【大學(xué)課件】本科網(wǎng)絡(luò)課程講義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程復(fù)習(xí)提綱

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程復(fù)習(xí)提綱本講義包含計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的核心知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生高效復(fù)習(xí)，掌握關(guān)鍵概念和技能。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)通信線路和設(shè)備連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和資源共享的系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)分類根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和使用目的，可分為局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)和廣域網(wǎng)(WAN)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間的物理連接方式，如星型、總線型、環(huán)型、樹(shù)型等。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，例如TCP/IP協(xié)議。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1硬件包括計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、傳輸介質(zhì)等。例如：服務(wù)器、路由器、交換機(jī)、網(wǎng)線、光纖等2軟件包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序等。例如：WindowsServer、Linux、TCP/IP協(xié)議、瀏覽器等3資源網(wǎng)絡(luò)中的共享資源，包括數(shù)據(jù)、軟件、硬件等。例如：共享文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等物理層傳輸介質(zhì)信號(hào)編碼網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)鏈路層將來(lái)自網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)封裝成數(shù)據(jù)幀，并在數(shù)據(jù)幀頭部添加數(shù)據(jù)鏈路層控制信息。MAC地址數(shù)據(jù)鏈路層使用MAC地址作為數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收地址，用于在局域網(wǎng)內(nèi)識(shí)別和尋址節(jié)點(diǎn)。訪問(wèn)控制數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)控制對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的訪問(wèn)，并防止沖突和數(shù)據(jù)丟失。錯(cuò)誤檢測(cè)數(shù)據(jù)鏈路層使用校驗(yàn)和等機(jī)制，檢測(cè)數(shù)據(jù)幀在傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤。網(wǎng)絡(luò)層IP地址網(wǎng)絡(luò)層使用IP地址來(lái)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)設(shè)備。路由器路由器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，通過(guò)路由表找到最佳路徑。數(shù)據(jù)包封裝網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)包，包括源IP地址和目標(biāo)IP地址。運(yùn)輸層1進(jìn)程間通信運(yùn)輸層提供進(jìn)程之間通信的服務(wù)。2數(shù)據(jù)傳輸控制運(yùn)輸層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴⒘髁靠刂?、擁塞控制等?端口號(hào)識(shí)別每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)唯一的端口號(hào)，運(yùn)輸層利用端口號(hào)來(lái)識(shí)別不同的進(jìn)程。應(yīng)用層應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)用層協(xié)議定義了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序如何相互通信，例如HTTP、FTP、SMTP等。用戶服務(wù)應(yīng)用層為用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如電子郵件、文件傳輸、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，如瀏覽器、電子郵件客戶端、FTP客戶端等，都依賴于應(yīng)用層協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)模型比較計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型是描述網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的抽象模型，它將網(wǎng)絡(luò)分成若干層，每一層都負(fù)責(zé)特定的功能，并通過(guò)接口與相鄰層進(jìn)行交互。常用的網(wǎng)絡(luò)模型包括OSI七層模型和TCP/IP五層模型。OSI七層模型更注重理論，將網(wǎng)絡(luò)分為七層，每一層都有其獨(dú)特的任務(wù)，例如物理層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)幀的傳輸，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的路由，傳輸層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流的可靠傳輸，會(huì)話層負(fù)責(zé)建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接，表示層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，應(yīng)用層負(fù)責(zé)提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。