《计算机网络课件》讲稿

计算机网络课件欢迎参与计算机网络课程学习本课程将系统介绍计算机网络的基本概念、体系结构、工作原理以及实际应用通过理论学习与实践相结合，帮助同学们掌握网络通信的核心技术与方法网络技术是当代信息社会的基础设施，深入理解网络原理对于把握信息技术发展方向具有重要意义希望通过本课程的学习，同学们能够建立网络系统思维，培养解决实际网络问题的能力课程介绍课程目标与学习成果掌握计算机网络基本概念、架构与协议能够分析网络性能并进行基础故障排除具备网络应用开发与维护能力教学大纲与时间安排理论课每周

二、四（2小时/次）实验课每周五（3小时/次）总课时64学时（理论48，实验16）评分标准与考核方式出勤与课堂表现10%实验报告与作业30%期末考试60%计算机网络的定义网络的基本概念计算机网络是将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统其核心特征包括连通性与共享性，实现了计算机之间的互联互通与资源共享计算机网络的发展历史从20世纪60年代ARPANET的诞生，到TCP/IP协议的标准化，再到全球互联网的普及，计算机网络经历了从单一网络到互联网络的演进每个发展阶段都伴随着传输技术、网络规模与应用场景的重大突破现代网络的重要性与应用现代社会中，网络已成为信息传递、资源共享、远程协作的关键基础设施，广泛应用于通信、商业、教育、医疗、娱乐等各个领域5G、云计算、物联网等新兴技术正在进一步扩展网络的应用边界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）覆盖范围•星型所有节点连接到中央节小，一般限于办公室、楼层或点，结构简单校园•环型节点形成闭环，信息沿•城域网（MAN）覆盖一个环传递城市区域，连接多个局域网•总线型所有节点连接到同一•广域网（WAN）覆盖范围传输介质广，跨越国家甚至洲际的大型•网状型节点之间有多条路径网络连接，可靠性高按传输技术分类•广播式信息发往所有节点，由目标节点接收•点对点信息在特定的两个节点之间传递网络性能指标1Gbps带宽网络通信链路的最大数据传输速率，通常以比特/秒（bps）为单位800Mbps吞吐量单位时间内成功传输的数据量，实际值常低于带宽50ms时延数据从源到目的地所需的时间，包括传播时延、处理时延、排队时延和传输时延

0.1%丢包率传输过程中丢失的数据包比率，是衡量网络质量的重要指标时延带宽积是带宽与时延的乘积，表示链路中可同时存在的最大数据量误码率则反映了传输错误的比例，是衡量传输质量的关键指标这些指标共同决定了网络的服务质量（QoS）计算机网络体系结构分层模型的意义简化设计，模块化实现，标准化接口OSI七层参考模型国际标准化组织定义的理论模型TCP/IP四层模型实际互联网应用的主流架构分层模型是网络体系结构的核心思想，通过将复杂的网络通信过程分解为若干相对独立的层次，每层完成特定功能并为上层提供服务这种结构使得各层可以独立发展，只要保持接口不变，一层的变化不会影响其他层的工作OSI模型虽然在实际应用中不如TCP/IP普及，但它提供了研究网络体系结构的理论框架，对网络技术的标准化和发展有着深远影响TCP/IP模型则更为简洁实用，已成为当今互联网的基础协议栈参考模型详解OSI底层基础（物理层、数据链路层、网络层）物理层负责比特传输；数据链路层提供可靠的点对点数据传输；网络层负责数据路由与转发中间连接（传输层）提供端到端的可靠数据传输服务，实现流量控制与差错恢复上层应用（会话层、表示层、应用层）会话层管理通信会话；表示层处理数据格式转换；应用层为用户提供网络服务接口OSI七层模型中，每层都有明确的功能划分与协议支持物理层的协议包括RS-

232、V.35等；数据链路层有HDLC、PPP、IEEE

802.3等；网络层主要是IP协议；传输层包括TCP、UDP；会话层有RPC、SQL等；表示层包括JPEG、MPEG等；应用层则有HTTP、FTP、SMTP等协议这种分层设计使得网络开发、维护与故障排除更为清晰和系统化，同时也为不同厂商的设备提供了互操作的基础模型详解TCP/IP网络接口层网际层对应OSI的物理层和数据链路层，负责主机对应OSI的网络层，实现网络互连和路由选与网络的物理连接择应用层传输层对应OSI上三层，直接为用户提供各种网络提供端到端的数据传输服务，保证数据的可应用服务靠性和完整性TCP/IP模型是互联网的核心架构，每层都有其关键协议网络接口层涵盖了以太网、WiFi等协议；网际层包括IP、ICMP、ARP等；传输层主要有TCP和UDP；应用层则包含HTTP、FTP、SMTP、DNS等众多应用协议相比OSI模型，TCP/IP模型更为简洁，将OSI的会话层、表示层和应用层合并为一个应用层，更加符合实际网络实现的需求TCP/IP协议族的开放性和实用性使其成为现代互联网通信的基础标准物理层概述物理层的功能与基本概数据通信基础念物理层关注的是如何在传输介物理层处于OSI参考模型的最质上传送比特流，而不关心比底层，主要负责比特流的传特流的内容通信涉及信道、输它定义了数据终端设备与信号、带宽等概念，以及数据传输介质之间的机械、电气、发送方式、数据编码和调制方功能和规程特性，确保原始比式等技术问题特流可以在各种物理介质上进行传输传输介质与特性不同传输介质具有不同的特性，影响数据传输的性能物理层需要考虑信号的衰减、噪声干扰、带宽限制等问题，并采取相应措施确保比特流的有效传输数据传输基础模拟与数字信号数据通信方式基带传输与频带传输模拟信号取值连续变化的电信号，如•单工数据只能沿一个方向传输，如基带传输直接在介质上传送数字信声音、视频等广播号，适用于短距离通信•半双工数据可以双向传输，但在同数字信号取值离散的电信号，通常表频带传输将数字信号调制到载波信号一时刻只能沿一个方向示为0和1两种状态上进行传输，适用于远距离通信•全双工数据可以同时双向传输，效现代通信系统多采用数字信号传输，具率最高有抗干扰能力强、易于处理等优点传输介质有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光纤双绞线是最常用的局域网传输介质，价格低廉但抗干扰能力较弱；同轴电缆具有较好的抗干扰性能和较高的传输速率；光纤则具有传输距离远、带宽大、抗干扰能力强的优点，但成本较高无线传输介质主要包括无线电波、微波和红外线无线电波可以穿透墙壁等障碍物，广泛用于移动通信；微波传输具有频率高、波长短的特点，常用于卫星通信；红外线传输则具有方向性强、保密性好的特点，但易受障碍物阻挡选择合适的传输介质需要综合考虑通信距离、环境因素、成本和性能需求物理层设备中继器原理与功能集线器工作原理放大器与转换器中继器是最简单的物理层设备，主要功能集线器是一种多端口的中继器，将一个端放大器用于增强信号强度，延长传输距是放大和整形信号，克服信号在传输过程口收到的信号广播到所有其他端口集线离；转换器则用于不同传输介质之间的信中的衰减，延长网络的传输距离中继器器内部形成一个共享的冲突域，所有连接号转换，如光电转换器可以在光纤和电缆工作在物理层，只处理比特流，不理解帧到集线器的设备必须竞争同一个带宽，随之间转换信号，实现不同物理介质的互格式，因此无法过滤数据流量着连接设备增多，性能会显著下降连数据编码与调制编码/调制类型基本原理优缺点应用场景曼彻斯特编码在每个比特周期自同步能力强，以太网（IEEE中间有一次电平但带宽要求高

