计算机网络技术课件

计算机网络技术概述欢迎来到计算机网络技术的世界！本课程将带您深入了解计算机网络的基础概念、发展历程、核心技术以及未来趋势通过学习本课程，您将掌握网络的基本原理，能够分析和解决实际网络问题，并为未来的网络技术发展做好准备本课程旨在帮助您构建扎实的网络知识体系，培养网络技术实践能力，并激发您对网络技术的兴趣无论您是计算机专业的学生，还是对网络技术感兴趣的爱好者，都能从本课程中受益匪浅让我们一起开启这段精彩的网络之旅！课程介绍课程目标学习内容考核方式本课程旨在使学生掌握计算机网络的•计算机网络概述•平时作业30%基本概念、原理和技术培养学生分•网络协议层次结构•期中考试30%析和解决实际网络问题的能力，并为•物理层、数据链路层、网络层、•期末考试40%学生未来的网络技术发展奠定基础传输层、应用层通过本课程的学习，学生将能够理解•IP地址、DNS、ARP、DHCP网络协议的工作原理，掌握网络设备的配置和管理方法，以及了解网络安•网络安全、防火墙、加密、VPN全的基本知识什么是计算机网络1定义2组成部分3主要功能计算机网络是由若干台计算机和其他设•计算机（主机）•资源共享备通过通信线路互连而成的集合体，旨•通信线路（电缆、光纤、无线）•信息交换在实现资源共享和信息交换网络中的•网络设备（路由器、交换机、集线•数据传输计算机可以互相通信，共享硬件、软件器）•集中管理和数据资源，从而提高工作效率和降低•网络协议（TCP/IP、HTTP、DNS）成本计算机网络是现代信息社会的重要基础设施，为人们的生活和工作带来了极大的便利计算机网络的发展历史ARPANET的诞生1969万维网的发明1989ARPANET是Advanced ResearchProjects AgencyNetwork的缩写，是美国国防部万维网是World WideWeb的缩写，是由蒂姆·伯纳斯-李发明的基于互联网的全球信息高级研究计划署为了支持军事研究而建立的第一个计算机网络它的诞生标志着计算机系统它的出现使得人们可以通过浏览器访问互联网上的各种信息资源，从而极大地推网络时代的开始，为后来的互联网发展奠定了基础ARPANET采用了分组交换技术，动了互联网的普及和发展万维网采用了超文本链接技术，使得信息可以方便地在网络使得信息可以高效地在网络中传输中进行导航123TCP/IP协议的出现1970sTCP/IP协议是Transmission ControlProtocol/Internet Protocol的缩写，是一组用于在计算机网络中进行通信的标准协议它的出现使得不同类型的计算机网络可以互相连接，形成一个统一的互联网TCP/IP协议采用了分层结构，使得网络通信更加灵活和可靠计算机网络的分类按覆盖范围分类按拓扑结构分类•局域网LAN•总线型•城域网MAN•星型•广域网WAN•环形•网状型按传输技术分类•广播式网络•点对点网络局域网LAN定义和特点常见类型应用场景局域网（LAN）是在一个有限的地理区域内•以太网Ethernet•家庭网络（如家庭、办公室、建筑物或校园）连接计算机•无线局域网WLAN•办公室网络和其他设备的网络其主要特点是覆盖范围小、•校园网络传输速率高、延迟低、成本较低局域网通常由•企业内部网络个人或组织拥有和管理，用于共享资源和信息广域网WAN与局域网的区别定义和特点•覆盖范围WANLAN广域网（WAN）是覆盖范围广阔2•传输速率LANWAN的网络，可以跨越城市、国家甚至•延迟WANLAN全球其主要特点是覆盖范围大、1•成本WANLAN传输速率相对较低、延迟较高、成本较高广域网通常由电信运营商应用场景或大型企业拥有和管理，用于连接•互联网不同地理位置的局域网3•跨国公司网络•政府机构网络计算机网络的层次结构应用层1提供网络应用服务传输层2提供端到端的数据传输服务网络层3提供网络互连和路由选择数据链路层4提供数据帧的传输和差错检测物理层5提供物理连接和比特流传输计算机网络采用分层结构，将复杂的网络功能分解为若干个层次，每个层次负责完成特定的任务常见的网络层次模型包括OSI七层模型和TCP/IP四层模型分层结构使得网络协议的设计和实现更加模块化，便于维护