數據通信技術基礎匯報人：AA2024-01-24數據通信概述數據通信基礎知識數據通信協議與標準數據通信網絡技術數據通信傳輸技術數據通信接口與設備數據通信安全與可靠性保障目錄01數據通信概述定義數據通信是指通過傳輸媒介，在數據源和數據宿之間實現信息傳輸與交換的過程。發展歷程從早期的電報、電話通信，到現代的計算機網絡通信，數據通信技術經歷了模擬通信、數字通信、寬帶通信等階段，不斷向著高速、高效、安全的方向發展。數據通信的定義與發展數據通信系統的組成產生和發送數據的設備或系統，如計算機、傳感器等。用于傳輸數據的物理媒介，如電纜、光纖、無線電波等。接收和處理數據的設備或系統，如計算機、打印機等。規定數據傳輸格式和規則的標準或約定，如TCP/IP協議等。數據源傳輸媒介數據宿通信協議計算機網絡移動通信物聯網云計算數據通信的應用領域01020304實現計算機之間的數據傳輸和資源共享，如局域網、廣域網等。實現移動設備和基站之間的無線通信，如手機通信、衛星通信等。實現智能設備之間的互聯和數據交換，如智能家居、智能交通等。實現數據中心之間的數據傳輸和存儲，如云計算平臺、大數據處理等。02數據通信基礎知識

數據的表示與傳數據表示方法包括模擬數據表示和數字數據表示，模擬數據通過連續變化的物理量表示，數字數據則通過離散的二進制數表示。數據傳輸方式分為并行傳輸和串行傳輸。并行傳輸同時傳輸多個比特，而串行傳輸則逐位傳輸。數據傳輸速率通常以比特率（bps）來衡量，表示每秒傳輸的二進制位數。123模擬信號連續變化，數字信號離散取值。模擬信號與數字信號周期性信號具有重復出現的特性，非周期性信號則不具有。周期性信號與非周期性信號信號的頻譜描述了信號在不同頻率下的分量，帶寬則指信號頻譜中占據的頻率范圍。信號的頻譜與帶寬信號的分類與特性信道容量指信道能夠傳輸的最大信息量，受信道帶寬、信噪比等因素影響。信道類型根據傳輸介質的不同，信道可分為有線信道和無線信道。有線信道包括雙絞線、同軸電纜、光纖等，無線信道則包括微波、衛星、移動通信等。傳輸介質特性不同傳輸介質具有不同的特性，如傳輸速度、抗干擾能力、成本等。例如，光纖具有高帶寬、低損耗、抗干擾能力強等優點，但成本較高。信道與傳輸介質03數據通信協議與標準負責傳輸比特流，提供物理媒介接口和電氣特性。物理層負責數據成幀、流量控制和差錯控制。數據鏈路層負責路由選擇和分組傳輸。網絡層OSI參考模型傳輸層提供端到端的數據傳輸服務，包括TCP和UDP兩種協議。會話層負責建立、管理和終止會話。表示層負責數據格式轉換和加密解密。應用層提供應用程序使用的網絡服務。OSI參考模型ABCDTCP/IP協議族TCP協議提供可靠的、面向連接的數據傳輸服務，包括建立連接、數據傳輸和斷開連接三個過程。IP協議負責網絡層的數據傳輸和路由選擇，實現不同網絡之間的通信。UDP協議提供無連接的、不可靠的數據傳輸服務，適用于實時性要求較高的應用。ICMP協議用于在IP主機和路由器之間傳遞控制消息，如網絡不可達、超時等。DNS協議用于域名解析，將域名轉換為IP地址。SMTP協議用于電子郵件傳輸，支持郵件發送、接收和中繼等操作。FTP協議用于文件傳輸，支持上傳、下載和文件列表等操作。HTTP協議用于Web瀏覽器和服務器之間的通信，支持請求/響應模型。HTTPS協議在HTTP協議基礎上增加了SSL/TLS加密，提供安全的Web通信。其他常用協議和標準04數據通信網絡技術以太網是一種基于IEEE802.3標準的局域網技術，采用CSMA/CD訪問控制方式和曼徹斯特編碼方式，具有高速、可靠、靈活等特點。以太網技術令牌環網是一種基于令牌的環形網絡，通過傳遞令牌來控制網絡訪問，具有傳輸延時確定、高可靠性等優點。令牌環網技術FDDI是一種高性能的光纖分布式數據接口，采用雙環結構和令牌傳遞方式，具有高帶寬、低延時、高可靠性等特點。