通信与计算机网络

通信与计算机网络引言通信技术基础计算机网络概述通信协议与标准局域网技术广域网技术网络设备与网络互联网络安全与防护引言01信息化时代需求随着信息化时代的来临，通信与计算机网络技术已成为现代社会不可或缺的基础设施，对经济发展、社会进步和国防安全具有重要意义。技术创新与变革近年来，通信与计算机网络技术不断创新和变革，云计算、大数据、物联网、人工智能等新技术不断涌现，为各行各业带来前所未有的机遇和挑战。目的和背景包括有线通信和无线通信，涉及电话交换、光纤传输、移动通信、卫星通信等方面。通信技术计算机网络技术应用领域包括局域网、广域网和互联网等，涉及TCP/IP协议、路由交换、网络安全、云计算等方面。包括金融、教育、医疗、交通、工业等领域中通信与计算机网络的应用现状及发展趋势。030201汇报范围通信技术基础02利用模拟信号进行通信，模拟信号是连续变化的物理量，如语音、图像等。模拟通信具有直观、易于实现等优点，但容易受到干扰和失真。利用数字信号进行通信，数字信号是不连续、离散的二进制代码。数字通信具有抗干扰能力强、易于加密和集成等优点，是现代通信的主流方式。模拟通信与数字通信数字通信模拟通信将基带信号转换为适合在信道中传输的已调信号的过程。调制方式有多种，如振幅调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。调制可以提高信号的传输效率和抗干扰能力。调制技术将已调信号还原为基带信号的过程。解调是调制的逆过程，需要采用与调制方式相对应的解调方法。解调后的信号可以进一步进行处理和分析。解调技术调制与解调技术

信道复用技术频分复用（FDM）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。FDM适用于模拟信号的传输，如电话通信。时分复用（TDM）将信道按时间划分为多个时隙，每个时隙传输一路信号。TDM适用于数字信号的传输，如计算机网络中的数据通信。码分复用（CDM）利用不同的编码方式区分不同的信号，实现多路信号的同时传输。CDM广泛应用于无线通信领域，如CDMA（码分多址）技术。计算机网络概述03定义计算机网络是由多台地理上分散的、具有独立功能的计算机通过通信设备和线路连接起来，在相应软件的支持下实现数据通信和资源共享的系统。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）；根据传输介质，可分为有线网和无线网。计算机网络的定义与分类第一阶段（20世纪60年代）：以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机通信网。第三阶段（20世纪70年代末至90年代）：开放式的标准化网络，具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议。典型代表是因特网（Internet）。第四阶段（20世纪90年代至今）：网络计算的新时代，以云计算、大数据、物联网等为代表的新技术不断涌现，推动计算机网络向更高层次发展。第二阶段（20世纪60年代末至70年代）：多个主计算机通过通信线路互联起来，为用户提供服务。兴起于60年代后期，典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPANET。计算机网络的发展历程第二季度第一季度第四季度第三季度数据通信资源共享分布式处理信息获取与发布计算机网络的重要性计算机网络为不同地理位置的用户提供了实时、高效的数据传输服务，使得远程办公、在线教育、视频会议等应用得以实现。通过计算机网络，用户可以共享硬件资源（如打印机、扫描仪等）、软件资源（如各种应用程序）和数据资源（如数据库、文件等），提高了资源的利用效率。计算机网络使得多个计算机可以协同工作，共同完成一项任务。这种分布式处理方式可以大大提高计算能力和处理效率。通过计算机网络，用户可以方便地获取各种信息，如新闻、天气预报、股票行情等。同时，用户也可以将自己的信息发布到网络上，与他人分享和交流。通信协议与标准04物理层负责传输比特流，提供机械、电气、功能和规程特性。数据链路层负责建立、维持和释放数据链路的连接，以及进行差错控制和流量控制。网络层负责分组交换和路由选择，确保数据从源地址传输到目的地址。OSI七层协议模型传输层会话层表示层应用层OSI七层协议模型提供端到端的数据传输服务，建立、管理和终止会话。负责数据格式的转换，包括加密、解密、压缩和解压缩等。负责建立、管理和终止会话，以及进行同步控制。提供应用程序使用的网络服务，例如电子邮件、文件传输和远程登录等。TCP/IP协议模型网络接口层对应于OSI的物理层和数据链路层，负责数据的传输和接收。传输层对应于OSI的传输层，提供端到端的数据传输服务。TCP/IP协议模型中的传输层协议包括TCP和UDP。网络层对应于OSI的网络层，负责分组交换和路由选择。TCP/IP协议模型中的网络层协议包括IP、ICMP、IGMP等。应用层对应于OSI的会话层、表示层和应用层，提供应用程序使用的网络服务。TCP/IP协议模型中的应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP等。