计算机网络与通信技术基础教材

汇报人：XX2024-01-10计算机网络与通信技术基础教材目录计算机网络概述通信技术基础网络协议与体系结构局域网技术广域网技术网络互联技术网络应用与服务01计算机网络概述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，在相应网络软件支持下实现数据通信和资源共享的系统。定义从20世纪60年代的ARPANET开始，经历了从局域网到广域网、从低速到高速、从单一数据通信到多媒体通信的发展历程。发展历程计算机网络的定义与发展组成计算机网络由网络硬件（包括计算机、通信设备、传输介质等）和网络软件（包括网络操作系统、网络协议、网络应用软件等）两大部分组成。结构计算机网络的拓扑结构主要有星型、环型、总线型、树型和网状型等。网络协议通常采用分层结构，如TCP/IP协议的五层模型。计算机网络的组成与结构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）。根据传输技术，可分为广播式网络和点对点网络。应用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、远程教育、视频会议等。同时，随着移动互联网的快速发展，移动应用也成为了计算机网络的重要应用领域之一。计算机网络的分类与应用02通信技术基础通信系统的基本组成产生并发送信息的设备或源头。传输信息的媒介或路径。接收信息的设备或终点。用于信息编码与解码的装置，确保信息在传输过程中的准确性和可靠性。信源信道信宿编码器与解码器利用模拟信号进行通信，如电话、广播等。模拟信号是连续变化的物理量，如电压、电流或频率。利用数字信号进行通信，如计算机网络、移动通信等。数字信号是不连续、离散的二进制代码，具有抗干扰能力强、易于加密和集成化等优点。模拟通信与数字通信数字通信模拟通信多路复用技术将多个信号合并到一个信道中进行传输，以提高信道利用率。常见的多路复用技术包括频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和波分多路复用（WDM）等。交换技术在通信网络中实现信息交换的技术。常见的交换方式包括电路交换、报文交换和分组交换等。电路交换适用于实时性要求高的通信业务，如电话通信；报文交换和分组交换则适用于数据通信业务，具有灵活性高、资源利用率高等优点。多路复用与交换技术03网络协议与体系结构协议定义网络协议是计算机网络中实现通信规则和标准的集合，规定了数据传输的格式、时序和控制方式。协议分层网络协议通常采用分层结构，每一层负责特定的通信功能，使得复杂的网络通信问题得以简化。常见协议常见的网络协议包括TCP、UDP、HTTP、FTP等，分别应用于不同的通信场景和需求。网络协议概述OSI参考模型模型概述：OSI（OpenSystemsInterconnection）参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的计算机网络体系结构标准，分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层七层。负责传输比特流，提供物理媒介接口和电气特性。物理层负责数据链路的建立、维护和拆除，实现可靠的数据传输。数据链路层负责网络地址管理和路由选择，实现数据的分组传输。网络层OSI参考模型提供端到端的可靠数据传输服务，实现数据的分段和重组。传输层负责建立、管理和终止会话连接，实现同步和对话控制。会话层负责数据的表示和转换，实现数据格式化和加密等功能。表示层提供网络应用服务接口，实现各种网络应用协议。应用层OSI参考模型01协议族概述：TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）协议族是因特网的基础协议，包括TCP、IP、UDP、ICMP、ARP等协议，实现了从物理层到应用层的全面覆盖。02IP（InternetProtocol）：负责网络层的数据传输和路由选择，实现数据的分组和寻址。03TCP（TransmissionControlProtocol）：提供可靠的、面向连接的数据传输服务，实现数据的分段、重组和流量控制等功能。TCP/IP协议族UDP（UserDatagramProtocol）：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。ARP（AddressResolutionProtocol）：实现IP地址到MAC地址的映射解析，用于局域网内的数据通信。ICMP（InternetControlMessageProtocol）：用于在IP主机和路由器之间传递控制消息，实现网络诊断和路由控制等功能。TCP/IP协议族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、校园或企业园区等。定义高数据传输速率、低误码率、短距离通信。特点局域网由网络硬件（如服务器、工作站、网卡、集线器、交换机等）和网络软件（如网络操作系统、网络协议等）组成。组成局域网概述定义01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。