數(shù)據(jù)通信技術(shù)

匯報(bào)人：AA2024-01-24數(shù)據(jù)通信技術(shù)延時(shí)符Contents目錄數(shù)據(jù)通信技術(shù)概述數(shù)據(jù)傳輸媒介與設(shè)備數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制技術(shù)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議及實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議及實(shí)現(xiàn)傳輸層協(xié)議及實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層協(xié)議及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)安全與防護(hù)策略延時(shí)符01數(shù)據(jù)通信技術(shù)概述定義數(shù)據(jù)通信技術(shù)是指通過(guò)傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息的傳輸、交換、存儲(chǔ)和處理的技術(shù)。發(fā)展歷程自20世紀(jì)60年代起，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)通信技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。從最初的有線電話網(wǎng)絡(luò)，到后來(lái)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，再到現(xiàn)在的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)通信技術(shù)不斷推動(dòng)著人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展。定義與發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電信網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算數(shù)據(jù)通信技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)通信技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸和資源共享。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，將物理世界的各種設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。通過(guò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電話、短信、彩信等電信業(yè)務(wù)的傳輸和處理。云計(jì)算利用數(shù)據(jù)通信技術(shù)，將計(jì)算資源集中起來(lái)，為用戶提供按需服務(wù)。數(shù)據(jù)通信技術(shù)基本原理數(shù)據(jù)傳輸方式：數(shù)據(jù)通信可以采用并行傳輸或串行傳輸方式。并行傳輸速度快，但成本高；串行傳輸速度慢，但成本低。數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制：為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院陀行?，需要?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和調(diào)制。常見(jiàn)的編碼方式有曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼等；常見(jiàn)的調(diào)制方式有振幅調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制等。傳輸媒介：數(shù)據(jù)通信的傳輸媒介可以是雙絞線、同軸電纜、光纖、無(wú)線電波等。不同的傳輸媒介具有不同的傳輸特性和適用范圍。數(shù)據(jù)交換技術(shù)：數(shù)據(jù)交換是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有電路交換、報(bào)文交換和分組交換等。電路交換適用于實(shí)時(shí)性要求高的場(chǎng)合；報(bào)文交換適用于數(shù)據(jù)量大且實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合；分組交換結(jié)合了電路交換和報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)，具有高效、靈活的特點(diǎn)。延時(shí)符02數(shù)據(jù)傳輸媒介與設(shè)備由兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線絞合而成，用于模擬或數(shù)字信號(hào)傳輸。雙絞線同軸電纜光纖由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣層、外導(dǎo)體和護(hù)套組成，具有較高的帶寬和抗干擾能力。以光波為載體，利用光的全反射原理進(jìn)行信號(hào)傳輸，具有傳輸距離遠(yuǎn)、帶寬高等優(yōu)點(diǎn)。030201有線傳輸媒介通過(guò)天線輻射電磁波進(jìn)行通信，適用于廣播、電視、移動(dòng)通信等領(lǐng)域。無(wú)線電波頻率在300MHz~300GHz之間的電磁波，具有直線傳播、受天氣影響小等特點(diǎn)。微波利用紅外線進(jìn)行通信，適用于短距離、高速率的數(shù)據(jù)傳輸。紅外線無(wú)線傳輸媒介數(shù)據(jù)通信設(shè)備將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，或?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的中心設(shè)備，提供數(shù)據(jù)交換和共享功能。連接不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層地址進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇。在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的設(shè)備，具有高速、低延遲等特點(diǎn)。調(diào)制解調(diào)器集線器路由器交換機(jī)延時(shí)符03數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制技術(shù)