802.3）跳变差分曼彻斯特以跳变是否存在抗干扰能力更强令牌环网（IEEE表示数据

802.5）调幅（AM）改变载波振幅实现简单，但抗广播电台干扰能力弱调频（FM）改变载波频率抗干扰能力强FM广播，无线通信正交幅度调制结合振幅和相位频谱利用率高高速数字通信，（QAM）调制如ADSL、电缆调制解调器数据链路层概述数据链路层的功能帧的概念与结构12数据链路层位于物理层之上，帧是数据链路层的基本传输单负责在物理链路上提供可靠的位，一般由帧头、数据部分和数据传输服务它将物理层传帧尾组成帧头包含源地址、输的比特流组织成帧，并实现目的地址等控制信息，数据部帧的可靠传输，包括差错检分包含上层协议的数据，帧尾测、流量控制和访问控制等功通常包含差错检测码帧的边能界需要通过特殊标记来识别差错控制与流量控制3差错控制机制用于检测和纠正传输过程中可能出现的错误，确保数据的正确性；流量控制则用于协调发送方和接收方的数据处理速度，防止接收方缓冲区溢出导致数据丢失差错检测与纠正奇偶校验循环冗余校验海明码纠错CRC奇偶校验是最简单的差海明码是一种常用的纠错检测方法，通过添加CRC是一种强大的差错错码，不仅能检测错一个校验位使得数据中检测技术，基于多项式误，还能自动纠正单比1的个数为奇数（奇校除法原理发送方根据特错误它通过添加冗验）或偶数（偶校数据内容和生成多项式余校验位来实现错误定验）这种方法只能检计算出校验码附加到数位和纠正海明码的最测奇数个比特的错误，据后；接收方使用相同小码距为3，可以检测检测能力有限的生成多项式进行校双比特错误并纠正单比验，如果余数为零则认特错误为无错CRC能检测出所有单比特和双比特错误流量控制停止-等待协议发送方发送一帧后停止并等待接收方的确认，收到确认后再发送下一帧简单但效率低，适用于低速和可靠性要求高的场合滑动窗口协议允许发送方在未收到确认的情况下连续发送多个帧，提高了信道利用率窗口大小决定了可以连续发送的帧数量ARQ协议自动重传请求协议，包括回退N帧ARQ和选择性重传ARQ前者在检测到错误时重传所有未确认帧；后者只重传错误帧，效率更高但实现复杂介质访问控制随机访问信道划分基于竞争的方式访问信道将信道资源划分给各用户•ALOHA直接发送，碰撞则随机延•频分多路复用（FDM）按频率划迟后重发分•CSMA先侦听再发送•时分多路复用（TDM）按时间划•CSMA/CD边发送边检测冲突分•码分多路复用（CDM）使用唯一轮询访问码序列有序分配信道使用权•波分多路复用（WDM）光纤通信•轮询中央控制器依次询问各站中按波长划分•令牌传递持有令牌的站才能发送以太网技术传统以太网10Base-T传输速率为10Mbps，使用曼彻斯特编码，采用CSMA/CD机制解决冲突传输介质为双绞线，传输距离一般不超过100米仍广泛应用于对速度要求不高的场合快速以太网100Base-T传输速率提升至100Mbps，使用4B/5B编码物理层被划分为物理编码子层、物理介质附加子层和物理介质相关子层与传统以太网帧格式兼容，易于升级千兆以太网1000Base-T速率达到1Gbps，使用PAM5编码，同时利用四对双绞线并行传输为保证高速传输的可靠性，采用了全双工方式，不再使用CSMA/CD万兆以太网10GBase-T速率高达10Gbps，主要针对骨干网络和数据中心采用复杂的调制和编码技术，支持光纤和铜缆两种传输介质，传输距离可达40km以太网帧格式以太网II帧结构IEEE

802.3帧结构最小帧长与最大帧长限制•前导码7字节，用于同步•前导码和帧开始定界符同以太网II以太网规定最小帧长为64字节（不含前导码和帧开始定界符），目的是确保发送方•帧开始定界符1字节，值为10101011•目的和源MAC地址各6字节能在发送完毕前检测到冲突•目的MAC地址6字节•长度字段2字节，表示数据字段长度最大帧长限制为1518字节，防止单个站点•源MAC地址6字节•LLC3字节或更多，指明上层协议长时间占用介质IEEE

802.3ac引入了•类型字段2字节，指明上层协议•数据字段43-1497字节VLAN标记，将最大帧长扩展到1522字节•数据字段46-1500字节•帧校验序列4字节，CRC校验•帧校验序列4字节，CRC校验数据链路层设备网桥的工作原理交换机的工作原理VLAN技术与应用网桥是连接两个局域网的数据链路层设交换机可视为多端口网桥，每个端口连虚拟局域网（VLAN）技术将一个物理网备，能根据MAC地址进行帧的过滤和转接一个网段或主机，实现帧的快速交络划分为多个逻辑网络，实现广播域的发换隔离网桥通过自学习算法建立和维护地址交换机采用存储转发、直通交换或适应VLAN基于端口、MAC地址、协议类型或表，记录各MAC地址所在的端口性交换等方式处理数据帧IP地址等方式划分，提高了网络安全性和灵活性网桥将网络分割成多个冲突域，但仍属现代交换机支持全双工通信、虚拟局域于同一个广播域，能有效隔离冲突，提网、生成树协议等高级功能，大大提高IEEE

