計算機網絡與Internet技術計算機網絡概述Internet技術基礎計算機網絡硬件設備計算機網絡軟件技術計算機網絡的安全技術Internet的應用技術計算機網絡概述01計算機網絡是由多臺自主工作的計算機通過通信設備和線路連接起來，在操作系統、網絡管理軟件及網絡通信協議的管理和協調下，實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。定義從20世紀60年代的ARPANET開始，經歷了從局域網到廣域網、從低速到高速、從單一數據通信到多媒體通信的發展歷程。發展歷程計算機網絡的定義與發展組成計算機網絡由資源子網和通信子網兩部分組成。資源子網包括主機、終端、外設、軟件與信息資源等；通信子網由通信控制處理機、通信線路與其他通信設備組成。結構計算機網絡的拓撲結構主要有星型、環型、總線型、樹型和網狀等。計算機網絡的組成與結構計算機網絡具有數據通信、資源共享、分布式處理、負載均衡等功能。功能計算機網絡已廣泛應用于各個領域，如辦公自動化、電子商務、遠程教育、遠程醫療、智能制造等。應用計算機網絡的功能與應用Internet技術基礎02ARPANET的誕生20世紀60年代，美國國防部高級研究計劃局（ARPA）創建了ARPANET，這是Internet的前身，用于實現計算機之間的遠程通信。20世紀70年代，TCP/IP協議被開發出來，成為Internet的基礎通信協議。20世紀80年代，美國國家科學基金會（NSF）建立了NSFNET，用于連接美國各大學和研究機構的計算機網絡，推動了Internet的快速發展。20世紀90年代，Internet開始商業化，并逐漸向全球擴展，成為當今世界上最大的計算機網絡。TCP/IP協議的出現NSFNET的建立商業化與全球化Internet的起源與發展包括各種終端設備（如計算機、手機等）和應用程序，是用戶與Internet交互的界面。網絡邊緣將網絡邊緣的設備連接到Internet核心網絡的各種網絡，如DSL、電纜、光纖等寬帶接入網絡以及移動蜂窩網絡等。接入網絡由高速路由器和光纖等傳輸介質組成的網絡，負責在Internet中傳輸數據。核心網絡提供云計算、存儲和內容分發等服務的集中式設施，是Internet的重要組成部分。數據中心Internet的體系結構TCP/IP協議簇包括TCP（傳輸控制協議）和IP（網際協議），是Internet的基礎通信協議。TCP負責提供可靠的、面向連接的傳輸服務，而IP負責在網絡中路由和傳輸數據。超文本傳輸協議（HTTP）是Web應用的基礎，用于在Web服務器和客戶端之間傳輸數據。域名系統（DNS）協議用于將用戶可讀的域名轉換為計算機可讀的IP地址。簡單郵件傳輸協議（SMTP）、郵局協議（POP）和Internet郵件訪問協議（IMAP）是用于電子郵件傳輸和訪問的協議。HTTP協議DNS協議SMTP、POP和IMAP協議Internet的協議簇計算機網絡硬件設備03網卡的功能01網卡是計算機與網絡之間的接口，負責將計算機內部的數據轉換為網絡可以傳輸的格式，以及將網絡傳輸的數據轉換為計算機可以處理的格式。網卡的類型02根據傳輸速率、接口類型和總線類型等不同標準，網卡可分為多種類型，如以太網卡、無線網卡、PCI網卡、USB網卡等。網卡的工作原理03網卡通過接口與計算機總線相連，接收并處理來自計算機的數據，然后將數據通過網線發送到網絡中。同時，網卡也接收來自網絡的數據，并將其轉換為計算機可以處理的格式。網卡集線器的功能集線器是一種多端口的中繼器，它可以將多個網絡設備連接在一起，形成一個局域網。集線器的主要功能是對接收到的信號進行整形放大，以擴大網絡的傳輸距離，同時把所有節點集中在以它為中心的節點上。集線器的類型根據端口數量、傳輸速率和接口類型等不同標準，集線器可分為多種類型，如以太網集線器、快速以太網集線器、千兆以太網集線器等。集線器的工作原理集線器采用廣播方式發送數據，即當某個端口接收到數據時，它會將數據發送到除了發送端口之外的所有端口。因此，所有連接在集線器上的設備都可以接收到數據。集線器交換機的功能交換機是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。它可以“學習”MAC地址，并把其存放在內部地址表中，通過在數據幀的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數據幀直接由源地址到達目的地址。交換機的類型根據應用層次、傳輸介質和交換方式等不同標準，交換機可分為多種類型，如以太網交換機、快速以太網交換機、千兆以太網交換機等。交換機的工作原理交換機根據收到數據幀中的源MAC地址和目的MAC地址來建立和維護一個MAC地址表。當交換機收到一個數據幀時，首先檢查該幀的源MAC地址是否在MAC地址表中，如果不存在，則將該地址添加到MAC地址表中；然后檢查該幀的目的MAC地址是否在MAC地址表中，如果存在，則將該幀轉發到相應的端口；如果不存在，則向所有端口廣播該幀。交換機路由器是連接因特網中各局域網、廣域網的設備，它會根據信道的情況自動選擇和設定路由，以最佳路徑，按前后順序發送信號。