计算机网络与通信技术

计算机网络与通信技术演讲人：日期：CATALOGUE目录计算机网络概述通信技术基础网络体系结构局域网技术广域网技术网络管理与安全01计算机网络概述定义计算机网络是指将地理位置不同，具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。发展历程计算机网络的发展经历了从20世纪60年代的ARPANET到如今的互联网阶段，期间经历了分组交换网、TCP/IP协议、万维网等重要发展阶段。计算机网络的定义与发展计算机网络主要由资源子网和通信子网两部分组成。资源子网包括各种计算机、终端、外部设备、软件资源和信息资源等；通信子网由通信控制处理机、通信线路和其他通信设备组成。组成根据网络覆盖的地理范围，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）；根据传输介质，可分为有线网和无线网；根据网络拓扑结构，可分为星型、环型、总线型、树型和网状等。分类计算机网络的组成与分类功能计算机网络的主要功能包括数据通信、资源共享、分布式处理、负载均衡等。应用计算机网络的应用广泛，包括电子邮件、远程登录、文件传输、万维网浏览、电子商务、在线教育、远程医疗等。同时，随着物联网、云计算、大数据等技术的发展，计算机网络的应用领域还在不断拓展。计算机网络的功能与应用02通信技术基础产生和发送信息的设备或源头，如电话机、计算机等。信源传输信息的媒介，如电缆、光纤、空气等。信道接收信息的设备或终端，如电话机、计算机等。信宿将数字信号转换为模拟信号以便在模拟信道上传输，或将模拟信号转换为数字信号以便在数字信道上传输。调制解调器通信系统的基本组成模拟通信01利用模拟信号进行通信的方式，模拟信号是连续变化的物理量，如语音、视频等。数字通信02利用数字信号进行通信的方式，数字信号是不连续、离散的二进制代码，如计算机数据、文本信息等。模拟通信与数字通信的比较03模拟通信传输的是模拟信号，容易受到干扰和失真；数字通信传输的是数字信号，具有抗干扰能力强、易于加密和差错控制等优点。模拟通信与数字通信信道复用多个信号共享同一信道进行传输的方式，以提高信道的利用率。将多个信号合并成一个复合信号进行传输的技术，包括频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和码分多路复用（CDM）等。将信道的总带宽划分为多个子信道，每个子信道传输一路信号，各路信号在频率上互不重叠。将信道的时间划分为多个时隙，每个时隙传输一路信号，各路信号在时间上互不重叠。利用不同的编码方式区分各路信号，各路信号可以在同一时间、同一频率上进行传输。多路复用技术TDMCDMFDM信道复用与多路复用技术03网络体系结构负责传输比特流，提供物理媒介接口和硬件连接。物理层数据链路层网络层负责数据成帧、流量控制、差错控制等，典型协议有Ethernet、PPP等。负责路由选择和分组转发，典型协议有IP、ICMP、IGMP等。030201OSI参考模型传输层提供端到端的数据传输服务，典型协议有TCP、UDP等。会话层负责建立、管理和终止会话，提供同步和对话控制。表示层负责数据格式转换、加密解密、压缩解压缩等。应用层提供网络应用服务，典型协议有HTTP、FTP、SMTP等。OSI参考模型UDP用户数据报协议，提供无连接的、不可靠的数据传输服务，适用于实时性要求较高的应用。TCP传输控制协议，提供可靠的、面向连接的数据传输服务，通过确认机制、重传机制等保证数据可靠传输。IP网络协议，负责路由选择和分组转发，实现网络互连。IGMPInternet组管理协议，用于IPv4网络中的多播组成员资格管理。ICMPInternet控制消息协议，用于在IP主机和路由器之间传递控制消息，如报告错误、测试网络连通性等。TCP/IP协议族客户端请求和使用网络服务，如浏览器、邮件客户端等。服务器提供各种网络服务，如Web服务器、邮件服务器、数据库服务器等。防火墙保护网络安全，通过访问控制列表（ACL）等机制过滤非法访问和攻击。路由器实现不同网络之间的互连，根据路由表进行分组转发和路由选择。交换机实现局域网内部设备之间的通信，通过MAC地址表进行数据帧的转发和过滤。典型网络设备与功能04局域网技术