和扩展物理层功能和作用主要设备传输介质物理层是OSI模型的•集线器Hub•双绞线最低层，负责在物理•中继器•光纤介质上进行比特流的Repeater•无线电波传输它定义了物理接口的特性、传输速率、传输介质等物理层的主要作用是提供可靠的物理连接，保证比特流的正确传输数据链路层功能和作用数据链路层负责在相邻节点之间进行数据帧的传输它定义了数据帧的格式、差错检测和纠正机1制、以及介质访问控制方法数据链路层的主要作用是提供可靠的数据帧传输，保证数据在相邻节点之间的正确传递主要协议2•以太网协议Ethernet•PPP协议Point-to-Point Protocol差错检测与纠正3•循环冗余校验CRC网络层网络层负责在不同网络之间进行数据包的传输它定义了IP地址的结构、路由选择算法、以及数据包的分片和重组机制网络层的主要作用是实现网络互连，将数据包从源主机传输到目标主机IP协议是网络层最常用的协议，它为每个主机分配一个唯一的IP地址，并根据目标IP地址进行路由选择传输层功能和作用协议协议TCP UDP传输层负责在应用程序之间提供端到•面向连接•面向无连接端的数据传输服务它定义了端口号、•可靠传输•不可靠传输TCP和UDP协议、以及流量控制和拥•流量控制•高效塞控制机制传输层的主要作用是保•拥塞控制证数据的可靠传输，并为应用程序提供高效的数据传输服务TCP协议提供面向连接的可靠传输服务，UDP协议提供面向无连接的不可靠传输服务应用层1功能和作用2常见应用层协议应用层是OSI模型的最高层，负责•HTTP Web为应用程序提供网络服务它定•FTP文件传输义了各种应用层协议，如HTTP、•SMTP邮件发送FTP、SMTP、DNS等应用层•DNS域名解析的主要作用是实现应用程序之间的通信，并为用户提供各种网络应用服务客户端/服务器模型是应用层最常用的模型，其中客户端向服务器请求服务，服务器提供相应的服务3客户端/服务器模型•客户端请求服务•服务器提供服务地址IP1IPv4地址结构IPv4地址由32位二进制数组成，通常以点分十进制表示例如

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1.1IPv4地址分为网络地址和主机地址两部分，网络地址用于标识网络，主机地址用于标识网络中的主机IPv4地址的结构决定了其可分配的地址数量有限，难以满足日益增长的网络需求2IP地址分类•A类地址•B类地址•C类地址•D类地址组播•E类地址保留子网划分3子网划分是将一个大的网络划分为若干个小的子网，从而更好地管理和利用IP地址子网划分通过子网掩码来实现，子网掩码用于确定IP地址中哪些位是网络地址，哪些位是主机地址子网划分可以提高IP地址的利用率，并简化网络管理IPv6IPv6的特点•地址长度128位•地址数量2^128•简化报头•支持自动配置•增强安全性地址结构IPv6地址由128位二进制数组成，通常以冒号分隔的十六进制数表示例如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334IPv6地址分为网络前缀和接口ID两部分，网络前缀用于标识网络，接口ID用于标识网络中的主机IPv6地址的结构使得其可分配的地址数量非常庞大，可以满足未来网络发展的需求与IPv4的区别•地址长度IPv6IPv4•地址数量IPv6IPv4•报头结构IPv6简化•安全性IPv6增强系统DNSDNS解析过程•客户端发送DNS查询请求•本地域名服务器查询缓存•本地域名服务器向根域名服务器查询•根域名服务器返回顶级域名服务器地址域名结构•本地域名服务器向顶级域名服务器查询2域名是由若干个标签组成的层次结构，从右到左依次为顶•顶级域名服务器返回权威域名服务器地址级域名、二级域名、三级域名等例如•本地域名服务器向权威域名服务器查询1www.example.com顶级域名（TLD）包括通用顶级•权威域名服务器返回IP地址域名（如.com、.org、.net）和国家代码顶级域名（如.cn、.uk、.jp）域名系统（DNS）用于将域名解•本地域名服务器缓存IP地址析为IP地址，使得用户可以通过易于记忆的域名访问网络•客户端收到IP地址资源3DNS服务器类型•根域名服务器•顶级域名服务器•权威域名服务器•本地域名服务器协议ARP功能和作用ARP（Address