计算机网络与网络安全PPT课件

1、长春大学旅游学院计算机教研室长春大学旅游学院计算机教研室2008年12月27日星期六第第6章章 计算机网络与网络安全计算机网络与网络安全p6.1 计算机网络概述计算机网络概述p6.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构p6.3 局域网和广域网技术局域网和广域网技术p6.4 网络安全网络安全p6.5 计算机病毒计算机病毒p6.6 网络黑客网络黑客p6.7 Internet基础基础p6.8 Internet应用应用2008年12月27日星期六6.1 计算机网络概述p6.1.1 计算机网络的形成和发展计算机网络的形成和发展p6.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类p6.1.3 计算机网络的组成

2、计算机网络的组成p6.1.4 计算机网络的主要功能与应用计算机网络的主要功能与应用p6.1.5 计算机网络设备计算机网络设备2008年12月27日星期六6.1.1 6.1.1 计算机网络的形成和发展计算机网络的形成和发展利用通信线路和通信设备，将分布在不同利用通信线路和通信设备，将分布在不同地点的具有独立功能的多个计算机系统连地点的具有独立功能的多个计算机系统连接起来，在网络软件的支持下，实现彼此接起来，在网络软件的支持下，实现彼此之间的数据通讯和资源共享的系统。之间的数据通讯和资源共享的系统。2008年12月27日星期六从简单到复杂经历了四个阶段： 1远程终端机阶段（以数据通信为主）远程终端

3、机阶段（以数据通信为主） 2计算机网络阶段（以资源共享为主）计算机网络阶段（以资源共享为主） 3计算机网络互联阶段（体系标准化）计算机网络互联阶段（体系标准化） 4信息高速公路阶段（以信息高速公路阶段（以Internet为核心）为核心）6.1.1 6.1.1 计算机网络的形成和发展计算机网络的形成和发展2008年12月27日星期六6.1.2 6.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类1.按网络覆盖的地理范围（按网络覆盖的地理范围（通信距离）通信距离）划分，划分，可将计算机网络划分为：可将计算机网络划分为：局域网局域网LAN、广域广域网网WAN和城域网和城域网MAN。 2008年12月27日星

4、期六网络关系如图：网络关系如图：2008年12月27日星期六p按网络使用者分：公用网和专用网。按网络使用者分：公用网和专用网。6.1.2 6.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类p按传输介质分：有线网络和无线网络。按传输介质分：有线网络和无线网络。n有线网络指采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质连接的网络。有线网络指采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质连接的网络。n无线网络采用微波、红外线、无线电等电磁波作为传输介质。无线网络采用微波、红外线、无线电等电磁波作为传输介质。2008年12月27日星期六p网络的网络的拓扑结构拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算是指网络中通信线路和站点（计算机

5、或设备）相互连接的几何形式。按照拓扑结构的机或设备）相互连接的几何形式。按照拓扑结构的不同，常见的计算机网络拓扑结构有：不同，常见的计算机网络拓扑结构有：总线型拓扑总线型拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构、网状拓扑结结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构、网状拓扑结构和树形拓扑结构构和树形拓扑结构等。等。 6.1.2 6.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类2008年12月27日星期六总线型拓扑结构总线型拓扑结构 总线形拓扑总线形拓扑2008年12月27日星期六星型拓扑结构星型拓扑结构 星形拓扑星形拓扑2008年12月27日星期六环形拓扑环形拓扑环型拓扑结构环型拓扑结构2008年12月27日星

6、期六网状拓扑网状拓扑网状拓扑结构网状拓扑结构2008年12月27日星期六树形拓扑树形拓扑树型拓扑结构树型拓扑结构2008年12月27日星期六6.1.3 6.1.3 计算机网络的组成计算机网络的组成p网络服务器网络服务器p网络工作站网络工作站p通信线路和通信设备通信线路和通信设备p通信协议通信协议 2008年12月27日星期六6.1.4 6.1.4 计算机网络的主要功能与应用计算机网络的主要功能与应用p1数据通信数据通信 p2资源共享资源共享p3计算机系统可靠性和可用性的提高计算机系统可靠性和可用性的提高p4易于进行分布处理易于进行分布处理2008年12月27日星期六6.1.5 6.1.5 计算

