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wordpress论坛主题,搜索引擎优化实验报告,十大室内设计师排名,wordpress 文本编辑器计算机网络的发展 计算机网络#xff08;计算机技术通信技术#xff09;的发展是一个逐步演进的过程#xff0c;从简单的具有通信功能的单机系统#xff0c;到复杂的以局域网及因特网为支撑环境的分布式计算机系统#xff0c;这一历程经历了多个关键阶段#xff1a; #me…计算机网络的发展 计算机网络计算机技术通信技术的发展是一个逐步演进的过程从简单的具有通信功能的单机系统到复杂的以局域网及因特网为支撑环境的分布式计算机系统这一历程经历了多个关键阶段 #mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F {font-family:“trebuchet ms”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F svg{font-family:“trebuchet ms”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .label{font-family:“trebuchet ms”,verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .label text,#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .node rect,#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .node circle,#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .node ellipse,#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .node polygon,#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:“trebuchet ms”,verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-ECwEZaRPaU2fcw7F :root{–mermaid-font-family:“trebuchet ms”,verdana,arial,sans-serif;} 具有通信功能的单机系统 具有通信功能的多机系统 以共享资源为目的的计算机网络 以局域网及因特网为支撑环境的分布式计算机系统 计算机网络的功能 数据通信Data Communication 数据通信是计算机网络最基本的功能。它允许网络中的设备如计算机、服务器、打印机等通过数据链路相互交换信息。这些信息可以是文本、图像、音频、视频等任何形式的数字数据。数据通信通过一系列的网络协议和标准来实现确保了数据在传输过程中的准确性、完整性和及时性。 资源共享Resource Sharing 资源共享是计算机网络的重要优势之一。它允许网络中的用户和设备共享硬件资源如打印机、存储设备、软件资源如数据库、应用程序以及信息资源如网站、文件。这种共享不仅提高了资源的利用率还降低了用户的成本。例如在一个局域网中多台计算机可以共享一台打印机而无需为每台计算机都配备打印机。 负载均衡Load Balancing 负载均衡是一种用于优化网络性能和资源利用的技术。它通过将网络请求或数据流分散到多个服务器或网络设备上以减少单一设备的负载压力提高整个网络的吞吐量和响应速度。负载均衡可以基于多种策略进行如轮询、最少连接数、IP哈希等。在大型网站或高流量应用中负载均衡是确保服务稳定性和高可用性的关键措施。 高可靠性High Reliability 高可靠性是计算机网络设计的重要目标之一。它指的是网络能够在面对各种故障和异常情况时仍然能够保持服务的连续性和数据的完整性。为了实现高可靠性网络通常会采用冗余设计、备份机制、故障恢复策略等多种手段。例如通过在网络中部署多个路由器和交换机并配置适当的路由协议和故障转移机制可以在一个设备发生故障时自动将流量转移到其他设备上从而确保网络的连通性和服务的连续性。
计算机网络的分类 计算机网络的分类主要依据其覆盖的地理范围大小来区分常见的分类包括局域网LAN、城域网MAN和广域网WAN每种网络类型都有其特定的应用场景和特点。以下是这三种网络类型的详细介绍 局域网Local Area Network, LAN 定义局域网是指在较小的地理范围内如办公室、学校、工厂等将各种计算机、外设和数据库等互相连接起来实现资源共享和通信的计算机网络。覆盖范围通常从几米到十几公里但通常所说的LAN主要指覆盖10米至1000米的网络具体取决于使用的传输媒介和技术。特点数据传输速率高误码率低成本低易于管理和维护。应用适用于小型或中型企业、学校、机关等需要内部资源共享和通信的场所。 城域网Metropolitan Area Network, MAN 定义城域网是一种大型的局域网其覆盖范围通常是一个城市或地区用来连接多个局域网或大型企业、机关等。覆盖范围一般为几公里到几十公里具体取决于城市的规模和布局。特点传输速率较高能够提供数据、语音和图像等多种业务的综合通信服务。应用适用于城市范围内的数据通信和资源共享如城市宽带网络、政府机关的专网等。 广域网Wide Area Network, WAN 定义广域网是一种跨地区的数据通信网络通常覆盖一个国家或几个国家甚至全球范围。覆盖范围从几十公里到数千公里甚至更远是连接不同地区局域网或城域网的主要手段。特点覆盖范围广传输速率相对较低但与具体的通信技术和设备有关通信成本较高需要采用复杂的路由协议和传输控制技术。应用适用于大型企业、跨国公司的全球通信和资源共享以及互联网服务提供商ISP为用户提供的互联网接入服务等。
