计算机网络组成原理及应用

汇报人：AA计算机网络组成原理及应用2024-01-22目录计算机网络概述通信子网原理及技术计算机子网构成与功能资源共享与分布式处理网络安全与管理策略总结与展望01计算机网络概述Chapter计算机网络是由多台独立计算机通过通信设备和线路连接起来，在操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。从20世纪60年代ARPANET的诞生到现今互联网的发展，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。定义发展历程定义与发展历程123计算机网络体系结构采用分层思想，将复杂的网络问题分解为多个相对简单的子问题进行处理。分层思想开放系统互联参考模型（OSI/RM）包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层七个层次。OSI七层模型传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）模型包括网络接口层、网际层、传输层和应用层四个层次。TCP/IP四层模型计算机网络体系结构国际标准化组织（ISO）、国际电信联盟（ITU）、电气电子工程师协会（IEEE）等是计算机网络领域的主要标准化组织。标准化组织协议是计算机网络中不同设备之间进行通信的规则和约定，如TCP/IP协议族中的TCP、UDP、IP等协议。协议标准是协议的规范化和具体化，协议是标准的基础和实现方式。标准化组织通过制定标准来推动协议的发展和普及。标准与协议的关系标准化组织与协议02通信子网原理及技术Chapter信号编码将数字信号转换为模拟信号，以便在传输介质上进行传输，例如曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。接口标准规定物理层设备的接口标准，如EIA/TIA-232、EIA/TIA-449等，以确保不同设备之间的兼容性和互操作性。传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤等，用于在网络设备之间传输比特流。物理层技术通过特定的帧同步序列，确保接收方能够准确地识别出每个数据帧的起始和终止位置。帧同步差错控制流量控制采用循环冗余检验（CRC）等差错控制方法，对数据帧进行校验，以确保数据的完整性和准确性。通过采用滑动窗口等机制，对数据链路上的数据流量进行控制，以避免拥塞和丢失数据。030201数据链路层技术03拥塞控制通过采用拥塞避免、拥塞检测和恢复等机制，对网络中的拥塞现象进行控制和处理。01路由选择根据网络拓扑结构和路由算法，选择最佳路径将数据从源节点传输到目的节点。02分组交换将数据分割成较小的分组，并在网络中独立地传输这些分组，以提高网络的传输效率。网络层技术传输协议包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）等，提供可靠的、面向连接的和无连接的的数据传输服务。多路复用和分用在传输层实现多路复用和分用功能，允许多个应用进程共享同一传输连接进行数据传输。端口和套接字通过端口号和套接字实现不同应用进程之间的通信和数据传输。传输层技术03计算机子网构成与功能Chapter以太网（Ethernet）以太网是最常见的局域网技术，采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议，支持多种传输速率和标准。无线局域网（WLAN）无线局域网使用无线电波代替传统有线连接，为用户提供灵活的网络接入方式。常见标准包括Wi-Fi（IEEE802.11系列）。令牌环网（TokenRing）令牌环网是一种环形网络拓扑结构，通过传递令牌来控制网络访问。010203局域网技术异步传输模式（ATM）ATM是一种面向单元的、面向连接的数据传输技术，适用于高速、大容量的广域网传输。帧中继（FrameRelay）帧中继是一种简化的X.25广域网协议，以帧为单位进行数据传输，具有高效、灵活的特点。以太网虚拟专用网络（EVPN）EVPN是一种基于MPLS（多协议标签交换）的广域网技术，用于构建大型企业或运营商级网络。广域网技术通过调制解调器（Modem）和电话线拨号连接到互联网服务提供商（ISP）。拨号接入利用DSL（数字用户线路）、电缆调制解调器或光纤等宽带技术连接到互联网。宽带接入通过移动通信网络（如3G、4G、5G）和移动设备（如智能手机、平板电脑）连接到互联网。移动接入互联网接入方法04资源共享与分布式处理Chapter通过网络连接，用户可以在不同计算机之间共享文件和文件夹，实现资源的有效利用和便捷访问。网络中的打印机可以作为共享资源，允许多个用户同时访问和使用，提高了打印设备的利用率。文件共享与打印服务打印服务文件共享邮件传输电子邮件服务允许用户通过网络发送和接收邮件，实现了快速、便捷的信息交换。邮件存储邮件服务器可以存储用户的邮件，用户可以随时通过网络访问自己的邮箱，查看、发送和接收邮件。电子邮件服务远程登录用户可以通过网络远程登录到另一台计算机上，使用该计算机的资源和服务，实现了资源的远程利用。终端仿真通过网络连接，用户可以在本地计算机上模拟远程计算机的终端环境，实现与远程计算机的交互操作。远程登录与终端仿真05网络安全与管理策略Chapter加密技术通过对数据进行加密，确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性。常见的加密技术包括对称加密、非对称加密和混合加密。认证技术用于验证通信双方的身份，防止伪造和篡改。常见的认证技术包括数字签名、数字证书和身份认证协议。加密与认证技术部署在网络边界，根据安全策略控制网络通信，防止未经授权的访问和数据泄露。防火墙可分为包过滤防火墙、代理服务器防火墙和有状态检测防火墙等。防火墙通过监控网络流量和用户行为，检测并报告潜在的入侵行为。IDS可分为基于签名的检测和基于异常的检测两种类型。入侵检测系统（IDS）防火墙与入侵检测系统网络管理协议及工具用于网络设备之间通信的标准协议，如SNMP（简单网络管理协议）、NETCONF（网络配置协议）等。这些协议提供了设备发现、配置管理、性能管理和故障管理等功能。网络管理协议用于简化网络管理流程、提高管理效率的软件或硬件设备。常见的网络管理工具包括网络管理系统（NMS）、网络监控工具、网络诊断工具等。这些工具可以帮助管理员实现远程管理、自动化管理和集中化管理等目标。网络管理工具06总结与展望Chapter随着网络技术的不断发展，网络安全问题日益突出，如何保障网络的安全性和稳定性是当前面临的重要挑战。网络安全随着大数据时代的到来，如何处理和分析海量的网络数据，提取有价值的信息，是当前计算机网络领域的重要研究方向。大数据处理云计算和边缘计算技术的兴起为计算机网络带来了新的机遇，如何充分利用这些技术提高网络性能和效率是当前的研究热点。云计算与边缘计算当前挑战和机遇未来计算机网络将更加注重环保和节能，采用更加高效、绿色的网络设备和技术，降低网络能耗和碳排放。随着5G、物联网等技术的不断发