术将提供云计算将继续发展，并逐渐人工智能将在网络管理、安边缘计算将为用户提供更快更快的速度、更低的延迟和成为网络基础设施的关键组全和优化等方面发挥越来越的响应速度和更低的延迟更高的带宽，支持更广泛的成部分重要的作用边缘计算将把计算和数据存应用云计算提供灵活的资源和服例如，人工智能可以用来识储靠近用户，从而减少数据例如，物联网、增强现实和务，并降低了企业部署和管别网络攻击、优化网络流量传输时间并提高效率虚拟现实等将得到更广泛的理网络的成本和提高网络性能应用总结与展望网络技术不断发展网络应用领域不断拓展未来将出现更多新技术，如5G网络、云网络应用将渗透到各个领域，如智慧城市计算和物联网，推动网络技术快速发展、智能家居、智慧医疗等，为人们生活带来更多便利网络安全挑战日益严峻网络技术发展趋势网络攻击和数据泄露事件频发，需要加强未来网络将朝着更高效、更安全、更智能网络安全防护，确保网络安全稳定运行的方向发展，为人类社会带来更多福祉。