FDDI技術局域網技術ATM技術01ATM是一種面向連接的快速分組交換技術，采用固定長度的信元進行數據傳輸，具有高速、低延時、多業務支持等優點。幀中繼技術02幀中繼是一種簡化的X.25廣域網協議，通過虛電路和數據鏈路層協議實現高效的數據傳輸，具有簡單、靈活、低成本等特點。MPLS技術03MPLS是一種基于標簽交換的廣域網技術，通過在數據報文前添加標簽來實現快速轉發和流量控制，具有高帶寬、低延時、多業務支持等優點。廣域網技術互聯網技術TCP/IP是互聯網的基礎協議，包括傳輸控制協議（TCP）和網絡協議（IP），提供可靠的、面向連接的和無連接的數據傳輸服務。HTTP協議HTTP是互聯網上應用最廣泛的協議之一，用于Web瀏覽器和服務器之間的通信，支持文本、圖像、音頻和視頻等多種數據類型。DNS技術DNS是互聯網上的域名解析系統，將用戶輸入的域名解析為對應的IP地址，實現網站的訪問和數據的傳輸。TCP/IP協議05數據通信傳輸技術使用數字信號直接傳輸數據，無需調制到特定頻段，適用于近距離通信。基帶傳輸將數字信號調制到特定頻段進行傳輸，適用于遠距離通信，可提高信號抗干擾能力。頻帶傳輸基帶傳輸與頻帶傳以二進制數字信號的形式傳輸數據，具有抗干擾能力強、易于加密等優點。以連續變化的模擬信號形式傳輸數據，如電話、電視信號等。數字傳輸與模擬傳模擬傳輸數字傳輸將多個信號調制到不同頻段，通過同一傳輸介質同時傳輸。頻分多路復用（FDM）時分多路復用（TDM）波分多路復用（WDM）碼分多路復用（CDM）將時間劃分為多個時隙，每個時隙分配給一個信號，實現多路信號在同一傳輸介質上的分時傳輸。利用光的波長特性，將不同波長的光信號通過同一光纖進行傳輸。通過給每個信號分配一個獨特的代碼，實現多個信號在同一傳輸介質上的同時傳輸。多路復用技術06數據通信接口與設備數據通信接口是指不同設備之間進行數據傳輸和交換的規范，它定義了數據的傳輸格式、速率、控制信號等。接口定義根據傳輸介質和協議的不同，數據通信接口可分為串行接口、并行接口、USB接口、以太網接口等。接口類型為了保障不同廠商生產的設備能夠互聯互通，國際標準化組織制定了各種接口標準，如RS-232、RS-485、USB、IEEE802.3等。接口標準數據通信接口概述用于將數字信號轉換為模擬信號以便在模擬信道上傳輸，或將模擬信號轉換為數字信號以便數字設備處理。調制解調器一種多端口的中繼器，可將多個設備連接在一起，形成一個星型拓撲結構的局域網。集線器具有更多智能功能的網絡設備，可根據MAC地址進行數據幀的轉發和過濾。交換機連接不同網絡的設備，可根據IP地址進行數據包的路由和轉發。路由器常見數據通信設備介紹設備選型根據網絡拓撲結構和業務需求，制定相應的設備配置方案，包括IP地址規劃、VLAN劃分、路由協議選擇等。配置方案設備安裝與調試按照配置方案進行設備的安裝和調試，確保網絡正常運行和數據通信暢通。根據實際需求和預算，選擇適合的數據通信設備，如調制解調器、集線器、交換機或路由器等。設備選型與配置方案07數據通信安全與可靠性保障采用單鑰密碼體制，加密和解密使用相同的密鑰，如AES、DES等算法。對稱加密非對稱加密混合加密采用雙鑰密碼體制，加密和解密使用不同的密鑰，如RSA、ECC等算法。結合對稱加密和非對稱加密技術，以保證數據的安全性和加密效率。030201數據加密與解密技術03蜜罐技術通過構建誘餌系統，吸引并誘捕攻擊者，以收集攻擊信息和保護真實系統。01防火墻技術通過設置訪問控制策略，阻止未經授權的訪問和數據傳輸，保護網絡安全。02入侵檢測技術通過監控網絡流量和事件，識別并響應潛在的入侵行為，防止數據泄露和損壞。防火墻與入侵檢測技術差錯控制機制奇偶校驗通過添加冗余位，使得數據中1的個數為偶數（偶校驗）或奇數（奇校驗），用于檢測單位錯誤。循環冗余校驗（CRC）通過發送方