计算机网络与通信协议

演讲人：日期：计算机网络与通信协议目录计算机网络概述通信协议基础网络传输介质与设备局域网技术与应用广域网技术与应用互联网接入技术与应用网络安全与管理策略01计算机网络概述计算机网络定义计算机网络是一种将地理位置不同的、具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路和设备连接起来，在网络操作系统、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系统。计算机网络分类按照覆盖范围和规模，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）和互联网（Internet）等类型。计算机网络定义与分类计算机网络发展历程第一代计算机网络面向终端的计算机网络，以单个计算机为中心，通过通信线路与多个终端相连，实现远程访问和资源共享。第二代计算机网络多个主机互联的计算机网络，通过通信子网将不同地理位置的主机连接起来，形成资源共享和分布式处理系统。第三代计算机网络标准化、开放式的计算机网络，采用国际标准化的通信协议和体系结构，实现不同厂商、不同类型计算机之间的互联和互操作。第四代计算机网络高速、智能化的计算机网络，以高速光纤通信、无线网络、移动通信等技术为基础，支持大数据、云计算、物联网等应用。网络体系结构定义网络体系结构是指计算机网络各层次及其协议的集合，是计算机网络设计和实现的基础。OSI参考模型OSI（OpenSystemsInterconnection）参考模型是国际标准化组织制定的网络体系结构标准，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层等七个层次。TCP/IP协议族TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）协议族是互联网的基础协议，包括TCP、UDP、IP、ICMP、ARP等协议，支持端到端的通信和异构网络的互联。TCP/IP协议族与OSI参考模型在层次上有所不同，但二者在功能上是相似的。计算机网络体系结构02通信协议基础通信协议是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定，是计算机网络中实现信息交换和资源共享的基础。通信协议定义通信协议保证了不同设备、不同系统之间能够可靠地进行数据传输和通信，实现了计算机网络中各种设备和系统的互联互通。通信协议作用通信协议概念及作用通信协议通常采用分层模型，将复杂的通信过程分解为多个相对简单的层次，每层负责完成特定的功能，各层之间通过接口进行通信。分层模型概念常见的通信协议分层模型包括OSI七层模型和TCP/IP四层模型。OSI模型将通信过程分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层七个层次；而TCP/IP模型则将通信过程简化为网络接口层、网络层、传输层和应用层四个层次。常见分层模型通信协议分层模型FTP协议FTP是用于文件传输的协议，支持客户端和服务器之间的文件上传和下载。FTP协议基于TCP协议实现，提供了可靠的文件传输服务。TCP/IP协议TCP/IP是Internet最基本的协议，包括传输控制协议（TCP）和网际协议（IP）。TCP负责数据的可靠传输，而IP则负责网络间数据包的路由和寻址。HTTP协议HTTP是用于Web浏览器和Web服务器之间的通信协议，基于TCP协议实现。HTTP协议规定了浏览器请求网页、服务器响应请求的格式和内容。SMTP协议SMTP是用于电子邮件传输的协议，规定了邮件服务器之间传输邮件的格式和流程。SMTP协议基于TCP协议实现，保证了邮件传输的可靠性和稳定性。常见通信协议介绍03网络传输介质与设备由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，成本低、易于安装，但传输距离有限，适用于短距离通信。双绞线由内导体、绝缘层、外导体和护套组成，抗干扰能力强，传输距离较远，但成本较高，适用于闭路电视等系统。同轴电缆由纤芯、包层和护套组成，传输速度快、距离远、抗干扰能力强，但价格较高，适用于高速、长距离通信。光纤包括无线电波、微波、红外线等，无需布线、灵活方便，但易受到干扰，安全性相对较低。无线传输媒介传输介质类型及特点交换机用于连接多个设备，实现数据的高速交换和转发，提高网络性能和效率。路由器连接不同网络，实现数据包的路由选择和转发，保证数据能够准确到达目的地。