802.1Q标准定义了VLAN帧格式，高网络性能了网络的性能和可管理性通过在帧中插入4字节的VLAN标记实现VLAN间的通信无线局域网IEEE

802.11标准族WiFi技术与演进IEEE

802.11是无线局域网的国际WiFi是基于IEEE

802.11标准的无标准，定义了物理层和MAC子层的线局域网技术商业品牌从最初的规范该标准族包括11Mbps（

802.11b）发展到现在

802.11a/b/g/n/ac/ax等多个版的数Gbps（

802.11ax），WiFi技本，每个版本都对传输速率、频段术经历了多次升级，传输速率、覆使用、调制技术等方面进行了改进盖范围和抗干扰能力不断提高，应和扩展用场景也从室内扩展到公共热点和智能家居无线局域网的安全机制无线网络面临更多安全威胁，需要特殊的安全机制保护从早期的WEP到WPA/WPA2再到最新的WPA3，无线安全协议不断加强现代无线网络通常采用

802.1X认证、AES加密和MAC地址过滤等多重安全措施，确保数据传输的安全性网络层概述网络层的功能网络层是OSI参考模型中的第三层，负责数据从源到目的地的路径选择和转发，实现不同网络之间的互连网络层主要提供逻辑地址、路由选择、数据分片与重组等功能，并处理拥塞控制问题分组交换原理网络层采用分组交换技术，将数据分成固定大小的分组独立传输每个分组包含源地址、目的地址等控制信息，可以沿不同路径传输，在目的地重组分组交换提高了网络资源利用率，增强了通信可靠性路由与转发路由决定数据包从源到目的地的最佳路径，是一个全局性过程；转发则是根据路由表将数据包从输入端口传送到适当的输出端口，是一个本地过程这两个功能共同保证了数据包能够正确到达目的地协议IP与CIDR NAT无类域间路由CIDR网络地址转换NAT技术私有地址与公网地址CIDR取消了传统的A、B、C类地址划分NAT技术允许多台内部设备共享一个或私有地址用于内部网络，包括方法，采用前缀长度表示法（如少量公网IP地址，缓解了IPv4地址短缺问

10.

0.

0.0/

8、

172.

16.

0.0/12和

192.

168.

0.0/24）题

192.

168.

0.0/16三个地址块CIDR允许更灵活的网络划分，能够根据NAT分为基本NAT（只转换IP地址）和网公网地址全球唯一，用于Internet通信，实际需求分配地址空间，大大提高了IP络地址端口转换（NAPT，同时转换IP地由ICANN及其下属地区互联网注册机构地址的利用率址和端口号）管理和分配通过路由聚合（超网），多个连续的小NAT有助于提高安全性，因为内部网络私有地址不能直接用于Internet通信，需型网络可以在路由表中用一个条目表对外不可见，但也带来了端到端通信困要通过NAT技术转换为公网地址才能访示，减少了路由表大小，提高了路由效难等问题问互联网率技术IPv6位个1288地址长度地址段IPv6地址长度为128位，是IPv4的4倍，理论上可IPv6地址表示为8组16位十六进制数，用冒号分提供约340万亿亿亿个地址隔字节40基本头部IPv6基本头部固定为40字节，比IPv4的20字节更大但结构更简单IPv6采用冒号十六进制表示法，如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334可使用两条规则简化表示一是省略前导零；二是用双冒号（::）替代连续的零段（一个地址中只能使用一次双冒号）IPv6的优势包括更大的地址空间、简化的头部格式、内置安全性（IPSec）、更好的服务质量支持、无需NAT等由于IPv4到IPv6的过渡需要时间，双栈技术、隧道技术和转换技术等过渡机制被广泛使用，以确保两种协议能够共存并互通数据报IPIPv4数据报格式IPv4数据报头部包含20个字节的固定部分和可选字段固定部分包括版本、头部长度、服务类型、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间、协议、头部校验和、源IP地址和目的IP地址等字段IPv6数据报格式IPv6简化了头部结构，只保留了必要的字段，包括版本、通信量类别、流标签、有效载荷长度、下一个头部、跳数限制、源地址和目的地址复杂功能通过扩展头部实现，提高了处理效率IP数据报分片与重组当IP数据报大小超过网络的最大传输单元MTU时，需要进行分片IPv4在源或中间路由器处分片，目的主机负责重组；而IPv6只在源节点分片，通过路径MTU发现机制避免中间节点分片网络层协议ICMP协议ARP协议DHCP协议互联网控制消息协议地址解析协议ARP用动态主机配置协议ICMP用于发送差错报于将IP地址解析为MAC DHCP允许客户端动告和查询消息，是IP协地址当主机需要发送态获取IP地址及其他网议的重要补充ICMP数据给同一网络中的另络配置信息DHCP过差错报告包括目的不可一台主机时，会先广播程包括发现、提供、请达、源抑制、超时、参ARP请求，携带目标IP求和确认四个步骤，通数问题等；查询消息包地址；拥有该IP地址的常采用UDP广播通信括回送请求与回答、时主机会回复自己的MAC除了分配IP地址，间戳请求与回答等地址ARP表缓存最近DHCP还可提供子网掩ping和traceroute工具解析的结果，减少网络码、默认网关、DNS服都基于ICMP实现流量务器等信息路由算法静态路由与动态路由距离矢量路由算法•静态路由由网络管理员手动配置，不会•基于Bellman-Ford算法自动适应网络变化•每个路由器维护一张表，记录到各目的网•优点开销小，安全性高络的距离和下一跳•缺点不能自动适应网络变化，不适合大•周期性与相邻路由器交换整个路由表型复杂网络•存在无穷计数问题（慢收敛问题）•动态路由路由器通过路由协议自动学习•代表性协议RIP和更新路由信息•优点能自动适应网络变化，适合大型网络•缺点消耗更多资源，安全性较低链路状态路由算法•基于Dijkstra最短路径算法•每个路由器通过洪泛向所有路由器发送链路状态信息•每个路由器独立计算最短路径•收敛速度快，适合大型网络•代表性协议OSPF路由协议路由协议分类算法类型主要特点适用场景RIP内部网关协议距离矢量跳数限制为小型网络15，180秒更新一次OSPF内部网关协议链路状态无跳数限制，中大型网络支持区域划分IS-IS内部网关协议链路状态与OSI网络栈大型服务提供兼容，适合大商网络型ISPBGP外部网关协议路径矢量支持策略路互联网骨干网由，考虑多种络路径属性内部网关协议IGP用于自治系统内部路由选择，如RIP、OSPF；外部网关协议EGP用于自治系统之间的路由选择，目前主要是BGP不同协议适合不同规模和需求的网络环境，网络设计时需根据具体情况选择合适的路由协议组合网络层设备路由器工作原理与功能路由器是工作在网络层的关键设备，主要功能包括分组转发、路由选择、网络互连和隔离广播域路由器通过查找路由表决定数据包的下一跳，并可实现数据包过滤、地址转换和服务质量保证等高级功能路由表的建立与维护路由表是路由器转发决策的依据，包含目的网络、下一跳地址、接口、度量值等信息路由表可通过手动配置（静态路由）或路由协议自动学习（动态路由）建立路由器会定期更新路由表，删除失效路由，添加新路由，保证转发决策的准确性路由器的分类与应用路由器按功能和性能可分为核心路由器、边缘路由器、接入路由器等核心路由器位于网络骨干，注重高性能；边缘路由器连接不同网络，注重策略控制；接入路由器直接连接终端用户，注重多样化接口和安全功能传输层概述传输层的功能端口与套接字传输层位于网络层之上，为应用传输层使用端口号标识同一主机层提供端到端的通信服务它负上的不同应用进程端口号是16责将来自应用层的数据分割成适位整数，分为熟知端口0-当的大小，并确保数据能可靠地

