网络技术基础课件

网络技术基础本课程介绍网络技术的基础知识，包括网络模型、网络协议、网络设备和网络安全等。学习本课程能够帮助您了解网络工作原理，掌握网络配置和管理技能，为深入学习网络相关专业知识打下坚实基础。课程简介课程目标帮助学生掌握网络技术的核心概念和应用，为学生未来发展奠定基础。目标群体本课程适合对网络技术感兴趣的初学者，以及希望进一步提升网络知识的学生。课程内容涵盖网络基础知识、网络协议、网络设备和网络安全等方面。网络简介网络是一种互连的计算机系统，通过通信线路和网络设备将多个计算机或设备连接在一起。网络使信息共享、资源访问、协同工作和娱乐成为可能。网络类型多种多样，从小型局域网(LAN)到覆盖全球的互联网(Internet)，满足不同规模和用途的需求。网络的分类1按规模广域网（WAN）连接距离较远，例如连接多个城市或国家，用于长距离通信。2按拓扑结构星型、总线型、环型等，不同的拓扑结构具有不同的特点，适用于不同的应用场景。3按传输介质有线网络和无线网络，有线网络使用电缆传输数据，无线网络使用无线电波传输数据。4按应用领域例如企业网络、家庭网络、移动网络等，不同的应用领域对网络的功能和性能要求不同。网络体系结构1网络拓扑描述网络中设备和连接的物理布局。2网络协议定义网络设备之间如何通信的规则。3网络服务提供网络功能，如电子邮件、网页浏览等。网络体系结构定义网络的组织方式，包含拓扑、协议和服务等关键要素。了解网络体系结构有助于理解网络的工作原理和如何设计和管理网络。OSI参考模型OSI模型是开放式系统互连参考模型，描述网络协议的层次结构。它将网络通信过程划分为7层，每一层都有特定功能。物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层TCP/IP参考模型分层结构TCP/IP模型将网络通信划分为四个层次，每个层次负责特定的功能。互联网基础TCP/IP模型是互联网的基础协议，它定义了网络数据传输和通信规则。网络互联TCP/IP模型允许不同类型的网络和设备互连，实现数据共享。物理层物理连接物理层定义了网络中设备之间的物理连接方式，包括电气特性、机械特性、过程特性和功能特性。数据传输物理层负责将数据以比特流的形式在物理介质上传输，例如通过电缆、光纤或无线信号。数据编码物理层负责将数据转换为可传输的信号，以及将接收到的信号还原为数据。网络设备物理层包括网络接口卡（NIC）、集线器、中继器等设备，用于实现物理连接和信号传输。数据链路层11.帧数据链路层将数据分组为帧，并添加帧头和帧尾。22.介质访问控制控制多个设备共享同一通信介质，避免冲突。33.访问控制负责数据帧的发送和接收，提供数据链路层服务。44.差错控制检测和纠正数据传输过程中的错误，确保数据完整性。网络层网络层的功能网络层负责将数据报从源主机传递到目标主机，同时考虑网络的拓扑结构和网络流量。它将数据报分解成更小的数据包，并在不同网络之间进行路由选择，以确保数据报顺利到达目的地。网络层协议网络层最常用的协议是IP协议（InternetProtocol），它负责为每个网络设备分配唯一的IP地址。另外，网络层还包括一些其他协议，例如ICMP协议（InternetControlMessageProtocol），用于发送错误信息和诊断网络连接问题。IP协议网络地址IP地址是互联网上每个设备的唯一标识符，用于识别和定位设备。数据包路由IP协议定义了数据包在网络中的传输规则，确保数据包能够在不同网络之间传输。数据包分割IP协议可以将大型数据包分割成多个较小的数据包，以便在网络中传输。数据包重组接收端可以将接收到的多个数据包重新组装成原始数据包。路由算法最短路径算法计算网络节点之间最短路径，以确定数据包传输的最优路径。泛洪算法将数据包广播到所有连接的节点，直到到达目的地。距离矢量算法每个路由器维护一张距离矢量表，记录到其他节点的距离和下一跳路由器信息。链路状态算法每个路由器收集网络中所有节点的链路状态信息，计算全局最优路径。传输层数据传输传输层负责将应用层的数据分成数据段，并在数据段中添加端口信息和校验和信息，以便数据能够正确地到达目标主机。连接管理传输层提供两种主要协议：TCP和UDP。TCP是一种面向连接的协议，而UDP是一种无连接的协议。数据可靠性传输层还提供数据可靠性保证，例如数据流控制和错误检测，以确保数据能够完整地到达目标主机。TCP协议面向连接TCP协议是面向连接的协议，这意味着在数据传输之前，必须建立连接。可靠传输TCP协议提供可靠的数据传输，这意味着数据传输过程中的数据不会丢失，并且会按照顺序到达目的地。流量控制TCP协议使用流量控制机制来防止数据传输速率过快，导致接收方无法处理。拥塞控制TCP协议使用拥塞控制机制来防止网络拥塞，并确保数据传输效率。UDP协议无连接UDP协议是一种无连接协议，不需要建立连接，直接发送数据报文。速度快UDP协议比TCP协议速度快，适用于实时应用。不可靠UDP协议不保证数据报文按顺序到达，也不保证数据报文是否丢失。应用场景UDP协议常用于实时视频、音频、游戏、DNS等应用。