网络通信协议与技术标准分类图
网络概述
2)楼域网示例
上连端口
3）校园网或企业网示例
部门1 部门2
远程网 部门4
部门5
部门3
部门6
4) 城域网/广域网
复旦
北大
5) 全球网(因特网 国际互联网)
NCFC
沙河
美国
三、网络技术进展及趋势
1. 2. 3. 4. 网络结构的进展 组网技术的进展 网络与相关技术进展的关系 计算机网络发展方向
3.网络与相关技术进展的关系
1) 网络与计算机技术 2) 网络与通信技术 3) 网络与多媒体技术
1) 网络与计算机技术
.与CPU发展的关系： 4/8位 单片机 单板机 8/16位 PC/XT机 286机 16/32位 386机 486机 586机 32位 奔腾 多能奔腾（MMX） 高能奔腾（Pentium Pro） Pentium Ⅱ Pentium Ⅲ Pentium Ⅳ Xeon(至强) 64位 Itanium （安腾） Itanium 2、3（安腾2、3 ）
1) 以太网
以太网(10M/s)采用了CSMA/CD（载波侦 听多路访问/碰撞检测）技术，是最广 泛应用的技术。
三类双绞线100米 细缆185米 粗缆500米 技术可靠 价格最便宜 厂家都支持
快速以太网
Fast Ethernet是在以太网基础上发 展起来的新兴高速网络技术(100M/s). 仍采用CSMA/CD技术. 五类线100米 单模光纤20公里 多模光纤2公里 技术可靠 价格便宜 多厂家支持
1. 网络结构的进展
1) 网络拓扑结构的进展 以计算机为中心 以交换机为中心
2) 网络计算结构的进展
.集中式 .客户/服务器（C/S） .Internet/Intranet方式（B/S） .C/S+B/S模式
通信网的基本知识
（5）综合业务数字网
前面介绍的每一种通信网都是为某一种专门 的业务而设计的，它们的传输速率和特性各 不相同。 虽然某些数据通信业务在几个不同的网络中 同时存在，但不同的网络中的数据终端是互 不兼容的，它们之间的互通只有通过特殊的 网关设备才能实现。 综合业务数字网实现了用一个单一的网络来 提供各种不同类型的业务。
11.2.1 通信网的分类
通信网有以下4种分类方法。
1．按网络结构分类
通信网的网络结构（即网络拓扑）是指网 络在物理上的连通性问题。
根据节点（如交换机）互连的不同方法， 可构成多种类型的结构。
常见的网络结构有6种，即树型结构、星 型结构、环型结构、网状结构、总线结构和 蜂窝结构，如图11-2所示。
（1）电话通信网
电话通信网可以进一步细节如图11-4所示。
图11-4 电话通信网分类
（2）数据通信网
目前，数据通信网主要指的是计算机通信网。 计算机通信网由主机（或工作站）与通信子 网构成。 根据网络结构及所采用的数据传输技术，通 信子网可分为交换通信网和广播通信网两大 类。
计算机通信子网按网络覆盖范围大小又可分 为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网 （WAN）3大类。 局域网的覆盖范围在几米到10km，常用于某 一个单位内部的计算机网络；城域网的覆盖 范围在30～150km（通常指一座城市），目前 习惯上将城域网划归局域网；广域网的覆盖 范围则大得多，超越国界，直至全球。
图11-2 典型的网络结构
2．按网络交换技术分类
现代通信网都是用交换设备将各用户连 接起来的，即网内用户间通过交换机实行信 息交换。
网络分类和拓扑结构
三 计算机网络拓扑结构
计算机网络拓扑的分类
星型拓扑结构
计
总线型拓扑结构
算
机 网
环型拓扑结构
络
拓
树型拓扑结构
扑
结 构
混合型拓扑
网状拓扑结构
“星- 环”式混合型拓扑 “星- 总”式混合型拓扑
三 计算机网络拓扑结构
1、星型拓扑结构 星型拓扑结构由中央节点和通过点到点通信链
路连接到中央节点的各个站点组成，中央节点执行 集中式通信控制策略。因此，星型又称集中型