1023、注册端口1024-49151传送到目的地传输层实现了多和动态/私有端口49152-路复用和解复用、流量控制、拥65535套接字是IP地址和端口塞控制和差错检测等功能号的组合，唯一标识网络中的一个进程，是网络编程的基础无连接服务与面向连接服务传输层提供两种服务模式无连接服务不事先建立连接，直接传送数据，速度快但可靠性低，代表协议是UDP；面向连接服务在数据传输前先建立连接，传输结束后释放连接，提供可靠传输，代表协议是TCP协议UDPUDP的特点与应用场景UDP报文格式•无连接不需要建立连接即可传输数据•头部仅8字节，包含四个字段•简单高效头部开销小，处理速度快•源端口号（16位）可选字段，发送方不使用时置为0•不可靠不保证数据到达，不保证顺序•目的端口号（16位）必须指定，表•无拥塞控制网络拥塞时不会降低发示接收方应用程序送速率•长度（16位）UDP报文（头部+数•适用场景实时应用（语音、视据）的总长度频）、DNS、SNMP、广播和多播应用•校验和（16位）对报文进行完整性检查UDP校验和计算校验和基于UDP伪头部+UDP报文计算得出伪头部包含源IP地址、目的IP地址、协议号和UDP长度，用于确保数据送到正确的目的地计算过程将伪头部和UDP报文看作一系列16位的字，计算这些字的和，然后取反码得到校验和接收方用相同方法计算校验和，结果应为全1，否则表示传输出错协议TCP可靠传输面向连接通过序号、确认、重传机制确保数据无损传传输前建立连接，传输后释放连接输拥塞控制流量控制根据网络负载情况调整发送速率滑动窗口机制调节发送速率与接收能力匹配TCP提供全双工的字节流服务，数据以有序字节流方式传输，而非独立的数据报它适用于对可靠性要求高、对时延不敏感的应用，如文件传输、电子邮件和网页浏览等为实现可靠传输，TCP采用确认和超时重传机制每个字节都有序号，接收方通过确认号告知已正确接收的数据如果发送方在超时时间内未收到确认，则重传数据TCP还能处理乱序到达的数据，并剔除重复数据，确保应用层接收到完整有序的数据流报文段TCPTCP报文段格式TCP首部各字段解析序号与确认号机制TCP报文段由头部和数据部分组成头部源端口号和目的端口号各16位，标识连接序号是报文段数据部分第一个字节的编最小20字节，最大60字节（包含选项），的两端序号和确认号各32位，用于可靠号，实现数据的有序传输确认号表示期包含源端口、目的端口、序号、确认号等传输数据偏移表示头部长度保留字段望收到的下一个字节的序号，采用累积确多个字段数据部分是上层交付的数据，供将来使用标志位包括URG、ACK、认机制，即确认号n表示序号小于n的所有最大长度受MSS（最大段大小）限制PSH、RST、SYN、FIN六位，控制连接状字节均已正确接收这种机制显著简化了态窗口大小指示接收窗口校验和用于协议设计，但可能导致不必要的重传错误检测连接管理TCP三次握手建立连接第一步客户端发送SYN=

1、seq=x的连接请求报文段，进入SYN-SENT状态第二步服务器收到后回复SYN=

1、ACK=

1、seq=y、ack=x+1的报文段，进入SYN-RECEIVED状态第三步客户端收到后发送ACK=

1、seq=x+

1、ack=y+1的报文段，进入ESTABLISHED状态；服务器收到后也进入ESTABLISHED状态，连接建立四次挥手释放连接第一步客户端发送FIN=

1、seq=u的连接释放报文段，进入FIN-WAIT-1状态第二步服务器收到后回复ACK=

1、ack=u+1的确认报文段，进入CLOSE-WAIT状态；客户端收到后进入FIN-WAIT-2状态第三步服务器发送FIN=

1、ACK=

1、seq=v、ack=u+1的连接释放报文段，进入LAST-ACK状态第四步客户端收到后回复ACK=

1、ack=v+1的确认报文段，进入TIME-WAIT状态；服务器收到后关闭连接；客户端等待2MSL时间后关闭连接TCP状态转换图TCP状态转换图描述了连接的生命周期，包括CLOSED、LISTEN、SYN-SENT、SYN-RECEIVED、ESTABLISHED、FIN-WAIT-

