計算機網(wǎng)絡基礎(第)

計算機網(wǎng)絡基礎(第X版)CATALOGUE目錄計算機網(wǎng)絡概述網(wǎng)絡體系結構與協(xié)議局域網(wǎng)技術廣域網(wǎng)技術網(wǎng)絡互聯(lián)技術網(wǎng)絡安全基礎01計算機網(wǎng)絡概述計算機網(wǎng)絡是指通過傳輸介質和通信設備互聯(lián)起來的、在不同地理位置上的具有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)的集合。定義計算機網(wǎng)絡提供的主要功能包括數(shù)據(jù)通信、資源共享和分布式處理等。數(shù)據(jù)通信允許計算機之間進行數(shù)據(jù)交換，資源共享讓網(wǎng)絡中的計算機可以共享硬件、軟件和數(shù)據(jù)等資源，而分布式處理則通過將任務分解成若干個子任務，分配給多臺計算機協(xié)同完成，以提高處理效率和響應速度。功能計算機網(wǎng)絡定義與功能面向終端的計算機網(wǎng)絡20世紀50年代初，出現(xiàn)了以單個計算機為中心的面向終端的計算機網(wǎng)絡，多個終端通過通信線路共享主機的資源。分組交換網(wǎng)絡隨著計算機網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了以通信子網(wǎng)為中心的面向終端的計算機網(wǎng)絡，多個主機之間可以通過通信子網(wǎng)進行互連，實現(xiàn)資源共享。國際標準化網(wǎng)絡隨著計算機網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了許多不同的網(wǎng)絡體系結構和協(xié)議標準，為了實現(xiàn)不同體系結構和協(xié)議標準的網(wǎng)絡之間的互連互通，國際標準化組織制定了OSI參考模型，為計算機網(wǎng)絡的發(fā)展奠定了基礎。計算機網(wǎng)絡發(fā)展歷程根據(jù)覆蓋范圍分類計算機網(wǎng)絡可以分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。局域網(wǎng)通常覆蓋一個建筑物或校園區(qū)域，城域網(wǎng)覆蓋一個城市或地區(qū)，廣域網(wǎng)則覆蓋更廣泛的地理范圍。根據(jù)拓撲結構分類計算機網(wǎng)絡可以分為星型網(wǎng)、總線型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)等。不同的拓撲結構具有不同的特點和應用場景。計算機網(wǎng)絡的分類02網(wǎng)絡體系結構與協(xié)議定義：OSI（OpenSystemsInterconnection）參考模型是計算機網(wǎng)絡體系結構的一種標準模型，它將網(wǎng)絡通信過程劃分為七個獨立的層次，以便更好地理解和管理復雜的網(wǎng)絡通信過程。OSI參考模型層次劃分2.數(shù)據(jù)鏈路層1.物理層OSI參考模型OSI參考模型0102034.傳輸層5.會話層3.網(wǎng)絡層6.表示層7.應用層OSI參考模型定義：TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）模型是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議族的一種簡化模型，它定義了網(wǎng)絡通信過程中數(shù)據(jù)傳輸和控制的規(guī)則。TCP/IP模型032.網(wǎng)絡層（IP）01層次劃分021.網(wǎng)絡接口層TCP/IP模型3.傳輸層（TCP、UDP）4.應用層（HTTP、FTP、SMTP等）TCP/IP模型IP地址是用來唯一標識網(wǎng)絡中計算機的地址，它由32位二進制數(shù)字組成，通常以點分十進制形式表示。域名系統(tǒng)（DNS）是將域名轉換為IP地址的服務，它使得用戶可以通過易于記憶的域名來訪問互聯(lián)網(wǎng)上的資源。IP地址與域名系統(tǒng)域名系統(tǒng)IP地址在數(shù)據(jù)傳輸過程中，數(shù)據(jù)需要在不同的協(xié)議層之間進行封裝和解封裝操作。封裝是指將數(shù)據(jù)按照協(xié)議的規(guī)定格式進行封裝，以便在網(wǎng)絡中進行傳輸。協(xié)議封裝解封裝是指將封裝后的數(shù)據(jù)按照協(xié)議規(guī)定格式進行解析，還原出原始數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)到達目的地時，需要進行相應的解封裝操作，以便接收方能夠正確地解析和理解數(shù)據(jù)。協(xié)議解封裝協(xié)議封裝與解封裝03局域網(wǎng)技術局域網(wǎng)特點具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率（10Mbps-1Gbps），較低的延遲和誤碼率，支持大量用戶同時接入，支持多種通信媒體（同軸電纜、雙絞線、光纖等）。局域網(wǎng)定義局域網(wǎng)是一種在有限區(qū)域內使用的計算機網(wǎng)絡，通常覆蓋一個建筑物、校園或一個地理區(qū)域。局域網(wǎng)拓撲結構常見的局域網(wǎng)拓撲結構有星型、總線型、環(huán)型和網(wǎng)狀型。局域網(wǎng)概述以太網(wǎng)幀結構以太網(wǎng)幀由7字節(jié)的頭部、18-1500字節(jié)的數(shù)據(jù)和4字節(jié)的尾部組成。以太網(wǎng)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層以太網(wǎng)的物理層規(guī)定了傳輸媒體的接口標準和傳輸速率，數(shù)據(jù)鏈路層負責幀的發(fā)送和接收。