计算机网络的结构和组织
计算机网络安全原理第1章 绪论
网络空间安全
网络空间（Cyberspace）
网络空间安全
网络空间（Cyberspace）
网络空间安全
网络空间（Cyberspace）
网络空间安全
网络空间安全（Cyberspace Security）
网络空间安全
网络空间安全（Cyberspace Security）
方滨兴：在信息通信技术的硬件、代码、数据、应用4个 层面，围绕着信息的获取、传输、处理、利用4个核心功 能，针对网络空间的设施、数据、用户、操作4个核心要 素来采取安全措施，以确保网络空间的机密性、可鉴别 性、可用性、可控性4个核心安全属性得到保障，让信息 通信技术系统能够提供安全、可信、可靠、可控的服务 ，面对网络空间攻防对抗的态势，通过信息、软件、系 统、服务方面的确保手段、事先预防、事前发现、事中 响应、事后恢复的应用措施，以及国家网络空间主权的 行使，既要应对信息通信技术系统及其所受到的攻击， 也要应对信息通信技术相关活动的衍生出政治安全、经 济安全、文化安全、社会安全与国防安全的问题
计算机网络的脆弱性
问题七：互联网的级联特性
互联网是一个由路由器将众多小的网络级联而成的大网 络。当网络中的一条通讯线路发生变化时，附近的路由 器会通过“边界网关协议(BGP)”向其邻近的路由器发出 通知。这些路由器接着又向其他邻近路由器发出通知， 最后将新路径的情况发布到整个互联网。也就是说，一 个路由器消息可以逐级影响到网络中的其它路由器，形 成“蝴蝶效应”。“网络数字大炮”
生存性）
系
机
统
密
以保护信息 属性空间 为主的属性
性
机密性：保证信息在产生、传 输、处理和存储的各个环节中
为 主
可控性：系统对拥有者来说 是可掌控的，管理者能够分
计算机网络的拓扑结构ppt课件
知识结构
计算机网络的发展 计算机网络的定义 计算机网络的功能 计算机网络的特点 计算机网络的应用
按覆盖范围分类 按传播方式分类 按传输介质分类 按传输技术分类
国际组织与机构 美国组织与机构 欧洲组织与机构 中国国家2标准局
网络的逻辑结构 网络的拓扑结构 网络软件的组成 网络硬件的组成
计算机网络支撑技术 计算机网络的关键技术 计算机网络的研究热点
经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
§1.1 计算机网络的基本概念
计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，它 的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。在当今社会 发展中，计算机网络起着非常重要的作用，并对人类社会 的进步做出了巨大贡献。
ISO于1977年成 立了专门的机构 来研究该问题， 并且在1984年正 式颁布了“开放 系统互联基本参 考模型” 的国际 标准OSI,这就产 生了第三代计算 机网络。
9
经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.1.3 计算机网络的主要功能
3、分布处理 把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在
一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性， 而且还可以大大提高工作效率和降低成本。
4、集中管理 对地理位置分散的组织和部门,可通过计算机网络来实现集 中管理,如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军 事指挥系统等。
3
经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
计算机三级_网络技术知识点
计算机三级_网络技术知识点一、网络基础知识1.网络概念：网络是指不同计算机之间通过通信线路或其他传输媒介连接起来，共享信息和资源的系统。
2.网络拓扑结构：包括总线型、星型、环形、树型和网状等多种形式。
3.OSI参考模型：由国际标准化组织（ISO）制定的网络通信协议的参考模型，分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
4. TCP/IP协议：是Internet所使用的协议集合，包括传输控制协议（TCP）和互联网协议（IP）等。
5.IP地址：用于标识网络中的主机，分为IPv4和IPv6两种版本。
6.子网掩码：用于将IP地址划分为网络地址和主机地址两部分。
7.路由器：用于在不同的网络之间转发数据包的设备。
8.网关：在通信网络中负责不同网络之间的数据传输转发。
9.DNS：域名系统，用于将域名解析为IP地址。
10.DHCP：动态主机配置协议，用于自动分配IP地址和其他网络配置信息。
二、网络设备和网络协议1. 集线器（Hub）：用于将多台计算机连接在一起，通过广播方式转发数据。
2. 网桥（Bridge）：用于将不同局域网中的数据包转发。
3. 交换机（Switch）：用于根据MAC地址转发数据包，提供更高的数据转发效率。
4. 路由器（Router）：在不同网络之间进行数据转发，具备网络寻径的功能。
5. 防火墙（Firewall）：用于保护网络安全，限制网络访问。
6. 文件服务器（File Server）：用于存储和共享文件。
7. 打印服务器（Print Server）：用于共享打印设备。
8. HTTP协议：超文本传输协议，在Web应用中用于客户端和服务器之间的数据传输。
9.FTP协议：文件传输协议，用于在客户端和服务器之间传输文件。
10.SMTP协议：简单邮件传输协议，用于邮件的发送。
11.POP3协议：邮局协议，用于邮件的接收。
三、网络安全和网络管理1.防火墙：用于保护网络系统，限制网络访问和控制网络流量。
计算机网络的组成和拓扑结构课件.