數(shù)字信號(hào)編碼方法非歸零編碼（NRZ）一種簡(jiǎn)單的二進(jìn)制編碼方式，高電平表示1，低電平表示0。曼徹斯特編碼每位中間有一個(gè)跳變，從低到高表示1，從高到低表示0。差分曼徹斯特編碼每位中間的跳變僅表示開(kāi)始，利用每個(gè)碼元開(kāi)始時(shí)有無(wú)跳變來(lái)表示1和0。03相位調(diào)制（PM）通過(guò)改變載波的相位來(lái)傳遞信息。01振幅調(diào)制（AM）通過(guò)改變載波的振幅來(lái)傳遞信息。02頻率調(diào)制（FM）通過(guò)改變載波的頻率來(lái)傳遞信息。模擬信號(hào)調(diào)制方法在電話線、光纖等有線媒介上傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，采用特定的編碼和調(diào)制技術(shù)以提高傳輸效率和抗干擾能力。有線通信無(wú)線通信數(shù)字廣播與電視數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等無(wú)線傳輸場(chǎng)景中，利用編碼和調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸和高效接收。采用先進(jìn)的編碼和調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字音頻、視頻信號(hào)的廣播與電視傳輸，提高信號(hào)質(zhì)量和傳輸效率。在硬盤、光盤等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)中，利用特定的編碼方式提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度和讀寫(xiě)性能。編碼與調(diào)制技術(shù)應(yīng)用延時(shí)符04數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議及實(shí)現(xiàn)HDLC（High-LevelDataLinkControl，高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制）協(xié)議是一種面向比特的同步數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。HDLC協(xié)議通過(guò)采用幀同步傳輸方式，支持全雙工、半雙工和單工通信，具有差錯(cuò)控制、流量控制、鏈路管理等功能。HDLC協(xié)議定義了三種類型的幀：信息幀（I幀）、監(jiān)控幀（S幀）和無(wú)編號(hào)幀（U幀），用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸和鏈路的維護(hù)。HDLC協(xié)議PPP（Point-to-PointProtocol，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）是一種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，主要用于撥號(hào)或?qū)＞€方式建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接發(fā)送數(shù)據(jù)。PPP協(xié)議具有用戶驗(yàn)證、支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議、允許雙方協(xié)商參數(shù)等特性，廣泛應(yīng)用于廣域網(wǎng)接入和VPN等領(lǐng)域。PPP協(xié)議由三個(gè)主要部分組成：封裝多網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)的方法、鏈路控制協(xié)議LCP（LinkControlProtocol）和網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCPs（NetworkControlProtocols）。PPP協(xié)議交換機(jī)交換機(jī)是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，通過(guò)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。交換機(jī)具有多個(gè)端口，可以連接多個(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的互連互通。網(wǎng)橋網(wǎng)橋也是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，用于連接兩個(gè)局域網(wǎng)，根據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。網(wǎng)橋可以過(guò)濾掉不必要的數(shù)據(jù)幀，減少網(wǎng)絡(luò)中的廣播風(fēng)暴。集線器集線器是早期的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，屬于數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。集線器將多個(gè)設(shè)備連接在一起，形成一個(gè)共享式的局域網(wǎng)。然而，由于集線器采用廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)，容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能下降，現(xiàn)在已經(jīng)被交換機(jī)所取代。數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備延時(shí)符05網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議及實(shí)現(xiàn)IP協(xié)議概述01IP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（InternetProtocol）的簡(jiǎn)稱，是網(wǎng)絡(luò)層的主要協(xié)議之一。它負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)上路由和傳輸數(shù)據(jù)，提供不可靠、無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。IP地址與尋址02IP地址是設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的唯一標(biāo)識(shí)，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸。IP協(xié)議支持IPv4和IPv6兩種版本的地址格式，其中IPv6具有更大的地址空間和更高的安全性。IP數(shù)據(jù)報(bào)格式03IP數(shù)據(jù)報(bào)是IP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)的基本單位，包括報(bào)頭和數(shù)據(jù)部分。報(bào)頭包含源IP地址、目的IP地址、生存時(shí)間（TTL）等信息，數(shù)據(jù)部分則攜帶上層協(xié)議的數(shù)據(jù)。IP協(xié)議ICMP（InternetControlMessageProtocol，互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議）是網(wǎng)絡(luò)層的一個(gè)輔助協(xié)議，用于在IP主機(jī)和路由器之間傳遞控制消息。ICMP協(xié)議概述ICMP報(bào)文分為多種類型，如回顯請(qǐng)求（ping）、回顯應(yīng)答、目的不可達(dá)、超時(shí)等，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)診斷、路由跟蹤等功能。ICMP報(bào)文類型ping命令是ICMP協(xié)議的一個(gè)典型應(yīng)用，通過(guò)發(fā)送ICMP回顯請(qǐng)求報(bào)文并接收應(yīng)答報(bào)文，可以檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)連通性和延遲情況。ICMP應(yīng)用ICMP協(xié)議ARP協(xié)議概述ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析協(xié)議）用于將網(wǎng)絡(luò)層IP地址解析為數(shù)據(jù)鏈路層的MAC地址，以實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。