ResolutionProtocol）协议用于将IP地址解析为MAC地址在局域网中，主机之间通过MAC地址进行通信当主机知道目标主机的IP地址时，需要通过ARP协议查询目标主机的MAC地址ARP协1议的主要作用是实现IP地址到MAC地址的映射，保证数据在局域网中的正确传输ARP缓存为了提高ARP解析效率，主机通常会维护一个ARP缓存，用于存储IP地址和MAC地址的映射关2系当主机需要查询某个IP地址的MAC地址时，首先会查询ARP缓存如果ARP缓存中存在相应的映射关系，则直接使用；否则，发送ARP请求报文进行查询ARP缓存可以减少ARP请求报文的发送，提高网络效率ARP欺骗ARP欺骗是一种常见的网络攻击方式，攻击者通过发送伪造的ARP响应报文，篡3改目标主机的ARP缓存，从而将目标主机的流量重定向到攻击者主机ARP欺骗可以用于窃取敏感信息、进行中间人攻击等为了防御ARP欺骗，可以采用静态ARP映射、ARP监控等措施协议DHCP动态主机配置1DHCP（Dynamic HostConfiguration Protocol）协议用于自动为网络中的主机分配IP地址、子网掩码、网关、DNS服务器等网络参数DHCP协议可以简化网络配置，提高IP地址的利用率，并方便网络管理DHCP工作原理•DHCP Discover客户端发现DHCP服务器2•DHCP OfferDHCP服务器提供IP地址•DHCP Request客户端请求使用IP地址•DHCP ACKDHCP服务器确认分配IP地址DHCP中继代理当DHCP客户端和DHCP服务器不在同一个网络时，需要使用DHCP中继3代理DHCP中继代理接收DHCP客户端的请求报文，并将其转发给DHCP服务器；同时，接收DHCP服务器的响应报文，并将其转发给DHCP客户端DHCP中继代理可以实现跨网络的DHCP服务网络安全概述Malware PhishingDDoS DataBreach Other网络安全是指保护网络系统中的硬件、软件和数据免受未经授权的访问、使用、泄露、破坏或修改网络安全是现代信息社会的重要组成部分，直接关系到国家安全、经济发展和社会稳定常见的网络威胁包括恶意软件、网络钓鱼、DDoS攻击、数据泄露等为了保护网络安全，需要采取各种安全防护措施，如防火墙、入侵检测系统、加密技术、VPN等防火墙技术防火墙的作用类型和工作原理配置策略防火墙是一种网络安全设备，用于控•包过滤防火墙•默认拒绝所有流量制网络流量，阻止未经授权的访问•状态检测防火墙•只允许必要的流量通过防火墙可以根据预定义的规则，检查•应用代理防火墙•定期审查和更新规则进出网络的数据包，并根据规则决定是否允许数据包通过防火墙可以有效地保护网络免受各种网络攻击，如恶意软件、DDoS攻击等加密技术1对称加密2非对称加密3数字签名对称加密使用相同的密钥进行加密和解非对称加密使用不同的密钥进行加密和数字签名使用非对称加密技术，用于验密常见的对称加密算法包括DES、解密，包括公钥和私钥公钥用于加密，证数据的完整性和真实性发送方使用AES等对称加密的优点是加密速度快，私钥用于解密常见的非对称加密算法私钥对数据进行签名，接收方使用公钥适合加密大量数据对称加密的缺点是包括RSA、ECC等非对称加密的优点验证签名如果签名验证通过，则说明密钥管理困难，需要安全地传输密钥是密钥管理方便，不需要安全地传输密数据未被篡改，且数据来自可信的发送钥非对称加密的缺点是加密速度慢，方数字签名广泛应用于软件发布、电不适合加密大量数据子邮件安全等领域技术VPNVPN的应用VPN的概念•远程办公•跨境访问VPN（Virtual PrivateNetwork）是一种通过公共网络（如互联网）建立安全连接的技术VPN可以加密网络流量，隐藏IP地址，从而保护用户的隐私和安全VPN广泛应•保护隐私用于远程办公、跨境访问等场景•绕过审查123常见VPN协议•PPTP Point-to-Point Tunneling Protocol•L2TP Layer2TunnelingProtocol•IPSec InternetProtocol Security•OpenVPN无线网络技术Wi-Fi标准Wi-Fi是一种基于IEEE