发展历程02从10Mbps的以太网到100Mbps的快速以太网，再到1Gbps的千兆以太网和10Gbps的万兆以太网。以太网帧结构03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。以太网技术定义无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）利用无线通信技术实现计算机之间的通信，无需铺设电缆。标准IEEE802.11系列标准是无线局域网的主要技术标准，包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。组成无线局域网由无线网卡、无线接入点（AP）、无线路由器等设备组成。无线网卡负责接收和发送无线信号，无线接入点和无线路由器则负责提供网络接入和路由功能。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数据通信网络，通常连接多个城市、国家甚至全球范围内的计算机和网络设备。定义广域网的主要特点是传输距离长、通信范围广，一般采用高速、大容量的通信线路和协议，如光纤、卫星、微波等。特点广域网被广泛应用于企业、政府、教育等各个领域，为用户提供远程访问、数据传输、视频会议等服务。应用广域网概述定义ATM（AsynchronousTransferMode，异步传输模式）是一种面向连接的、快速分组交换技术，适用于各种业务类型（如语音、数据、图像等）的传输。特点ATM技术具有高速率、低延迟、高可靠性等特点，支持多种服务质量（QoS）等级，可根据业务需求灵活配置带宽。应用ATM技术曾一度被认为是未来广域网的主流技术，被广泛应用于骨干网、城域网等领域，但随着以太网等技术的发展，ATM的应用范围逐渐缩小。010203ATM技术123帧中继（FrameRelay）是一种高效的数据链路层协议，适用于在广域网上进行高速数据传输。定义帧中继技术采用简化的差错控制和流量控制机制，具有传输速率高、网络延迟小、带宽利用率高等特点。特点帧中继技术被广泛应用于企业网、校园网等局域网与广域网的互联，以及数据中心之间的数据传输等场景。应用帧中继技术06网络互联技术03网络互联的类型根据连接范围和规模，网络互联可分为局域网互联、城域网互联和广域网互联等类型。01网络互联的概念网络互联是指将两个或多个计算机网络连接起来，实现数据交换和资源共享的过程。02网络互联的层次网络互联可分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层五个层次，各层次之间通过协议进行通信。网络互联概述IP地址与子网划分IP地址的概念IP地址是用于标识网络中设备逻辑地址的一种数字标识，具有唯一性。IP地址的分类IP地址可分为A、B、C、D、E五类，其中A、B、C类为常用IP地址，D类用于多播，E类保留未用。子网划分的方法子网划分是将一个大的网络划分为多个小的子网，以提高网络性能和安全性。常用的子网划分方法有固定子网划分和可变长子网掩码（VLSM）划分。要点三路由器的概念路由器是一种连接不同网络的设备，具有路由选择和转发功能，可实现不同网络之间的数据交换。要点一要点二路由选择协议的类型路由选择协议可分为静态路由协议和动态路由协议两类。静态路由协议需要手动配置路由信息，而动态路由协议可自动学习和更新路由信息。常见的动态路由协议常见的动态路由协议有RIP（RoutingInformationProtocol）、OSPF（OpenShortestPathFirst）、BGP（BorderGatewayProtocol）等，它们具有不同的特点和适用场景。要点三路由器与路由选择协议07网络应用与服务网络应用概述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，包括电子邮件、在线购物、社交媒体、远程办公、在线教育等。网络应用的分类根据应用的功能和服务对象的不同，网络应用可分为客户端应用和服务器端应用，或者分为基于Web的应用和基于移动设备的应用等。网络应用的发展趋势随着互联网的普及和技术的进步，网络应用正朝着移动化、智能化、云计算化等方向发展。网络应用的概念DNS的概念DNS（DomainNameSystem，域名系统）是一种用于将域名解析为IP地址的分布式数据库系统，是互联网基础设施的重要组成部分。DNS的工作原理DNS通过层次化的域名结构和分布式的数据库解析方式，将用户输入的域名解析为相应的IP地址，从而实现网络访问。DNS的配置与管理DNS服务需要配置DNS服务器、设置域名解析规则、管理DNS区域和记录等，以确保域名解析的准确性和可用性。DNS服务DHCP服务DHCP的工作原理DHCP服务器通过广播或单播方式发送DHCP报文，客户端接收到报文后向服务器请求分配IP地址和其他配置信息，服务器根据配置策略为客户端分配相应的资源。DHCP的概念DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol，动态主机配置协议）是一种用于自动给网络上计算机分配IP地址和其他相关配置的网络协议。DHCP的配置与管理DHCP服务需要配置DHCP服务器、设置地址池、定义租约时间等参数，以确保IP地址和其他资源的合理分配和管理。010203WWW的概念WWW（WorldWideWeb，