计算机网络基础

这是一篇关于计算机网络基础的思维导图，主要内容包括：网络基本概念，网络硬件设备，网络通信技术，网络安全基础。

计算机网络基础

• 网络基本概念
  • 网络定义与分类
    • 计算机网络的定义
      • 计算机网络是由多个计算机设备通过通信线路连接起来，实现资源共享和信息交换的系统。
    • 按覆盖范围分类
      • 计算机网络根据覆盖范围可分为局域网、城域网、广域网等，覆盖范围从小型办公室到全球互联网。
    • 按传输技术分类
      • 网络按传输技术分为电路交换网络、分组交换网络等，电路交换提供专用连接，分组交换则优化数据传输效率。
    • 按拓扑结构分类
      • 网络拓扑结构分为星型、总线型、环型和网状等，每种结构决定了网络的布局和数据传输方式。
    • 按传输介质分类
      • 根据传输介质的不同，网络可分为有线网络和无线网络，有线网络使用铜缆或光纤，无线网络则利用无线电波。
  • OSI参考模型
  • TCP/IP协议族
    • IP协议特点
      • IP协议是网络层的核心，负责数据包的路由选择和寻址，支持无连接的数据传输。
    • TCP协议特点
      • TCP协议提供可靠的、面向连接的服务，确保数据完整性和顺序，适用于文件传输等场景。
    • UDP协议特点
      • UDP协议提供无连接的网络服务，传输速度快但不保证可靠性，适用于视频流和在线游戏。
    • HTTP协议特点
      • HTTP协议是应用层协议，支持客户端和服务器之间的请求响应模式，广泛用于网页浏览。
    • DNS协议特点
      • DNS协议负责域名和IP地址的转换，实现易记域名到实际服务器IP的映射，是互联网基础服务之一。
• 网络硬件设备
  • 传输介质
    • 双绞线特性
      • 双绞线由两根绝缘铜线相互缠绕而成，具有成本低廉、安装简便的特点，广泛应用于电话和网络通信。
    • 同轴电缆特性
      • 同轴电缆由中心导体、绝缘层、编织屏蔽层和外护套组成，抗干扰能力强，适用于有线电视和宽带网络。
    • 光纤特性
      • 光纤通过光脉冲传输数据，具有极高的带宽和传输速率，抗电磁干扰，适用于长距离和高速网络通信。
    • 无线传输介质
      • 无线传输介质利用电磁波在空气中传播，无需物理连接，方便灵活，但易受干扰，适用于移动设备和无线网络。
    • 传输介质选择标准
      • 选择传输介质时需考虑成本、传输速率、距离、环境干扰和安装维护等因素，以确保网络性能和可靠性。
  • 网络设备
    • 网卡功能
      • 网卡是计算机与局域网连接的硬件接口，负责数据的接收和发送，实现网络通信。
    • 交换机原理
      • 交换机通过识别数据包中的MAC地址，高效地在局域网内转发数据，实现设备间通信。
    • 路由器功能
      • 路由器连接不同网络，根据IP地址决定数据包的传输路径，是互联网通信的关键设备。
    • 防火墙作用
      • 防火墙监控和控制进出网络的数据流，防止未授权访问，保障网络安全。
    • 中继器用途
      • 中继器用于扩展网络信号，增强信号强度，主要用于解决信号衰减问题。
  • 服务器类型
    • Web服务器
      • Web服务器主要负责托管网站内容，通过HTTP或HTTPS协议向客户端浏览器提供网页数据。
    • FTP服务器
      • FTP服务器用于文件传输，支持用户通过FTP客户端上传或下载文件，常用于数据共享和备份。
    • DNS服务器
      • DNS服务器将域名解析为IP地址，是互联网中不可或缺的导航系统，确保用户能准确访问网络资源。
    • DHCP服务器
      • DHCP服务器自动为网络中的设备分配IP地址，简化网络配置过程，确保网络设备的正常通信。
    • 邮件服务器
      • 邮件服务器处理电子邮件的发送和接收，支持SMTP、POP3和IMAP等协议，是日常通信的重要组成部分。
• 网络通信技术
  • IP地址管理
    • IPv4地址结构
      • IPv4地址由32位二进制数组成，分为四个字节，用点分十进制表示，每个字节范围0-255。
    • IPv6地址特点
      • IPv6地址由128位组成，采用冒号分隔的十六进制表示，具有更大的地址空间和更简化的报头结构。