ARP工作原理當(dāng)主機(jī)需要發(fā)送數(shù)據(jù)到另一臺(tái)主機(jī)時(shí)，如果不知道目標(biāo)主機(jī)的MAC地址，它會(huì)廣播一個(gè)ARP請(qǐng)求報(bào)文，詢問(wèn)目標(biāo)IP地址對(duì)應(yīng)的MAC地址。目標(biāo)主機(jī)收到請(qǐng)求后會(huì)發(fā)送一個(gè)ARP應(yīng)答報(bào)文，包含其MAC地址信息。RARP協(xié)議概述RARP（ReverseAddressResolutionProtocol，逆地址解析協(xié)議）是ARP協(xié)議的逆操作，用于將數(shù)據(jù)鏈路層的MAC地址解析為網(wǎng)絡(luò)層的IP地址。它主要用于無(wú)盤工作站等場(chǎng)景，通過(guò)廣播RARP請(qǐng)求報(bào)文獲取自己的IP地址配置信息。ARP和RARP協(xié)議延時(shí)符06傳輸層協(xié)議及實(shí)現(xiàn)123傳輸控制協(xié)議（TCP）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。TCP在通信過(guò)程中管理數(shù)據(jù)段的排序和流量控制，確保數(shù)據(jù)能夠可靠地傳輸?shù)侥繕?biāo)。TCP協(xié)議通過(guò)三次握手建立連接，通過(guò)四次揮手?jǐn)嚅_(kāi)連接，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。TCP協(xié)議03UDP常用于實(shí)時(shí)應(yīng)用如音視頻傳輸、在線游戲等，以及對(duì)可靠性要求不高的場(chǎng)景。01用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）是一種無(wú)連接的傳輸層協(xié)議，不保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。02UDP在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)不需要建立連接，直接發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，因此具有較低的延遲和開(kāi)銷。UDP協(xié)議傳輸層設(shè)備主要包括網(wǎng)關(guān)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它們負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)關(guān)是一種連接不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，它能夠在不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨網(wǎng)絡(luò)通信。路由器是一種連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，它根據(jù)路由表將數(shù)據(jù)報(bào)文從源網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。路由器具有選路和轉(zhuǎn)發(fā)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層設(shè)備延時(shí)符07應(yīng)用層協(xié)議及實(shí)現(xiàn)DNS服務(wù)DNS（域名系統(tǒng)）是用于將域名轉(zhuǎn)換為IP地址的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它允許用戶通過(guò)易于記憶的域名訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)資源。DNS工作原理DNS采用層次化、分布式的結(jié)構(gòu)，通過(guò)遞歸查詢或迭代查詢的方式解析域名，返回對(duì)應(yīng)的IP地址。DNS服務(wù)器類型包括根域名服務(wù)器、頂級(jí)域名服務(wù)器、權(quán)威域名服務(wù)器和遞歸解析服務(wù)器等。DNS概述FTP服務(wù)包括ASCII模式和二進(jìn)制模式。ASCII模式用于傳輸文本文件，二進(jìn)制模式用于傳輸二進(jìn)制文件。FTP傳輸模式FTP（文件傳輸協(xié)議）是用于在網(wǎng)絡(luò)上傳輸文件的協(xié)議，它支持文件的上傳、下載、刪除和重命名等操作。FTP概述FTP采用客戶端/服務(wù)器模式，客戶端發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)器響應(yīng)請(qǐng)求并傳輸文件。FTP使用兩個(gè)端口，一個(gè)用于控制連接，一個(gè)用于數(shù)據(jù)連接。FTP工作原理Telnet概述Telnet是一種遠(yuǎn)程終端服務(wù)，它允許用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，并在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行命令。Telnet工作原理Telnet采用客戶端/服務(wù)器模式，客戶端發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)器響應(yīng)請(qǐng)求并執(zhí)行相應(yīng)的命令。Telnet傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是明文的，因此存在安全隱患。Telnet應(yīng)用場(chǎng)景Telnet常用于遠(yuǎn)程管理和維護(hù)設(shè)備，如路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。由于Telnet傳輸數(shù)據(jù)不加密，現(xiàn)在逐漸被更安全的SSH協(xié)議所取代。010203Telnet服務(wù)延時(shí)符08數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)安全與防護(hù)策略惡意軟件攻擊拒絕服務(wù)攻擊網(wǎng)絡(luò)釣魚(yú)攻擊中間人攻擊網(wǎng)絡(luò)安全威脅類型01020304包括病毒、蠕蟲(chóng)、特洛伊木馬等，通過(guò)感染用戶設(shè)備或竊取信息造成危害。通過(guò)大量無(wú)效請(qǐng)求占用網(wǎng)絡(luò)資源，使目標(biāo)系統(tǒng)癱瘓或無(wú)法提供正常服務(wù)。通過(guò)偽造信任網(wǎng)站或郵件，誘導(dǎo)用戶泄露個(gè)人信息或下載惡意軟件。攻擊者截獲并篡改通信雙方的數(shù)據(jù)，以竊取信息或破壞通信過(guò)程。采用相同密鑰進(jìn)行加密和解密，具有加密速度快、密鑰管理簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但密鑰傳輸存在安全隱患。對(duì)稱加密采用公鑰和私鑰進(jìn)行加密和解密，公鑰公開(kāi)，私鑰保密。具有安全性高、適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)點(diǎn)，但加密速度較慢。非對(duì)稱加密結(jié)合對(duì)稱加密和非對(duì)稱加密的優(yōu)點(diǎn)，先用非對(duì)稱加密傳輸對(duì)稱密鑰，再用對(duì)稱密鑰加密傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)高效安全的數(shù)據(jù)傳輸?；旌霞用芗用芗夹g(shù)原理及應(yīng)用包過(guò)濾防火墻根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，檢查通過(guò)防火墻