7、机网络设备计算机网络设备1.网络适配器网络适配器(网卡网卡) 2008年12月27日星期六6.1.5 6.1.5 计算机网络设备计算机网络设备2.中继器中继器 3.集线器（集线器（HUB） 2008年12月27日星期六6.1.5 6.1.5 计算机网络设备计算机网络设备4.网桥网桥 2008年12月27日星期六6.1.5 6.1.5 计算机网络设备计算机网络设备5.交换机交换机6.路由器路由器2008年12月27日星期六6.2 计算机网络体系结构p6.2.1 网络体系结构概述网络体系结构概述p6.2.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型p6.2.3 TCP/IP体系结构体

8、系结构2008年12月27日星期六6.2.1 6.2.1 网络体系结构概述网络体系结构概述OSI参考模型（七层）参考模型（七层）应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层2008年12月27日星期六6.2.1 6.2.1 网络体系结构概述网络体系结构概述2008年12月27日星期六6.2.2 ISO/OSI6.2.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型1物理层物理层物理层传输数据的单位是比特。物理层不是指连接计算机的具体物理层传输数据的单位是比特。物理层不是指连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体是什么，因为它们的种类非常多，的物理设备或具体的传输媒体是什么，因为它

9、们的种类非常多，物理层的作用是尽可能的屏蔽这些差异，对它的高层即数据链路物理层的作用是尽可能的屏蔽这些差异，对它的高层即数据链路层提供统一的服务。所以物理层主要关心的是在连接各种计算机层提供统一的服务。所以物理层主要关心的是在连接各种计算机的传输媒体上传输数据的比特流。的传输媒体上传输数据的比特流。 2008年12月27日星期六6.2.2 ISO/OSI6.2.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型2数据链路层数据链路层 数据链路层传输数据的单位是帧，数据帧的帧格式中包括的信息有：数据链路层传输数据的单位是帧，数据帧的帧格式中包括的信息有：地址信息部分、控制信息部分、数据部

10、分、校验信息部分。数据链路地址信息部分、控制信息部分、数据部分、校验信息部分。数据链路层的主要作用是通过数据链路层协议（即链路控制规程），在不太可层的主要作用是通过数据链路层协议（即链路控制规程），在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。靠的物理链路上实现可靠的数据传输。在数据链路层还要控制发送方的发送速率必须使接收方来得及接收。在数据链路层还要控制发送方的发送速率必须使接收方来得及接收。当接收方来不及接收时，就必须及时地控制发送方的发送速率，即在当接收方来不及接收时，就必须及时地控制发送方的发送速率，即在数据链路层要解决流量控制的问题。数据链路层要解决流量控制的问题。 2008年12月27

11、日星期六6.2.2 ISO/OSI6.2.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型3网络层网络层 网络层传送的数据单位是报文分组或包。在计算机网络中进行通信的两网络层传送的数据单位是报文分组或包。在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能要经过许多个结点和链路，也可能还要经过好几个路个计算机之间可能要经过许多个结点和链路，也可能还要经过好几个路由器所连接的通信子网。网络层的任务就是要选择最佳的路由，使发送由器所连接的通信子网。网络层的任务就是要选择最佳的路由，使发送站的运输层所传下来的报文能够正确无误地按照目的地址找到目的站，站的运输层所传下来的报文能够正确无误地按照目的地址

