其它數據通信基礎知識匯報人：AA2024-01-14contents目錄數據通信概述數據傳輸技術數據交換技術數據通信協議與標準數據通信設備與接口數據通信安全與保密技術數據通信發展趨勢與挑戰數據通信概述01數據通信是指在不同計算機之間，以及計算機與終端之間傳遞數據信息的過程。它涉及到數據的傳輸、交換、存儲和處理等方面。數據通信經歷了從模擬通信到數字通信的演變，隨著計算機和網絡技術的飛速發展，數據通信已成為現代社會不可或缺的基礎設施。數據通信的定義與發展發展歷程定義包括有線介質（如雙絞線、同軸電纜、光纖等）和無線介質（如電磁波、紅外線等），用于傳輸數據信號。傳輸介質用于連接計算機與傳輸介質，實現數據的發送和接收。通信接口規定數據傳輸的格式、速率、同步方式等，確保通信雙方能夠正確理解和處理數據。通信協議如計算機、手機、平板等，用于產生、處理或接收數據。數據終端設備數據通信系統的組成實現計算機之間的互聯和資源共享，如局域網、廣域網和互聯網等。計算機網絡利用數據通信技術將計算資源和服務集中到云端，為用戶提供按需使用和靈活擴展的計算服務。云計算通過數據通信技術，實現遠程教學和學習資源的共享。遠程教育利用數據通信技術進行在線交易、支付和信息交流。電子商務通過數據通信技術連接各種智能設備，實現設備間的互聯互通和智能化管理。物聯網0201030405數據通信的應用領域數據傳輸技術02由兩根互相絕緣的銅導線組成，通常用于低速或短距離通信。雙絞線同軸電纜光纖由內導體、絕緣層、外導體和護套組成，具有較高的帶寬和較好的抗干擾能力。以光波為載體進行信息傳輸，具有傳輸距離遠、帶寬高、抗干擾能力強等優點。030201傳輸介質與特性并行傳輸串行傳輸異步傳輸同步傳輸數據傳輸方式多個比特同時在多個并行信道上傳輸，適用于近距離、高速率的數據傳輸。以字符為單位進行傳輸，字符間采用起始位和停止位進行同步。比特在單個信道上按位依次傳輸，適用于遠距離、低速率的數據傳輸。以數據塊為單位進行傳輸，采用同步字符或同步信號進行同步。通過增加冗余位來檢測數據傳輸過程中是否出現錯誤，但不能確定錯誤位置。檢錯碼不僅能檢測錯誤，還能確定錯誤位置并進行糾正，但實現較為復雜。糾錯碼接收端在發現錯誤后，通過反饋信道通知發送端重傳出錯的數據。反饋重傳接收端在發現錯誤后，利用糾錯碼對錯誤數據進行糾正，無需反饋重傳。前向糾錯差錯控制技術數據交換技術03原理電路交換是一種直接的交換方式，它為一對需要進行通信的裝置（站）之間提供一條臨時的專用通道，即提供一條專用的傳輸通道，既可是物理通道又可是邏輯通道（使用時分或頻分復用技術）。這條通道是由節點內部電路對節點間傳輸路徑經過適當選擇、連接而完成的，由多個節點和多條節點間傳輸路徑組成的鏈路。要點一要點二應用公用電話網（PSTN網）和移動網（包括GSM和CDMA網）采用的都是電路交換技術，它的基本特點是采用面向連接的方式，在雙方進行通信之前，需要為通信雙方分配相應的物理資源，這些資源在通信過程中將一直保留。由于在通信過程中，資源被通信雙方獨占，所以電路交換具有實時性強、延遲小、保證傳輸的帶寬被通信雙方使用的優點。電路交換原理及應用報文交換原理及應用報文交換的原理是當發送方的信息到達報文交換用的計算機時，先在外部大容量存儲器中暫存接收的報文，然后由中央處理機分析后轉發到相應的輸出線路上，其轉發路由選擇原則可以是根據用戶的要求、或根據線路的忙閑程度決定轉發路徑。報文交換的主要特點是用戶信息要經交換機存儲和處理，報文以存儲轉發的方式通過交換機。原理電報交換系統是利用報文交換方式工作的。發報人使用電報機擬好電報稿，通過鍵控方式發送到電報交換機，經交換機處理后，再轉發至收報人所在地區的電報交換機去處理。最后由專人將打印出的電報送給收報人。應用分組交換原理及應用原理：分組交換的原理是用戶信息進行分組，并打上分組頭信息，分組頭信息用于指明該分組發往何地址，然后由交換機逐段轉發。采用分組交換方式通信前，發送方先將數據劃分為一個個等長的單位（即分組）這些分組長度固定且相等，每個分組前附加上源地址、目的地址和分組編號等信息組成分組頭后發送到交換機。應用：分組交換網能進行數據和話音的交換，特別適用于計算機之間的通信。分組交換網具有如下特點：（1）信息傳送的最小單位是分組：分組由組頭和用戶信息組成，分組頭含有選路和控制信息。（2）面向連接（邏輯連接）和無連接兩種工作方式：虛電路采用面向連接的工作方式，數據報是無連接工作方式。（3）統計時分復用：統計時分復用的基本原理是把時間劃分為不等長的時間片，長短不同的時間片就是傳送不同長度分組所需的時間，對每路通信沒有固定分配時間片，而是按需使用。這就意味著使用這條復用線傳送分組時間的長短，由此可見統計時分復用是動態分配帶寬的。（4）信息傳送為有差錯控制：分組交換是專門為數據通信網設計的交換方式，數據業務的特點是可靠性要求高，對實時性要求沒有電話通信高，因而在分組交換中為保證數據信息的可靠性，設有CRC校驗、重發等差錯控制機制，以滿足數據業務特性的需求。