【大学课件】本科网络课程讲义：计算机网络课程复习提纲

计算机网络课程复习提纲本讲义包含计算机网络课程的核心知识点，帮助学生高效复习，掌握关键概念和技能。计算机网络基础知识网络定义计算机网络是指将多个计算机系统通过通信线路和设备连接起来，实现数据共享和资源共享的系统。网络分类根据网络覆盖范围和使用目的，可分为局域网(LAN)、城域网(MAN)和广域网(WAN)。网络拓扑结构网络拓扑结构是指网络中各节点之间的物理连接方式，如星型、总线型、环型、树型等。网络协议网络协议是计算机网络中各节点之间进行数据交换的规则和标准，例如TCP/IP协议。计算机网络的组成1硬件包括计算机、网络设备、传输介质等。例如：服务器、路由器、交换机、网线、光纤等2软件包括网络操作系统、网络协议、网络应用程序等。例如：WindowsServer、Linux、TCP/IP协议、浏览器等3资源网络中的共享资源，包括数据、软件、硬件等。例如：共享文件、数据库、网络打印机等物理层传输介质信号编码网络接口数据链路层数据帧数据链路层将来自网络层的网络数据报封装成数据帧，并在数据帧头部添加数据链路层控制信息。MAC地址数据链路层使用MAC地址作为数据帧的发送和接收地址，用于在局域网内识别和寻址节点。访问控制数据链路层负责控制对网络资源的访问，并防止冲突和数据丢失。错误检测数据链路层使用校验和等机制，检测数据帧在传输过程中的错误。网络层IP地址网络层使用IP地址来识别网络中的每个设备。路由器路由器负责数据包的转发，通过路由表找到最佳路径。数据包封装网络层将数据封装成数据包，包括源IP地址和目标IP地址。运输层1进程间通信运输层提供进程之间通信的服务。2数据传输控制运输层负责数据传输的可靠性、流量控制、拥塞控制等。3端口号识别每个进程都有一个唯一的端口号，运输层利用端口号来识别不同的进程。应用层应用层协议应用层协议定义了网络应用程序如何相互通信，例如HTTP、FTP、SMTP等。用户服务应用层为用户提供各种网络服务，例如电子邮件、文件传输、网页浏览等。网络应用程序各种网络应用程序，如浏览器、电子邮件客户端、FTP客户端等，都依赖于应用层协议。网络模型比较计算机网络模型是描述网络体系结构的抽象模型，它将网络分成若干层，每一层都负责特定的功能，并通过接口与相邻层进行交互。常用的网络模型包括OSI七层模型和TCP/IP五层模型。OSI七层模型更注重理论，将网络分为七层，每一层都有其独特的任务，例如物理层负责数据传输，数据链路层负责数据帧的传输，网络层负责数据包的路由，传输层负责数据流的可靠传输，会话层负责建立和维护网络连接，表示层负责数据格式的转换，应用层负责提供网络应用服务。TCP/IP五层模型更注重实际应用，将网络分为五层，每一层负责特定的功能，例如物理层负责数据传输，数据链路层负责数据帧的传输，网络层负责数据包的路由，传输层负责数据流的可靠传输，应用层负责提供网络应用服务。TCP/IP五层参考模型TCP/IP模型是互联网的核心模型，它将网络功能划分为五个层次：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。每一层都负责特定的功能，并通过协议与相邻层进行交互，以实现网络通信。物理层协议编码将数据转换成适合传输的信号形式。调制将数字信号转换成模拟信号，便于在物理介质上传输。传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤等。接口定义了物理层设备之间的连接方式和信号传输规则。数据链路层协议以太网协议最常用的局域网协议，支持多种网络拓扑结构，传输效率高，但安全性较低。无线局域网协议基于无线电波传输数据，灵活方便，但传输速率和安全性相对较低。光纤协议使用光纤进行数据传输，传输速率快，抗干扰能力强，但成本较高。网络层协议IP协议用于数据包的寻址和路由，确保数据包能从源主机到达目标主机。路由协议用于建立网络的路由表，指导数据包在网络中转发。ICMP协议用于网络诊断和错误报告，比如网络连接失败或数据包丢失。ARP协议用于将IP地址转换为物理地址，以便在局域网内进行数据传输。运输层协议1TCP协议面向连接、可靠传输、字节流、流量控制和拥塞控制。2UDP协议无连接、不可靠传输、数据报、速度快。应用层协议HTTP用于网页浏览，是万维网的核心协议。FTP用于文件传输，支持上传和下载文件。