应用层用户接口应用层是网络模型中最靠近用户的一层，用户可以直接使用应用层提供的服务。应用层协议为应用程序之间提供通信服务，例如电子邮件、网页浏览、文件传输等。常见应用层协议HTTPSMTPFTPDNSTelnetSSHHTTP协议客户端请求客户端向服务器发送请求，以获取特定资源。请求包含方法、URL和请求头等信息。服务器响应服务器收到请求后，处理请求并返回响应。响应包含状态码、响应头和响应体等信息。请求-响应循环HTTP是一种无状态协议，每个请求都是独立的。客户端发起请求，服务器处理请求并返回响应，完成一个完整的请求-响应循环。SMTP协议11.电子邮件发送SMTP协议负责将电子邮件从发送方服务器传输到接收方服务器。22.邮件服务器通信SMTP协议定义了邮件服务器之间的通信规则和格式，确保邮件顺利传递。33.邮件信息结构SMTP协议规定了电子邮件的结构和格式，包含发件人、收件人、主题和邮件内容等信息。44.邮件安全传输SMTP协议支持安全传输机制，例如SSL/TLS，以保护电子邮件内容在传输过程中的安全性。DNS协议域名解析将域名转换为IP地址，方便计算机识别和访问网络资源。分布式系统DNS服务器采用分布式系统，提高效率和可靠性。层次结构根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器和缓存服务器组成的层次结构。主要网络设备1服务器服务器是网络的核心，负责存储、处理和传递数据。2交换机交换机负责连接网络中的不同设备，并根据MAC地址转发数据。3路由器路由器负责将数据包从一个网络转发到另一个网络，并根据IP地址选择最佳路径。4网关网关连接不同类型的网络，例如将局域网连接到互联网。交换机数据转发交换机根据数据帧的MAC地址进行转发，提高网络效率。冲突域隔离每个端口构成独立的冲突域，避免数据碰撞影响网络性能。VLAN划分通过VLAN划分，可以将网络划分为不同的逻辑组，增强安全性。支持多种协议交换机支持多种网络协议，例如STP，RSTP，MSTP等。路由器数据转发中心路由器负责在网络之间传递数据，并根据目的地地址选择最佳路径。智能网络设备路由器通过路由表和路由算法，为数据包选择最佳路径，并完成网络连接。网关连接桥梁网关是不同网络之间的连接点，允许不同类型的网络互相通信。协议转换网关可以将一种网络协议的数据包转换为另一种协议的数据包，以便在不同网络之间传递。安全防护网关可以起到安全防护的作用，例如过滤掉恶意数据包或阻止非法访问。网络安全网络安全威胁网络安全威胁不断涌现，包括恶意软件、网络攻击、数据泄露等。这些威胁会造成数据丢失、经济损失、系统瘫痪等严重后果。安全保障措施为了应对网络安全威胁，必须采取必要的安全保障措施，例如安装防火墙、防病毒软件、定期更新系统漏洞等。防火墙11.网络安全屏障防火墙作为网络安全的第一道防线，通过设置规则过滤进出网络的数据包，防止恶意攻击。22.多种类型防火墙包括硬件防火墙、软件防火墙和混合防火墙等，根据应用场景选择合适的类型。33.安全策略管理防火墙可以根据安全策略，控制网络访问权限，阻止恶意流量，保障网络安全。44.重要性在信息化时代，防火墙对保护网络安全至关重要，为个人和组织提供可靠的网络安全保障。病毒防护病毒定义病毒是一种恶意程序，它会复制自己并传播到其他计算机系统。它们会损坏数据、窃取信息或控制系统。病毒感染方式病毒可以通过各种方式传播，例如电子邮件附件、恶意网站、可移动存储设备或网络共享。防御措施可以使用各种安全措施来防止病毒感染，例如安装防病毒软件，定期更新软件，谨慎打开电子邮件附件，以及避免访问可疑网站。常见病毒常见的病毒类型包括木马、蠕虫、间谍软件和勒索软件。它们可以对计算机系统造成不同程度的破坏。入侵检测实时监控入侵检测系统(IDS)持续分析网络流量，识别恶意活动，保护网络安全。识别威胁IDS利用各种技术检测网络攻击，如端口扫描、恶意软件攻击和拒绝服务攻击。及时预警IDS触发警报，提醒管理员网络异常，及时采取措施，阻止攻击。未来网络发展趋势云计算的持续发展云计算技术会继续提升，提供更强大的计算能力和数据存储服务，为网络应用提供更可靠的基础。5G技术的普及5G网络将为物联网、云计算和人工智能等领域带来更快、更可靠的连接，推动网络应用的创新发展。边缘计算的兴起边缘计算技术将数据处理和分析转移到网络边缘，实现更快的响应速度和更低的延迟，为实时应用提供更好的支持。网络安全技术不断增强网络安全技术将会更加先进，有效应对网络攻击和数据泄露，保护网络的安全稳定运行。物联网传感器感知周围环境，收集数据。网络连接通过网络将数据传输到云端。云计算存储、分析和处理数据。应用场景智能家居、智慧城市等领域。云计算资源池将计算、存储、网络等资源虚拟化，并以池化方式提供给用户。按需服务用户可根据实际需求，按需获取、释放云服务资源。可扩展性根据业务需求，快速扩展或缩减云服务资源，实现灵活伸缩。5G技术高速率5G网络比之前的4G网络快得多，能够提供更快的下载和上传速度。这项技术有助于支持各种数据密集型应用，例如流媒体、虚拟现实和增强现实。低延迟5G网络的延迟时间更短，这意味着数据传输速度更快，响应时间更短。这对需要实时通