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文档简介

网络与新技术大学计算机与人工智能目录计算机网络01Internet02物联网03云计算042.1计算机网络

计算机网络是利用通信设备和线路，将分布在不同地理位置的具有独立功能的多台算机系统互联，遵照网络协议及网络操作系统进行数据通信，实现资源共享和信息传递的系统。地理位置不同有独立工作能力计算机系统通信线路网络软件资源共享信息传递2.1.1计算机网络的分类1.按覆盖的地理范围（1）局域网（LocalAreaNetwork，LAN）（2）广域网（WideAreaNetwork，WAN）（3）城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）2.按网络的操作方式（1）对等式（2）客户机/服务器式2.1.2计算机网络体系结构为了更好地促进互联网络的研究和发展，国际标准化组织制定了一个网络互联的参考模型，称为开放系统互连参考模型（OpenSystemInterconnect），简称OSI参考模型。2.1.2计算机网络体系结构网络协议指的是计算机网络中互相通信的对等实体之间交换信息时所必须遵守的规则的集合。网络协议是计算机网络不可缺少的重要组成部分。网络协议是由如下三个要素组成。（1）语义。语义是解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息，完成的动作和做出什么样的响应。（2）语法。语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序。（3）时序。时序是对事件发生顺序的详细说明（也可称为“同步”）。人们形象地把这三个要素描述为语义表示要做什么，语法表示要怎么做，时序表示做的顺序。

2.1.3网络连接（1）传输介质：用于传输数据信号的物理载体分为两大类：有线传输介质和无线传输介质。有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤(a)双绞线(b)同轴电缆(c)光纤无线传输介质是指人们周围的自由空间。利用电磁波在空间中的传播，可以实现灵活便捷的无线通信，如无线网络（Wi-Fi）、蓝牙、移动通信（4G/5G）等。2.1.3网络连接（2）网络拓扑结构：是指网络中计算机等设备之间的连接方式。常见的拓扑结构有星型、环型、总线型、树型和网状结构（d）树型（a）总线型（b）星型（c）环型（e）网状型2.1.3网络连接（3）网络硬件设备交换机：工作在OSI模型的数据链路层，支持多个端口同时并行传输数据，具备端口扩展、冲突隔离和精准转发的能力。路由器：工作在OSI模型的网络层，主要用于连接不同的网络，例如将家庭局域网接入互联网。路由器能够基于IP地址解析数据包，并根据路由表选择最佳的转发路径，确保数据跨网络可靠传输。防火墙：用于保护网络安全，主要负责监控和控制进出网络的流量，防止未经授权的访问和攻击。网卡：是计算机接入网络的接口设备，负责数据的发送和接收，每块网卡都拥有唯一的MAC地址。无线接入点：用于将有线网络信号转换为无线信号，供无线终端接入网络，是无线上网的基础设备。1991年，科学家提姆•伯纳斯李开发出了万维网及简单的浏览器，互联网开始向社会大众普及；互联网的起源20世纪70年代初期高速移动网络20世纪90年代至今智能综合网络未来…互联网的发展20世纪80年代1969年，美国国防部起动计算机网络开发计划ARPANET(阿帕网)——互联网的始祖；1983年，ARPANET宣布将“NCP”协议向“TCP/IP”协议过渡，Internet取代阿帕网；2.2Internet2.1.1Internet发展历史2.2.2Internet相关术语1．MAC地址是网络中设备的唯一的网络硬件标识，也称为局域网地址、以太网地址、网卡地址或物理地址，它是用来确认网络节点的身份（或位置），由网络设备制造商生产时写在硬件内部（一般是网卡内部）。MAC地址由48位（6个字节）组成。，如“08-00-20-0A-8C-6D”在OSI参考模型中，数据链路层负责MAC地址的管理。2.TCP/IP协议TCP/IP是Internet最基本的协议，由TCP协议和IP协议组成。TCP负责保证数据传输的可靠性IP负责给因特网的每一台计算机规定一个地址，并负责为数据通过网络选择合适的路径2.2.2Internet相关术语2.TCP/IP协议

