緒論計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程(第5版)-吳功宜-清華大學(xué)出版社

緒論計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程(第5版)-吳功宜-清華大學(xué)出版社匯報人：AA2024-01-21CONTENTS課程簡介與目標(biāo)計算機網(wǎng)絡(luò)概述數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)Internet應(yīng)用技術(shù)課程簡介與目標(biāo)01隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和深入應(yīng)用，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)代信息技術(shù)領(lǐng)域最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。掌握計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)對于培養(yǎng)高素質(zhì)的信息技術(shù)人才具有重要意義。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及與發(fā)展信息化社會要求人們具備獲取、處理、傳輸和應(yīng)用信息的能力。學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)，有助于培養(yǎng)學(xué)生具備這些能力，更好地適應(yīng)信息化社會的發(fā)展需要。適應(yīng)信息化社會發(fā)展的需要課程背景與意義知識目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念、原理和技術(shù)，了解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等方面的知識。能力目標(biāo)學(xué)生應(yīng)具備獨立分析和解決計算機網(wǎng)絡(luò)常見問題的能力，能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置和管理，具備一定的網(wǎng)絡(luò)編程和應(yīng)用開發(fā)能力。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和職業(yè)道德水平。教學(xué)目標(biāo)與要求教材結(jié)構(gòu)與內(nèi)容教材結(jié)構(gòu)《緒論計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程(第5版)》采用“基礎(chǔ)篇-技術(shù)篇-應(yīng)用篇”的結(jié)構(gòu)體系，循序漸進(jìn)地介紹計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的內(nèi)容。主要內(nèi)容包括計算機網(wǎng)絡(luò)概述、數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)、局域網(wǎng)技術(shù)、廣域網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)、Internet基礎(chǔ)與應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全與管理等章節(jié)，涵蓋了計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的各個方面。計算機網(wǎng)絡(luò)概述02定義計算機網(wǎng)絡(luò)是由多臺地理上分散的、具有獨立功能的計算機通過通信設(shè)備和線路連接起來，在相應(yīng)軟件支持下實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)。發(fā)展歷程從20世紀(jì)60年代的ARPANET開始，經(jīng)歷了分組交換網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等階段，至今已發(fā)展成為全球范圍內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)。計算機網(wǎng)絡(luò)的定義與發(fā)展VS根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍可分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）；根據(jù)傳輸技術(shù)可分為廣播式網(wǎng)絡(luò)和點對點網(wǎng)絡(luò)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常見的計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、環(huán)型、總線型、樹型和網(wǎng)狀型等。不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有不同的特點和適用場景。分類計算機網(wǎng)絡(luò)的分類與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計算機之間進(jìn)行通信的規(guī)則和約定，包括語法、語義和時序三個要素。常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有TCP/IP、HTTP、FTP等。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)和各層功能的劃分。OSI七層模型（物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層）和TCP/IP四層模型（網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層和應(yīng)用層）是兩種典型的計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)03數(shù)據(jù)通信是指在不同計算機或終端之間，以二進(jìn)制代碼形式進(jìn)行的信息交換和傳輸過程。數(shù)據(jù)通信的定義包括數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備、傳輸介質(zhì)、數(shù)據(jù)接收設(shè)備和數(shù)據(jù)宿五個部分。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本組成包括數(shù)據(jù)傳輸速率、誤碼率、信道容量和頻帶利用率等。數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)通信的基本概念傳輸介質(zhì)雙絞線、同軸電纜、光纖和無線傳輸介質(zhì)等。通信方式基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸?shù)?。