SMTP用于电子邮件发送，负责邮件的传输。POP3用于电子邮件接收，负责从服务器接收邮件。网络通信过程1应用层应用层协议，例如HTTP、FTP2传输层TCP/UDP协议，提供端到端可靠性3网络层IP协议，负责数据包路由4数据链路层MAC地址，负责数据帧传输5物理层物理介质，例如网线、无线信号计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构是指网络中各节点（如计算机、路由器等）之间的连接方式，描述了网络中各节点之间的物理或逻辑连接关系。不同的拓扑结构具有不同的优点和缺点，需要根据实际情况选择合适的拓扑结构。路由算法距离矢量路由每个路由器维护一个距离矢量表，记录到达其他网络的距离和下一跳路由器。链路状态路由每个路由器维护一个链路状态数据库，包含网络中所有节点和链路的信息。层次路由将网络划分为多个层次，不同层次使用不同的路由协议，提高路由效率。交换技术电路交换在通信之前建立一条物理连接，数据传输期间保持连接。分组交换将数据分成数据包，通过不同路径传输，最后重组。报文交换将整个报文存储转发，适用于突发性通信。网络安全基础Confidentiality保护敏感信息不被未经授权的访问者查看或获取。Integrity确保信息在传输或存储过程中不被修改或篡改。Availability保证系统或服务可供授权用户访问和使用。网络安全攻击与防御攻击类型常见攻击类型包括拒绝服务攻击、恶意代码攻击、网络钓鱼攻击等防御措施防御措施包括防火墙、入侵检测系统、反病毒软件、安全策略等安全意识提高用户安全意识是防御网络攻击的重要手段病毒与防病毒技术1病毒类型计算机病毒可分为引导型病毒、文件型病毒、宏病毒、网络病毒等。2病毒传播途径病毒主要通过网络下载、邮件附件、移动存储设备等途径传播。3防病毒软件防病毒软件通过病毒库、实时监控、行为分析等技术来识别和防御病毒。4安全意识用户应养成良好的安全习惯，如谨慎打开邮件附件、下载软件等，并定期更新防病毒软件。网络访问控制身份验证使用用户名和密码或其他身份验证方法来识别用户身份。授权根据用户身份和权限，允许或拒绝访问网络资源。审计记录和监控网络访问活动，以识别和处理安全威胁。网络加密与认证数据机密性确保只有授权用户才能访问数据，防止数据被窃取或篡改。数据完整性保证数据在传输或存储过程中不被恶意修改，确保数据真实可靠。身份验证验证用户的身份，确保用户是合法用户，防止他人冒充。网络性能分析指标5吞吐量网络在单位时间内传输的数据量。10延迟数据从源点到目的点的时间。100丢包率数据传输过程中丢失的数据包比例。1K抖动网络延迟变化的幅度。网络性能优化策略1带宽优化选择合适带宽的网络连接，避免网络拥塞。2延迟优化使用缓存、压缩等技术减少数据传输时间，提高响应速度。3路由优化选择最佳路由路径，避免数据绕路，提高传输效率。无线局域网技术WLAN无线局域网技术，简称WLAN。IEEE802.11WLAN标准规范，定义了无线网络的物理层和数据链路层。设备无线路由器、无线网卡等。移动互联网技术移动应用移动应用已成为人们生活中不可或缺的一部分，提供各种服务，如社交、购物、游戏和信息获取。移动支付移动支付技术的发展，使人们能够轻松便捷地进行支付交易，极大地改变了人们的消费习惯。移动网络移动网络技术的不断演进，为移动互联网提供了高速、稳定的数据传输通道，推动着移动互联网的快速发展。物联网技术万物互联物联网将各种物理设备、传感器和软件系统连接到互联网，实现数据的实时采集、传输和分析。智能应用物联网技术支持智能家居、智慧城市、工业自动化等各种应用，提高效率和生活质量。数据驱动通过收集和分析物联网数据，可以洞察趋势、优化流程和做出更明智的决策。云计算与网络技术云计算服务模型IaaS、PaaS和SaaS是云计算的主要服务模型，提供不同的资源和功能。云计算网络架构虚拟网络、软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)是云计算网络的关键技术。云安全云安全包括数据加密、身份验证、访问控制和安全监控等措施，以确保云环境的安全性和可靠性。网络编程基础1网络编程模型了解常见的网络编程模型，如套接字编程模型、事件驱动模型等。2网络协议掌握TCP/IP协议族，特别是TCP、UDP、IP等协议的原理和使用。3网络编程语言熟悉常用的网络编程语言，如