計算機網絡技術快速入門

目錄

一、了解計算機網絡的基礎知識............................3

1、計算機網絡的概念..................................3

2、計算機網絡的分類..................................3

3、計算機網絡的組成部分..............................4

4、計算機網絡的拓撲結構..............................5

二、學習網絡通信原理...................................6

1、網絡數據傳輸的方式................................6

2、OSI七層協議模型...................................7

3、TCP/IP協議族......................................8

4、HTTP協議..........................................9

三、掌握網絡設備的基本操作.............................10

1、路由器的配置.....................................10

2、交換機的配置.....................................11

3、防火墻的配置.....................................12

4、入侵檢測系統的配置...............................13

四、實踐操作提高技能..................................14

1、搭建局域網.......................................14

2、搭建互聯網.......................................14

3、分析網絡故障.....................................15

4、設計網絡安全方案.................................16

五、查閱相關資料學習網絡技術新發展....................17

1、SDN技術及其應用..................................17

2、5G網絡技術.......................................17

3、云計算技術在網絡中的應用........................18

4、區塊鏈技術與網絡安全..............................19

一、了解計算機網絡的基礎知識

1、計算機網絡的概念

計算機網絡是指由若干臺計算機和計算機之間的通信設備，通過

一定的協議、規則和標準，互聯起來并形成一個相互協作的系統。它

允許計算機之間的數據交換、資源共享以及信息互通，由此使得信息

的處理、傳輸和存儲變得更加高效和便捷。

計算機網絡分為局域網、廣域網和因特網等不同層次，依據規模

與范圍不同而有所區別。在網絡中，存在著不同層次的協議和協議簇,

如TCP/IP協議簇、HTTP協議等，用于管理網絡數據傳輸、應用交互

等等。

計算機網絡已經成為人們日常生活中不可或缺的一部分，涵蓋了

包括社交媒體、在線游戲、電子商務等許多方面?，F代社會無法想象

沒有計算機網絡，網絡也在不斷地發展，新的通信技術和應用也在不

斷涌現。

2、計算機網絡的分類

計算機網絡可以按照規模、傳輸介質、拓撲結構和使用目的等多

個維度進行分類。按照規?？煞譃榫钟蚓W(LAN)、城域網(MAN)、廣

域網(WAN)和互聯網(Internet)等。局域網覆蓋面較小，常用于