TCP/IP五層模型更注重實(shí)際應(yīng)用，將網(wǎng)絡(luò)分為五層，每一層負(fù)責(zé)特定的功能，例如物理層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)幀的傳輸，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的路由，傳輸層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流的可靠傳輸，應(yīng)用層負(fù)責(zé)提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。TCP/IP五層參考模型TCP/IP模型是互聯(lián)網(wǎng)的核心模型，它將網(wǎng)絡(luò)功能劃分為五個(gè)層次：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。每一層都負(fù)責(zé)特定的功能，并通過(guò)協(xié)議與相鄰層進(jìn)行交互，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。物理層協(xié)議編碼將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合傳輸?shù)男盘?hào)形式。調(diào)制將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，便于在物理介質(zhì)上傳輸。傳輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜、光纖等。接口定義了物理層設(shè)備之間的連接方式和信號(hào)傳輸規(guī)則。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議以太網(wǎng)協(xié)議最常用的局域網(wǎng)協(xié)議，支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，傳輸效率高，但安全性較低。無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議基于無(wú)線電波傳輸數(shù)據(jù)，靈活方便，但傳輸速率和安全性相對(duì)較低。光纖協(xié)議使用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率快，抗干擾能力強(qiáng)，但成本較高。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議IP協(xié)議用于數(shù)據(jù)包的尋址和路由，確保數(shù)據(jù)包能從源主機(jī)到達(dá)目標(biāo)主機(jī)。路由協(xié)議用于建立網(wǎng)絡(luò)的路由表，指導(dǎo)數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)。ICMP協(xié)議用于網(wǎng)絡(luò)診斷和錯(cuò)誤報(bào)告，比如網(wǎng)絡(luò)連接失敗或數(shù)據(jù)包丟失。ARP協(xié)議用于將IP地址轉(zhuǎn)換為物理地址，以便在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。運(yùn)輸層協(xié)議1TCP協(xié)議面向連接、可靠傳輸、字節(jié)流、流量控制和擁塞控制。2UDP協(xié)議無(wú)連接、不可靠傳輸、數(shù)據(jù)報(bào)、速度快。應(yīng)用層協(xié)議HTTP用于網(wǎng)頁(yè)瀏覽，是萬(wàn)維網(wǎng)的核心協(xié)議。FTP用于文件傳輸，支持上傳和下載文件。SMTP用于電子郵件發(fā)送，負(fù)責(zé)郵件的傳輸。POP3用于電子郵件接收，負(fù)責(zé)從服務(wù)器接收郵件。網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程1應(yīng)用層應(yīng)用層協(xié)議，例如HTTP、FTP2傳輸層TCP/UDP協(xié)議，提供端到端可靠性3網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包路由4數(shù)據(jù)鏈路層MAC地址，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)幀傳輸5物理層物理介質(zhì)，例如網(wǎng)線、無(wú)線信號(hào)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)（如計(jì)算機(jī)、路由器等）之間的連接方式，描述了網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間的物理或邏輯連接關(guān)系。不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。路由算法距離矢量路由每個(gè)路由器維護(hù)一個(gè)距離矢量表，記錄到達(dá)其他網(wǎng)絡(luò)的距離和下一跳路由器。鏈路狀態(tài)路由每個(gè)路由器維護(hù)一個(gè)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，包含網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)和鏈路的信息。層次路由將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)層次，不同層次使用不同的路由協(xié)議，提高路由效率。交換技術(shù)電路交換在通信之前建立一條物理連接，數(shù)據(jù)傳輸期間保持連接。分組交換將數(shù)據(jù)分成數(shù)據(jù)包，通過(guò)不同路徑傳輸，最后重組。報(bào)文交換將整個(gè)報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，適用于突發(fā)性通信。網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)Confidentiality保護(hù)敏感信息不被未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)者查看或獲取。Integrity確保信息在傳輸或存儲(chǔ)過(guò)程中不被修改或篡改。Availability保證系統(tǒng)或服務(wù)可供授權(quán)用戶訪問(wèn)和使用。網(wǎng)絡(luò)安全攻擊與防御攻擊類型常見(jiàn)攻擊類型包括拒絕服務(wù)攻擊、惡意代碼攻擊、網(wǎng)絡(luò)釣魚(yú)攻擊等防御措施防御措施包括防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)、反病毒軟件、安全策略等安全意識(shí)提高用戶安全意識(shí)是防御網(wǎng)絡(luò)攻擊的重要手段病毒與防病毒技術(shù)1病毒類型計(jì)算機(jī)病毒可分為引導(dǎo)型病毒、文件型病毒、宏病毒、網(wǎng)絡(luò)病毒等。