802.11标准的无线网络技术Wi-Fi可以实现高速无线数据传输，广泛应用于家庭、办公室、公共场所等常见的Wi-Fi标准包括

802.11a/b/g/n/ac/axWi-Fi标准不断发展，传输速率不断提高，安全性不断增强蓝牙技术蓝牙是一种短距离无线通信技术，用于连接各种设备，如耳机、键盘、鼠标等蓝牙的优点是低功耗、低成本蓝牙广泛应用于移动设备、智能家居等领域蓝牙技术不断发展，传输速率不断提高，应用范围不断扩大5G移动通信5G是第五代移动通信技术，具有高速率、低延迟、大连接的特点5G可以实现超高速无线数据传输，广泛应用于移动互联网、物联网、智能制造等领域5G技术的发展将极大地推动数字化转型，为经济社会发展带来新的机遇网络设备交换机交换机是一种数据链路层设备，用于连接多个计算机或设备交换机集线器2根据MAC地址转发数据包，效率较高交换机广泛应用于局域网，可集线器是一种物理层设备，用于连以提高网络性能接多个计算机或设备集线器将接1收到的数据包广播到所有端口，效路由器率较低集线器主要用于小型局域网，现在已经逐渐被交换机取代路由器是一种网络层设备，用于连接多个网络路由器根据IP地址转3发数据包，可以实现网络互连路由器广泛应用于广域网，可以实现跨网络的通信网络拓扑结构网状型1环形2星型3总线型4网络拓扑结构是指网络中计算机和其他设备的物理或逻辑排列方式常见的网络拓扑结构包括总线型、星型、环形、网状型不同的拓扑结构具有不同的特点，适用于不同的网络环境选择合适的拓扑结构可以提高网络性能、降低成本、并方便网络管理以太网技术以太网的发展1以太网是一种广泛应用的局域网技术以太网最初的传输速率为10Mbps，随着技术的发展，以太网的传输速率不断提高，目前已经达到100Gbps甚至更高以太网的发展极大地推动了计算机网络的发展CSMA/CD机制CSMA/CD（Carrier SenseMultiple Accesswith CollisionDetection）是一种用于以太2网的介质访问控制方法CSMA/CD机制允许多个主机共享同一传输介质，但当多个主机同时发送数据时，会发生冲突CSMA/CD机制可以检测到冲突，并采取相应的措施，保证数据传输的可靠性以太网帧格式以太网帧格式定义了以太网数据包的结构，包括目标MAC地址、源3MAC地址、类型、数据、以及校验和等字段以太网帧格式是数据链路层协议的重要组成部分，决定了数据包的传输方式和可靠性交换机工作原理交换机是一种数据链路层设备，用于连接多个计算机或设备交换机根据MAC地址转发数据包，效率较高交换机维护一个MAC地址表，用于存储MAC地址和端口的映射关系当交换机收到数据包时，首先查询MAC地址表，找到目标MAC地址对应的端口，然后将数据包转发到该端口交换机可以有效地提高网络性能，减少冲突路由器工作原理路由表静态路由动态路由协议路由器是一种网络层设备，用于连接静态路由是由网络管理员手动配置的动态路由协议是由路由器自动学习和多个网络路由器维护一个路由表，路由静态路由简单易懂，适用于小更新的路由动态路由协议可以自动用于存储目标网络和下一跳路由器的型网络静态路由的缺点是配置复杂，适应网络拓扑的变化，适用于大型网映射关系当路由器收到数据包时，维护困难，不适用于大型网络络常见的动态路由协议包括RIP、首先查询路由表，找到目标网络对应OSPF、BGP等的下一跳路由器，然后将数据包转发到该路由器路由表是路由器工作的基础，决定了数据包的传输路径协议OSPF1链路状态算法2OSPF区域3路由器类型OSPF（Open ShortestPath First）是OSPF协议支持区域划分，可以将大型网•内部路由器IR一种基于链路状态算法的动态路由协议络划分为多个区域，从而减少链路状态•区域边界路由器ABROSPF路由器通过Hello协议发现邻居路通告的范围，提高路由效率OSPF区域•骨干路由器BR由器，并通过链路状态通告（LSA）交分为骨干区域（Area0）和非骨干区域•自治系统边界路由器ASBR换链路状态信息OSPF路由器根据链路所有非骨干区域必须与骨干区域相连状态信息构建链路状态数据库，并使用SPF算法计算最短路径树OSPF协议具有收敛速度快、支持VLSM、支持区域划分等优点协议BGP1BGP的作用BGP（Border