《网络基础》教学课件.pptVIP

网络基础课程欢迎来到网络基础课程！本课程将带领您深入了解计算机网络的基本概念、架构和工作原理。我们的学习目标是使您掌握网络通信的基础知识，理解各种网络协议和设备的功能，并能够进行基本的网络配置与故障排除。课程将分为理论讲解和实践操作两部分，通过系统学习，您将建立起完整的网络知识体系，为进一步学习高级网络技术打下坚实基础。

什么是计算机网络？计算机网络定义计算机网络是通过通信线路互相连接的计算机集合，它允许网络中的计算机设备相互通信并共享资源。这些资源包括硬件资源（如打印机和存储设备）、软件资源（如应用程序）以及数据资源。计算机网络的目的计算机网络的主要目的是实现资源共享和信息传递。通过网络，用户可以共享昂贵的硬件设备，共同使用软件资源，交换和共享各种信息，极大地提高了工作效率，降低了成本。

计算机网络的类型局域网(LAN)局域网是在有限地理区域内（如单一建筑物或校园）连接的计算机网络。特点是覆盖范围小、传输速率高、延迟低、错误率低。常见的局域网技术包括以太网和Wi-Fi。城域网(MAN)城域网覆盖范围比局域网大，通常覆盖整个城市或特定区域。它可以连接多个局域网，提供更广范围的网络服务，如城市监控系统、银行系统等都可以基于城域网构建。广域网(WAN)广域网覆盖范围最广，可以跨越国家甚至全球。互联网是最大的广域网。广域网通常由电信运营商提供服务，使用各种通信技术（如光纤、卫星通信等）将分散在不同地理位置的网络连接起来。

网络拓扑结构星型拓扑所有设备通过中央节点（如交换机或集线器）连接。优点是结构简单，易于管理；缺点是中央节点故障会导致整个网络瘫痪。总线型拓扑所有设备连接到同一传输介质上。优点是结构简单，节省电缆；缺点是主干线断裂会导致整个网络瘫痪，且容易产生冲突。环型拓扑设备按环形连接，信号沿环单向传输。优点是避免冲突；缺点是单点故障会影响整个网络。网状拓扑每个设备都与其他多个设备直接相连。优点是冗余度高，可靠性强；缺点是电缆使用量大，成本高，管理复杂。

网络协议的重要性网络协议的定义网络协议是计算机网络中进行数据交换所遵守的规则、标准或约定的集合。就像人与人交流需要共同的语言一样，网络设备之间的通信也需要共同遵循的协议才能相互理解。协议的主要作用确保不同厂商、不同型号的设备之间能够有效通信，实现互操作性。协议定义了数据格式、传输速率、错误检测与纠正方法、流量控制等通信细节。协议的层次性网络协议通常按功能分层设计，每层负责特定功能，相互独立又相互协作，便于实现和维护。这种分层思想体现在OSI七层模型和TCP/IP四层模型中。

TCP/IP协议族概述TCP(传输控制协议)面向连接的可靠传输协议，通过三次握手建立连接，确保数据的有序到达。适用于对可靠性要求高的应用，如文件传输、电子邮件等。IP(网际协议)负责将数据包从源主机路由到目标主机，定义了IP地址格式和分组转发方式。是互联网的基础协议，实现了不同网络之间的互联。UDP(用户数据报协议)无连接的传输协议，不保证数据的可靠传输，但开销小、速度快。适用于实时应用，如视频流媒体、在线游戏等场景。HTTP(超文本传输协议)应用层协议，用于传输超文本内容（如HTML文件）。是万维网的基础，定义了客户端和服务器之间请求与响应的格式和规则。

OSI模型简介应用层为用户提供接口，实现特定应用功能表示层数据格式转换、加密解密会话层管理会话，同步通信传输层端到端连接，确保可靠传输网络层路由选择，逻辑寻址数据链路层物理寻址，错误检测物理层比特传输，物理连接

OSI模型–物理层传输介质物理层定义了数据传输的物理特性，包括使用的传输介质类型，如电缆（双绞线、同轴电缆）、光纤、无线（电磁波）等。每种介质都有其特定的传输特性、优势和局限性。信号特性规定了信号的物理特性，包括电压等级、频率范围、相位、调制技术等。不同的应用场景可能需要不同的信号特性来满足传输距离和质量要求。数据速率定义了比特传输的速率，即单位时间内可传输的比特数量。数据速率受传输介质、信号特性和传输距离等因素影响，直接关系到网络的性能。

OSI模型–数据链路层错误检测与纠正确保帧传输的可靠性MAC地址物理设备的唯一标识帧(Frame)数据传输的基本单位数据链路层是OSI模型的第二层，它负责在物理连接的设备之间传输数据帧。每个网络设备都有一个唯一的MAC地址，它是由厂商分配的48位物理地址，用于在局域网内唯一标识设备。在数据链路层，数据被封装成帧，这是数据传输的基本单位。帧包含源和目标MAC地址、数据载荷以及错误检测码。通过CRC（循环冗余校验）等机制，数据链路层能够检测并有时纠正传输过程中的错误。

OSI模型–网络层32位IPv4地址长度允许约43亿个唯一地址128位IPv6地址长度提供几乎无限的地址空间20+常见路