防火墙对网络进行安全防护，过滤非法访问和恶意攻击，保护网络安全。网桥连接两个或多个网络段，实现数据帧的转发和过滤，扩展网络范围。集线器将多个设备连接在一起，实现数据的共享和传输，但已逐渐被交换机所取代。网关实现不同协议之间的转换和通信，使得不同网络之间能够互相通信。网络设备功能与作用网络拓扑结构选择总线型拓扑所有节点连接在一条公共传输介质上，成本低、易于扩展，但抗干扰能力较差，任意节点故障都可能影响整个网络。环型拓扑各节点通过环路连接，数据传输方向单一，适用于需要实时性和可靠性的场合，但扩展性较差。星型拓扑以中心节点为核心，各节点通过点对点方式连接，易于管理和维护，但中心节点故障会导致整个网络瘫痪。树型拓扑结合了星型和总线型的特点，易于扩展和管理，但同样存在单点故障问题。网状拓扑各节点之间有多条路径可供选择，可靠性高、抗干扰能力强，但成本和维护难度也相应增加。04局域网技术与应用局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是一种网络种类，覆盖范围一般在方圆几千米之内。局域网具有安装便捷、成本节约、扩展方便等特点，广泛应用于各类办公室内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享等功能，提高了工作效率和资源利用率。局域网概念及特点包括服务器、工作站、交换机、路由器等硬件设备，用于实现数据传输和通信。网络硬件网络软件传输介质包括操作系统、网络协议、管理软件等，用于管理和控制网络硬件及资源。如双绞线、同轴电缆、光纤等，用于连接网络硬件并传输数据。030201局域网组成要素企业内部网络学校校园网政府机构内部网络智能家居网络局域网技术应用场景01020304构建企业内部局域网，实现各部门之间的信息共享和协同工作。构建学校内部局域网，提供教学、管理、科研等信息化服务。构建政府机构内部局域网，实现各部门之间的安全通信和数据共享。通过局域网技术，将家居设备连接起来，实现智能化控制和管理。05广域网技术与应用广域网（WideAreaNetwork，WAN）是一种跨越较大地理区域的计算机网络，通常包含多个局域网（LAN）并通过公共网络进行连接。覆盖范围广、传输速率相对较低、通信成本高、安全性较低。广域网概念及特点特点概念广域网组成要素连接不同网络的设备，负责数据包的转发和路径选择。将数字信号转换为模拟信号进行传输，或将模拟信号转换为数字信号进行接收。连接不同地点的传输介质，如光纤、同轴电缆、双绞线等。提供广域网连接和相关服务的机构，如电信公司、ISP等。路由器调制解调器通信线路网络服务提供商广域网技术应用场景企业分支机构连接物联网应用云计算服务远程教育和医疗大型企业通常在不同地区设有分支机构，需要通过广域网实现各分支机构之间的资源共享和协同工作。云计算服务提供商通过广域网向用户提供各种在线服务，如数据存储、软件即服务（SaaS）等。广域网可实现远程教学和医疗咨询，使得优质教育和医疗资源得以共享。物联网设备需要通过广域网进行数据传输和远程控制，如智能家居、智能交通等。06互联网接入技术与应用拨号接入DSL接入光纤接入无线网络接入互联网接入方式及原理通过调制解调器与电话线连接，实现低速互联网接入。通过光纤传输数据，提供极高的传输速度和带宽。利用普通电话线传输高速数据，包括ADSL、VDSL等技术。包括Wi-Fi、3G/4G/5G等无线通信技术，实现移动设备的互联网接入。根据家庭成员数量和上网需求选择合适的带宽套餐。带宽需求根据家庭实际情况选择DSL、光纤或无线网络接入方式。接入方式选择信誉良好、服务优质的互联网服务提供商。服务提供商购买合适的路由器、调制解调器等设备，确保家庭网络的稳定性和覆盖范围。设备选择家庭宽带接入方案选择为企业提供专用的网络连接，确保数据传输的安全性和稳定性。专线接入多线路接入VPN接入云服务接入通过多条线路接入互联网，实现负载均衡和故障备份。利用虚拟专用网络技术，实现远程办公和分支机构的安全连接。通过云服务提供商的网络接入服务，实现灵活可扩展的企业网络架构。企业级互联网接入解决方案07网络安全与管理策略威胁类型包括病毒、蠕虫、特洛伊木马、勒索软件、间谍软件、广告软件、钓鱼攻击、分布式拒绝服务攻击等。防范措施定期更新系统和软件补丁，使用防病毒和防恶意软件工具，限制不必要的网络访问，实施强密码策略，定期备份重要数据等。网络安全威胁类型及防范措施包括网络访问控制、设备管理和配置、数据备份和恢复、事件响应和报告等方面。管理策略确定网络管理目标和需求，评估现有网络环境和资源，设计网络管理策略和流程，选择适合的管理工具