GatewayProtocol）是一种用于自治系统之间路由的动态路由协议BGP协议主要用于互联网上的路由选择，可以实现跨自治系统的互连互通BGP协议具有可扩展性强、支持策略路由、支持路由聚合等优点2BGP邻居关系BGP路由器之间需要建立邻居关系才能交换路由信息BGP邻居关系分为内部邻居（iBGP）和外部邻居（eBGP）内部邻居位于同一个自治系统内部，外部邻居位于不同的自治系统路由选择过程3BGP路由器接收到路由信息后，根据一定的策略进行路由选择BGP路由选择策略包括MED、AS_PATH、Origin等BGP路由器将选择最佳路由，并将其通告给邻居路由器BGP路由选择过程复杂，需要考虑多种因素协议详解TCP三次握手TCP协议是一种面向连接的可靠传输协议在建立连接之前，需要进行三次握手三次握手的过程如下客户端发送SYN报文，服务器发送SYN+ACK报文，客户端发送ACK报文三次握手可以保证连接的可靠性四次挥手在断开连接之前，需要进行四次挥手四次挥手的过程如下客户端发送FIN报文，服务器发送ACK报文，服务器发送FIN报文，客户端发送ACK报文四次挥手可以保证连接的正常关闭流量控制TCP协议使用滑动窗口机制进行流量控制，可以防止发送方发送数据过快，导致接收方无法处理流量控制可以保证数据传输的可靠性拥塞控制TCP协议使用拥塞控制算法进行拥塞控制，可以防止网络拥塞，提高网络性能常见的拥塞控制算法包括慢启动、拥塞避免、快速重传、快速恢复等协议详解UDP报文结构UDPUDP报文结构包括源端口、目标端口、长度、校验和、数据等字段2UDP报文结构简单，开销小，适合特点UDP传输小量数据•面向无连接1应用场景•不可靠传输•高效•DNS•DHCP3•视频直播•在线游戏协议HTTPHTTP请求/响应HTTP（Hypertext TransferProtocol）是一种用于传输超文本的协议HTTP协议采用请求/响应模型，客户端发送HTTP请求，服务器返回HTTP响应HTTP请求包括请求方法、请求URL、请求头、请求体等1HTTP响应包括状态码、响应头、响应体等HTTP方法•GET2•POST•PUT•DELETE状态码•200OK3•404Not Found•500Internal ServerError协议HTTPSSSL/TLSHTTPS（Hypertext TransferProtocol Secure）是一种安全的HTTP协议HTTPS协议使用SSL/TLS协议1对数据进行加密，可以防止数据被窃取或篡改SSL/TLS协议是一种用于建立安全连接的协议，可以提供身份验证、加密、完整性保护等功能证书验证2HTTPS协议使用证书验证服务器的身份，防止中间人攻击客户端通过验证服务器的证书，确认服务器的身份是否合法证书由可信的证书颁发机构（CA）颁发与HTTP的区别3•安全性HTTPSHTTP•端口HTTPS443，HTTP80协议FTPControl DataFTP（File TransferProtocol）是一种用于文件传输的协议FTP协议使用控制连接和数据连接进行文件传输控制连接用于发送命令和接收响应，数据连接用于传输文件数据FTP协议支持主动模式和被动模式主动模式下，服务器主动连接客户端的数据端口；被动模式下，客户端主动连接服务器的数据端口被动模式可以解决客户端位于防火墙后面的问题和协议SMTP POP3电子邮件工作原理发送邮件接收邮件SMTP POP3电子邮件系统使用SMTP（Simple•客户端连接SMTP服务器•客户端连接POP3服务器Mail TransferProtocol）协议发•客户端发送HELO命令•客户端发送USER命令送邮件，使用POP3（Post Office•客户端发送AUTH命令可选•客户端发送PASS命令Protocol