組織內部通信；城域網跨越比局域網更大的地域范圍，一般在一個城

市內建立連接；廣域網可以連接多個城市或地區，能夠提供跨越國家

和洲際的網絡服務；互聯網則是全球最大的計算機網絡。

按照傳輸介質可分為有線網絡和無線網絡。有線網絡根據不同的

傳輸介質，例如雙絞線、同軸電纜、光纜等，可進一步細分為不同類

型的網絡。無線網絡采用無線電波作為傳輸介質，便于移動設備接入

網絡。

按照拓撲結構可分為總線型、星型、環形、樹型等?？偩€型網絡

中，所有設備共享一條總線；星型網絡中，每個設備都與中心節點相

連；環形網絡中，設備按順序排列成環形鏈；樹型網絡由若干個星型

網絡組成一顆樹狀結構。

按照使用目的可分為公用網絡和專用網絡。公用網絡是指向大眾

或特定用戶公開提供的網絡，例如Internet；專用網絡則是組織內

部或針對特定需求所建立的網絡，例如企業內部的局域網和城域網。

3、計算機網絡的組成部分

計算機網絡是由多個相互連接的計算機和其他設備組成的通信

系統，主要包括以下幾個組成部分：

硬件設備：包括計算機、路由器、交換機、集線器、調制解調器

等網絡設備，以及網絡連接所需的介質，如光纖、銅纜等。

軟件系統：包括操作系統、協議棧、網絡安全軟件等，用于管理

和控制網絡硬件設備的運行。

通信協議：網絡中通信的規則和標準，包括TCP/IP、HTTP、SMTP

等協議，可以保證不同設備間的數據傳輸準確有效。

網絡服務：提供網絡應用的服務軟件，如電子郵件、文件共享、

遠程登錄等，是計算機網絡中重要的應用部分。

網絡管理：包括網絡拓撲結構的設計、資源管理、安全控制等,

是保證網絡高效運作的重要環節。

綜上所述，計算機網絡的組成部分涵蓋了硬件設備、軟件系統、

通信協議、網絡服務和網絡管理。這些組成部分通過互相連接和支持,

共同構建起高效可靠的計算機網絡。

4、計算機網絡的拓撲結構

計算機網絡的拓撲結構是指計算機網絡中各個節點之間連接的

方式和形式。常見的拓撲結構有總線型、星型、環型、網狀型和樹型

五種。

總線型拓撲結構是將所有計算機節點都連接在一根主干線上，不

需要任何分支線路，可以減少網絡設備的數量和成本，但存在一個單

點故障的風險。

星型拓撲結構是將所有計算機節點都連接到一個集線器或交換

機上，中心設備起到傳輸數據的作用，如果中心設備出現故障則整個

網絡將受到影響。

環型拓撲結構是將所有計算機節點串成一個環狀，每兩個相鄰的

節點之間只有一條連接線路，如果一條線路斷開則整個網絡將隔離。

網狀型拓撲結構是將所有節點之間進行多重連接，可以提高網絡

的可靠性和容錯能力，但成本較高，需要大量的設備和網絡接口。

樹型拓撲結構是將網絡按層次劃分成多個子網，每個子網中包含

多個節點，子網之間通過路由器進行連接，可以有效地控制網絡規模

和流量。

不同的拓撲結構都有其優點和缺點，選擇適合的結構可以提高網

絡的穩定性、可靠性和性能。

二、學習網絡通信原理

學習網絡通信原理是學習計算機網絡的基礎知識，它涉及到計算

機網絡中各種網絡設備之間通信的規則以及實現方式。要學習網絡通

信原理，首先需要了解網絡協議，這包括了TCP/IP協議棧的各個層

次。其次，需要了解數據傳輸的三種基本方式：廣播、單播和多播。

要理解這些基本概念，需要學習數據鏈路層、網絡層、運輸層和應用

層的基本知識。在此基礎上，可以深入學習TCP/IP協議棧的具體實

現方法、網絡拓撲結構、路由策略等高級概念。同時還需要學習一些

相關的技術，例如DNS、DHCP、NAT和VPN等，這些技術都是在網絡

通信中十分重要的。最后，在學習過程中還需要積極實踐，通過搭建

實際網絡環境去深入理解網絡通信原理?？傊?，學習網絡通信原理能

夠幫助我們更好地理解計算機網絡的運行原理和工作方式，并且為我

們的職業生涯提供有力的支持。