1、FIN-WAIT-

2、CLOSE-WAIT、LAST-ACK、TIME-WAIT、CLOSING等状态了解状态转换对解决连接问题和网络编程至关重要可靠传输TCP超时重传机制快速重传与快速恢复选择确认SACK•发送方启动计时器，等待确认报文•收到3个重复ACK时立即重传，不等超时•解决累积确认导致的性能问题•超时未收到确认则重传数据•表明网络仍能传递数据，不必执行慢启•允许接收方确认非连续的数据块动•重传计时器的值采用自适应算法•发送方只重传真正丢失的数据•进入拥塞避免阶段，cwnd设为ssthresh•RTO=SRTT+4*RTTVAR（平滑RTT加上•提高带宽利用率，适用于高延迟网络偏差的四倍）•迅速恢复数据传输，提高网络利用率•作为TCP的扩展选项实现（RFC2018）•超时后采用指数退避，每次超时RTO翻倍•减少不必要的等待，降低端到端延迟流量控制TCP零窗口与糊窗问题窗口缩放选项当接收方缓冲区满时，会通告零窗口，发送方停止发滑动窗口机制标准TCP头部中的窗口大小字段为16位，最大值送数据接收方处理数据后会发送窗口更新报文，告TCP流量控制通过滑动窗口机制实现，接收方在确认65535字节，无法满足高带宽延迟网络的需求TCP知可继续发送但若窗口更新报文丢失，可能导致死报文中设置窗口大小（rwnd），告知发送方自己的窗口缩放选项（RFC1323）通过使用移位因子扩展锁（糊窗问题）接收能力发送方根据这个窗口大小限制未确认的数窗口，使最大窗口大小可达1GB为解决这一问题，TCP实现了持续计时器当收到零据量，确保不会发送超过接收方处理能力的数据窗口缩放因子在三次握手时通过选项字段协商确定，窗口通告后，发送方定期发送窗口探测报文，强制接连接建立后不再改变缩放后的窗口大小=通告窗口收方回应当前窗口大小随着数据的收发，窗口在字节流上滑动，动态调整发×2^缩放因子送速率窗口大小由接收方缓冲区大小决定，并随接收方处理数据速率变化拥塞控制TCP应用层概述应用层的功能客户端-服务器模式P2P模式应用层是OSI模型和TCP/IP模型的最高客户端-服务器是最常用的网络应用模P2P（对等）模式中，没有固定的服务器层，直接面向用户提供各种网络应用服式服务器提供特定服务，保持永久性和客户端之分，所有节点既可以提供服务它定义了应用程序如何使用网络服网络连接，具有固定IP地址；客户端请务也可以请求服务这种模式具有高度务，处理用户数据格式、内容和对话规求并使用服务器提供的服务，可能使用分散性，资源和服务分布在网络的各个则等问题动态IP地址，与服务器不需要直接连节点上接应用层协议规定了应用进程之间交换信P2P模式的优点是可扩展性好、资源利用息的格式、语义和同步等内容，常见的这种模式的优点是结构清晰、管理集率高、成本低、鲁棒性强；缺点是安全应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP、中、安全性好；缺点是服务器可能成为控制困难、资源定位复杂典型应用包DNS等各种互联网服务如Web、电子性能瓶颈，单点故障风险高大多数网括文件共享（BitTorrent）、即时通信邮件、文件传输等都在应用层实现络应用如Web、FTP、电子邮件等都采用（早期的Skype）和区块链系统等这种模式域名系统DNSDNS解析过程域名解析遵循分布式查询原则•客户端首先查询本地缓存•若未命中，请求本地DNS服务器•本地DNS服务器迭代查询根、顶级和权威DNSDNS的层次结构服务器DNS采用层次树状结构组织域名空间•获取结果后返回客户端并缓存•根域位于最顶层，用点.表示DNS记录类型•顶级域如.com、.net、.org、.cn等DNS支持多种资源记录类型•二级域如google.com、baidu.com等•A记录域名到IPv4地址的映射•子域如mail.google.com•AAAA记录域名到IPv6地址的映射•CNAME记录域名别名•MX记录邮件交换器•NS记录域名服务器•PTR记录IP地址到域名的反向映射协议HTTPHTTP请求HTTP请求由请求行、请求头部和请求体组成请求行指定请求方法、URL和HTTP版本；请求头部包含各种属性，如主机名、接受的内容类型、用户代理等；请求体包含发送给服务器的数据，在GET请求中通常为空HTTP响应HTTP响应由状态行、响应头部和响应体组成状态行包含HTTP版本、状态码和原因短语；响应头部包含服务器信息、内容类型、内容长度等；响应体包含服务器返回的实际内容，如HTML网页、图片或其他数据HTTP方法HTTP定义了多种请求方法，常用的包括GET（获取资源）、POST（提交数据）、PUT（上传资源）、DELETE（删除资源）、HEAD（获取头部信息）、OPTIONS（查询支持的方法）等不同方法具有不同的语义，适用于不同的操作场景HTTP状态码HTTP状态码是服务器对请求的处理结果的数字表示，分为五类1xx（信息性状态码）、2xx（成功）如200OK、3xx（重定向）如

301302、4xx（客户端错误）如404NotFound、5xx（服务器错误）如500Internal ServerError特性HTTP无状态性与Cookie机制持久连接与非持久连接HTTP协议本身是无状态的，服务器不早期HTTP/

1.0采用非持久连接，每个请会在两个请求之间保存任何状态信息求/响应都需要建立新的TCP连接，导致这种设计简化了服务器实现，提高了可性能低下HTTP/

1.1引入了持久连接伸缩性但在实际应用中，常需要跟踪（Keep-Alive），允许多个请求/响应通用户状态（如登录信息）Cookie机制过同一TCP连接传输，显著提高了性通过在客户端存储服务器发送的小数据能持久连接有两种工作模式流水线块，并在后续请求中回传，实现了会话（pipelining）和非流水线流水线模式跟踪功能此外，还可使用URL重写、允许客户端在接收上一个响应前发送下隐藏表单字段和服务器会话等技术维持一个请求，进一步提高效率，但实现复状态杂，存在队头阻塞问题HTTP版本演进HTTP经历了多次版本更新HTTP/