超文本传输协议，用于Web浏览器和服务器之间的通信，是一种无状态的协议。HTTP文件传输协议，用于从一个主机到另一个主机上的文件传输。FTP简单邮件传输协议，用于发送电子邮件。SMTP常见的网络通信协议邮局协议第三版，用于接收电子邮件。POP3Internet邮件访问协议，提供比POP3更高级别的邮件访问和管理功能。IMAP域名系统，用于将域名转换为IP地址。DNS安全外壳协议，用于远程登录和管理网络设备。SSH常见的网络通信协议局域网技术05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。局域网定义高数据传输速率、低误码率、短距离通信、易于管理和维护。局域网特点局域网的基本概念与特点以太网发展从10Mbps到100Mbps、1Gbps，甚至10Gbps的传输速率，以太网技术不断演进，满足不断增长的数据传输需求。以太网定义以太网是一种基于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。以太网应用广泛应用于企业、学校、政府机构等各个领域，支持各种计算机设备、服务器、打印机等设备的连接。以太网技术无线局域网（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。无线局域网定义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。无线局域网标准适用于移动办公、会议、展览等临时性场所，也广泛应用于家庭、酒店、机场等公共场所。无线局域网具有灵活性和便捷性，但需要注意安全问题。无线局域网应用无线局域网技术广域网技术06广域网的基本概念与特点广域网定义覆盖地理范围广泛的数据通信网络，提供跨地区、跨城市甚至跨国界的通信服务。主要特点传输距离远、通信容量大、传输速率高、网络结构复杂。异步传输模式（ATM）是一种面向连接的、快速分组交换技术，适用于广域网和局域网。ATM基本概念ATM协议栈ATM信元ATM连接包括物理层、ATM层、ATM适配层（AAL）和高层协议。ATM以固定长度的信元（53字节）进行数据传输，包括5字节的信头和48字节的信息字段。ATM支持两种类型的连接，即永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）。ATM技术帧中继是一种简化的、高效的广域网协议，它在OSI第二层（数据链路层）上提供面向连接的数据传输服务。帧中继基本概念包括物理层、数据链路层和高层协议。帧中继协议栈帧中继使用固定长度的帧进行数据传输，每个帧包括帧头、信息字段和帧尾。帧格式帧中继采用统计复用技术，动态分配带宽资源，提高了网络资源的利用率。带宽管理帧中继技术网络设备与网络互联07指构建整个网络所需的各种数据传输、交换及辅助设备，如路由器、交换机、集线器、服务器、防火墙等。网络设备网络设备的主要功能包括数据交换、路由选择、网络安全保障等，是实现网络通信不可或缺的重要组成部分。功能网络设备概述工作原理路由器是网络层设备，根据网络层的信息（如IP地址）进行路由选择和数据转发。它通过维护路由表来实现数据包的寻路和转发。配置路由器配置包括基本配置（如接口配置、路由协议配置）和安全配置（如访问控制列表、防火墙配置）等。通过命令行界面或图形界面进行配置和管理。路由器的工作原理与配置交换机的工作原理与配置交换机是数据链路层设备，通过MAC地址进行数据交换。当接收到数据时，交换机会学习源MAC地址，并根据目的MAC地址转发数据。工作原理交换机配置包括基本配置（如接口配置、VLAN配置）和安全配置（如端口安全、STP配置）等。通过命令行界面或图形界面进行配置和管理。配置VS主要包括LAN-LAN互联、LAN-WAN互联、WAN-WAN互联等。不同的互联方式需要采用不同的网络设备和技术。实现方法网络互联的实现方法包括静态路由、动态路由、NAT技术、VPN技术等。通过这些方法可以实现不同网络之间的通信和数据共享。网络互联方式网络互联的方式与实现网络安全与防护08网络安全是指通过技术、管理和法律手段，保护计算机网络系统及其中的数据不受未经授权的访问、攻击、破坏或篡改的能力。网络安全定义网络威胁主要包括恶意软件、钓鱼攻击、勒索软件、零日漏洞、内部威胁等。网络威胁分类随着互联网的普及和数字化进程的加速，网络安全问题日益严重，已成为影响国家安全、社会稳定和经济发展的重要因素。网络安全的重要性网络安全的基本概念与威胁防火墙定义01防火墙是位于内部网络和外部网络之间的安全防护系统，它根据预先设定的安全策略，对进出内部网络的数据流进行监控、过滤和记录。防火墙技术分类02防火墙技术主要分为包过滤技术、代理服务技术、状态检测技术等。防火墙的应用03防火墙广泛应用于企业、政府、教育等各个领域，用于保护内部网络免受外部攻击和非法访问。防火墙技术与应用入侵检测技术分类入侵检测技术主要分为基于误用和基于异常两大类。入侵防范策略针对入侵行为，可以采取一系列防范策略，如及时升级系统和应用程序补丁、限制不必要的网络服务、使用强密码策略等。入侵检测定义入侵检测是指通过对计算机网络系统中的若干关键点进行信息收集和