網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)匯報(bào)人：AA2024-01-20BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA目錄CONTENTS網(wǎng)絡(luò)通信概述數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通信安全BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA01網(wǎng)絡(luò)通信概述20世紀(jì)60年代，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（ARPA）創(chuàng)建了ARPANET，這是互聯(lián)網(wǎng)的雛形，用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的遠(yuǎn)程通信。ARPANET的誕生20世紀(jì)70年代，TCP/IP協(xié)議誕生，為互聯(lián)網(wǎng)提供了可靠的、基于連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，成為互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議。TCP/IP協(xié)議的出現(xiàn)20世紀(jì)90年代，蒂姆·伯納斯-李發(fā)明了萬(wàn)維網(wǎng)（WorldWideWeb），使得人們可以通過(guò)瀏覽器方便地訪問(wèn)和共享信息，極大地推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。萬(wàn)維網(wǎng)的興起互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程協(xié)議分層網(wǎng)絡(luò)通信遵循OSI七層模型或TCP/IP四層模型，各層協(xié)議分工明確，實(shí)現(xiàn)不同的通信功能，保證了數(shù)據(jù)的可靠傳輸。分組交換網(wǎng)絡(luò)通信采用分組交換技術(shù)，將數(shù)據(jù)分割成較小的數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳輸，每個(gè)數(shù)據(jù)包都包含發(fā)送方和接收方的地址信息，以便在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行路由選擇。端到端通信網(wǎng)絡(luò)通信是端到端的通信過(guò)程，數(shù)據(jù)在發(fā)送端被封裝成數(shù)據(jù)包，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮斩?，接收端?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解封裝并還原成原始數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)通信的基本原理網(wǎng)絡(luò)通信的組成部分包括路由器、交換機(jī)、服務(wù)器等，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸、交換和處理。包括雙絞線、光纖、無(wú)線電波等，用于承載數(shù)據(jù)的傳輸。包括TCP/IP協(xié)議族、HTTP協(xié)議等，用于規(guī)定網(wǎng)絡(luò)通信的規(guī)則和格式。包括DNS服務(wù)、DHCP服務(wù)、FTP服務(wù)等，用于提供各種不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸介質(zhì)通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)服務(wù)BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA02數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)據(jù)是信息的載體，可以是數(shù)字、文字、圖像、聲音等形式。在計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制的形式表示，即0和1。數(shù)據(jù)傳輸是指將數(shù)據(jù)從一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方的過(guò)程。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸通常通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和通信鏈路實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)的表示與傳數(shù)據(jù)的傳輸數(shù)據(jù)的表示信道信道是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐罚梢允俏锢砻浇椋ㄈ珉娎|、光纖）或無(wú)線媒介（如電磁波）。調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，或者將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的設(shè)備。信源和信宿信源是信息的發(fā)送端，信宿是信息的接收端。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，信源和信宿可以是計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、路由器等設(shè)備。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成并行傳輸與串行傳輸01并行傳輸是同時(shí)傳輸多個(gè)比特，而串行傳輸是逐個(gè)比特進(jìn)行傳輸。同步傳輸與異步傳輸02同步傳輸是在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中保持時(shí)鐘同步，而異步傳輸則不需要嚴(yán)格的時(shí)鐘同步。單工、半雙工和全雙工通信03單工通信只允許數(shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸；半雙工通信允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上傳輸，但不能同時(shí)進(jìn)行；全雙工通信則允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸。數(shù)據(jù)通信的傳輸方式BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA03網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)提供可靠的、面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，確保數(shù)據(jù)能夠可靠地到達(dá)目標(biāo)。傳輸控制協(xié)議（TCP）負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)上路由和傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互連互通。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（IP）提供無(wú)連接的、不可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，適用于實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用。用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）TCP/IP協(xié)議族包括GET、POST、PUT、DELETE等，用于從服務(wù)器請(qǐng)求或發(fā)送數(shù)據(jù)。HTTP請(qǐng)求方法表示服務(wù)器對(duì)請(qǐng)求的處理結(jié)果，如200表示成功，404表示未找到資源。HTTP響應(yīng)狀態(tài)碼包含請(qǐng)求或響應(yīng)的元信息，如內(nèi)容類型、編碼方式等。HTTP消息頭通過(guò)HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)器與客戶端之間的數(shù)據(jù)交互和頁(yè)面呈現(xiàn)。