version3）协议接收邮件•客户端发送MAIL FROM命令•客户端发送LIST命令发送方使用SMTP协议将邮件发送到邮件服务器，邮件服务器将邮件存储•客户端发送RCPT TO命令•客户端发送RETR命令在用户的邮箱中接收方使用POP3•客户端发送DATA命令•客户端发送DELE命令可选协议从邮件服务器下载邮件•客户端发送邮件内容•客户端发送QUIT命令•客户端发送QUIT命令网络存储技术1NAS2SANNAS（Network AttachedSAN（Storage AreaStorage）是一种网络存储Network）是一种高速网络，设备，可以直接连接到网络，用于连接服务器和存储设备提供文件共享服务NAS设SAN设备通常具有高性能、备通常具有易于使用、成本高可靠性的优点，适用于大较低的优点，适用于家庭和型企业小型企业3云存储云存储是一种基于云计算的存储服务，可以将数据存储在云端，并可以通过互联网进行访问云存储具有弹性扩展、按需付费的优点，适用于各种规模的企业和个人负载均衡技术负载均衡算法1负载均衡是一种将网络流量分发到多个服务器的技术，可以提高网站的可用性和性能常见的负载均衡算法包括轮询、加权轮询、最小连接数、IP Hash等不同的负载均衡算法适用于不同的应用场景硬件负载均衡2硬件负载均衡是一种使用专用硬件设备进行负载均衡的技术硬件负载均衡具有高性能、高可靠性的优点，适用于大型网站软件负载均衡3软件负载均衡是一种使用软件程序进行负载均衡的技术软件负载均衡具有灵活性高、成本较低的优点，适用于中小型网站技术CDNCDN工作原理边缘节点内容分发策略CDN（Content DeliveryNetwork）是一种内边缘节点是CDN网络中的服务器，用于存储网CDN使用内容分发策略将网站的内容分发到边容分发网络，可以将网站的内容缓存到全球各地站的内容边缘节点分布在世界各地，可以为用缘节点常见的内容分发策略包括按需分发、主的边缘节点，从而提高用户的访问速度当用户户提供就近访问服务动分发等不同的内容分发策略适用于不同的应访问网站时，CDN会将用户重定向到离用户最用场景近的边缘节点，从而加快内容的传输速度网络性能指标带宽延迟带宽是指网络中可以传输数据的最延迟是指数据从发送方到达接收方1大速率，通常以bps（比特每秒）为所需的时间，通常以ms（毫秒）为2单位带宽越大，网络传输数据的单位延迟越小，网络响应速度越能力越强快吞吐量丢包率吞吐量是指网络中实际传输数据的4丢包率是指网络中丢失数据包的比3速率，通常以bps（比特每秒）为单例，通常以百分比表示丢包率越位吞吐量受到带宽、延迟、丢包高，网络传输数据的可靠性越低率等因素的影响网络监控与管理SNMP协议SNMP（Simple NetworkManagement Protocol）是一种用于网络监控和管理的协议SNMP协议允许网络管理员远程监控和管理网络设备，如路由器、交换机、服务器等SNMP1协议可以获取设备的运行状态、配置信息、以及性能指标等网络流量分析2网络流量分析是指对网络中的流量数据进行分析，从而了解网络的运行状况网络流量分析可以用于发现网络瓶颈、检测网络攻击、以及优化网络配置等故障诊断网络故障诊断是指对网络中出现的故障进行诊断，从而找到故障原因3并解决问题网络故障诊断需要使用各种工具和技术，如Ping、Traceroute、Wireshark等云计算基础云计算模型•IaaS Infrastructureas aService1•PaaS Platformas aService•SaaS Softwareas aService虚拟化技术2虚拟化技术是一种将物理资源虚拟化为多个逻辑资源的技术虚拟化技术可以提高资源利用率、降低成本、并简化管理常见的虚拟化技术包括VMware、KVM、Xen等容器技术容器技术是一种轻量级的虚拟化技术容器技术可以将应用程序3及其依赖项打包到一个容器中，从而实现快速部署和移植常见的容器技术包括Docker、Kubernetes等物联网技术物联网（Internet ofThings）是指将各种物理设备连接到互联网，从而实现智能化控制和管理物联网技术广泛应用于智能家居、智能交通、智能制造等领域物联网技术的发展将极大地推动数字化转型，为经济社会发展带来新的机遇软件定义网络SDN架构协议控制器SDN