1.通信子网和资源子网的概念及组成
概念：通信子网是指网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集 合，由通信处理机，其他通信设备，通信链路，通信软件等组成，
其功能是通过通信处理机将资源子网中的计算资源连接起来进行通
信。 概念：资源子网是指网络中共享的硬件，软件和数据资源，主要由 网络的服务器，工作站，共享的打印机，存储设备和其他设备及相 关软件所组成。 通信子网组成：中继器，集线器网桥，路由器，网关等硬件设备。 资源子网组成：主要由网络的服务器，工作站，共享的打印机和其他设 备及相关软件所组成
（2）共享型
在共享型的网络拓扑结构中， 一个节点发送的数据通过共享传输介质 可以传到多个节点。共享型拓扑结构有 总线型，环状等基本形式，并且非常适 合于无线通信网。如下图
3.计算机网络的功能
（1）数据通信。这是计算机网络最 基本的功能，也是实现其他功能的基 础 （2）资源共享。计算机网络的主要 目的是共享资源。共享资源有：硬件 资源，软件资源，数据资源。 （3）提高系统的可靠性。当人们需 要的资源和通信能力在计算机网络中 有多余备份时，即使系统出现局部的 故障，仍可以得到可靠性的保障。 （4）促进分布式数据处理 和分布式数据库的发展。通过计算机 网络可以实现计算符合的均衡，有利 于加快处理速度，提高网络资源的利 用率;并且可以实现单个计算机无法完 成的大型任务。 （5）远程控制。随着计算机网络的 普及应用，在人们生活，工业，科研 及军事等众多领域，可以通过计算机 网络来控制调节对象。
——通信类专业教学资源库
数据通信与计算机网
计算机网络的组成和拓扑结构
目 录
01
02
计算机网络的概念 拓扑结构的概念 计算机网络的功能
03
1.计算机网络的概念——定义
计算机网络的协议和体系结构课件
TCP/IP协议族概述
01
TCP/IP协议族定义
02
TCP/IP协议族组成
TCP/IP协议族是一组网络通信协议的 集合，用于实现不同计算机系统之间 的数据传输和通信。
TCP/IP协议族由多个协议组成，包括 传输控制协议（TCP）、网际协议（ IP）、地址解析协议（ARP）、反向 地址解析协议（RARP）等。
协议规定了数据传输的格式、控制流 程、同步方式、数据交换方式等，使 得不同系统之间能够实现可靠、高效 的数据传输和资源共享。
协议的分层结构
OSI七层模型
包括物理层、数据链路层、网络层、 传输层、会话层、表示层和应用层。
协议分层结构的作用
将复杂的通信问题分解为多个相对简 单的子问题，便于设计和实现。
TCP/IP四层模型
包括网络接口层、网络层、传输层和 应用层。
协议的标准化
国际标准
由国际标准化组织（ISO）制定，如OSI模型。
工业标准
由一些大公司或组织制定，如TCP/IP模型。
事实标准
在实践中被广泛采用并成为标准的协议，如以太网协议。
标准化组织
如IEEE、ITU等。
02
CHAPTER
TCP/IP协议族
它处理路由和转发，选择最佳 路径，并根据网络状况进行流 量控制。
03
网络层协议包括IP（互联网协 议）、ICMP（互联网控制消息 协议）和IGMP（互联网组管 理协议）等。
传输层
传输层负责建立和维护端到端的连接，确保数 据的可靠传输。
它提供了面向连接的传输服务，例如TCP（传 输控制协议）和无连接的传输服务，例如UDP （用户数据报协议）。
传输层协议还处理流量控制、拥塞控制和错误 控制等问题。
计算机网络复习题
计算机网络复习题一、计算机网络的基本概念1、计算机网络从逻辑功能上可分为资源子网与通信子网，通信子网由各种通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成，负责提供数据传输和转发功能。
资源子网是用来提供用户共享的硬件和软件。
2、什么是网络拓扑结构？答：在计算机网络中，我们把计算机、终端、通信处理机等设备抽象成点，把连接这些设备的通信线路抽象成线，并将这些点和线连接所构成的结构称作网络拓扑结构。
二、计算机网络体系结构1、网络体系结构采用了分层的方式对网络协议进行组织。