1、網絡數據傳輸的方式

網絡數據傳輸的方式是指數據在網絡中從源節點到目的節點

的傳輸方式。常見的網絡數據傳輸方式包括以下幾種：

電路交換：在傳統電話網絡中采用的傳輸方式，通信雙方建

立一條專用通信線路進行通信，占用資源較多。

報文交換：將數據分成較小的數據包逐個發送，在每個數據

包中標記出目的地址，中間節點按照地址轉發，適用于短時交換

數據。

分組交換：將數據劃分為一定大小的數據單元，稱為數據分

組或數據幀，在發送端被封裝為數據幀，在網絡中通過路由器或

交換機進行轉發，達到目的節點時被解封。

數據流交換：對較長的數據流進行分段，依據需求逐段發送。

與分組交換不同的是，所有分段共享信息頭，減少了網絡開銷和

時延。

這些傳輸方式各有優缺點，根據實際情況選擇不同方式可以

達到更加高效和快速的網絡數據傳輸。

2、OSI七層協議模型

OSI七層協議模型是一種網絡協議的分類系統，它將網絡協議

分為七層，每一層處理特定的數據傳輸任務。

第一層是物理層，它處理與物理媒介（例如電纜、光纖、無

線信道）的接口，負責將數據轉換為物理信號并通過物理媒介進

行傳輸。

第二層是數據鏈路層，它將物理層傳輸的數據進行分幀，并

檢查和糾正傳輸中出現的錯誤。同時還負責控制數據的訪問，以

確保不同的設備能夠共享物理媒介。

第三層是網絡層，它負責為不同的網絡設備提供不同的IP地

址，并將數據包從一個網絡路由到另一個網絡。它還負責選擇最

佳的路徑進行路由，以實現數據的高效傳輸。

第四層是傳輸層，它負責將數據分成適當的大小并對數據進

行排序和重組。同時還負責確保數據的可靠傳輸和錯誤恢復。

第五層是會話層，它負責建立、維護和結束應用程序之間的

會話，并控制數據流以確保順序和完整性。

第六層是表示層，它負責對數據進行壓縮、加密、解密和格

式化，以確保數據可以在不同的應用程序之間進行交流。

第七層是應用層，它最接近用戶，負責為各種網絡應用程序

提供通信服務，例如電子郵件、文件傳輸、遠程登錄等。

OSI七層協議模型的好處在于它將網絡協議的功能和任務分

解到不同的層次上，簡化了網絡協議的設計和實現。同時，它也

提供了一個標準的參考模型，使得不同的廠商和組織可以在此基

礎上進行協議的開發和測試，以實現網絡的互通性和互操作性。

3、TCP/IP協議族

TCP/IP協議族是一組用于互聯網數據通信的標準協議集合，

包括傳輸層協議TCP和UDP、網絡層協議IP、應用層協議HTTP、

FTP、SMTP等等。它是互聯網使用最廣泛的網絡通信協議。TCP協

議是一種面向連接的、可靠的數據傳輸協議，它通過建立連接、

傳輸數據和釋放連接三個步驟來保證數據可靠性和完整性。UDP協

議是一種不保證數據可靠傳輸的協議，它不需要建立連接，直接

向目標地址發送數據包即可。IP協議是一種網絡層協議，它負責

網絡之間的數據包路由和轉發。應用層協議則定義了不同應用之

間的數據交互方式，例如HTTP協議用于Web應用中的數據傳輸，

FTP協議用于文件傳輸，SMTP協議用于電子郵件發送等?？傊?，

TCP/IP協議族是互聯網通信的基礎，其優異的可靠性和靈活性為

互聯網的發展奠定了堅實的基礎。

4、HTTP協議

HTTP協議(HypertextTransferProtocol),即超文本傳輸協

議，是一種用于傳輸和接收Web數據的協議。它是Web通信的基礎，

通過一個應用程序協議規定了客戶端瀏覽器和Web服務器之間數據

通信的規則，是網絡通信的一種規范。

HTTP協議通過瀏覽器向Web服務器發送請求，在Web服務器上

獲取所需資源后返回給瀏覽器，其中的資源可以是網頁、圖片、視頻、

音頻、CSS文件、JavaScript腳本等。HTTP協議具有以下幾個特點：

無狀態：HTTP協議是無狀態的，意味著每次請求都是一個獨立

