計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)演講人：日期：CATALOGUE目錄計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述通信技術(shù)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)管理與安全01計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述定義計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同，具有獨(dú)立功能的多個計算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。發(fā)展歷程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了從20世紀(jì)60年代的ARPANET到如今的互聯(lián)網(wǎng)階段，期間經(jīng)歷了分組交換網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議、萬維網(wǎng)等重要發(fā)展階段。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與發(fā)展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩部分組成。資源子網(wǎng)包括各種計算機(jī)、終端、外部設(shè)備、軟件資源和信息資源等；通信子網(wǎng)由通信控制處理機(jī)、通信線路和其他通信設(shè)備組成。組成根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）；根據(jù)傳輸介質(zhì)，可分為有線網(wǎng)和無線網(wǎng)；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可分為星型、環(huán)型、總線型、樹型和網(wǎng)狀等。分類計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與分類功能計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能包括數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布式處理、負(fù)載均衡等。應(yīng)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用廣泛，包括電子郵件、遠(yuǎn)程登錄、文件傳輸、萬維網(wǎng)瀏覽、電子商務(wù)、在線教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓展。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用02通信技術(shù)基礎(chǔ)產(chǎn)生和發(fā)送信息的設(shè)備或源頭，如電話機(jī)、計算機(jī)等。信源傳輸信息的媒介，如電纜、光纖、空氣等。信道接收信息的設(shè)備或終端，如電話機(jī)、計算機(jī)等。信宿將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號以便在模擬信道上傳輸，或?qū)⒛M信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以便在數(shù)字信道上傳輸。調(diào)制解調(diào)器通信系統(tǒng)的基本組成模擬通信01利用模擬信號進(jìn)行通信的方式，模擬信號是連續(xù)變化的物理量，如語音、視頻等。數(shù)字通信02利用數(shù)字信號進(jìn)行通信的方式，數(shù)字信號是不連續(xù)、離散的二進(jìn)制代碼，如計算機(jī)數(shù)據(jù)、文本信息等。模擬通信與數(shù)字通信的比較03模擬通信傳輸?shù)氖悄M信號，容易受到干擾和失真；數(shù)字通信傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，具有抗干擾能力強(qiáng)、易于加密和差錯控制等優(yōu)點。模擬通信與數(shù)字通信信道復(fù)用多個信號共享同一信道進(jìn)行傳輸?shù)姆绞?，以提高信道的利用率。將多個信號合并成一個復(fù)合信號進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)，包括頻分多路復(fù)用（FDM）、時分多路復(fù)用（TDM）和碼分多路復(fù)用（CDM）等。將信道的總帶寬劃分為多個子信道，每個子信道傳輸一路信號，各路信號在頻率上互不重疊。將信道的時間劃分為多個時隙，每個時隙傳輸一路信號，各路信號在時間上互不重疊。利用不同的編碼方式區(qū)分各路信號，各路信號可以在同一時間、同一頻率上進(jìn)行傳輸。多路復(fù)用技術(shù)TDMCDMFDM信道復(fù)用與多路復(fù)用技術(shù)03網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)傳輸比特流，提供物理媒介接口和硬件連接。物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)成幀、流量控制、差錯控制等，典型協(xié)議有Ethernet、PPP等。負(fù)責(zé)路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)，典型協(xié)議有IP、ICMP、IGMP等。030201OSI參考模型傳輸層提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，典型協(xié)議有TCP、UDP等。會話層負(fù)責(zé)建立、管理和終止會話，提供同步和對話控制。表示層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、加密解密、壓縮解壓縮等。應(yīng)用層提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，典型協(xié)議有HTTP、FTP、SMTP等。OSI參考模型UDP用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，提供無連接的、不可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，適用于實時性要求較高的應(yīng)用。TCP傳輸控制協(xié)議，提供可靠的、面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，通過確認(rèn)機(jī)制、重傳機(jī)制等保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，負(fù)責(zé)路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。IGMPInternet組管理協(xié)議，用于IPv4網(wǎng)絡(luò)中的多播組成員資格管理。ICMPInternet控制消息協(xié)議，用于在IP主機(jī)和路由器之間傳遞控制消息，如報告錯誤、測試網(wǎng)絡(luò)連通性等。TCP/IP協(xié)議族客戶端請求和使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如瀏覽器、郵件客戶端等。服務(wù)器提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如Web服務(wù)器、郵件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。防火墻保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，通過訪問控制列表（ACL）等機(jī)制過濾非法訪問和攻擊。路由器實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互連，根據(jù)路由表進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇。交換機(jī)實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備之間的通信，通過MAC地址表進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)和過濾。典型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與功能04局域網(wǎng)技術(shù)

