《网络与数据通信》课件.ppt

*******************《网络与数据通信》本课程将介绍网络与数据通信的基本概念、原理和技术，并深入探讨网络体系结构、网络协议、网络安全等重要议题。课程介绍1网络概述本课程涵盖网络基础知识，包括网络概念、协议、技术和应用。2网络技术发展探索网络技术的发展历程，从早期的局域网到现代的互联网，以及未来的趋势。3网络应用实践通过案例分析和实验操作，学习网络配置、管理和安全防护等实践技能。网络的起源与发展早期网络1960年代，美国国防部高级研究计划署（ARPA）开发了ARPANET，这是第一个广域网，为现代互联网奠定了基础。互联网的诞生1980年代，TCP/IP协议被广泛采用，标志着互联网的诞生，连接了全球各地的计算机。互联网的快速发展1990年代，万维网（WWW）的出现，以及各种应用和服务的涌现，推动了互联网的爆炸式增长。移动互联网时代21世纪，移动互联网技术的普及，带来了智能手机、社交媒体等新兴应用，改变了人们的日常生活和工作方式。云计算和物联网云计算和物联网技术的兴起，正在推动网络进一步演进，连接越来越多的设备和数据。网络的基本概念网络由多个节点和连接它们的通信线路组成的系统。计算机网络通过通信线路将多个计算机连接起来，实现资源共享、信息传递和协同工作。互联网全球范围内最庞大、复杂的计算机网络，连接了数十亿台设备。数据传输数据在网络中以数字形式传递，通过物理线路或无线电波。OSI参考模型分层结构将网络通信过程划分为七个层次，每个层次完成特定功能，相互独立又相互协作。标准化框架为网络协议提供统一的标准，确保不同设备和网络之间的互操作性。协议集成定义了各个层级的协议，为网络通信提供了规范，保证数据的可靠传输。TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型是网络协议体系结构，它被广泛应用于互联网和其他网络。该模型将网络协议分成四个层次：应用层、传输层、网络层和网络接口层。TCP/IP参考模型提供了一种灵活、可扩展的网络架构，它支持各种网络协议和服务，例如电子邮件、文件传输、网页浏览和网络游戏等。物理层物理介质物理层使用各种物理介质进行数据传输，如双绞线、同轴电缆、光纤等。每种介质具有不同的传输速率、距离和抗干扰能力。信号编码将数据转换为电信号或光信号进行传输，常用的编码方式包括曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。编码方式影响数据传输的效率和可靠性。数据链路层帧数据链路层将网络层数据分组封装成帧，包含数据和控制信息。帧格式根据不同协议而异，如以太网帧。MAC地址数据链路层使用MAC地址识别网络设备，每个设备都有唯一的MAC地址，用于在局域网内进行通信。访问控制数据链路层负责控制对网络的访问，包括介质访问控制（MAC）和流量控制，确保网络的稳定运行。错误检测数据链路层使用校验码进行错误检测，如CRC校验，确保数据传输的可靠性。网络层1数据包路由负责将数据包从源主机路由到目标主机。2地址转换将逻辑地址（IP地址）转换为物理地址（MAC地址）。3流量控制控制网络中数据流量，避免网络拥塞。4网络互联不同网络之间通过路由器进行互联，实现数据交换。传输层TCP协议面向连接的可靠数据传输提供流量控制、拥塞控制和数据校验UDP协议无连接的不可靠数据传输速度快，适用于实时应用套接字应用程序与传输层之间的接口用于建立连接、发送和接收数据应用层提供网络服务应用层是用户直接接触的网络层，负责向用户提供各种网络服务，例如网页浏览、电子邮件、文件传输、网络游戏等。协议种类繁多应用层包含多种协议，如HTTP、FTP、SMTP、DNS等，每种协议负责特定的服务，相互协作提供完整的网络功能。IP地址IP地址是互联网协议地址（InternetProtocolAddress）的缩写，它是一个逻辑地址，用于识别网络中的设备。IP地址是网络通信的基础，它允许设备在网络中相互通信。IP地址分为两种类型：IPv4和IPv6。IPv4地址由32位二进制数字组成，通常以点分十进制表示，例如。IPv6地址由128位二进制数字组成，通常以十六进制表示，例如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。路由与转发数据包路由器接收数据包，根据目标地址，选择最优路径，将数据包转发到下一个网络节点。路由表路由器存储路由表，包含目标地址、下一跳路由器和接口信息，用于指导数据包转发。路由算法路由算法用于计算最佳路径，例如RIP、OSPF和BGP，实现网络的动态路由管理。局域网技术定义与特点局域网通常指覆盖范围