其分层的基本原则规定：不同结点间必须有相同的层次，不同结点的对等层次应具有相同的功能。
网络进程在进行通信之前，同层实体之间必须使用相同协议进行通信。
计算机网络分层模型中，上一层使用下一层提供的服务。
2、什么是数据封装？试描述在OSI参考模型中，通信双方（发送方和接收方）进行数据传输的基本过程，并给出数据链路层、网络层和传输层的协议数据单元的名称。
答：数据封装是指对等层之间为了实现有效的相互通信，增加报头和报尾的过程。
(1)发送方从上到下依次是，应用层→表示层→会话层→传输层→网络层→数据链路层→物理层(2)接收方从下到上依次是，物理层→数据链路层→网络层→传输层→会话层→表示层→应用层(3)数据链路层的协议数据单元是帧（frame）(4)网络层的协议数据单元是分组（packet）(5)传输层的协议数据单元是分段（segment）3、什么是网络协议？答：网络协议:对等实体之间交换数据或通信时所必须遵守的规则或标准的集合。
其三大要素包括语法、语义和语序。
4、Internet采用了什么网络体系结构？答：TCP/IP。
5、OSI模型中，从下到上分为哪些层次？与TCP/IP模型中的网络访问(Network Access)层相当的层是哪些层？答：物理层、数据链路层、网络层、运输层（传输层）、会话层、表示层、应用层。
与TCP/IP模型中的网络访问(Network Access)层相当的层是物理层与数据链路层。
1-2计算机网络的组成与结构
没有你做不到的事情，只有你不想去做的事情。 没有你做不到的事情，只有你不想去做的事情。
网络系统由以下几部分组成
1. 2.
3. 4. 5. 6.
资源：指网络中提供情报的可为用户使用的一切软件、 资源：指网络中提供情报的可为用户使用的一切软件、 硬件。例如硬盘、打印机、传真机文件和应用程序等。 硬件。例如硬盘、打印机、传真机文件和应用程序等。 服务器：一般采用速度快、性能高、 服务器：一般采用速度快、性能高、存贮量大的计算机 提供可用共享资源的同时完成一些网络管理任务的计算 机可称为服务器。 机可称为服务器。 客户机： 客户机：访问网络中共享资源的计算机称为客户机 网络设备： 网络设备：用于网络中计算机之间相互连接的硬件设备 的统称包括传输介质、网卡、网络连接设备。 的统称包括传输介质、网卡、网络连接设备。 网络协议：保证网络设备之间的正确传输数据， 网络协议：保证网络设备之间的正确传输数据，它是由 网络系统决定的。网络系统不同，网络协议也就不同。 网络系统决定的。网络系统不同，网络协议也就不同。 网络操作系统：用来控制和管理网络资源。 网络操作系统：用来控制和管理网络资源。
没有你做不到的事情，只有你不想去做的事情。 没有你做不到的事情，只有你不想去做的事情。
§1-2 计算机网络的组成与结构
计算机网络系统还可以划分为六个组成部分。 计算机网络系统还可以划分为六个组成部分。 六个组成部分 1. 资源 2. 服务器 3. 客户机 4. 网络设备 5. 网络协议 6. 网络操作系统
DCS-3750
校办工厂
教学楼 N
DCS-3426
1000Base-LX/LH 1000Base-SX 10/100Base-TX 100Base-FX
礼堂/活动中心
计算机网络第3章 计算机网络体系结构
第n+1层是第n层的服务用户，第n-1层是第n层的服务 提供者 第n层的服务也依赖于第n-1层以及以下各层的服务
例：邮政通信
16
对等通信例：两个人收发信件
发信人 邮局 运输系统
17
对等层通信的实质
对等层实体之间实现的是 虚拟的逻辑通信； 下层向上层提供服务； 上层依赖下层提供的服务 来与其他主机上的对等层 通信； 实际通信在最底层完成。
18
源进程传送消息到 目标进程的过程：
• 消息送到源系统的 最高层； • 从最高层开始，自 上而下逐层封装； • 经物理线路传输到 目标系统； • 目标系统将收到的 信息自下而上逐层 处理并拆封； • 由最高层将消息提 交给目标进程。
6
分层的空中旅行组织: 服务
柜台-to-柜台：“旅客+行李” 票务服务 行李托运-to-行李认领：行李服务
登机入口-to-到达出口：旅客乘务服务