1.0引入了版本号、请求头等基本特性；HTTP/

1.1增加了持久连接、管道化请求、缓存控制等功能，成为长期标准；HTTP/2支持多路复用、服务器推送、头部压缩等特性，显著提升性能；最新的HTTP/3摒弃了TCP，基于QUIC协议（使用UDP）实现，解决了TCP队头阻塞问题，并提供了内置加密和更快的连接建立与安全HTTPS WebSSL/TLS协议安全套接字层（SSL）和传输层安全（TLS）协议位于应用层和传输层之间，为上层协议提供安全服务SSL由Netscape开发，后来演变为标准化的TLS协议TLS提供三个基本安全服务加密（保护数据机密性）、身份验证（确认通信方身份）和完整性检查（防止数据被篡改）数字证书与CA数字证书是由可信第三方（证书颁发机构，CA）签发的电子文档，用于证明公钥持有者的身份证书包含公钥、持有者信息、有效期、签发者信息和签名等CA负责验证申请者身份并签发证书，维护证书吊销列表，是PKI（公钥基础设施）的核心组件浏览器和操作系统内置了受信任的根CA列表HTTPS工作原理HTTPS是HTTP协议的安全版本，通过SSL/TLS加密HTTP通信HTTPS连接建立过程包括客户端发起请求；服务器发送证书；客户端验证证书，生成会话密钥；双方使用非对称加密交换会话密钥；后续通信使用会话密钥进行对称加密这种方式结合了非对称加密的安全性和对称加密的高效性电子邮件协议SMTP邮件发送协议POP3邮件接收协议简单邮件传输协议（SMTP）是发送邮局协议第3版（POP3）是从邮件服电子邮件的标准协议，使用TCP端口务器获取邮件的简单协议，使用TCP25SMTP基于文本命令和响应，工端口110POP3工作模式通常是下载作流程包括建立连接、身份验证、指并删除，客户端连接服务器，下载所定发件人和收件人、传输邮件内容和有邮件到本地，然后从服务器删除结束会话SMTP只处理邮件发送，这种模式便于离线阅读，但不适合多包括用户到邮件服务器（提交）和服设备访问POP3支持简单的用户认证务器之间（中继）的传输SMTP扩和可选的TLS加密，但功能相对有展（ESMTP）添加了认证、加密等功限能IMAP邮件访问协议互联网邮件访问协议（IMAP）是更高级的邮件获取协议，使用TCP端口143与POP3不同，IMAP邮件留在服务器上，客户端只下载需要查看的部分，支持文件夹管理、邮件标记、服务器搜索和部分下载等功能IMAP适合多设备访问和有限带宽环境，但需要服务器持续存储邮件当代邮件系统多采用IMAP，特别是在移动设备普及的环境下文件传输FTPFTP的工作原理主动模式与被动模式•文件传输协议（FTP）用于在计算机之•主动模式（PORT）客户端告知服务器间传输文件连接到客户端的特定端口•基于客户端-服务器模型，使用TCP保证•服务器从端口20发起数据连接到客户端可靠传输指定端口•使用两个并行TCP连接控制连接（命•被动模式（PASV）服务器告知客户端令和响应）和数据连接（文件传输）连接到服务器的特定端口•控制连接持续整个会话，数据连接根据•客户端发起数据连接到服务器提供的端口需要建立和关闭•被动模式更适合防火墙环境，是现代•支持文本和二进制两种传输模式FTP客户端的默认模式FTP命令与响应•FTP命令是ASCII文本，如USER（用户名）、PASS（密码）、CWD（改变目录）•LIST（列出文件）、RETR（下载文件）、STOR（上传文件）等•响应由三位数字代码和说明文本组成•1xx（初步响应）、2xx（成功）、3xx（需要更多信息）•4xx（临时失败）、5xx（永久失败）网络安全概述安全防护体系多层次纵深防御策略安全威胁分类被动攻击与主动攻击网络安全的重要性保障数据机密性、完整性与可用性网络安全是指保护网络系统和数据免受未授权访问、滥用、篡改或拒绝服务的措施和技术随着网络应用的广泛普及，网络安全面临的威胁日益复杂和严峻，已成为信息系统建设的核心问题安全威胁可分为被动攻击（如窃听、流量分析）和主动攻击（如伪装、重放、消息修改和拒绝服务）针对这些威胁，需要建立包含技术防护、管理措施和人员安全意识在内的综合安全防护体系安全防护的核心目标是保障信息的机密性（防止未授权访问）、完整性（防止未授权修改）和可用性（确保合法用户能够访问）加密技术对称加密非对称加密消息摘要与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一对密钥（公钥和私消息摘要算法（如MD