局域網(wǎng)概述及特點局域網(wǎng)定義局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是一種在小范圍內(nèi)實現(xiàn)計算機(jī)之間通信的網(wǎng)絡(luò)，通常覆蓋一個建筑物或校園等有限地理區(qū)域。主要特點高數(shù)據(jù)傳輸速率、低誤碼率、短距離通信、低成本、易于管理和維護(hù)等。常見類型以太網(wǎng)（Ethernet）、令牌環(huán)網(wǎng)（TokenRing）、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）等。以太網(wǎng)原理以太網(wǎng)采用帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA/CD）機(jī)制，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)之間的通信。當(dāng)計算機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)時，先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則發(fā)送數(shù)據(jù)；若信道忙碌，則等待一段時間后重試。以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)由IEEE802.3工作組制定，包括10BASE-T、100BASE-T、1000BASE-T等多種速率和標(biāo)準(zhǔn)。其中，10BASE-T代表10Mbps速率、雙絞線傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；100BASE-T代表100Mbps速率、雙絞線傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；1000BASE-T代表1Gbps速率、雙絞線傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)設(shè)備常見的以太網(wǎng)設(shè)備包括網(wǎng)卡、集線器（Hub）、交換機(jī)（Switch）等。其中，網(wǎng)卡是計算機(jī)與以太網(wǎng)連接的接口卡；集線器是物理層設(shè)備，用于連接多臺計算機(jī)并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；交換機(jī)是數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，具有更高的性能和更豐富的功能。以太網(wǎng)技術(shù)原理及標(biāo)準(zhǔn)無線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）利用無線通信技術(shù)實現(xiàn)計算機(jī)之間的通信。常見的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)包括IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)，如802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。這些標(biāo)準(zhǔn)在傳輸速率、工作頻段、調(diào)制方式等方面有所不同。常見的無線局域網(wǎng)設(shè)備包括無線網(wǎng)卡、無線路由器、無線接入點（AP）等。其中，無線網(wǎng)卡是計算機(jī)與無線局域網(wǎng)連接的接口卡；無線路由器具有路由功能，可實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；無線接入點是無線局域網(wǎng)的中心設(shè)備，負(fù)責(zé)為無線客戶端提供接入服務(wù)。無線局域網(wǎng)廣泛應(yīng)用于家庭、辦公室、學(xué)校、醫(yī)院等場所，為用戶提供靈活、便捷的上網(wǎng)方式。同時，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，無線局域網(wǎng)在移動支付、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域也發(fā)揮著越來越重要的作用。無線局域網(wǎng)技術(shù)無線局域網(wǎng)設(shè)備無線局域網(wǎng)應(yīng)用無線局域網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用05廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)（WAN）通常覆蓋較大的地理區(qū)域，甚至可能跨越國家或大陸。覆蓋范圍廣由于廣域網(wǎng)的傳輸距離較長，信號衰減和干擾較大，因此傳輸速率相對較低。傳輸速率低廣域網(wǎng)連接的設(shè)備和技術(shù)多種多樣，具有很強(qiáng)的異構(gòu)性。異構(gòu)性強(qiáng)廣域網(wǎng)概述及特點ATM技術(shù)原理ATM（異步傳輸模式）是一種面向連接的、快速分組交換技術(shù)，采用定長信元（53字節(jié)）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。ATM網(wǎng)絡(luò)由ATM交換機(jī)和ATM終端組成，支持多種業(yè)務(wù)類型（如語音、數(shù)據(jù)、視頻等）的傳輸。ATM技術(shù)應(yīng)用ATM技術(shù)曾廣泛應(yīng)用于寬帶ISDN（B-ISDN）和核心網(wǎng)絡(luò)中，提供高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。然而，隨著IP技術(shù)的不斷發(fā)展，ATM在核心網(wǎng)的應(yīng)用逐漸被IP/MPLS所取代。ATM技術(shù)原理及應(yīng)用VS幀中繼（FrameRelay）是一種高效的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，它在物理層上采用光纖或數(shù)字專線作為傳輸媒介。幀中繼協(xié)議簡化了X.25協(xié)議中的差錯控制和流量控制功能，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。幀中繼網(wǎng)絡(luò)由幀中繼交換機(jī)和幀中繼終端組成，支持PVC（永久虛電路）和SVC（交換虛電路）兩種連接方式。幀中繼技術(shù)應(yīng)用幀中繼技術(shù)適用于對實時性要求較高、突發(fā)性數(shù)據(jù)較多的應(yīng)用場景，如語音、視頻等多媒體業(yè)務(wù)。此外，由于幀中繼網(wǎng)絡(luò)具有較高的吞吐量和較低的延遲，也常被用于構(gòu)建企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)中心之間的互聯(lián)。幀中繼技術(shù)原理幀中繼技術(shù)原理及應(yīng)用06網(wǎng)絡(luò)管理與安全網(wǎng)絡(luò)管理是指對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計、實施、操作、監(jiān)控和維護(hù)的過程，旨在確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可用性、可靠性和安全性。網(wǎng)絡(luò)管理定義網(wǎng)絡(luò)管理的主要功能包括配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和計費(fèi)管理等。網(wǎng)絡(luò)管理功能網(wǎng)絡(luò)管理概述及功能常見網(wǎng)絡(luò)攻擊手段與防范策略常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段包括拒絕服務(wù)攻擊、惡意軟件攻擊、釣魚攻擊、SQL注入攻擊等。常見網(wǎng)絡(luò)攻擊手段為了防范網(wǎng)絡(luò)攻擊，可以采取以下策略：定期更新和打補(bǔ)丁操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序；使用強(qiáng)密碼和定期更換密碼；限制不必要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和端口；安裝和更新防病毒軟件；定期備份重要數(shù)據(jù)等。防范策略網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議是一組規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)的集合，用于確保網(wǎng)絡(luò)通信的安全性和