計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全套演講人：日期:CONTENTS目錄01計算機網(wǎng)絡(luò)概述02網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)03協(xié)議與通信標(biāo)準(zhǔn)04網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與傳輸介質(zhì)05網(wǎng)絡(luò)安全與管理06應(yīng)用與發(fā)展趨勢01計算機網(wǎng)絡(luò)概述基礎(chǔ)定義與組成要素定義通信設(shè)備組成要素傳輸介質(zhì)計算機網(wǎng)絡(luò)是連接分散的計算機設(shè)備以實現(xiàn)信息傳遞和資源共享的系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡(luò)通常由通信設(shè)備、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)軟件和應(yīng)用軟件等要素組成。包括路由器、交換機、集線器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和計算機、打印機等終端設(shè)備。如雙絞線、光纖、無線電磁波等，用于傳輸數(shù)據(jù)信號。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展歷程第一階段以主機為中心的遠程聯(lián)機系統(tǒng)，特點是終端依賴主機，數(shù)據(jù)集中處理。01第二階段分組交換技術(shù)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了不同計算機之間的通信和數(shù)據(jù)交換。02第三階段局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)了小范圍內(nèi)的計算機資源共享和信息傳遞。03第四階段廣域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使得計算機網(wǎng)絡(luò)擴展到全球范圍。04網(wǎng)絡(luò)類型與分類標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)。按覆蓋范圍分類有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)。按傳輸介質(zhì)分類總線型、星型、環(huán)形、網(wǎng)狀等。按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類點對點、廣播式、點對多點等。按通信方式分類02網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計原則可靠性可擴展性安全性經(jīng)濟性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)該具有高可靠性，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)的可用性。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的可擴展性，以適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)設(shè)備增加和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大的需求。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)該考慮安全性，以防止非法訪問和數(shù)據(jù)泄露。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)考慮成本因素，在滿足性能需求的前提下盡可能減少建設(shè)成本。OSI與TCP/IP參考模型OSI模型OSI模型是一個七層協(xié)議模型，包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層，每層都有特定的功能和協(xié)議。TCP/IP模型OSI與TCP/IP模型的對應(yīng)關(guān)系TCP/IP模型是一個四層協(xié)議模型，包括鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層，與OSI模型相比簡化了協(xié)議層次和通信過程。OSI模型的七層協(xié)議在TCP/IP模型中被映射為四層，但TCP/IP模型更側(cè)重于實際應(yīng)用的實現(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)。123分層協(xié)議功能解析物理層協(xié)議定義了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的物理連接和傳輸介質(zhì)，如以太網(wǎng)、光纖等，以及電氣、機械和過程規(guī)范。物理層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從一個節(jié)點傳輸?shù)搅硪粋€節(jié)點，并處理傳輸錯誤和數(shù)據(jù)幀的同步問題，如PPP、幀中繼等。傳輸層協(xié)議提供端到端的通信服務(wù)，保證數(shù)據(jù)包的完整性、順序和錯誤恢復(fù)，如TCP、UDP等。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議負(fù)責(zé)路徑選擇和邏輯地址尋址，如IP、ICMP、ARP等，以及路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議01020403傳輸層協(xié)議03協(xié)議與通信標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議是基于TCP和IP這兩個最初協(xié)議之上的不同的通信協(xié)議的大的集合，是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議。TCP/IP協(xié)議概述IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）是TCP/IP協(xié)議族中的核心協(xié)議，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)報從源主機傳輸?shù)侥康闹鳈C，主要解決尋址和路由問題。IP協(xié)議TCP（傳輸控制協(xié)議）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分成小塊并傳輸?shù)綄Ψ?，確保數(shù)據(jù)完整性。TCP協(xié)議010302TCP/IP協(xié)議族詳解包括UDP、FTP、SMTP、DNS等，分別用于不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和服務(wù)。其他TCP/IP協(xié)議04數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議功能數(shù)據(jù)鏈路層概述幀的構(gòu)成與傳輸差錯控制流量控制數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型中的第二層，介乎于物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間，負(fù)責(zé)節(jié)點間的無差錯數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層將來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報封裝成幀，并添加校驗碼等控制信息，確保幀的完整性和正確性。