网络拓扑结构 网络拓扑结构是描述网络中各个节点如计算机、交换机、路由器等之间的物理或逻辑连接方式的图形表示不同的拓扑结构适用于不同的网络需求和环境。 总线型拓扑结构 在总线型网络中所有的节点都通过一条共享的通信线路总线连接。优点结构简单成本低易于扩展。缺点一旦总线出现故障整个网络可能瘫痪且总线上的通信距离和节点数量有限制。示例早期的以太网和令牌环网Token Ring多采用总线型结构。 星型拓扑结构 在星型网络中每个节点都通过点到点的方式连接到中央节点如集线器、交换机。优点易于管理和维护易于扩展单个节点故障不会影响到整个网络。缺点对中央节点的依赖性强一旦中央节点出现故障整个网络可能瘫痪。示例现代局域网LAN中广泛使用星型拓扑结构。 环型拓扑结构 在环型网络中节点通过点对点的方式连接成一个闭合的环。优点结构简单传输延迟确定。缺点网络扩展性差节点故障可能导致整个网络瘫痪除非有环路保护机制。示例早期的令牌环网Token Ring和FDDI光纤分布式数据接口网络采用环型拓扑结构。 树型拓扑结构 树型拓扑结构是星型拓扑结构的扩展每个节点可以进一步向下扩展成星型结构。优点结构清晰易于管理和维护易于扩展。缺点对根节点的依赖性强一旦根节点或关键链路出现故障可能影响整个网络。示例大型网络或企业网络中常采用树型拓扑结构来组织和管理网络。 分布式拓扑结构 分布式拓扑结构没有严格的布线规定和形状各节点之间有多条线路相连形成复杂的网状结构。优点网络可靠性高容错能力强数据传输效率高。缺点结构复杂成本较高管理和维护难度较大。示例互联网Internet和大型企业网络中的核心部分常采用分布式拓扑结构。
不同的网络拓扑结构各有优缺点选择哪种结构取决于具体的网络需求、预算、可维护性等因素。 OSI 七层参考模型 物理层物理地传送比特流数据链路层负责两相邻节点间无差错传送以帧为单位的数据网络层提供端到端的交换网络数据传送功能传输层提供可靠的数据传输服务会话层提供会话管理服务表示层提供格式化的表示和转换数据服务应用层提供网络与用户应用软件之间的接口服务 网络互连设备 中继器物理层上实现局域网网段互连用于扩展局域网网段长度集线器特殊的多路中继器有信号方法功能并便于网络维护网桥工作于数据链路层用于连接两个局域网网段交换机按每一个包中的 MAC 地址相对简单地决策信息转发路由器网络层异构互连连接多个逻辑上分开的网络网关在两个不同类型协议的网络系统之间进行通信 网络传输介质 有线介质双绞线/同轴电缆直接传输数字信号光纤传输光信号、需信号转换无线介质微波利用无线电波传输红外线传输红外光信号激光传输激光信号卫星通信传输电磁波信号 局域网组成部件 服务器文件服务器、打印服务器、通信服务器客户端用户与网络应用接口设备网络设备网卡收发器中继器集线器网桥路由器等通信介质数据的传输媒体网络软件底层协议软件、网络操作系统等 协议 规定通信时的数据格式、数据传送时序以及相应的控制信息和应答信号等内容 网络的标准 电信标准国际标准IEEE 标准等Internet 标准自发标准非政府干预 决定局域网特性的主要技术 用以传输数据的传输介质用以连接各种设备的拓扑结构用以共享资源的介质访问控制方法 局域网协议 LAN 模型物理层/数据链路层逻辑链路控制子层、介质访问控制以太网CSMA/CD 技术边发送边接收、时刻侦听信道令牌环网适用于环型网络结构的分布式介质访问控制广播发送令牌、目标站进行处理FDDI类似令牌环网协议光纤作为传输介质 广域网协议 点对点协议PPP主要用于拨号上网建立点对点连接发送数据数字用户线xDSL不对称数字用户线 ADSL甚高速数字用户线 VDSL数字专线电信数字数据网固定专线电信铺设帧中继在用户网络接口之间提供用户信息流的双向传送并保持顺序不变异步传输模式ATM面向分组的快速分组交换模式使用异步时分复用技术X.25 协议在本地数据终端设备和远程数据终端设备之间提供一个全双工、同步的透明信道 TCP/IP 协议簇特性 逻辑编址路由选择域名解析错误检测流量控制 TCP/IP 模型 Internet 地址格式 域名格式IP 地址格式 解决 IP 地址短缺问题 长期使用 Ipv640 个字节的首部长度16 个字节的 IP 地址长度短期使用网络地址翻译技术 NAT在子网内部使用局部地址外部使用少量的全局地址通过路由器进行内部地址和外部地址的转换 服务端口 公共端口0~1023注册登记端口1024~65535 Internet 高层协议 域名服务UDP 端口53通过 DNS 服务器将域名变换为 IP 地址远程登录服务TCP 端口23将用户计算机与远程主机连接起来电子邮件服务TCP端口25【SMTP】和 110【POP3】发送SMTP接收SMTPPOP3WWW 服务TCP端口80基于客户端/服务器模式的信息发送技术和超文本技术的综合文件传输服务TCP 端口20【数据连接】 和 21【控制连接】 网络安全的威胁 计算机存储着国家、机构、组织的秘密信息或个人的隐私成为某类人攻击的目标软件规模的膨胀容易使系统存在缺陷信息传输的安全性存在隐患网络协议本身的漏洞也会引发安全问题 网络安全 运行系统安全信息系统的安全信息传播的安全信息内容的安全 信息系统的需求 保密性完整性可用性可控性可核查性 网络的安全威胁 物理威胁网络攻击身份鉴别编程威胁系统漏洞 网络的信息安全 信息的存储安全用户的标识与验证用户存取权限限制系统安全监控计算机病毒防治数据的加密计算机网络安全信息的传输安全链路加密节点加密端到端加密 防火墙 建立在内外网络边界的过滤封锁机制防止不良数据包进出被保护的内部网络 防火墙的分类 包过滤型直接转发报文对用户透明应用代理网关型通过服务器建立连接状态检测型建立状态连接表跟踪检测每一个会话状态 典型防火墙的体系结构 包过滤路由器在网络层对进出内部网络所有信息进行分析限制双宿主主机代理服务器软件在双宿主主机上运行每一个接口连接不同网段被屏蔽主机由过滤路由器和应用网管组成包过滤代理服务内网和外网双重保障被屏蔽子网由两个包过滤路由器和一个应用网关组成最安全的防火墙系统