計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)任務(wù)1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)任務(wù)1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)目錄CONTENTS計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)物理層與數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層應(yīng)用層與安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)01計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述定義發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了從ARPANET到Internet的發(fā)展歷程，由最初的軍事應(yīng)用逐漸擴(kuò)展到民用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的信息交換和資源共享。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由多臺(tái)地理上分散的、具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)通過(guò)通信設(shè)備和線(xiàn)路連接起來(lái)，在相應(yīng)軟件支持下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)。組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩部分組成。資源子網(wǎng)負(fù)責(zé)信息處理，通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)信息傳輸。分類(lèi)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）；根據(jù)傳輸介質(zhì)，可分為有線(xiàn)網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可分為星型、環(huán)型、總線(xiàn)型等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布式處理、負(fù)載均衡等功能，提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體性能和效率。功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如辦公自動(dòng)化、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育、科研合作等，推動(dòng)了社會(huì)的信息化進(jìn)程。應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用02網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層OSI參考模型負(fù)責(zé)傳輸比特流，提供為數(shù)據(jù)端設(shè)備傳送比特流的物理連接。在物理層提供的服務(wù)基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)鏈路層在通信的實(shí)體間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，傳輸以“幀”為單位的數(shù)據(jù)包，并采用差錯(cuò)控制與流量控制方法，使有差錯(cuò)的物理線(xiàn)路變成無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路。通過(guò)路由選擇算法為分組通過(guò)通信子網(wǎng)選擇最適當(dāng)?shù)穆窂?，以及?shí)現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等功能。01020304傳輸層會(huì)話(huà)層表示層應(yīng)用層OSI參考模型提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，為上層協(xié)議提供端到端的可靠和透明的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，包括處理差錯(cuò)控制和流量控制等問(wèn)題。負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中的兩節(jié)點(diǎn)之間建立、維護(hù)和終止通信，如服務(wù)器驗(yàn)證用戶(hù)登錄便是由會(huì)話(huà)層完成的。為應(yīng)用程序提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，主要協(xié)議有HTTP、FTP、NFS、SMTP、POP3、DNS等。用于處理在兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式，主要包括數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等功能。1234網(wǎng)絡(luò)接口層傳輸層網(wǎng)際層應(yīng)用層TCP/IP參考模型負(fù)責(zé)接收IP數(shù)據(jù)報(bào)并發(fā)送至選定的網(wǎng)絡(luò)。負(fù)責(zé)相鄰計(jì)算機(jī)之間的通信。其功能包括三方面。一、處理來(lái)自傳輸層的分組發(fā)送請(qǐng)求，收到請(qǐng)求后，將分組裝入IP數(shù)據(jù)報(bào)，填充報(bào)頭，選擇去往信宿機(jī)的路徑，然后將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)往適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口。二、處理輸入數(shù)據(jù)報(bào)：首先檢查其合法性，然后進(jìn)行尋徑--假如該數(shù)據(jù)報(bào)已到達(dá)信宿機(jī)，則去掉報(bào)頭，將剩下部分交給適當(dāng)?shù)膫鬏攨f(xié)議；假如該數(shù)據(jù)報(bào)尚未到達(dá)信宿，則轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報(bào)。三、處理路徑、流控、擁塞等問(wèn)題。提供應(yīng)用程序間的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠傳輸。為實(shí)現(xiàn)后者，傳輸層協(xié)議規(guī)定接收端必須發(fā)回確認(rèn)，并且假如分組丟失，必須重新發(fā)送。向用戶(hù)提供一組常用的應(yīng)用程序，比如電子郵件、文件傳輸訪(fǎng)問(wèn)、遠(yuǎn)程登錄等。遠(yuǎn)程登錄TELNET使用TELNET協(xié)議提供在網(wǎng)絡(luò)其它計(jì)算機(jī)上注冊(cè)的接口。TELNET會(huì)話(huà)提供了基于字符的虛擬終端。文件傳輸訪(fǎng)問(wèn)FTP使用FTP協(xié)議來(lái)提供網(wǎng)絡(luò)內(nèi)機(jī)器間的文件拷貝功能。兩個(gè)協(xié)議都分層；OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層與TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)層的功能幾乎相同；以傳輸層為界，其上層都依賴(lài)傳輸層提供端到端與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境無(wú)關(guān)的傳輸服務(wù)。共同點(diǎn)TCP/IP沒(méi)有對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口層進(jìn)行細(xì)分；OSI先有分層模型，后有協(xié)議規(guī)范；OSI對(duì)服務(wù)和協(xié)議做了明確的區(qū)別，而TCP/IP沒(méi)有充分明確區(qū)分服務(wù)和協(xié)議。不同點(diǎn)兩種模型的比較與聯(lián)系03物理層與數(shù)據(jù)鏈路層物理層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的最低層，負(fù)責(zé)建立、管理和釋放物理連接，提供透明的比特流傳輸服務(wù)。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的物理連接，為數(shù)據(jù)鏈路層提供可靠的傳輸媒介，同時(shí)負(fù)責(zé)處理傳輸過(guò)程中的電氣、機(jī)械和時(shí)序等接口問(wèn)題。物理層的基本概念與功能物理層功能物理層定義數(shù)據(jù)鏈路層定義數(shù)據(jù)鏈路層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的第二層，負(fù)責(zé)在物理層提供的比特流基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)鏈路，實(shí)現(xiàn)相鄰節(jié)點(diǎn)間的可靠傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層功能將數(shù)據(jù)組合成數(shù)據(jù)塊（幀），控制幀在物理信道上的傳輸，處理傳輸差錯(cuò)，調(diào)節(jié)發(fā)送速率以使與接收方相匹配。數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念與功能常見(jiàn)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備物理層設(shè)備集線(xiàn)器（Hub），中繼器（Repeater），調(diào)制解調(diào)器（Modem）等。