通過差錯檢測和糾正技術(shù)，如循環(huán)冗余校驗（CRC），來檢測并糾正數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤。通過控制發(fā)送方的發(fā)送速率，防止接收方因處理不過來而丟失數(shù)據(jù)。路由與交換技術(shù)原理路由的基本概念路由是指數(shù)據(jù)包從源地址到達目的地址的傳輸路徑選擇過程，是互聯(lián)網(wǎng)的核心功能之一。01路由算法包括靜態(tài)路由和動態(tài)路由算法，如RIP、OSPF、BGP等，用于計算最佳路徑和更新路由表。02路由協(xié)議路由使用的協(xié)議，包括內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP），用于在不同的自治系統(tǒng)之間交換路由信息。03交換技術(shù)交換技術(shù)包括電路交換和分組交換，其中分組交換是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，具有高效、靈活和可靠的特點。0404網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與傳輸介質(zhì)路由器與交換機功能對比交換機是一種用于電（光）信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有高性能、低延遲、高帶寬等特點。它可以為接入交換機的任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供獨享的電信號通路，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高效傳輸。交換機路由器是連接兩個或多個網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)間起網(wǎng)關(guān)的作用。它能夠理解不同的協(xié)議，讀取每一個數(shù)據(jù)包中的地址并決定如何傳送，從而實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。路由器有線與無線傳輸介質(zhì)特性有線傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)是指在兩個通信設(shè)備之間實現(xiàn)的物理連接部分，具有傳輸穩(wěn)定、速度快、保密性好等優(yōu)點。常見的有線傳輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜和光纖等。無線傳輸介質(zhì)是指利用空間電磁波實現(xiàn)站點之間通信的傳輸介質(zhì)，具有組網(wǎng)靈活、使用方便、不受有線連接限制等優(yōu)點。但無線傳輸易受環(huán)境干擾，傳輸性能和穩(wěn)定性不如有線傳輸。常見的無線傳輸介質(zhì)包括無線電波、微波和紅外線等。接口與連接技術(shù)規(guī)范接口是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間或設(shè)備與傳輸介質(zhì)之間進行連接和通信的規(guī)范。接口定義了設(shè)備之間的物理、電氣、功能和過程特性，以確保設(shè)備之間的正常通信和數(shù)據(jù)交換。接口連接技術(shù)規(guī)范是指在網(wǎng)絡(luò)連接過程中應(yīng)遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。這包括接口標(biāo)準(zhǔn)、傳輸協(xié)議、線序、阻抗匹配等方面。遵循連接技術(shù)規(guī)范可以確保網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定性和可靠性，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。連接技術(shù)規(guī)范05網(wǎng)絡(luò)安全與管理部署防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、漏洞掃描、安全審計等。防護措施制定和執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)安全策略、安全培訓(xùn)、安全漏洞管理等。安全策略01020304包括病毒、木馬、蠕蟲、黑客攻擊、釣魚攻擊等。網(wǎng)絡(luò)攻擊類型安全事件應(yīng)急響應(yīng)、安全風(fēng)險評估、安全恢復(fù)等。應(yīng)急響應(yīng)安全威脅與防護策略加密技術(shù)與認(rèn)證機制加密技術(shù)對稱加密、非對稱加密、數(shù)字簽名、密鑰交換等。01認(rèn)證機制身份認(rèn)證、數(shù)字證書、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）等。02安全協(xié)議SSL/TLS、IPSec、HTTPS、SSH等。03應(yīng)用場景保護數(shù)據(jù)機密性、完整性、身份認(rèn)證和不可否認(rèn)性等。04網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控、入侵監(jiān)控、系統(tǒng)日志監(jiān)控等。01故障診斷方法排除物理故障、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、協(xié)議分析等。02網(wǎng)絡(luò)管理工具網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控工具、安全監(jiān)控工具、網(wǎng)絡(luò)診斷工具等。03故障處理流程發(fā)現(xiàn)故障、分析故障、排除故障、記錄故障處理過程。04網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與故障診斷06應(yīng)用與發(fā)展趨勢典型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景企業(yè)網(wǎng)絡(luò)包括企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（Intranet）、外部網(wǎng)絡(luò)（Extranet）以及互聯(lián)網(wǎng)（Internet）接入，提供資源共享、信息交流、業(yè)務(wù)處理等服務(wù)。園區(qū)網(wǎng)絡(luò)包括校園網(wǎng)、醫(yī)院網(wǎng)、社區(qū)網(wǎng)等，提供教育、醫(yī)療、社區(qū)服務(wù)等多種應(yīng)用場景。數(shù)據(jù)中心提供數(shù)據(jù)存儲、備份、恢復(fù)等服務(wù)，以及云計算、大數(shù)據(jù)分析等服務(wù)。移動互聯(lián)網(wǎng)通過手機、平板電腦等移動設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)隨時隨地訪問和分享網(wǎng)絡(luò)資源。云計算與SDN技術(shù)云計算通過網(wǎng)絡(luò)將計算資源、存儲資源和應(yīng)用程序集中管理和分配，實現(xiàn)按需服務(wù)、彈性擴展和高效利用。SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）云計算與SDN的結(jié)合將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面分離，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制和網(wǎng)絡(luò)資源的按需調(diào)配。通過SDN技術(shù)實現(xiàn)云計算資源的智能調(diào)度和高效利用，提高云計算的靈活性和可擴展性。12