湖南大学计算机网络小班讲义PPT

02
广域网的特点
03
传输距离长，通信范围广。
04
涉及多种传输技术和协议。
05
通常采用分组交换技术，如TCP/IP协议。
06
传输延迟较大，带宽有限。
广域网的传输技术与设备
光纤传输技术
利用光导纤维进行数据传输，具有传输 距离远、带宽高、抗干扰能力强等优点 。
VS
微波传输技术
通过微波进行数据传输，适用于地形复杂 、光纤铺设困难的地区。
提供电子邮件、新闻组、电子公告板 等信息服务。
局域网的组网技术与应用
分布式数据库应用
允许多个用户同时访问和操作分布式数据库中的数据。
远程登录与远程桌面
允许用户通过网络远程登录到其他计算机设备或访问远程桌面。
04
广域网技术
广域网的基本概念与特点
01
广域网（Wide Area Network，WAN）的基本概念：覆盖 地理范围广泛，连接多个城市、国家甚至全球的计算机网络。
网络安全的策略与技术
01
02
03
网络安全策略
制定和执行网络安全政策， 包括访问控制、数据加密、 漏洞管理等。
网络安全技术
采用，以及VPN、加密通信 等安全通信手段。
网络安全意识培训
对用户进行网络安全意识 培训，提高其对网络威胁 的识别和防范能力。
网络管理的概念与功能
计算机网络教学幻灯 片第3章
目录
• 计算机网络概述 • 网络协议与通信原理 • 局域网技术 • 广域网技术 • 网络互联技术 • 网络安全与管理
01
计算机网络概述
计算机网络的定义与发展
定义
计算机网络是由多台计算机通过通信设备和线路连接起来，在操作系统、网络 管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机 系统。

• 采用通信子网后，可使每台入网主机不用去处理数据通信，也不用具有许多远程数据通信功能， 而只需负责信息的发送和接收，这样就减少了主机的通信开销。另外，由于通信子网是按统一 软、硬件标准组建，可以面向各种类型的主机，方便了不同机型互连，减少了组建网络的工作 量。
• 通信子网有三种类型： • （1）结合型 • 对于大多数局域网，由于其传输距离 ，互连主机不多，所以并未采用
• 工作站：是网络中用户使用的计算机设备，又称客户机。
•
终端：终端不具备本地处理能力，不能直接连接到网络上，只能通过网络上的主机与网络相连 发挥作用。常见的终端有：显示终端、打印终端、图形终端等。
•
传输介质：传输介质的作用是在网络设备之间构成物理通路，以便实现信息的交换。最常见的 传输介质类型是同轴电缆、双绞线和光纤。
• 2. 通信链路
•
通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现，如双绞线、同轴电 缆、光缆、卫星、微波等无线信道。
• 通信链路又分为物理链路和逻辑链路两类。物理链路是一条点到点的物理线路，中间没有任何交换节点。 在计算机网络钟，两个计算机之间的通路往往是由许多物理链路串结而成。逻辑链路是具备数据传输控制 能力，在逻辑上起作用的物理链路。在物理链路上加上用于数据传输控制的硬件和软件，就构成了逻辑链 路。只有在逻辑链路上才可以真正传输数据，而物理链路是逻辑链路形成的基础。
内容的 服务器；通过一定技巧使不同地域的用户看到放置在离他最近的服务器上的相同页面，这样来实现各服务器的负荷均衡，同时用户也省了不少冤枉路。
• 分布处理是把任务分散到网络中不同的计算机上并行处理，而不是集中在一台大型计算机上，使其具有解决复杂问题的能力，大大提高效率和降低成本。

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❖ 知识就是财富 ❖ 丰你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
《计算机网络》课程培训讲稿-精
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。

