《计算机网络原理、技术及应用》基本通信原理

《计算机网络原理、技术及应用》基本通信原理汇报人：AA2024-01-19计算机网络概述基本通信原理网络体系结构局域网技术广域网技术网络应用与服务目录01计算机网络概述计算机网络是由多台自主工作的计算机通过通信设备和传输介质互联，在通信软件支持下实现计算机间信息传输与交换的系统。定义从20世纪60年代的ARPANET到如今的Internet，计算机网络经历了从简单到复杂、从局部到全球的发展历程。发展历程计算机网络的定义与发展组成计算机网络由资源子网和通信子网两部分组成。资源子网负责信息处理，通信子网负责信息传输。分类根据网络覆盖范围，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。计算机网络的组成与分类计算机网络具有数据通信、资源共享、分布式处理、负载均衡等功能。计算机网络已广泛应用于各个领域，如办公自动化、电子商务、在线教育、远程医疗等。计算机网络的功能与应用应用功能02基本通信原理解码器将信道上传来的信号还原成信源发出的信息。编码器将信源产生的信息转换成适合在信道上传输的信号。信宿接收信息的设备或计算机。信源产生和发送信息的设备或计算机。信道传输信息的媒介，如双绞线、同轴电缆、光纤或无线信道。通信系统的基本模型123利用模拟信号来传递信息的方式，如电话通信。模拟信号是连续变化的物理量，如正弦波。模拟通信利用数字信号来传递信息的方式，如计算机网络通信。数字信号是不连续、离散的二进制序列。数字通信通过模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号，通过数模转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号。模拟信号与数字信号的转换模拟通信与数字通信传输的信息，通常是以二进制形式表示。数据衡量数据传输可靠性的指标，表示传输过程中发生错误的概率。误码率数据的物理表示形式，如电压、电流或电磁波等。信号信道的频率范围，决定了信道传输信息的能力。带宽数据传输的快慢，通常以比特率（bps）来衡量。速率0201030405数据通信的基本概念03网络体系结构网络协议为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。网络协议由语法、语义和时序三个要素组成。层次结构将复杂的网络问题分解为小的、更容易处理的组件，采用分层的体系结构。每一层都建立在它的下层之上，利用下层提供的服务，并为它的上层提供服务。网络协议与层次结构

OSI参考模型物理层负责传输比特流，提供为建立、维护和拆除物理链路所需要的机械的、电气的、功能的和规程的特性。数据链路层负责在两个相邻结点间的线路上，无差错的传送以帧为单位的数据，并进行流量控制。网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务，在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。负责向两个主机中进程之间的通信提供服务，实现端到端的数据传输。传输层负责组织和协调两个会话进程之间的通信，并对数据交换进行管理。会话层负责对来自应用层的命令和数据进行解释，以确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。表示层负责为应用软件提供了很多服务，例如文件服务器、数据库服务、电子邮件等。应用层OSI参考模型网络接口层网络层传输层应用层TCP/IP参考模型负责接收IP数据报并进行传输，或从网络上接收物理帧，抽取IP数据报转交给网络层。提供端到端的通信，提供面向连接/无连接的服务，提供流量控制、错误控制等服务。负责相邻计算机之间的通信，提供阻塞控制,路由选择（静态路由，动态路由）等功能。负责为应用程序提供网络服务，包括文件传输、电子邮件、远程登录等。04局域网技术局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是一种在小范围内实现计算机之间通信的网络，通常覆盖一个建筑物或校园等小范围区域。定义高数据传输速率、低误码率、短距离通信。特点局域网通常由服务器、工作站、网络设备、传输介质等组成。组成局域网概述定义以太网（Ethernet）是一种基于IEEE802.3标准的局域网技术，采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）访问控制方法。工作原理以太网中所有计算机都连接到一条共享的总线上，通过竞争方式获取总线使用权，实现数据传输。当两台计算机同时发送数据时，会发生冲突，此时需采用退避算法重新发送数据。以太网帧结构以太网帧由前导码、帧起始定界符、目的地址、源地址、类型/长度字段、数据字段和帧校验序列组成。以太网技术标准无线局域网主要采用IEEE802.11系列标准，包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。定义无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）是一种利用无线通信技术实现计算机之间通信的网络。工作原理无线局域网通过无线接入点（AccessPoint，AP）与计算机进行通信，计算机通过无线网卡接入无线网络。AP负责数据的转发和路由功能，实现计算机之间的通信。无线局域网技术05广域网技术广域网（WideAreaNetwork，WAN）是一种覆盖广阔地理区域的计算机网络，通常连接不同城市、国家甚至全球范围内的计算机和设备。定义广域网的主要特点是覆盖范围广、传输距离长、通信速率相对较低、网络结构复杂。特点广域网被广泛应用于企业、政府、教育和科研等领域，为用户提供远程访问、数据传输、资源共享等服务。应用广域网概述路由器是广域网中的关键设备，负责接收、存储和转发数据包。它根据网络层地址（IP地址）进行路由选择，将数据包从源主机传输到目标主机。路由器路由选择是指路由器根据网络拓扑结构和路由算法，选择最佳路径将数据包从源主机传输到目标主机的过程。常见的路由算法有最短路径算法、洪泛算法等。路由选择路由器通过维护路由表来实现路由选择。路由表包含了目标网络地址、下一跳地址和出口接口等信息，用于指导数据包的转发。路由表路由器与路由选择010203拥塞控制由于广域网中传输的数据量巨大，网络拥塞是不可避免的问题。拥塞控制是指通过一系列机制和技术，避免或减轻网络拥塞，保证数据传输的可靠性和效率。常见的拥塞控制算法有慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复等。网络互联广域网通过路由器和交换机等网络设备实现不同网络之间的互联。网络互联的主要目的是实现不同网络之间的通信和数据共享，提高网络的可用性和可扩展性。常见的网络互联设备有路由器、交换机、集线器等。VPN技术虚拟专用网络（VirtualPrivateNetwork，VPN）是一种在公共网络上建立专用网络的技术，通过加密和隧道技术保证数据传输的安全性和隐私性。VPN被广泛应用于远程办公、在线教育、跨境电商等领域。拥塞控制与网络互联06网络应用与服务网络应用是指基于互联网或其他计算机网络的各种应用程序和服务，它们利用网络的通信功能实现信息的交换、处理和共享。网络应用的概念根据应用领域和功能，网络应用可分为信息获取类应用、交流沟通类应用、网络娱乐类应用、电子商务类应用等。网络应用的分类网络应用概述万维网服务万维网服务是基于HTTP协议的一种网络应用，它允许用户通过浏览器访问互联网上的各种信息资源。电子邮件服务电子邮件是一种基于计算机网络进行信息交换的通信方式，用户可以通过电子邮件客户端或网页邮箱发送和接收邮件。远程登录服务远程登录服务允许用户通过网络连接到另一台计算机上，并在该计算机上执行命令或访问资源，如同操作本地计算机一样。文件传输服务文件传输服务允许用户在网络上的两台计算机之间进行文件传输，常用的文件传输协议有FTP、HTTP等。常见的网络应用与服务网络安全与防护措施防火墙技术防火墙是位于内部网络和外部网络之间的安全屏障，它可以监控和过滤进出内部网络的数据包，防止未经授权的访问和攻击。加密技术加密技术是一种