多路?fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用（FDM）、時分多路復(fù)用（TDM）和波分多路復(fù)用（WDM）等。傳輸介質(zhì)與通信方式030201數(shù)據(jù)編碼技術(shù)包括非歸零編碼（NRZ）、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼等。數(shù)字調(diào)制技術(shù)包括振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）等。模擬調(diào)制技術(shù)包括幅度調(diào)制（AM）、頻率調(diào)制（FM）和相位調(diào)制（PM）等。多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)包括四相相移鍵控（QPSK）、正交振幅調(diào)制（QAM）等。數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)04OSI參考模型在計算機網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的兩個計算機之間可能會經(jīng)過很多個數(shù)據(jù)鏈路，也可能還要經(jīng)過很多通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層定義了物理媒介的各種特性，包括機械特性、電子特性、功能特性和規(guī)程特性。物理層在物理層提供比特流服務(wù)的基礎(chǔ)上，建立相鄰結(jié)點之間的數(shù)據(jù)鏈路，通過差錯控制提供數(shù)據(jù)幀在信道上無差錯的傳輸，并進(jìn)行各電路上的動作系列。數(shù)據(jù)鏈路層傳輸層該層是整個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵層次之一，主要負(fù)責(zé)向兩個主機中進(jìn)程之間的通信提供服務(wù)。表示層應(yīng)用層數(shù)據(jù)在傳輸前必須先經(jīng)過表示層的處理，將抽象語法轉(zhuǎn)換為傳送語法，提供格式化表示和編碼技術(shù)，使通信的應(yīng)用程序能夠解釋交換數(shù)據(jù)的含義。應(yīng)用層是OSI參考模型的最高層，它是計算機用戶，以及各種應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)之間的接口。會話層負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中的兩節(jié)點之間建立、維持和終止通信。OSI參考模型應(yīng)用層向用戶提供一組常用的應(yīng)用程序，比如電子郵件、文件傳輸訪問等。網(wǎng)絡(luò)接口層負(fù)責(zé)接收IP數(shù)據(jù)報并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送之，或者從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽出IP數(shù)據(jù)報，交給IP層。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)相鄰計算機之間的通信。傳輸層提供應(yīng)用程序間的通信。TCP/IP協(xié)議族IP地址與子網(wǎng)劃分IP地址被用來給Internet上的電腦一個編號。大家日常見到的情況是每臺聯(lián)網(wǎng)的PC上都需要有IP地址，才能正常通信。子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼不能單獨存在，它必須結(jié)合IP地址一起使用。子網(wǎng)掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址兩部分。子網(wǎng)劃分將一個大的IP網(wǎng)絡(luò)劃分為幾個小的子網(wǎng)的過程被稱為子網(wǎng)劃分。子網(wǎng)劃分的好處是可以減少廣播的范圍，提高網(wǎng)絡(luò)速度，同時可以提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。IP地址局域網(wǎng)技術(shù)05局域網(wǎng)的特點包括：高數(shù)據(jù)傳輸速率、短距離通信、低成本、易于管理和維護(hù)等。常見的局域網(wǎng)技術(shù)包括以太網(wǎng)（Ethernet）、令牌環(huán)網(wǎng)（TokenRing）、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）等。局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是一種在小范圍內(nèi)實現(xiàn)計算機之間通信的網(wǎng)絡(luò)，通常覆蓋一個建筑物或校園等小范圍區(qū)域。局域網(wǎng)的基本概念與特點以太網(wǎng)是一種基于總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)技術(shù)，采用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測）訪問控制方法。以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)包括IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了不同傳輸速率的以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如10Base-T、100Base-T、1000Base-T等。以太網(wǎng)幀格式包括前導(dǎo)碼、幀起始定界符、目的地址、源地址、類型/長度字段、數(shù)據(jù)字段、填充字段和幀校驗序列等部分。以太網(wǎng)技術(shù)原理及標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)設(shè)備包括網(wǎng)卡、集線器（Hub）、交換機（Switch）、路由器（Router）等。集線器和交換機的配置方法包括端口配置、VLAN劃分、STP生成樹協(xié)議配置等，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的邏輯隔離和冗余備份。網(wǎng)卡的配置方法包括設(shè)置IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，以及安裝和配置網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和驅(qū)動程序等。路由器的配置方法包括接口配置、路由協(xié)議配置、訪問控制列表（ACL）配置等，以實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通和安全控制。