主计算机负担较重，既要进行数据处理，又要承担通信功能， 为了减轻主计算机负担， 60年代出现了在主计算机和通信线路 之间设置通信控制处理机（或称为前端处理机，简称前端机） 的方案，前端机专门负责通信控制的功能。此外，在终端聚集 处设置多路器（或称集中器），组成终端群 ―低速通信线路 ― 集中器―高速通信线路 ―前端机―主计算机结构。
一 计算机网络的发展
T
集
主计算机 前端机
中
器
T
T
具有通信功能的多机系统模型
一 计算机网络的发展
? 3. 以共享资源为主要目的计算机网络阶段（计算机 ―计算机网络） 计算机―计算机网络是60年代中期发展起来 的，它是由若干台计算机相互连接起来的系统，即 利用通信线路将多台计算机连接起来，实现了计算 机―计算机之间的通信。
型的网络：对等网络和基于服务器网络
三 计算机网络拓扑结构
计算机网络拓扑定义
拓扑学是几何学的一个分支，它是从图论演变 过来的。拓扑学首先把实体的线路抽象成线，而研 究点、线、面之间的关系。
计算机网络拓扑是通过网中节点或节点与通信 线路之间的几何关系表示网络结构，反映同一网络 中各实体的结构关系。
《通信基础知识介绍》课件
环形拓扑结构中，节点按照一 定的顺序连接成环状，信息在 节点之间按照一定的方向进行 传输。
总线型拓扑
总线型拓扑结构中，所有节点 都连接到一个公共的传输线上 ，每个节点都可以发送和接收 信息。
网状拓扑
网状拓扑结构中，节点之间的 连接比较复杂，没有固定的连 接规则，具有较高的灵活性和
可靠性。
通信网络协议与协议栈
通信网络功能
通信网络的主要功能包括信息传输、交换、处理和共享，能够满足 人们在不同领域的需求。
通信网络分类
根据不同的分类标准，可以将通信网络分为多种类型，如广域网、 城域网、局域网等。
通信网络的拓扑结构
星型拓扑
星型拓扑结构中，所有节点都 连接到一个中心节点，每个节 点都有一条独立的线路连接中
心节点。
移动通信技术具有广泛的应用，包括语音通话、 短信、互联网接入、移动支付等。
移动通信技术还包括物联网技术，将各种物理设 备与互联网连接起来，实现智能化管理和控制。
06
未来通信技术展望
5G通信技术
5G网络架构
5G网络采用新型网络架构，包括 接入网、传输网和核心网，实现 更高效的数据传输和低延迟通信 。
通信的分类
有线通信
利用物理媒介（如电缆、光缆等）传输信息的通信方式。
无线通信
利用电磁波传输信息的通信方式，如广播、移动通信等。
卫星通信
利用卫星作为中继站实现远距离通信的方式。
通信的基本原理
发送器
将信息转换为可传 输的信号，如电信 号或光信号。
接收器
将传输的信号转换 为原始信息，还原 给接收方。
信息源
应用
主要用于固定通信网络，如固定电话通信、宽带 互联网接入等。
网络协议与标准
网络协议与标准一、引言网络协议与标准是指在计算机网络中，为了实现不同设备之间的通信和数据交换而制定的规则和约定。
网络协议和标准的制定是为了确保网络通信的顺畅和安全，以及实现互联网的互操作性。
本协议旨在详细介绍网络协议与标准的基本概念、分类、设计原则和制定流程。
二、基本概念1. 网络协议：网络协议是指计算机网络中设备之间进行通信和数据交换所遵循的规则和约定。
它定义了数据传输的格式、传输时序、错误检测和纠正等内容。
2. 标准：标准是指对某一特定领域的规范性文件，用于指导和规范相关技术和产品的设计、开发和使用。
三、分类网络协议和标准可以根据不同的分类方式进行划分，常见的分类方式包括：1. 按层次划分：按照OSI参考模型或TCP/IP协议栈的层次结构，将网络协议和标准划分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层等不同层次。
2. 按功能划分：根据网络协议和标准的功能特点，将其划分为路由协议、传输控制协议、应用层协议等。
3. 按应用领域划分：根据网络协议和标准的应用领域，将其划分为互联网协议、无线通信协议、安全协议等。