TCP/IP协议族采用分层结构，从底向上分为四个层次，每层承担不同的功能，并使用相应的协议。2.2.2Internet相关术语3.IP地址：长度为32位，通常分为4段，每段8位，使用点式十进制数字表示，每段数字范围为0～255，各段之间用句点隔开，例如：IP地址有两部分组成，一部分为网络号，另一部分为主机号2.2.2Internet相关术语4.域名域名（DomainName）是与给定的IP地址对应的字符型的名称。一般来说，只有为其他用户提供网络服务的单位、个人才申请域名，域名是上网单位的名称。在“”中，“www”是主机名（表示提供Web服务的主机），“”则是域名。域名可分为不同级别，包括顶级域名、二级域名等，各级域名之间用句点“.”隔开。2.2.2Internet相关术语4.域名顶级域名，分为国家顶级域名和国际顶级域名国家顶级域名：按照ISO3166国家代码分配，例如中国是cn，英国是uk，加拿大是ca等。国际顶级域名：例如表示工商企业的com，表示网络提供商的net，表示非盈利组织的org等。常见国际顶级域名类型：2.2.2Internet相关术语域名含义域名含义com公司net网络公司edu教育部门gov政府部门mil军事部门org非营利组织DNS（DomainNameSorver，域名服务器）是进行域名和与之相对应的IP地址转换的服务器。DNS中保存了一张域名和与之相对应的IP地址的表，使用此表，可以将域名转换为对应的IP地址。例如，用户想访问“百度”网页，在浏览器地址栏输入其域名，系统会自动访问DNS服务器，查表得到其对应的IP地址（），然后使用得到的IP地址去查找访问百度主机。2.2.2Internet相关术语5、DNS服务器WWW（WorldWideWeb，万维网）：一种基于超文本的多媒体信息查询工具，通过WWW服务，用户可以在世界范围内任意查找、检索、浏览及添加信息。采用超文本传输协议（HypertextTransferProtocol，HTTP）作为通信规则以网页为基本元素存储信息资源，采用超文本标记语言（HyperTextMarkupLanguage，HTML）编写网页。采用超链接跳转网页，采用统一资源定位器（UniformResourceLocator，URL）来唯一标识某个网络资源，用户借助IE浏览器即可访问信息服务资源。2.2.3Internet应用1.WWW服务HTML是以文字为基础的语言，可以直接在Windows的记事本上编写。HTML有固定的语法规则。一个完整的HTML文档内容由标题、段落、表格和文本等各种标签组成，标签描述的对象统称为元素，整个HTML文档内容其实是由各种元素构成的。HTML文档基本结构如下：<HTML>＜Head＞网页头部信息＜／Head＞＜Body＞网页主体正文部分＜／Body＞＜／HTML＞。2.2.3Internet应用HTML语言SMTP协议：用于电子邮件的发送。它负责将邮件从发件人的用户代理传输到发件方邮件服务器，并能够在不同邮件服务器之间进行转发，最终将邮件送达收件方邮件服务器。POP3协议：用于电子邮件的接收。它允许用户将邮件从邮件服务器下载到本地计算机进行阅读和管理，并可选择在服务器上保留或删除邮件。POP3的离线访问特性使用户无需长时间保持与服务器的连接，从而有效节省网络资源。2.2.3Internet应用2．电子邮件（E-mail）服务FTP是从本地计算机传送文件到网络上的远程计算机，或者从远程计算机读取文件到本地计算机。FTP是Internet上实现资源共享最方便、最基本的手段之一，目标是提高文件的共享性，通过FTP协议提供文件的上传（upload）和下载（download）功能。2.2.3Internet应用3.文件传输（FTP）服务远程登录是通过Internet进入和使用远距离的计算机，就像使用本地计算机一样。通过远程登录的请求，使本地计算机成为远程计算机的虚拟终端，以终端的形式使用远程计算机的硬件和软件资源。4．远程登录（Telnet）服务物联网（InternetofThings，IoT）即万物互联，是指通过各种信息传感设备（如射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等）与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。2.3物联网1、物联网的体系框架感知层：获取各种信息，并将其转换为数字信号。感知层的主要功能是数据采集和初步处理。网络层（NetworkLayer）：负责将感知层采集的数据传输到应用层。应用层（ApplicationLayer）：将数据转化为实际的业务逻辑和服务，提供了开发平台、接口和工具，供开发者构建和部署物联网应用。2.3物联网2.3物联网感知层是物联网的基础，也是数据的来源。这一层通过各种传感设备如传感器、RFID标签、摄像头、GPS等，感知物理世界中的信息，并将其转换为数字信号。感知层的主要功能是数据采集和初步处理，相当于物联网的“感官”。根据数据特性和来源的不同，感知层采集的数据可分为静态数据和动态数据。物联网数据静态数据动态数据以时间为序的数据，物联网动态数据与时间有一一对应关系，以时序数据库方式存储多为标签类、地质类数据、RFID生的数据多为静态数据。以结构性、关系型数据库存储；2、物联网关键技术2.3物联网（1）传感器技术定义：传感器是物联网的“感官”，是感知层中最基础、最核心的元件，其作用是实现信息的采集与初步转化，它能够将物理世界中的各种信息（如温度、湿度、压力、光线、声音等）转换为可供计算机处理和分析的电信号。原理：传感器由敏感元件、转换元件和转换电路三部分构成，起到能量转换装置的作用智能传感器：传感器携带有微处理机，不仅可以采集或捕获信息，还具备了一定的信息处理能力。（1）传感器技术（6）向网络化发展（4）向微功耗及无源化发展（2）向高可靠性、宽温度范围发展（5）向智能化数字化发展（3）向微型化发展（1）向高精度发展发展方向2.3物联网2.3物联网（2）RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，通过无线射频信号实现对物体的识别、跟踪和管理。它由RFID标签、读写器和天线组成，其中标签用于存储被识别物体的信息，读写器用于读取或写入标签信息，天线则负责信号的传输。(a)RFID天线(b)手持式RFID读写器(c)电子标签2.3