Web服務(wù)器與客戶端交互HTTP協(xié)議與Web服務(wù)負(fù)責(zé)將域名解析為對(duì)應(yīng)的IP地址，以便客戶端能夠訪問(wèn)目標(biāo)網(wǎng)站。DNS服務(wù)器如A記錄、CNAME記錄、MX記錄等，用于定義域名的不同屬性和指向關(guān)系。DNS記錄類型包括遞歸查詢和迭代查詢，用于在DNS服務(wù)器之間查找目標(biāo)域名的IP地址。DNS查詢方式通過(guò)緩存DNS查詢結(jié)果和采用智能DNS等技術(shù)手段，提高域名解析效率和訪問(wèn)速度。DNS緩存與解析優(yōu)化01030204DNS協(xié)議與域名解析BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA04局域網(wǎng)技術(shù)局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是一種在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間通信的網(wǎng)絡(luò)，通常覆蓋一個(gè)建筑物、校園或企業(yè)園區(qū)。局域網(wǎng)的定義高數(shù)據(jù)傳輸速率、低誤碼率、短距離通信、通常采用廣播方式進(jìn)行通信。局域網(wǎng)的特點(diǎn)星型、環(huán)型、總線型、樹(shù)型等。局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的基本概念以太網(wǎng)的發(fā)展歷程從最初的10Base5、10Base2同軸電纜以太網(wǎng)，到后來(lái)的10BaseT雙絞線以太網(wǎng)，再到現(xiàn)在的100BaseT、1000BaseT等高速以太網(wǎng)。以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)幀由前導(dǎo)碼、幀起始定界符、目的地址、源地址、類型/長(zhǎng)度字段、數(shù)據(jù)字段和幀校驗(yàn)序列組成。以太網(wǎng)的MAC層協(xié)議CSMA/CD（載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)）協(xié)議，用于解決多用戶訪問(wèn)共享信道時(shí)的沖突問(wèn)題。以太網(wǎng)技術(shù)IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)，包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。無(wú)線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線接入點(diǎn)（AP）、無(wú)線網(wǎng)卡、計(jì)算機(jī)和相關(guān)設(shè)備。無(wú)線局域網(wǎng)的組成采用無(wú)線電波作為傳輸介質(zhì)，通過(guò)擴(kuò)頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。無(wú)線局域網(wǎng)的傳輸方式包括數(shù)據(jù)加密、身份認(rèn)證、訪問(wèn)控制等，以確保網(wǎng)絡(luò)安全和用戶隱私。無(wú)線局域網(wǎng)的安全問(wèn)題無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA05廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）是一種覆蓋地理范圍較大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通常連接不同城市或國(guó)家/地區(qū)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。02廣域網(wǎng)的主要功能是提供遠(yuǎn)程通信服務(wù)，支持不同地理位置的用戶、計(jì)算機(jī)和應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)傳輸和信息共享。03廣域網(wǎng)技術(shù)包括各種傳輸技術(shù)、協(xié)議和設(shè)備，如光纖、微波、衛(wèi)星通信、TCP/IP協(xié)議、路由器等。01ATM技術(shù)01ATM（AsynchronousTransferMode，異步傳輸模式）是一種面向單元的、面向連接的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，適用于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)。02ATM采用固定長(zhǎng)度的信元（Cell）作為傳輸單位，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的處理和管理。03ATM支持多種業(yè)務(wù)類型，如語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)等，具有高速率、低延遲和高質(zhì)量的服務(wù)特點(diǎn)。04ATM網(wǎng)絡(luò)由ATM交換機(jī)、ATM終端設(shè)備和ATM鏈路組成，提供端到端的連接和傳輸服務(wù)。幀中繼（FrameRelay）是一種面向連接的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，適用于廣域網(wǎng)環(huán)境。幀中繼采用變長(zhǎng)幀作為傳輸單位，支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層的流量控制和錯(cuò)誤控制機(jī)制。幀中繼在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層之間引入了一個(gè)中間層，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的處理和管理。幀中繼網(wǎng)絡(luò)由幀中繼交換機(jī)、幀中繼終端設(shè)備和幀中繼鏈路組成，提供高速率、高效率的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。幀中繼技術(shù)BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA06網(wǎng)絡(luò)通信安全網(wǎng)絡(luò)安全指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件、軟件及其系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)受到保護(hù)，不因偶然的或者惡意的原因而遭受到破壞、更改、泄露，系統(tǒng)連續(xù)可靠正常地運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不中斷。威脅網(wǎng)絡(luò)安全的因素包括人為因素、自然因素和偶發(fā)因素。其中人為因素是指，一些不法之徒利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)存在的漏洞，或者潛入計(jì)算機(jī)房，盜用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，非法獲取重要數(shù)據(jù)、篡改系統(tǒng)數(shù)據(jù)、破壞硬件設(shè)備、編制計(jì)算機(jī)病毒。網(wǎng)絡(luò)安全的主要特性保密性、完整性、可用性、可控性、可審查性。網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念加密算法主要分為對(duì)稱加密算法和非對(duì)稱加密算法。對(duì)稱加密算法中，加密和解密使用相同的密鑰；非對(duì)稱加密算法中，加密和解密使用不同的密鑰，其中一個(gè)密鑰可以公開(kāi)，稱為公鑰，另一個(gè)密鑰必須保密，稱為私鑰。常見(jiàn)的加密算法包括DES、3DES、AES等對(duì)稱加密算法，以及RSA、ECC等非對(duì)稱加密算法。加密技術(shù)與算法010203防火墻技術(shù)是一種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，它通過(guò)在內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間設(shè)置一道屏障，防止非法用戶訪問(wèn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)也可以防止內(nèi)部用戶對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)的不安全訪問(wèn)。入侵檢測(cè)是一種