四、设计原则在制定网络协议和标准时，需要遵循以下设计原则：1. 开放性：网络协议和标准应该具有开放性，允许不同厂商和组织参与制定和实施，以促进技术的发展和互操作性的实现。
2. 可扩展性：网络协议和标准应该具有良好的可扩展性，能够适应不同规模和复杂度的网络环境，并支持未来的技术发展。
3. 互操作性：网络协议和标准应该能够实现不同设备和系统之间的互操作性，确保它们能够相互通信和协同工作。
4. 安全性：网络协议和标准应该具有一定的安全性，能够保护网络通信的机密性、完整性和可用性，防止恶意攻击和数据泄露。
5. 性能优化：网络协议和标准应该具有良好的性能，能够提供高效的数据传输和处理能力，以满足用户对网络服务的需求。
五、制定流程制定网络协议和标准通常需要经过以下步骤：1. 需求分析：明确制定协议和标准的目的和需求，包括功能需求、性能需求、安全需求等。
网络通信基础
随着技术的不断进步和应用需求的不断增长，云计算的规模和复 杂性也不断提高，未来将进一步促进数字化转型和社会信息化的 发展。
人工智能技术应用
1 2 3
人工智能技术应用概述
人工智能技术应用是指利用机器学习、深度学 习等技术，对数据进行处理和分析，实现自动 化决策和智能化服务。
人工智能技术应用的应用场景
隐私保护等功能。
03
Safari
Apple推出的浏览器，具有简洁、美观的界面设计，支持多标签页浏
览、阅读器模式等功能。
FTP客户端
FileZilla
开源的FTP客户端软件，支持FTP和SFTP协议，具有快速、稳定的特点，可进行文件传输、站点管理等操作。
WinSCP
Windows平台下的FTP客户端软件，支持FTP和SFTP协议，界面友好易用，可进行文件传输、文件夹同步等 操作。
SSH客户端
PuTTY
Windows平台下的SSH客户端软件，支持SSH1和 SSH2协议，可进行远程登录、执行命令等操作。
Secure Shell
Linux和Mac OS自带的SSH客户端软件，支持SSH1 和SSH2协议，可进行远程登录、执行命令等操作。
05
网络通信常见问题
网络连接故障
总结词
03
组成
交换机主要由中央处理器、存储器、 电源、网络接口卡等组成。
集线器
作用
集线器是一种简单的网络设备， 它可以将多个计算机连接在一起 ，使得这些计算机可以共享一个 局域网。
功能
集线器的主要功能是将接收到的 信号放大后重新发送给所有连接 的计算机。
组成
集线器主要由信号放大器、电源 、网络接口卡等组成。
《通信基础知识》课件
通信协议的标准
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OSI模型：定义 了七层通信协议， 包括物理层、数 据链路层、网络 层、传输层、会 话层、表示层和
应用层
TCP/IP协议： 定义了互联网通
信协议，包括 TCP、IP、
UDP、ICMP等
IEEE 802系列 标准：定义了局 域网通信协议， 包括802.3（以
报文交换网络：通 过存储转发方式进 行数据传输
分组交换网络：将 数据分成多个分组 进行传输
混合交换网络：结 合电路交换、报文 交换和分组交换的 优点进行数据传输
通信协议与标准
通信协议的概述
通信协议是通信双方共同遵守的规则和约 定
通信协议包括传输协议、网络协议和应用 协议
传输协议负责数据传输，如TCP/IP协议
数字信号传输
数字信号：由0和1组 成的信号
传输方式：有线传输和 无线传输
有线传输：如电话线、 光纤等
无线传输：如无线电波、 微波等
传输速度：取决于传输 介质和传输技术
传输质量：受干扰、噪 声等因素影响
数据压缩技术
定义：通过减少数据冗余和重复，降低数据传输的带宽需求 目的：提高数据传输效率，降低传输成本 常见方法：Huffman编码、LZW编码、JPEG压缩等 应用领域：图像、音频、视频等多媒体数据传输
通信网络的基本架构