數據通信協議與標準04123負責傳輸比特流，提供物理連接和電氣特性。物理層負責將數據組合成幀，進行差錯控制和流量控制。數據鏈路層負責路由選擇和邏輯地址尋址，實現不同網絡之間的通信。網絡層OSI參考模型及各層功能傳輸層提供端到端的可靠傳輸服務，確保數據的順序和完整性。會話層負責建立、管理和終止會話，實現同步和對話控制。表示層負責數據格式的轉換和加密解密等，確保數據的可讀性和安全性。應用層提供應用程序使用的網絡服務，如文件傳輸、電子郵件等。OSI參考模型及各層功能TCP/IP協議族及其特點TCP/IP協議族是一組網絡通信協議的集合，包括TCP、IP、UDP、ICMP等協議。TCP/IP協議族采用分層結構，分為應用層、傳輸層、網絡層和鏈路層四層。TCP/IP協議族具有可移植性、互操作性和可擴展性等特點，被廣泛應用于互聯網和各種計算機網絡中。SSH協議用于遠程登錄和管理，提供加密和安全認證功能，確保數據傳輸的安全性。DNS協議用于域名解析，將域名轉換為IP地址，以便計算機能夠相互通信。SMTP協議用于電子郵件傳輸，支持發送和接收郵件，采用存儲轉發方式進行數據傳輸。HTTP協議用于Web瀏覽器和服務器之間的通信，采用請求/響應模型進行數據傳輸。FTP協議用于文件傳輸，支持上傳和下載文件，采用客戶端/服務器模式進行通信。常見的網絡通信協議和標準數據通信設備與接口05用于將數字信號轉換為模擬信號以便在電話線上傳輸，或將模擬信號轉換為數字信號以便計算機處理。調制解調器（Modem）集線器（Hub）交換機（Switch）路由器（Router）提供多端口的數據集中和轉發功能，使得多臺設備可以連接在一起并相互通信。根據MAC地址進行數據轉發和過濾，提供更加高效和安全的數據傳輸。連接不同網絡，根據網絡層地址（IP地址）進行數據包轉發和路由選擇。數據通信設備類型及功能光纖接口使用光纖作為傳輸介質，具有高帶寬、低損耗、抗干擾等特點，常見于高速數據傳輸和長距離通信。無線網絡接口如Wi-Fi、藍牙等，通過無線電磁波進行數據傳輸，具有靈活性和便攜性。串行接口如RS-232、RS-485等，使用串行通信協議，適用于設備間異步或同步數據傳輸。RJ-45接口常見于以太網連接，使用8根針腳的模塊化插頭，支持10/100/1000Mbps等速率。設備接口類型與特點直連方式通過網線直接將兩臺設備連接起來，適用于簡單網絡環境。配置網絡設備通過命令行界面（CLI）或圖形用戶界面（GUI）對網絡設備進行配置和管理，包括設置IP地址、子網掩碼、默認網關等參數，以及開啟或關閉某些功能和服務。網絡故障診斷與排除使用ping、tracert等命令進行網絡連通性測試，檢查設備狀態指示燈、查看日志文件等方式定位并解決問題。交叉連接方式使用交叉網線連接兩臺設備，適用于某些特定設備間的連接。設備連接與配置方法數據通信安全與保密技術06

加密技術原理及應用加密技術定義通過特定算法對信息進行編碼，使得未經授權的用戶無法獲取信息的真實內容。加密算法分類主要分為對稱加密和非對稱加密，對稱加密采用相同密鑰進行加密和解密，非對稱加密則使用公鑰和私鑰進行加密和解密。加密技術應用廣泛應用于網絡通信、文件存儲、身份認證等領域，如SSL/TLS協議、數字簽名等。03防火墻技術應用主要用于保護企業內部網絡免受外部攻擊，同時也可以限制內部用戶對外部網絡的訪問。01防火墻定義一種網絡安全設備，用于監控和控制網絡之間的通信，防止未經授權的訪問和攻擊。02防火墻工作原理通過定義安全策略，檢查進出網絡的數據包，根據策略規則決定是否允許數據包通過。防火墻技術原理及應用VPN定義虛擬專用網絡，通過公共網絡建立加密通道，實現遠程用戶安全訪問企業內部網絡資源。VPN工作原理通過在公共網絡上建立虛擬隧道，對數據進行加密傳輸，確保數據傳輸的安全性和隱私性。VPN技術應用適用于遠程辦公、分支機構互聯、電子商務等場景，提供安全、可靠的數據傳輸服務。VPN技術原理及應用數據通信發展趨勢與挑戰07泛在連接5G/6G技術支持海量設備的同時連接，為物聯網、邊緣計算等應用提供了強大的通信基礎。網絡切片與虛擬化5G/6G網絡具備切片和虛擬化能力，可以靈活地為不同應用提供定制化的網絡服務，滿足多樣化的數據通信需求。高速率與低延遲5G/6G技術提供極高的數據傳輸速率和極低的延遲，使得大規模數據實時傳輸成為可能，推動了數據通信的發展。5G/6G移動通信技術對數據通信的影響IoT設備產生的大量數據需要通過數據通信網絡進行傳輸和處理，推動了數據通信技術的創新和發展。物聯網（IoT）的普及云計算使得數據和計算資源可以集中管理和調度，對數據通信的帶寬、延遲和安全性等方面提出了更高的要求。云計算的廣泛應用邊緣計算將數據處理和分析任務推向網絡邊緣，減少了數據傳輸的延遲和帶寬需求，對數據通信的局部性和實時性提出了新的挑戰。邊緣計算的興起物聯網、云計算等新