5、SHA系列）产密，算法简单高效，适合大量数据加钥），公钥加密的数据只能用私钥解生数据的固定长度指纹，用于验证数据密密，反之亦然完整性代表算法包括DES（数据加密标准，密钥RSA是最广泛使用的非对称算法，基于大数字签名结合了消息摘要和非对称加长度56位，已不安全）、3DES（三重整数分解的计算困难性；ECC（椭圆曲线密发送方用私钥加密数据摘要形成签DES，增强安全性但速度慢）和AES（高密码学）提供同等安全性但使用更短的名，接收方用公钥验证，确保数据来源级加密标准，密钥长度128/192/256位，密钥和完整性现代标准）非对称加密运算复杂，速度较慢，通常PKI（公钥基础设施）通过数字证书管理对称加密的主要问题是密钥分发和管用于密钥交换或数字签名，而不直接加公钥，解决公钥分发和身份认证问题理，通信双方需要事先安全地交换密密大量数据钥网络攻击与防御拒绝服务攻击DoS/DDoS中间人攻击防火墙与入侵检测系统拒绝服务攻击通过大量请求或数据包消耗中间人攻击是攻击者插入受害者与其通信防火墙是网络安全的第一道防线，根据预目标系统资源，使合法用户无法访问服对象之间，秘密地中继和可能修改他们的定策略控制进出网络的数据流包过滤防务分布式拒绝服务攻击DDoS利用多台通信攻击者可以窃听、篡改数据，甚至火墙检查数据包头部；应用网关深入检查受控主机同时发起攻击，更难防御常见完全接管会话ARP欺骗、DNS劫持和应用层内容；状态检测防火墙跟踪连接状形式包括SYN洪泛、UDP洪泛、HTTP洪泛SSL剥离是常见的中间人攻击技术防御态入侵检测系统IDS监控网络或系统活和放大攻击等措施包括使用加密通信、证书验证和安全动以识别可疑行为；入侵防御系统IPS则协议等能自动采取措施阻止攻击网络管理网络管理的功能与协SNMP协议网络监控与故障排除议简单网络管理协议SNMP网络监控通过持续采集和网络管理涵盖配置管理、是最广泛使用的网络管理分析网络数据，及时发现性能管理、故障管理、安协议，采用管理站-代理的问题并优化性能常用监全管理和计费管理五个功结构SNMP通过UDP传控指标包括带宽利用率、能领域ISO定义的FCAPS输，使用简单的请求-响应延迟、丢包率、错误率模型（故障、配置、记模式获取管理信息管理等故障排除遵循自下而账、性能、安全）提供了信息库MIB用树状结构组上（从物理层到应用层）网络管理的框架常用网织管理对象SNMPv3增或分割替换法等方法论络管理协议包括SNMP、加了认证和加密功能，显常用工具包括ping（连通CMIP、NetFlow/IPFIX著提高了安全性SNMP性测试）、traceroute（路等，它们定义了管理信息支持Get、Set、Trap等操径跟踪）、nslookup的采集和交换方式作类型，满足不同管理需（DNS查询）、netstat求（连接状态）和Wireshark（协议分析）等无线移动网络蜂窝移动网络演进移动通信技术经历了多代演进2G（GSM/CDMA）主要提供语音服务；3G（WCDMA/CDMA2000）增加了数据服务；4G（LTE/LTE-A）全面支持高速移动互联网；5G进一步提升速率，降低延迟，支持海量物联网连接每代技术都带来了无线接口、网络架构和服务能力的重大升级移动IP技术移动IP解决了移动设备在不同网络间漫游时保持IP连接的问题它使用归属代理和外部代理机制，让移动设备在任何位置都能使用固定的归属地址接收数据，同时支持位置更新和数据转发移动IPv6进一步优化了协议，减少了三角路由问题，提高了效率和安全性无线网络的特点与挑战无线网络具有覆盖范围有限、带宽受限、误码率高、安全风险大等特点主要挑战包括频谱资源有限、移动性管理、电源限制、干扰控制和安全保障等这些挑战推动了多种技术创新，如MIMO天线技术、认知无线电、网络切片和边缘计算等，以提升无线网络的性能和用户体验物联网技术MQTT、CoAP协议物联网常用轻量级协议•MQTT基于发布/订阅模式的轻量级消息传输协议物联网架构与协议•CoAP针对资源受限设备的RESTful协物联网的典型架构包括感知层、网络层和应议用层•两者都适用于低功耗、低带宽环境•感知层各类传感器、RFID、二维码等信息采集设备物联网应用与发展趋势•网络层各种通信网络和Internet，负广泛的应用领域与未来发展方向责信息传输•智能家居、工业物联网、智慧城市、智•应用层基于物联网的各种智能应用和能医疗等服务•向低功耗广覆盖、高可靠低延迟方向发展•与AI、边缘计算、区块链等技术深度融合云计算网络云计算基础设施软件定义网络SDN•数据中心网络高带宽、低延迟、高•控制平面与数据平面分离的网络架构可靠的网络架构•集中式控制器统一管理网络策略和流量•胖树Fat Tree拓扑多层次结构，提•通过标准接口（如OpenFlow）控制网供多条等价路径络设备•叶脊Leaf-Spine架构两层网络设•提供可编程性，实现网络功能的灵活计，实现任意两节点间最多经过两跳定制•网络虚拟化技术VLAN、VxLAN、•简化网络管理，提高网络适应性和灵NVGRE等隧道技术活性•负载均衡分散流量，优化资源利用网络功能虚拟化NFV•将网络功能从专用硬件中解耦，在通用服务器上实现•虚拟化网络功能VNF如路由器、防火墙、负载均衡器等•降低资本支出和运营成本，提高部署灵活性•支持服务链Service Chaining，按需组合不同网络功能•与SDN协同工作，实现更灵活的网络架构边缘计算10ms40%低延迟带宽节省边缘计算将处理能力部署在网络边缘，显著降低响数据在边缘处理，减少向云端传输的数据量应时间50B+设备连接到2025年，物联网设备数量预计超过500亿台，边缘计算成为必然选择边缘计算是一种分布式计算模型，将计算资源和应用服务从集中式数据中心下沉到靠近数据源的网络边缘它与云计算相辅相成云计算提供强大的集中处理能力和全局资源调度，适合延迟不敏感的大规模计算任务；边缘计算则提供实时处理能力，适合延迟敏感、带宽密集和安全性要求高的场景边缘计算的应用场景广泛，包括智能制造（工业物联网）、自动驾驶（车路协同）、智慧城市（视频分析）、远程医疗（实时监控）等随着5G网络的部署和物联网设备的普及，边缘计算正成为新一代网络架构的重要组成部分，推动着计算范式从集中式向分布式的转变网络编程基础Socket编程模型Socket（套接字）是应用程序与网络协议栈之间的接口，提供了一组API，使应用程序能够通过网络进行通信Socket编程遵循客户端-服务器模型，支持不同传输协议（如TCP、UDP）和通信模式（如连接式、无连接式）在大多数操作系统中，Socket作为文件描述符处理，通过读写操作进行数据交换TCP Socket编程TCP Socket编程基于面向连接的可靠传输模型服务器端需要创建Socket、绑定地址和端口、监听连接、接受连接并处理数据；客户端需要创建Socket、连接服务器、发送/接收数据并关闭连接整个过程确保数据的可靠传输，适合对数据完整性要求高的应用，如文件传输、Web访问等UDP Socket编程UDP Socket编程基于无连接的数据报传输模型服务器端创建Socket、绑定地址和端口、接收数据并处理；客户端创建Socket、发送数据到指定地址UDP没有连接建立和维护的开销，传输效率高，但不保证可靠性，需要应用层自行处理丢包、乱序等问题UDP适合对实时性要求高、对可靠性要求相对较低的应用，如音视频传输、DNS查询等网络性能优化网络延迟优化带宽利用率提升QoS保障机制网络延迟直接影响用户体验和应用性提高带宽利用率可以在不增加硬件投入服务质量QoS保障确保关键应用获得所能，优化策略包括的情况下扩展网络容量需的网络资源•内容分发网络CDN将内容部署到•数据压缩减少传输数据量•流量分类基于应用类型、源目的地靠近用户的边缘节点址等识别流量•流量整形平滑流量峰值，优化带宽•DNS优化使用快速可靠的DNS服使用•流量标记使用DSCP、CoS等字段标务，实施DNS缓存记优先级•缓存技术减少重复数据传输•协议优化使用HTTP/2多路复用，•带宽管理为不同类型流量分配不同•多路径传输如MPTCP，利用多条减少TCP握手带宽网络路径•网络路径优化选择最优路径，减少•拥塞管理公平队列、加权队列等算•流量调度基于时间或优先级分配带跳数法宽•队列管理使用AQM算法减少缓冲区•策略路由为特定流量选择特定路径膨胀网络规划与设计网络需求分析网络规划的第一步是全面了解业务需求和技术要求这包括确定用户数量、应用类型、性能要求（带宽、延迟、可靠性）、安全需求、扩展需求和预算限制等需求分析应该考虑当前需求和未来增长，确保网络设计具有前瞻性和可扩展性良好的需求分析通常需要与业务部门、IT管理人员和最终用户密切沟通，收集多方面的输入和反馈这一阶段的输出将直接影响后续的网络拓扑设计和技术选择网络拓扑设计基于需求分析，设计合适的网络拓扑结构常见的网络拓扑模型包括分层设计（核心层、汇聚层、接入层）、星形拓扑、网格拓扑等拓扑设计需要考虑冗余路径、负载平衡、域划分、故障隔离等因素，确保网络的高可用性和可管理性现代网络设计通常遵循模块化原则，将网络划分为功能明确的模块，如企业园区、数据中心、广域网、互联网边界等，每个模块内部可以独立演进而不影响整体架构网络容量规划容量规划确保网络资源能够满足业务需求，避免过度配置或资源不足这包括带宽规划、设备性能规划、IP地址规划、VLAN规划等方面容量规划既要满足峰值负载需求，又要考虑资源的有效利用和成本控制良好的容量规划应基于流量模型和增长预测，使用科学的方法进行计算和验证同时，还应考虑网络监控和动态资源分配机制，使网络能够适应变化的负载情况网络测试与故障排除网络测试工具网络测试工具是网络工程师的必备武器，常用工具包括ping（测试连通性和往返时间）、traceroute/tracert（跟踪数据包路径和中间跳数）、nslookup/dig（DNS查询测试）、iperf（带宽测试）、netstat（网络连接状态查看）、nmap（网络扫描和安全评估）等这些工具各有特长，组合使用可以全面评估网络状况协议分析器与抓包工具协议分析器允许深入检查网络通信的细节，是解决复杂网络问题的强大工具Wireshark是最流行的开源协议分析器，能够捕获和解析几乎所有网络协议的数据包其他工具还包括tcpdump（命令行抓包工具）、Microsoft NetworkMonitor、Fiddler（HTTP分析）等使用这些工具可以观察实际协议交互，识别异常模式，验证配置是否正确实现常见网络故障与排除方法网络故障排除通常遵循分层或自下而上的方法，从物理连接开始检查，逐步向上分析到应用层常见故障包括物理连接问题、配置错误、MTU不匹配、路由问题、防火墙阻断、DNS解析失败等排除方法包括隔离问题（确定故障点）、比较分析（与正常系统对比）、替换法（更换可疑组件）、日志分析（查看系统日志）、分步验证（逐步恢复服务）等系统化的排障流程计算机网络前沿技术量子通信区块链网络•基于量子力学原理的通信技术•分布式账本技术，提供不可篡改的记录•量子密钥分发QKD实现理论上不可破•P2P网络架构，无需中心化控制解的加密•共识机制确保网络各节点数据一致•量子隐形传态能远距离传输量子状态•智能合约实现自动化可信任交易•克服量子退相干和信道损耗是主要挑战•应用扩展到供应链、身份验证、物联网•中国率先实现千公里级量子通信网络等•量子中继器将实现全球范围量子通信•扩展性、安全性和能源消耗是主要挑战人工智能与网络自治•AI驱动的网络具有自学习、自适应能力•智能流量工程和资源优化•基于意图的网络管理（IBN）•自动故障检测、根因分析和修复•网络数字孪生技术用于模拟和预测•自驱动网络（ADN）是未来发展方向网络技术发展趋势超高速网络技术确定性网络随着数据量爆炸性增长，网络传输速确定性网络（Deterministic率不断提升400Gbps以太网已经商Networking）旨在为特定业务提供有用，800Gbps/

