計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)教材第一章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1定義與核心功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將地理位置分散、具備獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及外設(shè)，通過(guò)通信線路與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布式處理的系統(tǒng)。例如：企業(yè)局域網(wǎng)通過(guò)共享打印機(jī)、文件服務(wù)器提升辦公效率；互聯(lián)網(wǎng)依托全球網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，支撐網(wǎng)頁(yè)瀏覽、視頻會(huì)議等服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)的核心價(jià)值體現(xiàn)在三方面：數(shù)據(jù)通信：實(shí)現(xiàn)跨設(shè)備、跨地域的信息傳輸（如即時(shí)通訊、文件傳輸）；資源共享：硬件（打印機(jī)）、軟件（辦公套件）、數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)庫(kù)）的協(xié)同訪問(wèn)；分布式處理：多設(shè)備協(xié)同完成復(fù)雜任務(wù)（如云計(jì)算中的分布式計(jì)算）。1.2網(wǎng)絡(luò)分類（1）按地理范圍劃分局域網(wǎng)（LAN）：覆蓋范圍小（辦公室、校園），速率高（100Mbps~10Gbps），典型技術(shù)為以太網(wǎng)（Ethernet）。城域網(wǎng)（MAN）：覆蓋城市級(jí)區(qū)域（如運(yùn)營(yíng)商城域骨干網(wǎng)），作為L(zhǎng)AN與WAN的橋梁。廣域網(wǎng)（WAN）：跨地區(qū)/國(guó)家（如互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)），依賴電信運(yùn)營(yíng)商線路（光纖、衛(wèi)星）。（2）按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分星型：所有設(shè)備通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)（交換機(jī)）連接，故障隔離性好，是現(xiàn)代LAN主流?？偩€型：設(shè)備連在公共總線（如早期以太網(wǎng)），故障易導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓，已逐步淘汰。環(huán)型：設(shè)備連成閉合環(huán)（如令牌環(huán)網(wǎng)），可靠性高但擴(kuò)展困難。網(wǎng)狀型：節(jié)點(diǎn)間多鏈路冗余（如互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)），容錯(cuò)性強(qiáng)但成本高。第二章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議2.1分層設(shè)計(jì)的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)通過(guò)分層降低復(fù)雜度：每層專注特定功能，通過(guò)“接口”與上下層交互。主流模型為OSI七層模型（理論參考）和TCP/IP四層模型（實(shí)際應(yīng)用主流）。2.2OSI七層模型（從下到上）1.物理層：處理電/光信號(hào)傳輸（如網(wǎng)線、光纖、無(wú)線頻段），定義接口、線纜標(biāo)準(zhǔn)（RJ45、802.11）。2.數(shù)據(jù)鏈路層：封裝“幀”，負(fù)責(zé)幀傳輸與差錯(cuò)檢測(cè)（如以太網(wǎng)MAC地址、VLAN標(biāo)簽），子層含LLC（邏輯鏈路控制）和MAC（介質(zhì)訪問(wèn)控制）。3.網(wǎng)絡(luò)層：跨網(wǎng)段路由選擇，封裝“數(shù)據(jù)包”，核心協(xié)議為IP（IPv4/IPv6），配套ARP（地址解析）、ICMP（差錯(cuò)控制）。5.會(huì)話層：管理會(huì)話的建立/維護(hù)/終止（如Web會(huì)話Cookie），實(shí)際常被傳輸層/應(yīng)用層整合。2.3TCP/IP四層模型（與OSI對(duì)應(yīng)）TCP/IP更貼近實(shí)戰(zhàn)，分為：網(wǎng)絡(luò)接口層：對(duì)應(yīng)OSI物理層+數(shù)據(jù)鏈路層，處理硬件連接與幀傳輸。網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)際層）：對(duì)應(yīng)OSI網(wǎng)絡(luò)層，核心為IP協(xié)議。傳輸層：對(duì)應(yīng)OSI傳輸層，核心為TCP/UDP。應(yīng)用層：對(duì)應(yīng)OSI會(huì)話層+表示層+應(yīng)用層，包含所有應(yīng)用協(xié)議。