OpenFlowSDNSDN（Software-Defined OpenFlow协议是SDN架构中控制器SDN控制器是SDN架构的核心组件，Networking）是一种新型网络架构，和数据平面设备之间通信的协议负责管理网络SDN控制器可以实现将网络的控制平面和数据平面分离OpenFlow协议允许控制器控制数据网络拓扑发现、路由计算、以及策略SDN架构包括控制器、数据平面设备、平面设备的转发行为，从而实现灵活下发等功能常见的SDN控制器包括以及应用控制器负责管理网络，数的网络管理ONOS、OpenDaylight等据平面设备负责转发数据，应用负责提供网络服务SDN架构具有灵活性高、可编程性强、易于管理等优点网络功能虚拟化NFV1NFV概念2NFV架构NFV（Network FunctionsNFV架构包括VNF（VirtualVirtualization）是一种将网络功Network Function）、NFVI能虚拟化为软件的技术NFV可（NFV Infrastructure）、以及以将网络功能部署在通用的硬件MANO（Management and平台上，从而降低成本、提高灵Orchestration）VNF是虚拟活性、并加速创新化的网络功能，NFVI是NFV的基础设施，MANO负责管理和编排VNF3与SDN的关系SDN和NFV是两种不同的技术，但它们可以相互补充，共同推动网络的发展SDN提供灵活的网络控制，NFV提供虚拟化的网络功能SDN和NFV的结合可以实现更高效、更灵活的网络服务边缘计算边缘计算的优势1•低延迟•高带宽•保护隐私应用场景2•智能制造•智能交通•AR/VR与云计算的区别3•位置边缘计算靠近用户，云计算远离用户•延迟边缘计算低延迟，云计算高延迟•带宽边缘计算高带宽，云计算低带宽网络编程基础Socket编程Socket编程是一种用于网络编程的APISocket编程允许应用程序通过网络进行通信Socket编程可以实现TCP和UDP协议的通信TCP服务器/客户端TCP服务器监听客户端的连接请求，并建立连接TCP客户端向服务器发送连接请求，并建立连接TCP服务器和客户端可以通过Socket进行数据传输UDP服务器/客户端UDP服务器监听客户端发送的数据，并接收数据UDP客户端向服务器发送数据，并接收响应UDP服务器和客户端可以通过Socket进行数据传输网络协议分析抓包分析抓包分析是指使用Wireshark等工具捕获网络流量，并分析数据包的使用2Wireshark内容抓包分析可以帮助我们了解网络协议的工作原理，以及发现网Wireshark是一种网络协议分析工1络中的问题具，可以捕获网络流量，并分析网络协议Wireshark可以用于网络协议解析故障诊断、网络安全分析、以及网络性能优化等协议解析是指将网络数据包的内容解析为易于理解的格式协议解析3可以帮助我们了解网络协议的细节，以及发现网络中的问题网络安全审计安全审计的重要性安全审计是指对网络系统进行定期的安全评估，从而发现安全漏洞并采取相1应的措施安全审计可以提高网络系统的安全性，并防止网络攻击审计工具2安全审计需要使用各种工具，如Nessus、OpenVAS、Nmap等这些工具可以扫描网络系统，发现安全漏洞审计报告3安全审计完成后，需要生成审计报告审计报告应该包括审计结果、安全漏洞、以及修复建议等入侵检测与防御IDS/IPSIDS（Intrusion DetectionSystem）是一种入侵检测系统，用于检测网络中的入侵行为IPS（Intrusion1Prevention System）是一种入侵防御系统，用于阻止网络中的入侵行为IDS和IPS可以有效地保护网络安全特征匹配2特征匹配是一种基于已知攻击特征的入侵检测技术特征匹配将网络流量与已知的攻击特征进行比较，如果匹配则认为存在入侵行为异常检测异常检测是一种基于统计模型的入侵检测技术异常检测通过建3立正常网络行为的统计模型，然后检测网络中是否存在异常行为如果网络行为与正常模型不符，则认为存在入侵行为攻击与防御DDoSSYN