《网络基础知识讲座》课件

网络基础知识讲座欢迎来到网络基础知识讲座！我们将深入探讨网络技术的核心概念、协议和应用，为您的网络知识打下坚实的基础。课程大纲课程介绍了解网络基础知识讲座的背景、目标和意义。网络基础知识涵盖网络的基本概念、发展历史、分类、组成部分和协议。网络设备讲解常见网络设备的工作原理和功能，如路由器、交换机、防火墙等。网络安全介绍常见的网络安全问题，以及相应的防护措施和安全策略。什么是计算机网络计算机网络是指将多个计算机系统通过通信线路连接起来，并按照一定的协议进行数据交换的系统。它可以使不同地理位置的计算机之间实现信息共享和资源互连，方便人们进行数据处理、信息交流和协同工作。计算机网络通常由硬件设备、软件系统和通信协议组成。硬件设备包括计算机、网络设备、通信线路等；软件系统包括网络操作系统、网络应用程序等；通信协议是用来规定网络通信规则和格式的规范。网络的历史发展1现代网络互联网和移动网络2局域网共享资源和连接设备3广域网连接不同地理位置的网络4早期网络数据传输和电话网络网络技术经历了漫长的发展历程，从早期的数据传输和电话网络，到局域网、广域网，再到如今的互联网和移动网络。网络技术不断发展，改变了人们的生活和工作方式。网络的分类按传输介质分类有线网络使用物理电缆传输数据。例如，以太网电缆和光纤。无线网络使用无线电波传输数据。例如，Wi-Fi和蓝牙。按覆盖范围分类个人局域网（PAN）连接个人设备。例如，蓝牙耳机。局域网（LAN）连接同一建筑物内的设备。例如，家庭网络和办公室网络。城域网（MAN）连接同一城市内的多个网络。广域网（WAN）连接不同地理位置的网络。例如，互联网。网络的组成部分网络设备网络设备是网络的核心，负责数据传输和网络管理。网络节点网络节点是指连接到网络的任何设备，例如电脑、手机等。网络介质网络介质是数据传输的物理通道，例如网线、无线信号等。网络协议网络协议是规定数据传输格式和规则的标准，确保网络设备之间能够相互通信。网络协议体系结构11.协议层级网络协议体系结构将网络通信分成多个层级，每个层级负责特定的功能。22.协议标准不同层级之间使用特定的协议标准，确保不同设备之间的互联互通。33.协议交互每个层级通过协议交互，实现数据封装、传递和解析，完成网络通信。44.常见模型常见的网络协议体系结构模型包括OSI模型和TCP/IP模型。OSI参考模型OSI参考模型是一种分层模型，将网络通信过程抽象成七个层次。每个层次负责特定的功能，例如物理层负责传输数据，数据链路层负责数据帧的封装和解封装。OSI参考模型是一种理论模型，但它为网络协议的开发和标准化提供了框架。TCP/IP参考模型TCP/IP模型是互联网的核心协议模型，由四层组成：应用层、传输层、网络层和网络接口层。它描述了网络中数据传输的流程和规则，为网络设备之间进行数据通信提供了标准化规范。TCP/IP模型与OSI模型在层次结构和功能方面存在差异，但它们都旨在实现网络通信的目标，是现代网络技术的基础。常见网络设备路由器路由器负责将网络数据包转发到正确的目的地，是网络的核心设备。交换机交换机用于连接多个网络设备，并根据MAC地址转发数据包。网卡网卡是计算机连接网络的硬件接口，负责将数据从计算机传递到网络。集线器集线器是最简单的网络设备，它将网络设备连接在一起，但无法识别数据包的目的地。物理层介绍1物理层概述物理层是网络体系结构的最底层，负责数据的物理传输。它定义了数据在物理介质上的传输方式，例如电信号、光信号或无线电波。2物理层功能物理层主要负责以下功能：建立物理连接，确保数据在物理介质上的可靠传输，以及处理数据编码和信号转换。3物理层协议物理层使用各种协议来规范数据传输的物理特性，例如网线、光纤和无线电波的类型、数据传输速率和信号编码方式。数据链路层介绍数据链路层的功能数据链路层负责在相邻节点之间传输数据帧，包括将数据分组封装成帧，以及进行错误检测和流量控制。数据链路层的协议以太网协议令牌环协议帧中继协议数据链路层的重要概念MAC地址、帧格式、广播、冲突检测等，这些概念是数据链路层实现的关键。数据链路层与网络层的区别数据链路层负责在物理层基础上进行数据传输，网络层负责将数据包从源主机传递到目标主机。网络层介绍1网络层功能数据包路由2逻辑地址IP地址3网络互连不同网络之间通信网络层负责数据包在不同网络之间的传输，使用IP地址作为逻辑地址。传输层介绍传输层的功能提供端到端的通信服务，保证数据传输的可靠性和有序性。传输层的协议TCP和UDP是两种常用的传输层协议，分别提供面向连接和无连接的服务。TCP协议特点可靠性、有序性、流量控制、拥塞控制等特点，适用于对数据传输质量要求较高的应用。UDP协议特点简单高效、速度快、无连接，适用于实时性要求高、对数据丢失容忍度高的应用。会话层介绍1会话建立连接双方建立会话，进行数据传输准备。2数据传输数据在会话连接中双向传输。