12、找到目的站，并交付给目的站的运输层。这就是网络层的路由选择功能。路由选择的并交付给目的站的运输层。这就是网络层的路由选择功能。路由选择的好坏在很大程度上决定了网络的性能，如网络吞吐量（在一个特定的时好坏在很大程度上决定了网络的性能，如网络吞吐量（在一个特定的时间内成功发送数据包的数量），平均延迟时间、资源的有效利用率等。间内成功发送数据包的数量），平均延迟时间、资源的有效利用率等。 2008年12月27日星期六6.2.2 ISO/OSI6.2.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型4传输层传输层 OSI（开放式系统互连）所定义的传输层正好是七层的中间一层，（开放式系统互连）

13、所定义的传输层正好是七层的中间一层，是通信子网（下面是通信子网（下面3层）和资源子网（上面层）和资源子网（上面3层）的分界线，它屏蔽层）的分界线，它屏蔽通信子网的不同，使高层用户感觉不到通信子网的存在。它完成资源通信子网的不同，使高层用户感觉不到通信子网的存在。它完成资源子网中两结点的直接逻辑通信，实现通信子网中端到端的透明传输。子网中两结点的直接逻辑通信，实现通信子网中端到端的透明传输。传输层信息的传送单位是报文。传输层的基本功能是从会话层接传输层信息的传送单位是报文。传输层的基本功能是从会话层接收数据报文，并且当所发送的报文较长时，在传输层先要把它分割成收数据报文，并且当所发送的报文较长时

14、，在传输层先要把它分割成若干个报文分组，然后再交给它的下一层（即网络层）进行传输。另若干个报文分组，然后再交给它的下一层（即网络层）进行传输。另外，这一层还负责报文错误的确认和恢复，以确保信息的可靠传递。外，这一层还负责报文错误的确认和恢复，以确保信息的可靠传递。2008年12月27日星期六6.2.2 ISO/OSI6.2.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型5会话层会话层 会话层允许不同机器上的用户建立会话关系，目的是完成正常的数会话层允许不同机器上的用户建立会话关系，目的是完成正常的数据交换，并提供了对某些应用的增强服务会话，也可被用于远程登据交换，并提供了对某些应用

15、的增强服务会话，也可被用于远程登录到分时系统或在两个机器间传递文件。会话层对高层提供的服务录到分时系统或在两个机器间传递文件。会话层对高层提供的服务主要是主要是“管理会话管理会话”。另一种服务叫。另一种服务叫“同步服务同步服务”。会话层的主要功能归结为：允许在不同主机上的各种进程间进行会会话层的主要功能归结为：允许在不同主机上的各种进程间进行会话。话。 2008年12月27日星期六6.2.2 ISO/OSI6.2.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型6表示层表示层 表示层管理这些抽象数据结构，并且在计算机内部表示和网络的标表示层管理这些抽象数据结构，并且在计算机内部表示和

16、网络的标准表示法之间进行转换。准表示法之间进行转换。表示层的另一功能是数据的加密和解密，为了防止数据在通信子网表示层的另一功能是数据的加密和解密，为了防止数据在通信子网中传输时被窃听和篡改，发送方的表示层将要传送的报文进行加密后中传输时被窃听和篡改，发送方的表示层将要传送的报文进行加密后再传输，接收方的表示层在收到密文后，对其进行解密，把解密后还再传输，接收方的表示层在收到密文后，对其进行解密，把解密后还原的原始报文传送给应用层。原的原始报文传送给应用层。表示层所提供的功能还有文本的压缩功能，目的是尽可能的减小数表示层所提供的功能还有文本的压缩功能，目的是尽可能的减小数据量，以满足一般通信带宽

17、的要求，提高线路利用率，从而节省经费。据量，以满足一般通信带宽的要求，提高线路利用率，从而节省经费。综上所述，表示层是为上层提供共同需要数据或信息语法的表示变综上所述，表示层是为上层提供共同需要数据或信息语法的表示变换。换。 2008年12月27日星期六6.2.2 ISO/OSI6.2.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型7应用层。应用层。应用层是应用层是OSI网络协议体系结构的最高层，应用层提供完成特定网络网络协议体系结构的最高层，应用层提供完成特定网络功能服务所需要的各种应用协议。应用层的一个主要解决是虚拟终端的功能服务所需要的各种应用协议。应用层的一个主要解决是虚拟