以太網(wǎng)概述以太網(wǎng)是一種基于CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測）技術的局域網(wǎng)標準。以太網(wǎng)技術無線局域網(wǎng)概述01無線局域網(wǎng)使用無線通信技術，實現(xiàn)計算機之間的互聯(lián)互通。IEEE802.11標準02目前最廣泛使用的無線局域網(wǎng)標準是IEEE802.11系列標準，包括802.11a、802.11b、802.11g和802.11n等。無線局域網(wǎng)安全03無線局域網(wǎng)面臨的安全威脅主要有竊聽、截獲、篡改和拒絕服務攻擊等，常見的安全措施有WEP加密、WPA/WPA2加密和MAC地址過濾等。無線局域網(wǎng)技術虛擬局域網(wǎng)概述虛擬局域網(wǎng)是一種將物理局域網(wǎng)在邏輯上進行劃分，實現(xiàn)虛擬工作組的技術。VLAN的優(yōu)點可以限制廣播域的范圍，提高網(wǎng)絡安全性，方便進行網(wǎng)絡管理。VLAN的劃分方法按照端口、MAC地址或網(wǎng)絡層協(xié)議等方式進行劃分。虛擬局域網(wǎng)技術04廣域網(wǎng)技術廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，簡稱WAN）是一種跨越較大地理范圍的計算機網(wǎng)絡，通常連接不同地區(qū)、國家或城域的計算機。定義覆蓋范圍廣、傳輸距離遠、傳輸速率相對較低、受地理因素影響較大。特點適用于企業(yè)間、跨國組織間的數(shù)據(jù)傳輸和通信。應用場景廣域網(wǎng)概述常見的廣域網(wǎng)協(xié)議01PPP（點對點協(xié)議）：用于點對點連接，支持多種網(wǎng)絡協(xié)議，如IP、IPX等。02HDLC（高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議）：用于串行通信鏈路的可靠數(shù)據(jù)傳輸。03FrameRelay（幀中繼）：是一種分組交換技術，適用于突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸。04ATM（異步傳輸模式）：是一種面向單元的分組交換技術，支持語音、數(shù)據(jù)和視頻等多種業(yè)務。廣域網(wǎng)接入技術DDN（數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)）是一種數(shù)字通信網(wǎng)絡，提供專線服務，適用于高速數(shù)據(jù)傳輸和多媒體應用。ADSL（非對稱數(shù)字用戶線）是一種寬帶接入技術，提供較高的下行速率和較低的上行速率。CableModem（有線電視調制解調…利用有線電視網(wǎng)絡進行寬帶接入，提供高速數(shù)據(jù)傳輸服務。4G/5G移動網(wǎng)絡利用移動通信技術進行無線接入，具有移動性和靈活性。05網(wǎng)絡互聯(lián)技術網(wǎng)絡互聯(lián)設備用于連接不同網(wǎng)絡的設備，能夠根據(jù)IP地址進行數(shù)據(jù)包的轉發(fā)。多端口設備，能夠實現(xiàn)多個設備之間的數(shù)據(jù)交換，支持MAC地址學習與轉發(fā)。早期網(wǎng)絡設備，基于廣播方式傳輸數(shù)據(jù)，現(xiàn)已逐漸被淘汰。用于連接多個網(wǎng)絡的設備，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡協(xié)議之間的轉換。路由器交換機集線器網(wǎng)關OSPF（OpenShortestPathFirst）：開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議，用于在自治系統(tǒng)內路由數(shù)據(jù)包。BGP（BorderGatewayProtocol）：邊界網(wǎng)關協(xié)議，用于不同自治系統(tǒng)之間的路由選擇。路由協(xié)議與路由算法RIP（RoutingInformationProtocol）：路由信息協(xié)議，基于距離矢量算法進行路由選擇。Dijkstra算法：單源最短路徑算法，用于在圖中找到從起點到其他頂點的最短路徑。DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol）：用于自動分配IP地址給網(wǎng)絡中的主機，確保每臺主機都有一個唯一的IP地址。DHCP服務器：負責管理IP地址池，根據(jù)請求向客戶端分配IP地址及相關配置信息。DHCP客戶端：需要配置DHCP功能的主機，能夠向DHCP服務器請求IP地址和其他配置參數(shù)。010203動態(tài)主機配置協(xié)議06網(wǎng)絡安全基礎網(wǎng)絡安全是指保護網(wǎng)絡系統(tǒng)免受未經(jīng)授權的訪問、使用、泄露、破壞、修改或銷毀。定義重要性目標隨著網(wǎng)絡應用的普及，網(wǎng)絡安全已成為國家安全、社會安全和個人隱私的重要保障。確保信息的機密性、完整性和可用性。030201網(wǎng)絡安全概述惡意軟件釣魚攻擊拒絕服務攻擊跨站腳本攻擊常見的網(wǎng)絡威脅與攻擊手段01020304包括病毒、蠕蟲、特洛伊木馬等，通過感染和傳播對系統(tǒng)造成危害。通過偽裝成合法網(wǎng)站或誘人的電子郵件，誘導用戶點擊惡意鏈接，竊取個人信息。通過大量無用的請求擁塞網(wǎng)絡資源，導致合法用戶無法訪問。利用網(wǎng)站漏洞，插入惡意腳本，竊取用戶信息或篡改網(wǎng)頁內容。防火墻