核心网：负责处理和转发数据，包括基站、交换机、路由器等设备 接入网：负责将用户终端连接到核心网，包括基站、无线接入点等设备 传输网：负责将核心网和接入网连接起来，包括光纤、电缆、微波等传输介质 用户终端：包括手机、电脑、平板等设备，通过接入网连接到核心网
5G移动通信技术 第五章 5G核心网和接口协议
5.1.3 5G核心网的网络功能
3．SMF的主要功能 (1) 会话管理，例如会话建立、修改和释放，包括UPF和AN节点之间的通道维护； (2) UE IP地址分配和管理； (3) DHCPv4功能和DHCPv6功能：SMF通过提供与请求发送的IP地址相对应的MAC地址来响应ARP或IPv6邻 居请求； (4) 选择和控制UP功能，包括控制UPF代理ARP和IPv6邻居发现，或将所有ARP或IPv6邻居请求流量转发到 SMF； (5) 配置UPF的流量控制，将流量路由到正确的目的地； (6) 根据策略控制功能终止接口； (7) 合法拦截； (8) 收费数据收集和支持计费接口； (9) 控制和协调UPF的收费数据收集； (10) 终止SM消息的SM部分； (11) 下行数据通知； (12) 发起针对AN的特定SM信息，通过AMF N2发送到AN； (13) 确定会话的SSC(Session and Service Continuity Mode，会话和服务连续模式)； (14) 漫游功能。第五章
5G核心网和接口协议
5G核心网网络功能和架构 5G核心网用户面和控制面协议栈 5G其他功能架构 SDN NFV SDN/NFV和5G网络
05 5G核心网和接口协议 1.5G核心网网络功能和架构 核桃AI
5.1.1 5G核心网的原则
5G系统架构被定义为支持数据连接和服务，能够使用比如NFV(Network Functions Virtualization，网络 功能虚拟化)技术和SDN(Software Defined Network，软件定义网络)架构这样的信息技术，5G系统架构可 以确保各控制平面网络功能之间实现基于服务的无阻碍流畅交互。
5G核心网的十大关键原则如下： (1) 将UP功能与CP功能分开，允许独立扩展、演进和灵活部署，例如集中式扩展或分布式(远程)扩展； (2) 模块化功能设计，例如：实现灵活和有效的网络切片； (3) 支持统一的身份验证框架； (4) 在适用的情况下，将流程定义为服务，以便可以重复使用； (5) 支持网络能力对外开放，例如：开放接口，非3GPP网络也可以接入； (6) 如果需要，允许每个NF(Network Function，网络功能)直接与其它NF交互。该体系结构不排除使用 中间节点功能来帮助路由控制平面消息，例如像DRA(Diameter Routing Agent，路由代理节点)； (7) 支持“无状态”NF，其中“计算”资源与“存储”资源分离； (8) 最小化AN(接入网络)和CN(核心网络)之间的依赖关系，这种依赖关系由核心网络和共同的AN-CN 接口定义，该接口集成了不同的接入类型；
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网络通信协议与技术标准分类图（三）【1】
说明：如何观看本文中的清晰的插图？可将鼠标光标放在浏览器显示的插图上，点击右键，选择“图片另存为”一个图片文件放在桌面上。
然后鼠标左键双击此图片文件，可自动启用多种显示工具显示出该插图的清晰图像，以便进行数据分析判读。
一、应当正确地看待各种网络通信协议
从上世纪60年代以来，在计算机网络体系的研究发展过程中，很多企业曾经开发了各自知识产权的网络操作系统和网络协议（参看本网站文章《网络通信协议与技术标准简介》）。
随着网络安全威胁的日益突出，这些网络协议不能适应新形势的需求，逐渐被淘汰了。
今天我们在计算机网络中使用的主流协议，是长期的技术竞争与淘汰的结果，但它们也不是完美的，也存在很多问题，并不断地修正。
将来还会有更新的协议来取代我们当前使用的这些协议。