物联网2.3物联网（2）RFID技术

工作流程建立通信连接，读写器通过其内部的天线持续发射特定频率的射频信号（电磁波），建立起一个无形的通信感应区。感应标签获取能量，当带有RFID标签的物体（如包裹或车辆）进入该区域时，标签内置的回路天线会感应到电磁能量，获得激活动力。数据交互传输，一旦标签被激活，标签芯片便控制天线将存储的唯一编码调制成射频信号发射出去。这种非接触式的对话不需要视线对准，即使标签被遮挡也能完成传输。信息解码处理，读写器接收到标签返回的信号并进行放大与解码，将其还原为计算机可读的身份数据并传送到后台应用系统，从而实现对物体的实时追踪、计费或智能化管理。读写器RFID标签感应区射频信号后台应用系统2.3物联网（2）RFID技术

应用场景（1）物流货物跟踪、自动信息采集、仓储管理应用、港口应用、邮包、快递等。（3）食品安全应用于食品溯源，确保食品生产、加工、仓储、运输和销售等各个环节安全可靠，打造绿色健康生活。（2）交通高速不停车收费、出租车管理、公交车枢纽管理、铁路机车识别等。（4）身份识别电子护照、二代身份证、学生证等。（6）制造业应用于生产流程控制、质量追溯、库存管理等方面（5）资产管理实现资产管理中“人、地、时、物的同步管理”(3)NFC技术2.3物联网NFC（NearFieldCommunication）是近距离无线通信技术，基于射频识别（RFID）技术，工作频率为13.56MHz，其工作原理是通过电磁感应实现设备之间的通信。具体来说，一个设备（如智能手机）会发送高频电磁场，另一个设备或标签靠近时会感应到电磁场并从中获取能量，从而实现数据的交换。三种工作模式：两个NFC设备可以直接交换数据，例如两个手机之间分享文件或联系人信息。点对点模式01NFC设备可以模拟信用卡、交通卡等功能，用于支付等场景。卡模拟模式03一个设备可以读取或写入另一个设备或标签中的信息，如使用手机读取智能海报中的数据。读写模式02(3)NFC技术2.3物联网如ApplePay、GoogleWallet等，用户只需将手机靠近支付终端即可完成支付。.移动支付01NFC标签可用于设备的快速配对和控制，如智能门锁、智能灯光等。4.智能家居04NFC技术可以替代传统的门禁卡，实现无接触式进入。2.门禁系统02通过NFC标签，用户可以获取商品信息、优惠活动等5.信息交换05许多城市的公共交通系统支持通过NFC手机刷卡乘车。3.公共交通032.4云计算01云计算（cloudcomputing）是互联网发展带来的一种新型计算和服务模式，它通过分布式计算和虚拟化技术建设数据中心或超级计算机，以租赁或免费方式向技术开发者或企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务。云计算是信息化发展进程中的一个阶段，强调信息资源的聚集、优化、动态分配和回收，旨在节约信息化成本、降低能耗、减轻用户本地存储的负担，提高数据中心的效率。云计算不是一种全新的网络技术，而是一种全新的网络应用概念，云计算的核心概念就是以互联网为中心，在网站上提供快速且安全的云计算服务与数据存储，让每一个使用互联网的人都可以使用网络中庞大的计算资源与数据中心。02032.4云计算011956年，ChristopherStrachey发表了一篇有关于虚

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