2病毒傳播途徑病毒主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載、郵件附件、移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備等途徑傳播。3防病毒軟件防病毒軟件通過(guò)病毒庫(kù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、行為分析等技術(shù)來(lái)識(shí)別和防御病毒。4安全意識(shí)用戶應(yīng)養(yǎng)成良好的安全習(xí)慣，如謹(jǐn)慎打開(kāi)郵件附件、下載軟件等，并定期更新防病毒軟件。網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制身份驗(yàn)證使用用戶名和密碼或其他身份驗(yàn)證方法來(lái)識(shí)別用戶身份。授權(quán)根據(jù)用戶身份和權(quán)限，允許或拒絕訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源。審計(jì)記錄和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)活動(dòng)，以識(shí)別和處理安全威脅。網(wǎng)絡(luò)加密與認(rèn)證數(shù)據(jù)機(jī)密性確保只有授權(quán)用戶才能訪問(wèn)數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)被竊取或篡改。數(shù)據(jù)完整性保證數(shù)據(jù)在傳輸或存儲(chǔ)過(guò)程中不被惡意修改，確保數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。身份驗(yàn)證驗(yàn)證用戶的身份，確保用戶是合法用戶，防止他人冒充。網(wǎng)絡(luò)性能分析指標(biāo)5吞吐量網(wǎng)絡(luò)在單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。10延遲數(shù)據(jù)從源點(diǎn)到目的點(diǎn)的時(shí)間。100丟包率數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中丟失的數(shù)據(jù)包比例。1K抖動(dòng)網(wǎng)絡(luò)延遲變化的幅度。網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化策略1帶寬優(yōu)化選擇合適帶寬的網(wǎng)絡(luò)連接，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。2延遲優(yōu)化使用緩存、壓縮等技術(shù)減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，提高響應(yīng)速度。3路由優(yōu)化選擇最佳路由路徑，避免數(shù)據(jù)繞路，提高傳輸效率。無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)WLAN無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)，簡(jiǎn)稱WLAN。IEEE802.11WLAN標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，定義了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。設(shè)備無(wú)線路由器、無(wú)線網(wǎng)卡等。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)應(yīng)用移動(dòng)應(yīng)用已成為人們生活中不可或缺的一部分，提供各種服務(wù)，如社交、購(gòu)物、游戲和信息獲取。移動(dòng)支付移動(dòng)支付技術(shù)的發(fā)展，使人們能夠輕松便捷地進(jìn)行支付交易，極大地改變了人們的消費(fèi)習(xí)慣。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷演進(jìn)，為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)提供了高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸通道，推動(dòng)著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)萬(wàn)物互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)將各種物理設(shè)備、傳感器和軟件系統(tǒng)連接到互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸和分析。智能應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持智能家居、智慧城市、工業(yè)自動(dòng)化等各種應(yīng)用，提高效率和生活質(zhì)量。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)通過(guò)收集和分析物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，可以洞察趨勢(shì)、優(yōu)化流程和做出更明智的決策。云計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)云計(jì)算服務(wù)模型IaaS、PaaS和SaaS是云計(jì)算的主要服務(wù)模型，提供不同的資源和功能。云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)虛擬網(wǎng)絡(luò)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)是云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。云安全云安全包括數(shù)據(jù)加密、身份驗(yàn)證、訪問(wèn)控制和安全監(jiān)控等措施，以確保云環(huán)境的安全性和可靠性。網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)1網(wǎng)絡(luò)編程模型了解常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)編程模型，如套接字編程模型、事件驅(qū)動(dòng)模型等。2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議掌握TCP/IP協(xié)議族，特別是TCP、UDP、IP等協(xié)議的原理和使用。3網(wǎng)絡(luò)編程語(yǔ)言熟悉常用的網(wǎng)絡(luò)編程語(yǔ)言，如