的請求，并不需要考慮之前的請求是否存在。這種特性可以避免服務

器存儲大量信息，同時也增加了請求響應速度。

采用請求-響應模型：HTTP協議采用了請求-響應模型，即客戶

端瀏覽器向Web服務器發送請求，Web服務器回傳反饋給瀏覽器的數

據等。

支持緩存：HTTP協議支持緩存，這意味著瀏覽器可以通過緩存

來保存以往訪問過的URL數據，實現請求數據的快速響應。

無連接：HTTP協議是一種無連接協議，每個請求都是獨立的，

與之前或之后的請求沒有任何關系。

HTTP協議中的請求和響應都包括了頭部和主體信息。請求頭部

包括了HTTP方法、URI、協議版本、可選項等；響應頭部一般包括

HTTP協議版本、狀態碼、響應消息、可選項等。

總之，HTTP協議是Web通信的基礎，它通過規定客戶端和Web

服務器之間數據通信的規則，確保了數據的傳輸和接收。隨著Web技

術的不斷發展和應用，HTTP協議也在不斷完善和優化。

三、掌握網絡設備的基本操作

網絡設備指的是交換機、路由器、網橋等網絡設備，掌握網絡設

備的基本操作包括：

了解設備的基本結構：包括設備的硬件和軟件等組成部分。

了解設備的基本配置方法：包括管理界面的登錄、設備IP地址

的配置、管理員密碼的修改、設備時間的調整等基本操作。

了解設備的基本管理方法：如如何查看設備狀態、查看和配置接

口信息等。

了解設備的基本故障排除方法：包括查看日志或歷史記錄、ping

測試、接口檢測等。

了解常用的命令：包括顯示命令、配置命令、調試命令等。

以上就是掌握網絡設備的基本操作，通過學習掌握這些基本操

作，可以更好地管理和維護企業網絡。

1、路由器的配置

路由器配置是指通過管理界面對路由器進行設置和調整，以

使其充分發揮出網絡的功能。常見的配置有以下幾方面：

網絡設置：包括WAN口和LAN口的IP地址、子網掩碼、

網關等。

安全設置：為了保證網絡安全，需開啟SSID隱藏、WPA2-PSK

加密、MAC地址過濾等設置。

無線設置：設置SSID名稱、加密方式、發射功率、關閉兼

容性以保障Wi-Fi完整性。

端口映射：把NAT訪問的公網IP地址映射到局域網的某一

臺內網主機上，進行一些服務器端

無線橋接：作為交換機使用，允許通過靜態地址型NAT將一

個低閾Wifi信號進行分享

以上是一些常見的路由器設置，用戶可以根據自身需要進行

相應調整和優化，以提升網絡的質量和使用體驗。

2、交換機的配置

交換機的配置主要包括以下幾個方面：

1.VLAN配置：VLAN是虛擬局域網的縮寫，例如在一個網絡

上可以分為多個不同的VLAN。通過配置交換機上的VLAN,可以實

現不同VLAN之間的隔離和通信。

2.端口安全：對于交換機中的某些端口，可能需要加入特定

的安全設置，以防止非法用戶進入該端口并訪問網絡資源。例如

可以配置MAC地址綁定、鏡像端口等方式限制端口的訪問。

3.QoS(QualityofService)：QoS是網絡服務質量的一個

指標，通過配置QoS可以限制或保證流量的帶寬，對重要應用或

數據流提供優先處理，提高網絡的服務質量。

4.STP(SpanningTreeProtocol)：如果一臺交換機接入了

多余一條等價路徑的接口時，可能會形成一個環路。這時候就需

要使用STP協議防止因環路而引起的網絡崩潰。

5.SpanningTreeProcess：交換機管理多源站間相互通訊

路線構成的網段所需的算法，可防止重復分幀及分組，因而保證

源站之間相互通訊連續性，亦能消除環路造成的網絡連續性問題。

這些配置可以通過登錄管理端口訪問命令行界面或通過Web

圖形化管理等方式完成。同時在配置過程中需要注意交換機的固

件版本及兼容性，保證交換機的安全和穩定運行。

3、防火墻的配置

防火墻的配置是指對網絡中的數據流量進行監視和控制，以