跑道-to-跑道：飞机“航运”服务 从出发地到目的地的航线：导航服务
7
层次功能的分布式实现
机票 (购买) 机票 (投诉) 行李 (认领) 旅客 (到达) 飞机 (着陆)
飞行航线
一系列的步骤
5
空中旅行的组织: 从另一种不同的角度观察
机票 (购买) 行李 (托运) 机票 (投诉) 行李 (认领) 旅客 (到达) 飞机 (着陆) 飞行航线 飞行航线 层次的观点： 每层实现一种特定的服务 – 通过自己内部的功能 – 依赖自己的下层提供的服务
旅客 (出发)
飞机 (起飞) 飞行航线
PDU由协议控制信息（协议头）和数据（SDU）组成:
OSI网络结构的七层模型
OSI网络结构的七层模型开放式系统互联模型（OSI）是1984年由国际标准化组织（ISO）提出的一个参考模型。
作为一个概念性框架，它是不同制造商的设备和应用软件在网络中进行通信的标准。
现在此模型已成为计算机间和网络间进行通信的主要结构模型。
目前使用的大多数网络通信协议的结构都是基于 OSI 模型的。
OSI 将通信过程定义为七层，即将连网计算机间传输信息的任务划分为七个更小、更易于处理的任务组。
每一个任务或任务组则被分配到各个 OSI 层。
每一层都是独立存在的，因此分配到各层的任务能够独立地执行。
这样使得变更其中某层提供的方案时不影响其他层。
OSI 七层模型的每一层都具有清晰的特征。
基本来说，第七至第四层处理数据源和数据目的地之间的端到端通信，而第三至第一层处理网络设备间的通信。
另外， OSI 模型的七层也可以划分为两组：上层（层 7 、层 6 和层 5 ）和下层（层 4 、层 3 、层 2 和层 1 ）。
OSI 模型的上层处理应用程序问题，并且通常只应用在软件上。
最高层，即应用层是与终端用户最接近的。
OSI 模型的下层是处理数据传输的。
物理层和数据链路层应用在硬件和软件上。
最底层，即物理层是与物理网络媒介（比如说，电线）最接近的，并且负责在媒介上发送数据。
各层的具体描述如下：第七层：应用层定义了用于在网络中进行通信和数据传输的接口 - 用户程式；提供标准服务，比如虚拟终端、文件以及任务的传输和处理；第六层：表示层掩盖不同系统间的数据格式的不同性；指定独立结构的数据传输格式；数据的编码和解码；加密和解密；压缩和解压缩第五层：会话层管理用户会话和对话；控制用户间逻辑连接的建立和挂断；报告上一层发生的错误第四层：传输层管理网络中端到端的信息传送；通过错误纠正和流控制机制提供可靠且有序的数据包传送；提供面向无连接的数据包的传送；第三层：网络层定义网络设备间如何传输数据；根据唯一的网络设备地址路由数据包；提供流和拥塞控制以防止网络资源的损耗第二层：数据链路层定义操作通信连接的程序；封装数据包为数据帧；监测和纠正数据包传输错误第一层：物理层定义通过网络设备发送数据的物理方式；作为网络媒介和设备间的接口；定义光学、电气以及机械特性。
第7章 计算机网络的组成
（三）调制解调器
调制解调器(modem)包括：
– 调制器(MOdulator)：把要发送的数字信号转
换为频率范围在 300~3400 Hz 之间的模拟信 号，以便在电话用户线上传送。
– 解调器(DEModulator)：把电话用户线上传送
来的模拟信号转换为数字信号。
（三）调制解调器
分类：
外置式
线外有一层起绝缘作用的塑性材料，再包上一层金属 屏蔽网，用于屏蔽外界的干扰，最外面是起绝缘保护 作用的塑性外壳。 既可用于传输模拟信号，也可用于传输数字信号。 同轴电缆的最大传输距离随电缆型号和传输信号的不 同而不同，一般可达几公里甚至几十公里。 绝缘保护套层 外导体屏蔽层 绝缘层
内导体
（二）光纤和光缆
内置式 插卡式（笔记本) 机架式（网络中心） 重要的性能指标：传输速率 常见：56Kbps
调制解调器可分为多种类型
外置式(放置于机箱外，通过串行通讯口与主机 连接)
内置式(安装在机器主板或PCI总线上)
（四）中继器（
Repeater ）
用于延伸拓扑结构相同的局域网，在物理层连接 两个网。
•作用：
2.连接方式：每个工作站是用双绞线连接到集线 器上，由集线器对工作站进行集中管理。
HUB
......