局域网概述及特点局域网定义局域网（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有限地理区域。主要特点高数据传输速率、低误码率、短距离通信、低成本、易于管理和维护等。常见类型以太网（Ethernet）、令牌环网（TokenRing）、光纤分布式数据接口（FDDI）等。以太网原理以太网采用带冲突检测的载波监听多路访问（CSMA/CD）机制，实现网络中计算机之间的通信。当计算机要发送数据时，先监听信道是否空闲，若空闲则发送数据；若信道忙碌，则等待一段时间后重试。以太网标准以太网标准由IEEE802.3工作组制定，包括10BASE-T、100BASE-T、1000BASE-T等多种速率和标准。其中，10BASE-T代表10Mbps速率、双绞线传输的以太网标准；100BASE-T代表100Mbps速率、双绞线传输的以太网标准；1000BASE-T代表1Gbps速率、双绞线传输的以太网标准。以太网设备常见的以太网设备包括网卡、集线器（Hub）、交换机（Switch）等。其中，网卡是计算机与以太网连接的接口卡；集线器是物理层设备，用于连接多台计算机并转发数据；交换机是数据链路层设备，具有更高的性能和更丰富的功能。以太网技术原理及标准无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）利用无线通信技术实现计算机之间的通信。常见的无线局域网标准包括IEEE802.11系列标准，如802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。这些标准在传输速率、工作频段、调制方式等方面有所不同。常见的无线局域网设备包括无线网卡、无线路由器、无线接入点（AP）等。其中，无线网卡是计算机与无线局域网连接的接口卡；无线路由器具有路由功能，可实现不同网络之间的数据转发；无线接入点是无线局域网的中心设备，负责为无线客户端提供接入服务。无线局域网广泛应用于家庭、办公室、学校、医院等场所，为用户提供灵活、便捷的上网方式。同时，随着移动互联网的快速发展，无线局域网在移动支付、物联网等领域也发挥着越来越重要的作用。无线局域网技术无线局域网设备无线局域网应用无线局域网技术与应用05广域网技术广域网（WAN）通常覆盖较大的地理区域，甚至可能跨越国家或大陆。覆盖范围广由于广域网的传输距离较长，信号衰减和干扰较大，因此传输速率相对较低。传输速率低广域网连接的设备和技术多种多样，具有很强的异构性。异构性强广域网概述及特点ATM技术原理ATM（异步传输模式）是一种面向连接的、快速分组交换技术，采用定长信元（53字节）进行数据传输。ATM网络由ATM交换机和ATM终端组成，支持多种业务类型（如语音、数据、视频等）的传输。ATM技术应用ATM技术曾广泛应用于宽带ISDN（B-ISDN）和核心网络中，提供高速、可靠的数据传输服务。然而，随着IP技术的不断发展，ATM在核心网的应用逐渐被IP/MPLS所取代。ATM技术原理及应用VS帧中继（FrameRelay）是一种高效的数据链路层协议，它在物理层上采用光纤或数字专线作为传输媒介。帧中继协议简化了X.25协议中的差错控制和流量控制功能，提高了网络传输效率。帧中继网络由帧中继交换机和帧中继终端组成，支持PVC（永久虚电路）和SVC（交换虚电路）两种连接方式。帧中继技术应用帧中继技术适用于对实时性要求较高、突发性数据较多的应用场景，如语音、视频等多媒体业务。此外，由于帧中继网络具有较高的吞吐量和较低的延迟，也常被用于构建企业内部网络或数据中心之间的互联。帧中继技术原理帧中继技术原理及应用06网络管理与安全网络管理是指对网络系统进行规划、设计、实施、操作、监控和维护的过程，旨在确保网络系统的可用性、可靠性和安全性。网络管理定义网络管理的主要功能包括配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和计费管理等。网络管理功能网络管理概述及功能常见网络攻击手段与防范策略常见的网络攻击手段包括拒绝服务攻击、恶意软件攻击、钓鱼攻击、SQL注入攻击等。常见网络攻击手段为了防范网络攻击，可以采取以下策略：定期更新和打补丁操作系统和应用程序；使用强密码和定期更换密码；限制不必要的网络服务和端口；安装和更新防病毒软件；定期备份重要数据等。防范策略网络安全协议是一组规则和标准的集合，用于确保网络通信的安全性和