2.4核心協(xié)議解析（1）IP協(xié)議（網(wǎng)絡(luò)層）IPv4：32位地址（如192.168.1.1），通過(guò)子網(wǎng)掩碼（如255.255.255.0）劃分子網(wǎng)。IPv6：128位地址（如2001:db8::1），解決IPv4地址枯竭，支持自動(dòng)配置、更大地址空間。（2）TCP與UDP（傳輸層）UDP：無(wú)連接，不保證可靠性，但延遲低、開(kāi)銷小，適合實(shí)時(shí)應(yīng)用（如視頻會(huì)議、DNS查詢）。（3）應(yīng)用層協(xié)議示例第三章網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備3.1終端與接口設(shè)備網(wǎng)卡（NIC）：計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口，將電/無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)幀，含全球唯一的MAC地址（如00-1A-2B-3C-4D-5E）。無(wú)線網(wǎng)卡：支持Wi-Fi（802.11ac/n），通過(guò)無(wú)線路由器接入，需配置SSID（網(wǎng)絡(luò)名）、密碼（WPA2/WPA3）。3.2網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備（1）集線器（Hub）工作在物理層，廣播電信號(hào)到所有端口，多設(shè)備共享帶寬（如100Mbps集線器，多設(shè)備傳輸時(shí)速率下降），已被交換機(jī)取代。（2）交換機(jī)（Switch）工作在數(shù)據(jù)鏈路層，通過(guò)MAC地址表（記錄端口與MAC的映射）實(shí)現(xiàn)“單播”轉(zhuǎn)發(fā)，隔離沖突域，提升帶寬利用率（如千兆交換機(jī)每個(gè)端口獨(dú)享1Gbps）。高級(jí)功能：VLAN（劃分廣播域）、端口聚合（綁定多端口提升帶寬）、STP（防止環(huán)路）。（3）路由器（Router）工作在網(wǎng)絡(luò)層，通過(guò)路由表選擇跨網(wǎng)段路徑，連接不同網(wǎng)絡(luò)（LAN與WAN、LAN與LAN），實(shí)現(xiàn)NAT（內(nèi)網(wǎng)IP映射為外網(wǎng)IP，解決IPv4地址不足）。核心功能：路由轉(zhuǎn)發(fā)、DHCP（自動(dòng)分配IP）、防火墻（訪問(wèn)控制）、QoS（流量?jī)?yōu)先級(jí)）。3.3安全設(shè)備（1）防火墻（Firewall）工作在網(wǎng)絡(luò)層/應(yīng)用層，通過(guò)訪問(wèn)控制列表（ACL）過(guò)濾流量（如禁止外部訪問(wèn)內(nèi)網(wǎng)3389端口），分硬件（企業(yè)級(jí)，如CiscoASA）和軟件（個(gè)人，如WindowsDefender）。（2）入侵檢測(cè)/防御系統(tǒng)（IDS/IPS）IDS：被動(dòng)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)攻擊后告警（如Snort）；IPS：主動(dòng)攔截，實(shí)時(shí)阻斷攻擊流量，常與防火墻聯(lián)動(dòng)。3.4傳輸介質(zhì)（1）有線介質(zhì)雙絞線：超五類（100Mbps）、六類（1Gbps）、七類（10Gbps），RJ45接口，適合短距離（≤100米）。光纖：?jiǎn)文＃ㄩL(zhǎng)距離，10km+）、多模（短距離，≤550米），速率高（10Gbps~100Gbps），抗干擾強(qiáng)，用于骨干網(wǎng)。（2）無(wú)線介質(zhì)Wi-Fi：基于802.11，工作在2.4GHz（覆蓋廣、干擾多）或5GHz（速率高、覆蓋?。?，支持Mesh組網(wǎng)（多路由器協(xié)同）。藍(lán)牙：短距離（≤10米）無(wú)線通信，用于外設(shè)連接（鍵盤、耳機(jī)）。第四章局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)技術(shù)4.1局域網(wǎng)（LAN）技術(shù)（1）以太網(wǎng)（Ethernet）現(xiàn)代LAN主流技術(shù)，采用CSMA/CD（半雙工）或全雙工（無(wú)沖突），幀格式含目的MAC、源MAC、類型（如0x0800表示IP數(shù)據(jù)）。速率演進(jìn)：10Mbps→100Mbps→1Gbps→10Gbps→400Gbps。（2）VLAN（虛擬局域網(wǎng)）將物理LAN劃分為多個(gè)邏輯子網(wǎng)，隔離廣播域（如企業(yè)按部門劃分VLAN：研發(fā)部VLAN10，市場(chǎng)部VLAN20），需在交換機(jī)配置VLANID（____）和Trunk端口（傳輸多VLAN數(shù)據(jù)）。4.2廣域網(wǎng)（WAN）技術(shù)（1）專線接入企業(yè)級(jí)廣域網(wǎng)連接，如SDH、MSTP，提供固定帶寬（100Mbps、1Gbps），可靠性高但成本高。（2）寬帶接入家庭/中小企業(yè)常用，如ADSL（電話線傳輸）、FTTH（光纖到戶，速率100Mbps~1Gbps），通過(guò)PPPoE撥號(hào)獲取IP。