保護計算機和網絡免受惡意攻擊和未經授權的訪問。防火墻通常

可以通過軟件或硬件實現。在配置防火墻時需要注意以下幾個方

面：

策略配置：這是指確定防火墻如何處理不同類型的流量，如

允許或拒絕某些數據包或協議。根據網絡需求，可以制定不同的

策略來優化流量處理。

端口設置：端口是網絡通信的關鍵。在配置防火墻時，需要

開放一些必要的端口，如HTTP、SSH等，以保持網絡正常運行。

漏洞修復：在防火墻配置過程中，需要特別注意系統的漏洞

問題。檢測并修復漏洞可以幫助防止潛在的攻擊。

日志記錄：防火墻日志記錄非常重要，可以提供與網絡相關

的統計信息和診斷信息。由于攻擊者可能會嘗試規避防火墻，因

此日志記錄可以更好地了解網絡運行狀況和發現潛在的安全威

脅。

定期檢查：定期檢查防火墻的規則和設置也是很重要的，以

確保其足夠強大且符合網絡需求。

總之，防火墻的配置是網絡安全的基礎。合理的配置可以有

效地防止黑客攻擊和惡意軟件入侵，保護網絡和計算機安全。

4、入侵檢測系統的配置

入侵檢測系統的配置是指將該系統規劃、設計、部署和管理的過

程。首先，需要確定入侵檢測系統的目標、范圍和功能，包括其檢測

對象、檢測方式、報警機制等。根據目標和需求，選擇適合的入侵檢

測系統軟件和硬件設備。

其次，需要配置入侵檢測系統的網絡環境，包括網絡拓撲結構、

IP地址規劃、虛擬專用網絡(VPN)建設等，確保系統能夠與其他設備

和應用程序進行交互。還需要配置防火墻、路由器等網絡設備，使其

能夠與入侵檢測系統協同工作，實現對網絡流量的監控和分析。

第三，需要對入侵檢測系統進行安全配置，以防止黑客攻擊和信

息泄露。這包括加強系統的訪問控制、增強身份認證功能、設置安全

策略和監視日志等。

第四，對入侵檢測系統進行性能優化，包括選用高效的硬件設備

和軟件算法、設置最優參數和選用適當工具和技術支持性能監測和調

優。

最后，為入侵檢測系統制定詳細的管理計劃和操作流程，包括定

期備份和更新數據、進行漏洞掃描和修補、開展員工培訓等。除了日

常維護工作，還應開展漏洞分析和風險評估等專業工作，以保證入侵

檢測系統的持續有效性。

四、實踐操作提高技能

1、搭建局域網

搭建局域網可以方便內網之間進行數據共享、資源共享、文件共

享等操作，也可以提高內部通訊的效率，促進內網內部的協作。

首先，要搭建局域網，需要有一個路由器或交換機。通過連接設

備，如電腦、服務器、打印機、網絡存儲設備等，可以組成一個局域

網。

然后，需要配置網絡參數和IP地址，將設備連接到局域網之后,

對每個設備進行配置，如給設備設置主機名、IP地址、子網掩碼、

默認網關等，以便設備之間能夠相互通信。

最后，配置共享權限和安全設置，確保只有有權限的設備才可以

訪問共享文件夾或文件資源，避免網絡被黑客攻擊帶來的安全隱患。

在搭建局域網時還需注意拓撲結構設計、網絡速度、設備故障排

除等問題?？傮w來說，搭建局域網需要一定的計算機網絡知識。

2、搭建互聯網

搭建互聯網指的是建立一個支持互聯網協議的網絡基礎設施，以

便連接世界上的不同網絡、計算機和設備，實現信息的傳輸、共享和

交流。搭建互聯網需要以下幾個步驟：

建立網絡基礎設施：這包括建立物理設施，如光纖、通信線路和

路由器等。同時還需要設置網絡服務器和其他硬件設備，以便支持互

聯網協議和網絡服務。

連接到其他網絡：互聯網是由許多不同的網絡組成的，因此需要

將搭建的網絡連接到其他網絡。這可以通過向互聯網注冊域名并購買

IP地址來實現。

安裝和配置網絡服務：為了提供各種服務，如電子郵件、Web托

管、云存儲和數據中心等，必須安裝并配置適當的軟件程序和應用程

序。

確保網絡安全：這包括設置網絡防火墻、加密數據傳輸、監控網

絡流量和處理安全漏洞等措施，以確保網絡和數據的安全。