18、终端的问题。问题。另一个功能是文件传输协议另一个功能是文件传输协议FTP。计算机网络中各计算机都有自己的。计算机网络中各计算机都有自己的文件管理系统，由于各台机器的字长、字符集、编码等存在着差异，文文件管理系统，由于各台机器的字长、字符集、编码等存在着差异，文件的组织和数据表示又因机器而各不相同，这就给数据、文件在计算机件的组织和数据表示又因机器而各不相同，这就给数据、文件在计算机之间的传送带来不便，有必要在全网范围内建立一个公用的文件传送规之间的传送带来不便，有必要在全网范围内建立一个公用的文件传送规则，即文件传送协议。应用层还有电子邮件的功能，电子邮件系统是用则，即文件传送协议。应用层还有

19、电子邮件的功能，电子邮件系统是用电子方式代替邮局进行传递信件的系统。电子方式代替邮局进行传递信件的系统。2008年12月27日星期六6.3 6.3 局域网与广域网技术局域网与广域网技术p6.3.1 局域网技术局域网技术p6.3.2 广域网技术广域网技术2008年12月27日星期六6.3.1 6.3.1 局域网技术局域网技术p局域网是一个通信网络，它仅提供通信功能。局域网包含了物理局域网是一个通信网络，它仅提供通信功能。局域网包含了物理层和数据链路层的功能，所以连到局域网的数据通信设备必须加层和数据链路层的功能，所以连到局域网的数据通信设备必须加上高层协议和网络软件才能组成计算机网络。局域网连接

20、的是数上高层协议和网络软件才能组成计算机网络。局域网连接的是数据通信设备，包括据通信设备，包括PC、工作站、服务器等大、中、小型计算机，、工作站、服务器等大、中、小型计算机，终端设备和各种计算机外围设备。由于局域网传输距离有限，网终端设备和各种计算机外围设备。由于局域网传输距离有限，网络覆盖的范围小、数据传输率高（可到络覆盖的范围小、数据传输率高（可到10000Mbps）、传输延）、传输延时小、误码率低、价格便宜、一般是某一单位组织所拥有等特点时小、误码率低、价格便宜、一般是某一单位组织所拥有等特点 。2008年12月27日星期六6.3.2 6.3.2 广域网技术广域网技术p广域网是由一些结点

21、交换机以及连接这些交换机的链路组成，广域网是由一些结点交换机以及连接这些交换机的链路组成，这些链路一般采用光纤线路或点对点的卫星链路等高速链路，这些链路一般采用光纤线路或点对点的卫星链路等高速链路，其距离没有限制。结点交换机的交换方式采用报文分组的存贮其距离没有限制。结点交换机的交换方式采用报文分组的存贮转发方式，而且为了提高网络的可靠性，结点交换机同时与多转发方式，而且为了提高网络的可靠性，结点交换机同时与多个结点交换机相连，目的是给某两个结点交换机之间提供多条个结点交换机相连，目的是给某两个结点交换机之间提供多条冗余的链路，这样当某个结点交换机或线路出现问题时不至于冗余的链路，这样当某个结

22、点交换机或线路出现问题时不至于影响整个网络运行。影响整个网络运行。2008年12月27日星期六6.4 6.4 网络安全网络安全p网络安全指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，网络安全指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，避免因偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，保证避免因偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，保证系统能连续、可靠正常地运行。其特征是针对网络本身可能存系统能连续、可靠正常地运行。其特征是针对网络本身可能存在的安全问题，实施网络安全方案，以保证计算机网络自身的在的安全问题，实施网络安全方案，以保证计算机网络自身的安全性为目标。网络安全本质上就是网络