（3）VPN（虛擬專用網(wǎng)）基于公網(wǎng)建立“虛擬專線”，實(shí)現(xiàn)安全跨地域連接：IPsecVPN：網(wǎng)絡(luò)層加密，適合企業(yè)總部與分支互聯(lián)；SSLVPN：應(yīng)用層加密，適合移動(dòng)辦公（如AnyConnect）。4.3拓?fù)渑c布線實(shí)踐（1）企業(yè)局域網(wǎng)拓?fù)涞湫徒Y(jié)構(gòu)：核心層（高性能交換機(jī)，連服務(wù)器、路由器）→匯聚層（交換機(jī)，連接入層）→接入層（交換機(jī)，連終端），通過(guò)冗余鏈路（鏈路聚合）提高可靠性。（2）綜合布線系統(tǒng)包含工作區(qū)（終端插座）、水平（雙絞線/光纖）、干線（垂直光纖）、設(shè)備間（機(jī)房設(shè)備）子系統(tǒng)，遵循TIA/EIA-568標(biāo)準(zhǔn)，保證布線規(guī)范與可維護(hù)性。第五章網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)5.1威脅類型（1）被動(dòng)攻擊（2）主動(dòng)攻擊病毒/蠕蟲：自我復(fù)制的惡意程序（如勒索病毒加密文件），需安裝殺毒軟件（卡巴斯基、火絨）。網(wǎng)絡(luò)攻擊：DDoS（耗盡目標(biāo)帶寬）、SQL注入（攻擊數(shù)據(jù)庫(kù)）、釣魚（偽裝網(wǎng)站竊取賬號(hào)）。5.2防護(hù)措施（1）訪問(wèn)控制身份認(rèn)證：多因素認(rèn)證（密碼+短信驗(yàn)證碼）、生物識(shí)別（指紋/人臉）。權(quán)限管理：遵循最小權(quán)限原則（普通用戶僅訪問(wèn)辦公系統(tǒng)，管理員可配置網(wǎng)絡(luò)）。（2）數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)加密：硬盤加密（BitLocker、FileVault）、數(shù)據(jù)庫(kù)加密（MySQL的SSL加密）。（3）防火墻與入侵防御部署IPS：實(shí)時(shí)阻斷惡意流量（SQL注入、暴力破解）。5.3安全協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)802.1X：端口級(jí)身份認(rèn)證，用于企業(yè)無(wú)線/有線網(wǎng)絡(luò)（員工接入需輸賬號(hào)密碼）。ISO____：信息安全管理體系標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)可通過(guò)認(rèn)證提升安全管理水平。第六章網(wǎng)絡(luò)管理與運(yùn)維6.1監(jiān)控工具（1）命令行工具tracert/traceroute：跟蹤路由路徑（`tracert-d8.8.8.8`，顯示每跳IP與延遲）。netstat：查看網(wǎng)絡(luò)連接（`netstat-ano`，顯示TCP/UDP連接、進(jìn)程ID）。（2）圖形化工具PRTG/Nagios：企業(yè)級(jí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控帶寬、設(shè)備負(fù)載、服務(wù)狀態(tài)，支持告警（郵件/短信）。6.2故障排查流程1.確認(rèn)現(xiàn)象：用戶反饋“無(wú)法上網(wǎng)”，明確單設(shè)備/全網(wǎng)故障。2.分層排查：物理層：檢查網(wǎng)線、光纖、無(wú)線信號(hào)。數(shù)據(jù)鏈路層：查看交換機(jī)端口狀態(tài)、MAC地址表。網(wǎng)絡(luò)層：檢查IP、網(wǎng)關(guān)、DNS（`ipconfig`/`ifconfig`、`ping網(wǎng)關(guān)`、`nslookup`）。應(yīng)用層：測(cè)試具體服務(wù)（`telnet目標(biāo)IP端口`，檢測(cè)端口開(kāi)放）。3.日志分析：查看設(shè)備日志（路由器系統(tǒng)日志、防火墻告警日志），定位故障源。6.3性能優(yōu)化（1）帶寬優(yōu)化鏈路聚合：綁定多網(wǎng)線為邏輯鏈路（LACP協(xié)議），提升總帶寬。（2）延遲優(yōu)化路由優(yōu)化：調(diào)整路由表，選擇更短路徑（靜態(tài)路由替代動(dòng)態(tài)路由低效路徑）。無(wú)線優(yōu)化：調(diào)整AP位置（避遮擋）、信道（避干擾）、功率（平衡覆蓋與速率）。6.4文檔與變更管理拓?fù)鋱D：繪制物理/邏輯拓?fù)?，?biāo)注設(shè)備IP、端口、VLAN，便于維護(hù)。配置備份：定期備份交換機(jī)、路由器配置（`copyrunning-configstartup-config`），防止配置丟失。變更管理：修改配置前記錄內(nèi)容、回滾方案，避免誤操作。附錄：實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐建議實(shí)驗(yàn)1：搭建小型局域網(wǎng)設(shè)備：交換機(jī)、路由器、PC若干，網(wǎng)線。步驟：配置PCIP（192.168.1.2/24）、網(wǎng)關(guān)（路由器LAN口192.168.1.1），測(cè)試互通（`ping192.168.1.1`），共享文件夾驗(yàn)證資源共享。實(shí)驗(yàn)2：配置VLAN與Trunk設(shè)備：支持VLAN的交換機(jī)（Cisco2960）、PC兩臺(tái)。步驟：創(chuàng)建VLAN10（端口1-2）、VLAN20（端口3-4），配置T