3会话管理维护连接，控制会话的生命周期。4会话终止连接断开，结束数据传输。会话层负责建立、管理和终止应用进程之间的通信会话。会话层为应用层提供可靠的、面向连接的数据传输服务，保证数据有序、完整地传递。表示层介绍1数据格式转换不同应用层使用不同数据格式2数据加密解密确保数据安全传输3数据压缩解压缩提高数据传输效率表示层负责将数据转换为适合网络传输的格式，并对数据进行加密、压缩等操作。它将应用层的数据转换成网络层可以理解的格式，并确保数据安全可靠地传输。应用层介绍1应用层概述应用层是网络模型中最靠近用户的层次，负责与用户交互，提供各种网络服务，如电子邮件、文件传输和网页浏览。2应用层协议应用层协议定义了应用层之间通信的规则，例如HTTP、FTP、SMTP、DNS等。3应用层功能应用层负责将用户请求转换为网络数据，并根据网络数据完成用户操作，提供各种网络服务。IP地址的概念定义IP地址是互联网协议地址，是分配给连接到互联网的每个设备的唯一标识符。IP地址用于在网络中定位设备，使它们能够互相通信。作用IP地址是网络通信的基础，它允许数据包在不同的计算机之间进行传输。IP地址就像每个人的身份证号码，用于识别和区分不同的设备。IPv4地址IPv4地址是互联网协议版本4的地址。它是网络中标识设备的唯一标识符。它由32位二进制数字组成，通常用点分十进制表示。例如，是一个IPv4地址，它由四个十进制数组成，每个数字之间用点隔开，每个数字范围在0到255之间。IPv4地址分为两个部分：网络地址和主机地址。网络地址标识网络，主机地址标识网络中的特定设备。IPv6地址IPv6地址IPv4地址128位32位使用冒号分隔使用点分十进制表示支持更大的地址空间地址空间有限更安全，提供更好的安全功能安全性较低IPv6是互联网协议的下一代版本，与IPv4相比，IPv6提供了更大的地址空间，更强的安全性和更好的性能。IPv6地址采用128位表示，使用冒号分隔，例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。子网划分优化网络资源子网划分可以有效地将大型网络划分为更小的子网络，以提高网络效率，并增强网络安全性。简化网络管理通过子网划分，管理员可以更容易地管理和维护网络，提高网络性能，并减少故障排查时间。提高安全性子网划分可以隔离网络流量，限制不同网络之间的访问权限，从而提高网络安全性。路由器的工作原理1接收数据包路由器首先接收来自网络的网络数据包2分析数据包路由器分析数据包的目的地IP地址3查找路由表路由器查询路由表，寻找前往目的地的最佳路径4转发数据包根据路由表信息，路由器将数据包转发到合适的下一跳网络路由器是网络中负责数据包转发的设备，连接多个网络或子网，并根据网络地址将数据包发送到正确的目的地。路由器使用路由表来确定数据包应该转发到哪个网络接口。交换机的工作原理1数据帧转发交换机通过MAC地址表，将数据帧转发到正确的端口。2MAC地址学习交换机通过接收数据帧，学习连接到每个端口的设备的MAC地址。3广播域分割交换机将网络划分为多个广播域，减少网络冲突和广播风暴。防火墙的工作原理数据包检查防火墙检查每个进出网络的数据包，根据预设规则决定是否允许通过。规则匹配规则可以基于源地址、目的地址、端口号、协议类型等信息，识别合法流量和恶意流量。阻止恶意流量防火墙阻止来自网络攻击者的流量，例如拒绝服务攻击、病毒传播和黑客入侵。日志记录防火墙记录所有通过和被阻止的网络流量，方便管理员监控和分析网络安全事件。DNS服务器介绍域名解析DNS服务器的主要功能是将域名解析为IP地址，方便用户访问网站和其他网络资源。层次结构DNS服务器采用层次结构，分为根服务器、顶级域名服务器、二级域名服务器等，形成一个分布式的域名解析系统。缓存机制DNS服务器会缓存解析结果，提高域名解析效率，减少对根服务器的查询次数。常见网络安全问题11.病毒和恶意软件病毒会破坏数据，恶意软件会窃取信息。22.网络钓鱼攻击欺骗用户提供敏感信息，例如银行账户密码。33.数据泄露未经授权访问敏感信息，导致数据泄露。44.分布式拒绝服务攻击攻击者利用大量设备发送流量，使网络服务不可用。网络安全防护措施防火墙防火墙是网络安全的基础，可阻止来自外部的恶意访问和攻击，保护内部网络的安全。防病毒软件防病毒软件可以检测和清除计算机上的病毒、蠕虫和木马等恶意软件，确保计算机的安全性。密码管理使用强密码，并定期更换密码，避免使用相同的密码登录多个账户，提升账户安全。网络安全意识提高网络安全意识，了解常见的网络攻击方式和防御措施，避免被网络攻击。网络故障诊断与排查1问题识别用户无法访问网络或网络速度变慢，网络设备无法正常工作，网络安全事件发生。2故障定位通过网络工具和命令，分析网络拓扑结构，查看设备运行状态，检查网络配置，排查故障原因。3故障排除重启设备，修改配置参数，更新设备固件，修复硬件故障，采取安全措施，恢复网