各种不同网络协议的出现与消亡是一个优胜劣汰的发展过程，此过程在过去、现在和将来都永远不会停止。
因此应当客观理智地看待我们计算机中Windows提供的各种网络协议和网络服务组件，在计算机网络的使用和管理中要尽量采用新的安全性能好的协议，卸载那些不需要的、存在安全隐患或已经被淘汰的协议。
当前校园网和企事业单位的网络中出现的大量安全问题，一个重要的原因是网络管理员和用户没有删除掉计算机中的一些有安全漏洞的网络软件而造成的。
网络计算机中安装的协议要尽可能简洁，够用即可，这样就可净化网络数据流，保障计算机网络系统安全高效地稳定运行。
在本站的文章《如何保护你自己的网络计算机》中就建议普通网络用户：在计算机的“本地连接属性常规”中，只安装“Internet 协议（TCP/IP）”即可。
二、互联网与早期的局域网操作系统的发展目标是不同的
当前在互联网Internet和内联网Intranet中使用的协议是TCP/IP协议，它的服务目标是：在网络用户之间提供跨网段的、主机对主机的、基于客户机/服务器结构的数据报传输服务（见教材第4章）。
因此，万维网的安全重点可以通过加强服务器端的安全防护来保证。
而局域网操作系统的服务目标是：在单位部门内部计算机群之间提供文件共享、打印机共享等信息传输服务，提供网络目录服务，采用对等网络的结构，以此提高单位部门和工作组内部的业务工作效率（见教材第3章82页）。
这些网络操作系统的研发和应用必须有一个最基本的安全条件：即在同一局域网内的工作站之间是互相信任的，是不需要互相防备的。
如果网络中某台计算机出现了恶意的欺诈行为或安全问题，那么同一局域网内的其他计算机就会面临很大的安全风险。
这些网络操作系统在安全防范方面的漏洞属于先天不足，是很难根治的。
由于上述原因，很多曾经盛行一时的网络操作系统对于近年来泛滥的蠕虫、木马、黑客等恶意网络活动缺乏有效的防护能力（本站对此已有另文介绍）。
不幸的是广泛使用的Windows操作系统给计算机提供了一些有安全漏洞的、普通用户并不需要的网络协议和模块，这就形成了局域网内部的安全隐患。
近年来局域网操作系统的发展趋势是：直接利用在广域网上成功研发的WWW万维网模式。
这种基于Web 的客户机/服务器工作模式，以及TCP/IP协议族，正在成为局域网的主流网络运行模式。
而早期那些企业自主知识产权的网络操作系统正在退出历史舞台，但是很多残留的协议和组件模块至今还保留在在我们的
计算机操作系统中，例如：微软公司的Windows NT、Novell公司的NetWare等。
计算机网络的用户应当根据自己的实际需要来安装网络协议，够用即可。
三、对网络协议的分类方法
网络通信协议很多，可以按照不同的方法对它们进行分类，这样可以方便迅速地查询和了解每种协议的功能和用途。
1．按照“应用类型族”对网络通信协议进行分类。
本文第一和第二部分所介绍。
如果要对某个协议进行深入了解，可以用鼠标点击该协议的超连接，连接到相关的网站。
2．另外一种方法是按照OSI开放系统互联参考模型，将网络通信协议分为7层。
如下图：
《常用网络通信协议结构图》（JPEG图片下载，276KB）下载后用IE浏览器打开，用鼠标点击图片右下，将图片放大观看。
3．还有一种更详细的分类方法是：按照OSI参考模型，将各开发商的具有自主知识产权的网络通信协议进行分类。
这些协议在各公司的网络产品中使用。
这些开发网络协议的公司和协议族名称包括：
（1）Hewlett-Packard Network Services，
（2）SUN Network Services
（3）RUNIX Remote UNIX Services
（4）ARPA Services
（5）Novell NetWare
（6）IBM Protocols
（7）ISO 国际标准组织协议族
（8）DECnet Phase IV
（9）XNS Xerox Network System
（10）AppleTalk
（11）Banyan VINES
（12）TCP/IP 协议族。