FloodUDP FloodHTTP FloodOtherDDoS（Distributed Denialof Service）攻击是一种分布式拒绝服务攻击，通过控制大量的计算机向目标服务器发送大量的请求，从而导致目标服务器无法正常服务DDoS攻击是一种常见的网络攻击方式，可以导致网站瘫痪、服务中断等网络取证技术数据采集数据分析证据保全数据采集是指收集网络中的数据，用数据分析是指对收集到的数据进行分证据保全是指对收集到的数据进行保于进行网络取证分析数据采集需要析，从而找到网络攻击的证据数据护，防止数据被篡改或销毁证据保使用各种工具和技术，如网络流量捕分析需要使用各种工具和技术，如网全需要使用各种技术，如哈希校验、获、磁盘镜像、日志收集等络协议分析、日志分析、以及恶意代数字签名等码分析等网络法律法规1网络安全法2个人信息保护法3数据安全法网络安全法是中国的网络安全法律，个人信息保护法是中国的个人信息数据安全法是中国的数据安全法律，于2017年6月1日实施网络安全保护法律，于2021年11月1日实施于2021年9月1日实施数据安全法规定了网络运营者的安全义务、个人信息保护法规定了个人信息的法规定了数据的分类分级保护、数用户的权利、以及网络安全监管部收集、使用、存储、传输、以及删据安全评估、以及数据跨境传输等门的职责等除等环节的规范要求规范要求网络技术5G15G特点•高速率•低延迟•大连接网络切片2网络切片是一种将物理网络划分为多个逻辑网络的技术网络切片可以为不同的应用场景提供不同的网络服务，从而提高网络的利用率和灵活性毫米波通信3毫米波通信是一种使用毫米波频段进行无线通信的技术毫米波频段具有带宽宽、传输速率高的优点，但穿透能力较弱，需要部署大量的基站下一代互联网IPv6部署IPv6是下一代互联网协议，可以解决IPv4地址短缺的问题IPv6具有地址空间大、安全性高、易于管理等优点IPv6的部署是下一代互联网发展的重要方向NDN技术NDN（Named DataNetworking）是一种新型网络架构，以数据为中心，而不是以IP地址为中心NDN可以提高网络效率、简化网络管理、并增强网络安全性量子通信量子通信是一种基于量子力学原理的通信技术量子通信具有安全性高、传输速度快的优点，是下一代互联网发展的重要方向人工智能在网络中的应用网络优化人工智能可以用于网络优化，从而提高网络性能人工智能可以根据2网络流量模式，动态调整网络配置，智能运维从而提高网络吞吐量、降低网络延人工智能可以用于智能运维，从而1迟提高网络运维效率人工智能可以自动检测网络故障、预测网络性能、安全防护以及优化网络配置等人工智能可以用于安全防护，从而提高网络安全人工智能可以自动3检测网络攻击、预测网络威胁、以及响应安全事件等区块链与网络区块链基本原理区块链是一种分布式账本技术，可以用于记录交易信息区块链具有去中心1化、不可篡改、公开透明等特点网络P2P2区块链使用P2P（Peer-to-Peer）网络进行数据传输P2P网络是一种分布式网络，没有中心服务器，所有节点都是平等的共识机制3区块链使用共识机制来保证数据的唯一性和一致性常见的共识机制包括PoW、PoS、DPoS等网络技术发展趋势6G研究16G是第六代移动通信技术，具有更高的传输速率、更低的延迟、以及更强的连接能力6G技术的研究是未来网络技术发展的重要方向智能边缘2智能边缘是指将计算和存储资源部署在网络的边缘，从而实现低延迟、高带宽的应用智能边缘是未来网络技术发展的重要方向绿色网络3绿色网络是指采用节能技术，降低网络能耗，从而实现可持续发展绿色网络是未来网络技术发展的重要方向课程总结本课程系统地介绍了计算机网络技术的基本概念、原理、和应用我们学习了网络协议的层次结构，深入了解了TCP/IP协议族，掌握了网络设备的配置和管理方法，以及了解了网络安全的基本知识希望通过本课程的学习，大家能够对计算机网络技术有一个全面的认识，并为未来的学习和工作打下坚实的基础结束语与致谢感谢大家参与本课程的学习！希望本课程能够对大家有所帮助计算机网络技术是一个不断发展的领域，希望大家能够继续学习，不断探索，为网络技术的发展做出贡献再次感谢大家的支持！。