2
本。
将域名解析为IP地址，并提供资源记录管
理。
3
FTP协议
用于在客户端和服务器之间传输文件。
SMTP协议
4
用于在电子邮件客户端和服务器之间传 输邮件。
网络安全
1 防火墙
用于保护网络免受未经授 权的访问和攻击。
2 加密技术
用于保护数据的机密性和 完整性。
3 入侵检测系统
监测网络中的异常活动并 采取相应措施。
延迟
减少延迟以提高响应时间。
拥塞控制
通过优化路由方法和流量管 理避免拥塞。
ห้องสมุดไป่ตู้
无线网络技术
1 Wi-Fi
无线局域网技术，提供便捷 的无线上网。
2 蓝牙
短距离无线通信技术，用于 设备之间的数据传输。
3 移动网络
通过蜂窝网络提供无线数据传输的服务。
处理数据包的路由和转发， 实现互联网的连接。
3 UDP协议
提供无连接的数据传输，适用于实时应用和多播。
数据链路层
MAC地址
唯一标识网络设备的物理地 址。
以太网
最常见的有线局域网技术， 提供高带宽传输。
无线局域网
使用无线电波进行数据传输 的局域网。
网络层
IPv4
互联网协议版本4，提供32位长 度的地址空间。
OSI参考模型
1
物理层
传输比特流，处理物理接口和介质的特
数据链路层
2
性。
在相邻节点间传输数据，提供数据包的
可靠传输和错误检测。
3
网络层
处理数据包的路由和转发，实现主机间
传输层
4
的通信。
提供端到端的可靠数据传输和流量控制。

大数据技术
大数据定义
大数据是指数据量巨大、复杂度高、处理速度快 的数据集合。
大数据处理流程
大数据处理流程包括数据采集、数据存储、数据 处理、数据分析和数据可视化等环节。
大数据应用场景
大数据应用场景包括商业智能、预测分析、社交 媒体分析、金融风控等。
物联网技术
物联网定义
物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，对任何物品进行普遍感知和连接，并进行信息交换，实现智能化识 别、定位、跟踪、监控和管理的一个网络。
07
计算机网络发展趋势 与新技术
云计算技术
云计算定义
云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需 提供给计算机和其他设备。
云计算服务模式
云计算的服务模式包括基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（ SaaS）。
云计算优势
云计算具有弹性可扩展、高可用性、高可靠性、资源池化等优势。
无线局域网的适用场景
无线局域网适用于需要移动接入和灵活组网的场景，如企 业、学校和家庭等。
虚拟专用网络（VPN）
VPN概述
VPN的分类
VPN的安全性
VPN的应用场景
虚拟专用网络（VPN）是一种远 程访问技术，通过公共网络（如 Internet）建立加密通道，实现 远程用户对内部网络的访问。 VPN可以提供安全的远程接入、 数据传输和资源共享等服务。
网络设备配置与调试
配置IP地址
为网络设备分配唯一的IP地址，以便 在网络中进行通信。
配置网络掩码
确定网络设备的子网范围，以便在同 一网络内的设备能够相互通信。
配置默认网关
为网络设备指定默认的路由器，以便 将数据包转发到其他网络。

OSI七层模型
物理层
详细介绍计算机网络中的物理层，并讲解它 的作用和特点。
网络层
详细介绍网络层的功能和作用，深入讲解IP 协议和子网划分的相关知识。
数据链路层
介绍数据链路层的概念和作用，阐述局域网 中的数据链路控制协议。
传输层
介绍传输层的特点和作用，解析TCP、UDP 协议的工作原理和应用。
TCP/IP协议及其实现
ARP协议与ARP缓存
ARP协议
详细介绍ARP协议的概念 和作用，深入讲解地址解 析协议的实现和应用。
ARP缓存
讲解ARP缓存的特点和作 用，介绍ARP欺骗攻击和 防范措施。
NDP协议
介绍IPv6中的NDP协议， 讲解邻居发现和地址解析 的相关知识。
NAT技术与端口映射
NAT技术
介绍NAT技术的作用和特点，讲解如何进行动 态地址转换和端口转换。
讲解路由发生错误的场景和 原因，并解决常见的路由问 题。
ICMP协议与Ping工具
1
Ping工具
2
讲解Ping工具的使用，讲解Ping命令
的工作原理和参数选项。
3
ICMP协议
详细介绍ICMP协议的特点和作用， 讲解常用的ICMP消息类型。
Traceroute工具
介绍Traceroute工具的原理和使用， 深入剖析路由器跟踪技术。
DHCP协议与DHCP服务器
1 DHCP协议
介绍DHCP协议的特点和作 用，讲解如何自动获取IP地 址和参数。
2 DHCP服务器
详细介绍DHCP服务器的配 置和管理，深入解析DHCP 协议的实现和应用。
3 IP分配策略
讲解IP地址分配策略和改进方案，介绍如何保证网络资源的可用性。