9字9字9字9字局域網(wǎng)設(shè)備及其配置方法廣域網(wǎng)技術(shù)060102廣域網(wǎng)（WideAr…覆蓋地理范圍廣泛的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，主要連接不同城市、不同國家或不同大洲的計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。覆蓋范圍廣可能跨越數(shù)個城市、國家甚至大洲。傳輸速率低相對于局域網(wǎng)而言，廣域網(wǎng)的傳輸速率較低，主要受限于通信線路的質(zhì)量和長度。結(jié)構(gòu)復(fù)雜廣域網(wǎng)涉及多種通信設(shè)備和傳輸技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。安全性差由于廣域網(wǎng)的開放性，使其容易受到攻擊和破壞。030405廣域網(wǎng)的基本概念及特點常見的廣域網(wǎng)接入方式比較專線接入通過租用專線方式實現(xiàn)與廣域網(wǎng)的連接，具有傳輸質(zhì)量穩(wěn)定、安全性高的優(yōu)點，但費用昂貴。撥號接入利用電話線路通過撥號方式實現(xiàn)與廣域網(wǎng)的連接，費用相對較低，但傳輸速率較慢且穩(wěn)定性差。ISDN接入通過ISDN線路實現(xiàn)與廣域網(wǎng)的連接，具有傳輸速率快、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，但費用較高。ADSL接入利用普通電話線路提供高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的一種技術(shù)，具有傳輸速率快、費用適中的優(yōu)點，是目前較為流行的廣域網(wǎng)接入方式之一。第二季度第一季度第四季度第三季度路由器配置交換機配置防火墻配置服務(wù)器配置廣域網(wǎng)設(shè)備配置實例分析路由器是廣域網(wǎng)中的重要設(shè)備，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。配置路由器時需要考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由協(xié)議選擇、訪問控制列表設(shè)置等因素。交換機用于在廣域網(wǎng)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速交換。配置交換機時需要考慮交換模式選擇、VLAN劃分、端口安全設(shè)置等因素。防火墻是保障廣域網(wǎng)安全的重要設(shè)備，用于防止非法訪問和攻擊。配置防火墻時需要考慮安全策略制定、訪問規(guī)則設(shè)置、日志審計等因素。服務(wù)器在廣域網(wǎng)中提供各種應(yīng)用服務(wù)，如Web服務(wù)、郵件服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)等。配置服務(wù)器時需要考慮硬件性能、操作系統(tǒng)選擇、軟件安裝與配置等因素。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)07網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的定義網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指將兩個或兩個以上的計算機網(wǎng)絡(luò)相互連接起來，以構(gòu)成更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享和信息的交流。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的類型根據(jù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的范圍和規(guī)模，可以將其劃分為局域網(wǎng)互聯(lián)、城域網(wǎng)互聯(lián)和廣域網(wǎng)互聯(lián)三種類型。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)可以在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層等不同的層次上實現(xiàn)，不同層次上的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)具有不同的特點和應(yīng)用范圍。010203網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念及類型劃分路由器是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的核心設(shè)備之一，它根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的信息將數(shù)據(jù)報文從一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)。路由器通過維護(hù)路由表來實現(xiàn)數(shù)據(jù)報文的轉(zhuǎn)發(fā)，路由表中保存著到達(dá)不同網(wǎng)絡(luò)的路徑信息。路由器的配置包括基本配置、接口配置、路由配置、安全配置等多個方面?；九渲冒ㄔO(shè)備命名、時間設(shè)置、密碼設(shè)置等；接口配置包括接口啟用、IP地址配置、子網(wǎng)掩碼配置等；路由配置包括靜態(tài)路由配置、動態(tài)路由協(xié)議配置等；安全配置包括訪問控制列表配置、防火墻配置等。路由器的工作原理路由器的配置方法路由器工作原理及配置方法交換機的工作原理交換機是局域網(wǎng)中的主要設(shè)備之一，它通過維護(hù)MAC地址表來實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)交換機接收到一個數(shù)據(jù)幀時，會學(xué)習(xí)該數(shù)據(jù)幀的源MAC地址，并將其與接收端口對應(yīng)起來保存在MAC地址表中；當(dāng)需要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀時，交換機會查找MAC地址表，根據(jù)目標(biāo)MAC地址將數(shù)據(jù)幀從相應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。要點一要點二交換機的配置方法交換機的配置包括基本配置、VLAN配置、STP配置等多個方面。基本配置包括設(shè)備命名、時間設(shè)置、密碼設(shè)置等；VLAN配置包括創(chuàng)建VLAN、將端口加入到VLAN中、設(shè)置VLAN間的路由等；STP配置包括啟用STP、設(shè)置STP優(yōu)先級、設(shè)置端口路徑開銷等。交換機工作原理及配置方法Internet應(yīng)用技術(shù)08Internet的起源：ARPANET的誕生與發(fā)展TCP/IP協(xié)議的崛起：標(biāo)準(zhǔn)化與廣泛應(yīng)用萬維網(wǎng)的革命：Web技術(shù)的出現(xiàn)與普及移動互聯(lián)網(wǎng)時代：智能手機與無線網(wǎng)絡(luò)的融合Internet概述及發(fā)展歷程回顧DNS的基本概念：域名、域名空間、域名服務(wù)器等DNS的工作原理：遞歸查詢與迭代查詢DNS的解析過程：域名