1.6Tbps技术正在标准保障的时延、抖动和丢包率IEEE化过程中光传输技术采用更高阶调

802.1TSN（时间敏感网络）和IETF制、空分复用和新型光纤材料，单纤DetNet（确定性网络）标准针对工业容量有望突破Pbps级别数据中心网控制、车联网、远程医疗等场景，通络架构持续演进，从传统树状结构向过时间同步、资源预留、流量调度等Clos架构、直连架构发展，大幅提升技术实现确定性服务这种技术将推带宽和降低延迟动OT网络与IT网络深度融合，促进工业互联网发展智能自适应网络未来网络将进一步智能化，具备自感知、自优化、自修复能力通过闭环的网络遥测和AI分析，网络能够实时感知业务需求和网络状态，自动调整拓扑和资源分配，预测并防范故障意图驱动的网络管理将改变网络运维模式，运维人员只需描述业务意图，由系统自动完成配置和优化，显著降低运维复杂度和成本课程总结与展望课程知识体系回顾本课程从计算机网络基本概念入手，系统介绍了网络分层体系结构和各层协议我们深入学习了物理层传输技术、数据链路层的差错控制和介质访问控制、网络层的路由与互联、传输层的可靠传输，以及应用层的各种协议和服务同时还涉及了网络安全、网络管理和新兴网络技术等内容，构建了完整的网络技术知识框架网络技术的未来发展计算机网络正经历从连接为主向智能为主的转变未来网络将更加开放、灵活、安全、智能网络与计算深度融合，边缘计算和云计算协同发展；网络虚拟化和可编程化将使网络资源像云资源一样按需分配；确定性网络将支持更多关键业务；人工智能、大数据分析将贯穿网络全生命周期；零信任安全架构将重塑网络安全防御体系学习资源与进阶建议建议同学们继续深入学习网络专业书籍，如《计算机网络自顶向下方法》、《TCP/IP详解》系列；关注IETF、IEEE等组织的最新标准和RFC文档；参与开源网络项目如OpenDaylight、ONOS、FRRouting等；获取业界认证如CCNA、CCNP、CCIE等；实践是最好的学习方法，建议搭建网络实验环境，动手配置路由交换、防火墙等设备，使用Wireshark分析协议，编写网络应用程序。