随着互联网的普及，网络安全问题日 益突出，保护网络安全对于个人隐私、 企业利益和国家安全至关重要。
防火墙技术
防火墙定义
防火墙是用于阻止未经授权的网 络通信的一种安全设备，通常部 署在网络的入口处，以隔离内部
网络和外部网络。
防火墙类型
常见的防火墙类型包括包过滤防火 墙、代理服务器防火墙和有状态检 测防火墙。
IP协议
总结词
IP（互联网协议）是用于将数据分组从源地址发送到目的地址的网络层协议。
详细描述
IP协议负责将数据分组封装成IP数据报，并在每个路由器节点上转发数据报。IP 协议提供无连接的数据传输服务，不保证数据的可靠传输或数据的顺序。IP协 议通过IP地址唯一标识网络中的每个设备。
DNS协议
总结词
解密。
数据加密应用
数据加密广泛应用于数据传输和 存储，例如SSL/TLS协议用于保 护在线交易和通信，AES算法用
于保护敏感数据。
入侵检测技术
入侵检测定义
入侵检测是指通过收集和分析网络中的数据包、日志文件等信息，发现可疑的网络行为或 攻击活动的过程。
入侵检测方法
常见的入侵检测方法包括基于特征的检测和基于异常的检测。基于特征的检测通过匹配已 知的攻击模式来检测入侵行为，基于异常的检测通过监测网络行为是否偏离正常模式来发 现入侵行为。
终端设备
01
终端设备是指通过网络连接到服务器或其他设备的计算机、手机、平 板电脑等设备。
02
终端设备可以是固定的或移动的，具有不同的操作系统和应用程序， 用于实现不同的功能和需求。
03
终端设备可以通过有线或无线方式连接到网络，如通过以太网、WiFi或移动网络等连接方式。
04

计算机网络小班
小组成员分工
基本资料收集 尹珂立 文献资料收集 杨锦涛 学术报告撰写 王自琰 资料整理&PPT 易雪媛 PPT讲解 易全政
目录
基础知识
论文探讨
应用
网络层次结构发展历史
单一的分组交换网 → 三级结构的因特网 → 多层次ISP结构的因特网
1969ARPANET网；
1986国家科学基金网NSFNET； 1993后,若干商用的因特网 主干网。
七层结构
（1）物理层
物理层(Physical layer)是参考模型的最低层。该层是网络通信的数据传输介质，由 连接不同结点的电缆与设备共同构成。主要功能是：利用传输介质为数据链路层 提供物理连接，负责处理数据传输并监控数据出错率，以便数据流的透明传输。 （2）数据链路层 数据链路层(Data link layer)是参考模型的第2层。 主要功能是：在物理层提供的服 务基础上，在通信的实体间建立数据链路连接，传输以“帧”为单位的数据包， 并采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。 （3）网络层 网络层(Network layer)是参考模型的第3层。主要功能是：为数据在结点之间传输 创建逻辑链路，通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径，以及 实现拥塞控制、网络互联等功能。 （4）传输层 传输层(Transport layer)是参考模型的第4层。主要功能是向用户提供可靠的端到 端(End-to-End)服务，处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题。 传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，因此，它是计算机通信体系结构中关 键的一层。
总之，一句话概括就是端到端是由无数的点到点实现和组成的。
《Rethinking the Design of the Internet-The end to end arguments vs. the brave new world》这篇论文是MIT教授David Clark于2001年发表在ACM上的另一 篇关于重新思考Internet设计原则的重要论文。20多年前他提出的“End-to-End Argument”表述为：“一种应用功能只有当其知识和帮助置于通信系统的边缘才 能完全和正确地实现，因此将提出这种应用功能作为通信系统本身的性质是不可