23、信息的安全问题。安全性为目标。网络安全本质上就是网络信息的安全问题。 2008年12月27日星期六6.5 6.5 计算机病毒计算机病毒p计算机病毒计算机病毒是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的一组计功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。算机指令或者程序代码。2008年12月27日星期六6.6 6.6 网络黑客网络黑客p1获取口令获取口令p2放置特洛伊木马程序放置特洛伊木马程序 p3WWW的欺骗技术的欺骗技术p4电子邮件攻击电子邮件攻击p5通过一个节点来攻击其他节

24、点通过一个节点来攻击其他节点 p6网络监听网络监听 p7寻找系统漏洞寻找系统漏洞p8利用帐号进行攻击利用帐号进行攻击 黑客攻击方黑客攻击方法法2008年12月27日星期六6.7 Internet6.7 Internet基础基础p6.7.1 Internet6.7.1 Internet概述概述p6.7.2 Internet6.7.2 Internet的接入方式的接入方式p6.7.3 IP6.7.3 IP地址和域名系统地址和域名系统p6.7.4 Internet6.7.4 Internet网络协议网络协议2008年12月27日星期六6.7.1 Internet6.7.1 Internet概述概述

25、Internet是世界上最大的互联网络，遵循是世界上最大的互联网络，遵循一定协议自由发展的国际互联网，它利用覆盖一定协议自由发展的国际互联网，它利用覆盖全球的通讯系统使各类计算机网络及个人计算全球的通讯系统使各类计算机网络及个人计算机联通，从而实现智能化的信息交流和资源共机联通，从而实现智能化的信息交流和资源共享。享。2008年12月27日星期六6.7.2 Internet6.7.2 Internet的接入方式的接入方式p普通电话线普通电话线pX.25分组交换网分组交换网pDDN专线专线p微波专线微波专线pISDN接入方式接入方式pLAN接入方式接入方式pXDSL接入方式接入方式pHFC接入方

26、式接入方式p光纤接入方式光纤接入方式p无线接入方式无线接入方式p电力线接入方式电力线接入方式2008年12月27日星期六6.7.3 IP6.7.3 IP地址和域名系统地址和域名系统p1.IP地址的格式地址的格式 Internet的网络地址是指连入的网络地址是指连入Internet网络的计网络的计算机地址编号，它类似电话号码。在算机地址编号，它类似电话号码。在Internet网络中，网网络中，网络地址惟一标识一台计算机。因此，络地址惟一标识一台计算机。因此，Internet中计算机的中计算机的地址编号就称为地址编号就称为IP地址。地址。 IP地址占用地址占用4个字节（个字节（32个二进制位），用

27、个二进制位），用4组十进组十进制数字表示，每组数字取值范围为制数字表示，每组数字取值范围为0255，相邻两组数字，相邻两组数字之间用圆点分隔，例如：之间用圆点分隔，例如：04。2008年12月27日星期六p2.IP地址类型地址类型6.7.3 IP6.7.3 IP地址和域名系统地址和域名系统类 型第一字节数字范围应 用A 1127大型网络B 128191中等规范网络C 192223校园网D 224239备用E 240254试验用2008年12月27日星期六p3.域名系统域名系统6.7.3 IP6.7.3 IP地址和域名系统地址和域名系统n域名管理系统域名管理系统DNS：用域名：用域名DN来表示每台主机的来表示每台主机的地址，即用一个文字名称来命名网上的每台主机，地址，即用一个文字名称来命名网上的每台主机，使域名与使域名与IP地址一一对应。地址一一对应。n基本结构如下：基本结构如下：n主机名主机名.单位名单位名.类型名类型名.国家或地区代码国家或地区代码n如如2008年12月27日星期六国家中国瑞典英国法国德国日本加拿大澳大利亚国家代码cnseukfrdejpcaAu类别域名使用范围edu教育机构gov政府部门mil军事部门Net网络服务