    • 子网划分方法
      • 子网划分通过借用主机部分的位来创建子网，使用子网掩码区分网络地址和主机地址。
    • NAT技术原理
      • NAT技术允许私有网络地址通过一个公共IP地址访问互联网，实现地址复用和隐藏内部网络结构。
    • DHCP分配过程
      • DHCP动态主机配置协议通过服务器自动分配IP地址给网络设备，过程包括发现、提供、请求和确认四个阶段。
  • 路由协议
    • 静态路由配置
      • 静态路由需要网络管理员手动输入路由信息，适用于小型网络或路由变化不频繁的环境。
    • 动态路由分类
      • 动态路由协议分为距离矢量和链路状态两大类，根据网络规模和需求选择合适的协议。
    • RIP协议特点
      • RIP协议基于距离矢量算法，简单易用，但仅适用于小型网络，且收敛速度较慢。
    • OSPF协议原理
      • OSPF是基于链路状态的路由协议，它使用洪泛法交换链路状态信息，快速适应网络变化。
    • BGP协议作用
      • BGP协议用于不同自治系统间的路由选择，支持大规模网络，确保数据包高效传输。
  • 无线网络
    • WiFi技术标准
      • WiFi技术标准经历了从802.11a到最新的802.11ax（Wi-Fi 6）的演进，不断提高数据传输速率和网络容量。
    • 蓝牙技术特点
      • 蓝牙技术以其低功耗、短距离无线连接特点著称，广泛应用于耳机、键盘等个人电子设备。
    • 蜂窝网络架构
      • 蜂窝网络架构通过将覆盖区域划分为多个小区，利用频率复用技术，实现大范围内的移动通信。
    • 无线安全协议
      • 无线安全协议如WPA3，提供更强大的加密和认证机制，保护无线网络通信免受未授权访问和数据泄露。
    • Mesh网络优势
      • Mesh网络通过多节点自组织和自我修复能力，提供稳定可靠的覆盖，尤其适用于大面积或复杂地形的无线覆盖。
• 网络安全基础
  • 加密技术
    • 对称加密原理
      • 对称加密使用同一密钥进行数据的加密和解密，算法简单高效，但密钥分发和管理是挑战。
    • 非对称加密特点
      • 非对称加密涉及一对密钥，公钥可公开，私钥保密，解决了密钥分发问题，但计算复杂度高。
    • 哈希算法应用
      • 哈希算法将任意长度数据转换为固定长度，广泛用于数据完整性验证和数字签名。
    • SSL/TLS协议
      • SSL/TLS协议通过握手过程建立加密通道，确保数据传输的安全性和完整性。
    • 数字证书机制
      • 数字证书由权威机构签发，包含公钥和身份信息，用于验证网站身份，保障通信安全。
  • 防火墙技术
    • 包过滤原理
      • 包过滤技术通过检查数据包的头部信息，如源地址、目的地址、端口号等，决定是否允许数据包通过。
    • 代理服务特点
      • 代理服务工作在应用层，为内部网络和外部网络提供中介服务，增强安全性同时隐藏内部网络结构。
    • 状态检测机制
      • 状态检测防火墙跟踪连接状态，动态允许或拒绝数据包，比传统包过滤更智能，效率更高。
    • NAT转换过程
      • 网络地址转换（NAT）将私有IP地址转换为公网IP地址，实现内部网络与外部网络的通信。
    • ACL配置方法
      • 访问控制列表（ACL）通过定义规则来允许或拒绝特定的网络流量，是防火墙配置中常用的安全策略。
  • 网络攻击防范
    • DDoS攻击原理
      • DDoS攻击通过控制多台计算机同时向目标发送大量请求，造成服务器过载，从而导致服务不可用。
    • 钓鱼攻击识别
      • 钓鱼攻击通常伪装成合法请求，通过诱骗用户提供敏感信息，需警惕异常链接和请求中的不一致信息。
    • 木马病毒特征
      • 木马病毒隐藏在正常软件中，一旦激活会执行恶意操作，如窃取数据或控制计算机，特征包括不明进程和异常网络活动。
    • 社会工程学防范
      • 社会工程学攻击利用人的信任或好奇心，防范需加强安全意识培训，验证信息来源，不轻易透露敏感数据。
    • 安全审计流程
      • 安全审计流程包括规划审计目标、收集和分析数据、评估风险、报告发现并提出改进建议，以确保系统安全。