负责数据格式的转换和加密解密等。
02
01
应用层
提供网络应用服务，如电子邮件、文件传输 等。
04
03
TCP/IP参考模型
A
网络接口层
对应OSI的物理层和数据链路层，负责数据的传 输和接收。
网际层
对应OSI的网络层，负责路由选择和分组传 输。
B
C
传输层
对应OSI的传输层，提供端到端的数据传输 服务。
应用层
子网划分
将一个大的IP网络划分为若干个子网，每个子网具有相同的 网络地址和不同的主机地址。子网划分可以提高IP地址的利 用率，减少广播风暴，增强网络安全性。
子网掩码
用于区分IP地址中的网络地址和主机地址，由连续的1和连 续的0组成。子网掩码的长度决定了子网的规模和数量。
路由选择算法及实现原理
路由选择算法分类
以太网是一种基于CSMA/CD （载波监听多路访问/冲突检测 ）的广播型网络，广泛应用于 局域网领域。以太网帧格式包 括前导码、帧起始定界符、目 的地址、源地址、类型/长度字 段以及数据字段等。
05 网络层技术
网络层基本概念与功能
01
02
03
04
网络层定义
位于传输层和数据链路层之间 ，负责将分组从源主机通过网
UDP协议特点
UDP协议的主要特点包括无连接、不可靠传 输、面向数据报和简单高效。无连接意味着 在数据传输前不需要建立连接；不可靠传输 意味着UDP不提供确认机制、重传机制等保 证可靠传输的机制；面向数据报意味着UDP 以数据报为单位进行数据传输；简单高效则 体现在UDP首部开销小，处理速度快等方面
络发送到目的主机。
路由选择
根据分组的目的地址和当前网 络状态，选择合适的路径将分

2 边缘计算
边缘计算是将计算资源放置 在接近数据源的地方，实现 更加高效的数据传输和处理。
3 应用
云计算和边缘计算已广泛应用于智能家居、智慧城市、工业互联网等 多个领域。
移动通信技术
移动通信技术源于二十世纪八十 年代，如今已经发展到了4G和 5G的时代。
WiMax技术
WiMax技术是一个支持宽带无线 接入的标准，具有宽带、覆盖范 围广等特点。
互联网的基本原理和应用
基本原理 应用 发展趋势
互联网基于TCP/IP协议栈体系结构，实现了全球 计算机之间的通信和交互。
互联网上有海量的信息资源和各种全球性的应用， 如搜索引擎、电子商务、在线视频等。
IP地址和路由协议
1 IP地址
IP地址是计算机在网络上的 唯一标识，可以根据不同的 用途进行划分和分类。
2 子网划分和CIDR
通过子网划分和CIDR，可以 更加灵活地利用IP地址，实 现更加高效的地址管理。
3 路由协议
路由协议负责为数据包选择最佳的路径，并在传输过程中进行路由故 障的检测和恢复。
TCP和UDP协议
互联网的发展方向是智能化、开放化和共享化， 将成为人类文明进步的重要驱动力。
HTTP、FTP、SMTP等应用层协议
HTTP
超文本传输协议，用于Web浏 览器和Web服务器之间的数据 交换。
FTP
文件传输协议，用于不同计算 机之间的文件传输，包括上传 和下载文件。
SMTP
简单邮件传输协议，用于电子 邮件的发送和转发。
优点
可以利用公网建立安全的加 密通信，使远程用户可以安 全接入企业网络。
分类
根据实现方式的不同，VPN 可以分为点对点VPN、站点 到站点VPN等不同类型。