路由器具有判斷網絡地址和選擇IP路徑的功能，它能在多網絡互聯環境中，建立靈活的連接。根據性能檔次、結構、應用范圍和接口等不同標準，路由器可分為多種類型，如接入路由器、企業級路由器、骨干級路由器等。路由器工作在OSI模型的網絡層，主要作用是為數據包選擇最佳路由路徑進行轉發。當路由器接收到一個數據包時，首先提取數據包中的目的IP地址；然后根據路由表查找該目的IP地址對應的下一跳地址或出口；最后將數據包轉發到相應的端口。路由器的功能路由器的類型路由器的工作原理路由器計算機網絡軟件技術04微軟開發的服務器操作系統，提供了一套完整的網絡服務功能，如DNS、DHCP、文件共享等。WindowsServer開源的類Unix操作系統，具有強大的網絡功能，支持各種網絡服務，如Apache、Nginx等。Linux蘋果公司開發的服務器操作系統，提供了一套完整的網絡服務解決方案，如郵件、日歷、聯系人等。macOSServer網絡操作系統

網絡協議軟件TCP/IP協議棧傳輸控制協議/因特網協議，是Internet的基礎協議，提供了一套可靠的、面向連接的、基于字節流的傳輸服務。HTTP協議超文本傳輸協議，是Web的基礎協議，用于從服務器傳輸超文本到本地瀏覽器。SMTP協議簡單郵件傳輸協議，用于在Internet上傳輸電子郵件。03PRTGPaessler開發的網絡流量監控軟件，可以實時監控網絡設備的流量、帶寬和性能。01MicrosoftSystemCenter微軟開發的網絡管理系統，提供了一套完整的網絡管理解決方案，包括服務器管理、網絡設備管理、應用程序管理等。02Nagios開源的網絡管理系統，可以監控網絡設備的狀態、性能和故障，提供報警和通知功能。網絡管理軟件計算機網絡的安全技術05網絡安全威脅網絡攻擊、計算機病毒、蠕蟲、特洛伊木馬、拒絕服務攻擊等。網絡安全定義網絡安全是指通過采用各種技術和管理措施，使網絡系統正常運行，從而確保網絡數據的可用性、完整性和保密性。網絡安全策略包括訪問控制、加密、防火墻、入侵檢測、安全審計等。網絡安全概述防火墻是位于內部網絡和外部網絡之間的網絡安全系統，它按照一定的安全策略來實施檢查，以決定網絡之間的通信是否被允許。防火墻定義包過濾防火墻、代理服務器防火墻和有狀態檢測防火墻。防火墻類型過濾進、出網絡的數據；管理進、出網絡的訪問行為；封堵某些禁止的業務；記錄通過防火墻的信息內容和活動；對網絡攻擊的檢測和告警。防火墻功能防火墻技術入侵檢測定義入侵檢測是指通過對計算機網絡或計算機系統中的若干關鍵點收集信息并對其進行分析，從中發現網絡或系統中是否有違反安全策略的行為和被攻擊的跡象。入侵檢測分類基于主機的入侵檢測、基于網絡的入侵檢測和混合入侵檢測。入侵檢測功能監視、分析用戶及系統活動；系統構造和弱點的審計；識別反映已知進攻的活動模式并向相關人士報警；異常行為模式的統計分析；評估重要系統和數據文件的完整性；操作系統的審計跟蹤管理，并識別用戶違反安全策略的行為。入侵檢測技術數據加密是通過對信息的重新組合，使得只有收發雙方才能解碼并還原信息的一種手段。數據加密定義數據加密方法數據加密應用對稱加密（如AES）、非對稱加密（如RSA）和混合加密。文件加密、電子郵件加密、網絡通信加密等。030201數據加密技術Internet的應用技術06WWW的基本概念萬維網（WorldWideWeb，簡稱WWW）是Internet上的一種應用，它采用超文本和超媒體技術組織和管理信息，提供圖形化的用戶界面和豐富的信息資源。URL與HTTPURL（UniformResourceLocator）是統一資源定位符，用于標識Internet上資源的地址；HTTP（HypertextTransferProtocol）是超文本傳輸協議，用于在WWW上傳輸超文本。Web瀏覽器與Web服務器Web瀏覽器是客戶端軟件，用于瀏覽和獲取WWW上的信息；Web服務器是服務器端軟件，用于存儲和提供WWW上的信息。萬維網（WWW）電子郵件的基本概念電子郵件（ElectronicMail，簡稱E-mail）是一種通過Internet進行信息交換的通信方式，它采用存儲轉發方式傳遞郵件，具有快速、高效、方便、廉價等特點。電子郵件的發送和接收過程包括郵件的編寫、發送、傳輸、接收、閱讀和回復等環節。SMTP（SimpleMailTransferProtocol）是簡單郵件傳輸協議，用于發送郵件；POP3（PostOfficeProtocol3）是郵局協議第三版，用于接收郵件；IMAP（InternetMailAccessProtocol）是因特網郵件訪問協議，用于郵件的獲取和管理。電子郵件的工作過程電子郵件協議電子郵件（E-mail）FTP的基本概念文件傳輸協議（FileTransferProtocol，簡稱FTP）是Internet上使用最廣泛的文件傳輸協議之一，它允許用戶在計算機之間傳輸文件。FTP的工作原理FTP采用客戶/服務器模式進行工作，客戶端和服務器之間通過TCP建立連接后進行文件傳輸。FTP的傳輸模式FTP有兩種傳輸模式，即ASCII模式和二進制模式。ASCII模式用于傳輸文本文件，二進制模式用于傳輸二進制文件。文件