HUB HUB
......
Workstation Workstation Workstation
......
Workstation
Server
3.分类：
共享式集线器 :连结在总线上的所有设备 共享该总线的带宽（物理上看是星型结构 但实际上是总线型）。
核心设备。 网络服务器根据其提供的服务可以分为：
文件服务器、打印服务器、域名服务器、通讯服务器、 消息服务器、应用服务器和数据库服务器等
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计算机网络的结构和组织
计算机网络是一种相互连接的计算机系统，是现代社会不可或缺的一部分，广泛应用于电子邮件、在线聊天、社交媒体、电子商务等各个领域。
计算机网络的结构和组织是建立一个高效、稳定、安全、可靠的网络的关键。
在本文中，我们将探讨计算机网络的组成部分、基础协议以及常见的网络拓扑结构和拓扑协议。
1. 计算机网络的组成部分
计算机网络由多个计算机和其他网络设备组成，每个设备都有其特定的功能。
下面是计算机网络的几个重要组成部分：
1.1. 终端设备
终端设备包括个人电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机和其他智能设备，它们是连接到网络的最终用户设备。
终端设备通过各种网络协议和传输介质与其他设备通信。
1.2. 网络互联设备
网络互联设备包括路由器、交换机、防火墙等，它们是用于连
接不同计算机网络的设备。
路由器是将数据包从一个网络传输到
另一个网络的设备，交换机是在本地网络中转发数据包，防火墙
是保护网络安全的设备。
1.3. 传输介质硬件
传输介质硬件包括网线、光纤、无线电波等，它们是实现数据
传输的物理媒介。
网线和光纤是有线传输媒介，无线电波是无线
传输媒介。
2. 基础协议
计算机网络使用一系列基本协议来进行通信。
这些协议指定了
计算机之间如何通信，包括如何建立和终止连接、如何传输数据、如何管理网络和解决问题等。
2.1. TCP/IP
TCP/IP是计算机网络使用的基本协议之一。
它包括传输控制协
议（TCP）和互联网协议（IP）。
TCP是在网络上建立可靠的连接，确保数据包能够在计算机之间可靠地发送。
IP则负责将数据包从
一个计算机发送到另一个计算机，确保数据包按照正确的路径到
达目的地。
2.2. HTTP
HTTP是传输超文本的协议，是Web应用程序的基础。
通过HTTP，Web浏览器可以向Web服务器发送请求，并从服务器接
收响应。
2.3. SMTP
SMTP是简单邮件传输协议，是在电子邮件通信中使用最广泛
的协议。
SMTP协议定义了如何将电子邮件从一个计算机发送到
另一个计算机。
3. 常见的网络拓扑结构和拓扑协议
网络拓扑结构和拓扑协议是定义计算机网络拓扑的基本概念。
拓扑结构指定了计算机和其他设备如何互相连接，而拓扑协议则
负责管理网络。
3.1. 星形拓扑结构
在星形拓扑结构中，所有设备都连接到一个中央设备（通常是
交换机或集线器）上。
这种拓扑结构非常简单，易于管理和扩展。
但是，如果中央设备发生故障，整个网络可能会失去连通性。
3.2. 环形拓扑结构
在环形拓扑结构中，所有设备都连接成一个环形。
每个设备都
只连接到相邻的两个设备，数据在环形中传递。
这种拓扑结构的
优点是对网络故障具有冗余性，可以保证即使某个设备或连接出
现故障，整个网络仍然可以正常工作。
3.3. 总线拓扑结构
在总线拓扑结构中，所有设备都连接到一个总线上，数据在总
线上传输。
这种拓扑结构优点是简单、廉价、易于扩展。
但是，
如果总线发生故障，整个网络可能会失去连通性。
3.4. RIP
路由信息协议（RIP）是一种常见的拓扑协议，用于在网络中
定期更新路由表。
RIP通常用于小型网络，其不足之处是在大型网络中效率低下、过度使用带宽等。
3.5. OSPF
开放式最短路径优先（OSPF）是一种高效、可扩展的拓扑协议，广泛应用于大型企业网络、互联网服务提供商和电信运营商。
它使用SPF算法计算最短路径以及每个节点的成本，并使用多个
路径作为备用路径。
结论
计算机网络的结构和组织是建立一个高效、稳定、安全、可靠的网络的关键。
网络的拓扑结构和拓扑协议可以根据需要进行选择和调整。
在创建网络时，必须考虑到数据传输速度、带宽、延迟、网络安全等因素。
计算机网络的未来将逐步发展，以更好地满足人们的需求和变化。