數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備網(wǎng)卡（NIC），網(wǎng)橋（Bridge），交換機(jī)（Switch）等。04網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層VS網(wǎng)絡(luò)層是OSI七層模型中的第三層，負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)主機(jī)到主機(jī)的通信。網(wǎng)絡(luò)層功能網(wǎng)絡(luò)層的主要功能包括路由選擇、擁塞控制和網(wǎng)絡(luò)互連等。它通過(guò)將數(shù)據(jù)包封裝成幀，并選擇合適的路徑進(jìn)行傳輸，確保數(shù)據(jù)能夠可靠地到達(dá)目的地。網(wǎng)絡(luò)層定義網(wǎng)絡(luò)層的基本概念與功能傳輸層定義傳輸層是OSI七層模型中的第四層，負(fù)責(zé)提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸和流量控制。傳輸層功能傳輸層的主要功能包括建立、管理和終止會(huì)話(huà)，以及提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。它通過(guò)確認(rèn)機(jī)制、重傳機(jī)制和流量控制等手段，確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。傳輸層的基本概念與功能網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議傳輸層協(xié)議常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層協(xié)議常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議包括IP（InternetProtocol）、ICMP（InternetControlMessageProtocol）和IGMP（InternetGroupManagementProtocol）等。其中，IP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層的核心協(xié)議，負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)包；ICMP協(xié)議用于在IP主機(jī)和路由器之間傳遞控制消息；IGMP協(xié)議用于IPv4網(wǎng)絡(luò)中的多播組成員資格管理。常見(jiàn)的傳輸層協(xié)議包括TCP（TransmissionControlProtocol）和UDP（UserDatagramProtocol）。TCP協(xié)議是一種面向連接的、可靠的傳輸層協(xié)議，通過(guò)確認(rèn)機(jī)制、重傳機(jī)制和流量控制等手段確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸；而UDP協(xié)議則是一種無(wú)連接的、不可靠的傳輸層協(xié)議，不提供確認(rèn)和重傳機(jī)制，適用于一些實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用。05應(yīng)用層與安全技術(shù)主要功能應(yīng)用層的主要功能包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)表示與編碼、會(huì)話(huà)管理、資源管理等。應(yīng)用層定義應(yīng)用層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的最高層，負(fù)責(zé)為用戶(hù)提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。常見(jiàn)應(yīng)用服務(wù)應(yīng)用層提供了眾多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，如萬(wàn)維網(wǎng)（WWW）、電子郵件（E-mail）、文件傳輸（FTP）、遠(yuǎn)程登錄（Telnet）等。應(yīng)用層的基本概念與功能123重要性網(wǎng)絡(luò)安全定義安全威脅與風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念與重要性網(wǎng)絡(luò)安全是指通過(guò)采用各種技術(shù)和管理措施，保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)免受未經(jīng)授權(quán)的訪(fǎng)問(wèn)、攻擊或破壞，確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的保密性、完整性和可用性。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和深入應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題日益突出。保障網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)于維護(hù)國(guó)家利益、社會(huì)穩(wěn)定和公民權(quán)益具有重要意義。網(wǎng)絡(luò)安全面臨的主要威脅包括病毒、蠕蟲(chóng)、木馬、黑客攻擊、網(wǎng)絡(luò)釣魚(yú)等。這些威脅可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露、系統(tǒng)癱瘓、經(jīng)濟(jì)損失等嚴(yán)重后果。0102常見(jiàn)應(yīng)用層協(xié)議HTTP（超文本傳輸協(xié)議）、HTTPS（安全超文本傳輸協(xié)議）、SMTP（簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議）、POP3（郵局協(xié)議第三版）、IMAP（Internet郵件訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議）等。加密技術(shù)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的保密性和完整性。常見(jiàn)的加密技術(shù)包括對(duì)稱(chēng)加密（如AES）和非對(duì)稱(chēng)加密（如RSA）。防火墻技術(shù)通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)邊界設(shè)置防火墻，對(duì)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢查和過(guò)濾，防止未經(jīng)授權(quán)的訪(fǎng)問(wèn)和攻擊。入侵檢測(cè)技術(shù)通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量和主機(jī)行為進(jìn)行監(jiān)控和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)入侵行為。身份認(rèn)證與訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)通過(guò)對(duì)用戶(hù)身份進(jìn)行驗(yàn)證和管理，確保只有合法用戶(hù)能夠訪(fǎng)問(wèn)受保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)資源。030405常見(jiàn)的應(yīng)用層協(xié)議和安全技術(shù)06網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)0102路由器（Router）連接不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。交換機(jī)（Switch）用于局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信。服務(wù)器（Server）提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如文件共享、郵件服務(wù)、網(wǎng)站服務(wù)等。客戶(hù)端（Client）請(qǐng)求和接收網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的設(shè)備，如個(gè)人電腦、手機(jī)等。防火墻（Firewal…保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，過(guò)濾非法訪(fǎng)問(wèn)和攻擊。030405網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡(jiǎn)介及作用01020304星型拓?fù)洵h(huán)型拓?fù)淇偩€(xiàn)型拓?fù)渚W(wǎng)狀拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類(lèi)型及特點(diǎn)中心節(jié)點(diǎn)連接所有其他節(jié)點(diǎn)，易于管理和維護(hù)，但中心節(jié)點(diǎn)故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。節(jié)點(diǎn)間形成閉合環(huán)路，數(shù)據(jù)傳輸方向單一，但網(wǎng)絡(luò)故障容易導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。所有節(jié)點(diǎn)連接在同一條傳輸線(xiàn)路上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但故障排查和隔離較困難。節(jié)點(diǎn)間存在多條路徑，網(wǎng)絡(luò)