總之，搭建互聯網需要耗費大量的時間和金錢，并需要專業知識

和技能來實現一系列復雜的任務。

3、分析網絡故障

網絡故障是指在網絡通信過程中發生了異常情況，導致網絡

無法正常運行。分析網絡故障的過程主要包括以下幾個方面：

一、檢查硬件設備

網絡故障可能是由于硬件設備故障引起的，因此首先需要檢

查網絡設備是否正常。例如，檢查路由器、交換機、網卡等設備

是否連接正常、是否有燈亮等。

二、排除軟件問題

如果硬件設備正常，就需要檢查網絡服務是否正常。例如，

檢查網絡連接是否設置正確、是否有防火墻等軟件問題。

三、診斷網絡連接

當硬件和軟件方面都沒有問題時，就需要診斷網絡連接。例

如，使用ping命令檢查網絡連通性、使用traceroute命令定位

故障點等。

四、排除故障點

在確定了故障點之后，需要進一步排除故障點。例如，更換

故障的硬件設備、重新配置網絡連接等。

綜上所述，分析網絡故障是一個復雜而系統的過程，需要從

硬件設備、軟件設置、網絡連接等多個方面進行排查和診斷，以

快速定位故障點并及時解決問題。

4、設計網絡安全方案

設計網絡安全方案是為了確保網絡的安全性和可靠性，防止網絡

攻擊、信息泄露等風險。以下是設計網絡安全方案時需要考慮的一些

方面：

安全策略：制定網絡安全策略，明確安全目標和安全標準。包括

安全認證、訪問控制、防火墻、入侵檢測等。

網絡拓撲：設計合理的網絡拓撲結構，將不同的網絡隔離開來，

限制攻擊范圍。同時還需要考慮數據流向，避免敏感數據流向不安全

的網絡。

加密技術：使用加密技術保護數據的機密性，其中包括對傳輸數

據進行加密、對存儲數據進行加密、對訪問控制進行加密等。

安全監控：建立安全監控機制，及時發現和響應網絡攻擊事件。

監控包括入侵檢測、日志分析等。

安全培訓I:對員工進行安全培訓，提高員工對網絡安全問題的意

識和處理能力，降低因人為疏忽導致的安全風險。

總之，設計網絡安全方案需要綜合考慮技術、管理和人員等多個

方面，以建立一個安全可靠的網絡環境。

五、查閱相關資料學習網絡技術新發展

1、SDN技術及其應用

SDN技術（軟件定義網絡）是一種新型的網絡架構，它將網絡控

制平面和數據平面分離，通過集中式的控制器對網絡進行管理。這種

架構可以使網絡更加靈活、高效，并提高網絡的安全性。SDN技術的

核心是控制器，它可以通過API接口與網絡設備進行通信，實現對網

絡流量的調度、限制和優化等操作。

SDN技術有廣泛的應用場景，例如數據中心網絡、廣域網、智能

家居、物聯網等。在數據中心網絡中，SDN技術可以實現對虛擬機的

管理和流量的調度，提高網絡的可靠性和性能。在廣域網中，SDN技

術可以實現對網絡帶寬的分配和流量的優化，提高用戶體驗和網絡利

用率。在智能家居和物聯網中，SDN技術可以實現對設備的管理和流

量的控制，提高設備的安全性和可靠性。

總之，SDN技術是一種新興的網絡技術，其應用場景非常廣泛。

隨著互聯網的不斷發展，SDN技術將會越來越受到重視，并成為未來

網絡發展的重要方向之一。

2、5G網絡技術

5G是第五代移動通信網絡的縮寫，是目前人們談論的熱門話題。

5G網絡技術是在現有4G網絡基礎上開發出來的新一代無線網絡技

術，其特點包括極高的速度、低延遲、高帶寬、廣泛的連接性和更好

的可靠性。

5G網絡技術具有多項優點，例如可以實現比4G更快、更穩定的

數據傳輸，具備更廣泛的覆蓋范圍，并可以為跨地域、跨物聯網應用

提供更好的支撐。同時，它也可以支持趨近于無限的容量、超高清視

頻和3D虛擬現實等新技術應用。

然而，在5G網絡技術發展中還存在一些挑戰，包括大量建設需

求、基礎設施和設備成本高昂等問題。此外，5G網絡技術在網絡安

全和隱私保護方面面臨著很大的挑戰，需要相關部門積極加強管理和

監管。

總之，5G網