《网络协议与通信技术》课件

网络协议与通信技术课程概述课程目标主要内容学习方法本课程旨在帮助学生理解和掌握网络课程内容涵盖网络通信基础、物理协议与通信技术的基本概念、原理和层、数据链路层、网络层、传输层、应用通过学习，学生应能够理解应用层、无线通信技术、移动通信技OSI七层模型和TCP/IP五层模型的结术、物联网通信技术以及网络安全等构和功能，掌握各种网络协议的工作多个方面我们将深入探讨TCP/IP原理，能够分析和解决实际网络通信协议族，以及各种无线和移动通信技问题术，如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、2G/3G/4G/5G等第一部分网络通信基础计算机网络概述定义与发展历史1计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统从最初的ARPANET到今天的互联网，计算机网络经历了快速的发展，不断涌现出新的技术和应用网络类型与拓扑结构七层模型OSI应用层提供网络服务与最终用户的一个接口表示层数据格式转化，数据加密解密会话层建立、管理、终止会话传输层提供可靠的端到端数据传输服务网络层提供逻辑地址，实现不同网络之间的路由数据链路层提供物理地址，在同一链路上传输数据帧物理层传输比特流，定义物理接口和传输介质五层模型TCP/IP应用层1负责应用程序之间的通信，如HTTP、FTP、DNS等协议传输层2提供端到端的可靠或不可靠的数据传输服务，主要网络层协议包括TCP和UDP3负责数据包的路由和转发，主要协议是IP协议数据链路层4负责在物理链路上提供可靠的数据传输，主要协议物理层包括以太网协议和PPP协议5负责在物理介质上传输比特流，定义物理接口和传输介质网络设备调制解调器中继器集线器将数字信号转换为模拟用于放大信号，延长网将多个设备连接到同一信号，以便在电话线上络传输距离网络段，但容易产生冲传输，反之亦然突交换机根据MAC地址转发数据帧，提高网络效率网桥路由器连接两个局域网，根据MAC地址过滤连接不同网络，根据IP地址进行路由数据选择第二部分物理层物理层是OSI模型的最底层，负责在物理介质上传输比特流本部分将介绍物理层的功能与作用，包括数据传输方式、传输介质以及物理层设备我们将深入探讨有线传输介质和无线传输介质的特点和应用，如双绞线、光纤、无线电波、微波等同时，我们还将介绍中继器和集线器等物理层设备的工作原理和作用，了解它们在网络中的作用和局限性通过学习，您将掌握物理层的基本概念和技术，为理解更高层次的协议打下基础物理层概述功能与作用物理层的主要功能是透明地传输比特流它定义了物理接口、传输介质、信号类型、传输速率等物理特性物理层不关心传输数据的具体内容，只负责将比特流从一个节点传输到另一个节点数据传输方式数据传输方式包括单工、半双工和全双工单工是指数据只能单向传输，如广播；半双工是指数据可以双向传输，但不能同时进行，如对讲机；全双工是指数据可以双向同时传输，如电话传输介质有线传输介质无线传输介质常见的有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光纤双绞线常见的无线传输介质包括无线电波、微波和红外线无线电成本低、易于安装，但传输距离和带宽有限；同轴电缆抗干波传输距离远，但易受干扰；微波传输距离较远，带宽较扰能力强，带宽较高，但成本较高；光纤传输距离远、带宽高，但需要视距传输；红外线传输距离短，易受遮挡选择大、抗干扰能力强，但成本最高，安装和维护也较为复杂传输介质时，需要综合考虑成本、带宽、传输距离和抗干扰光纤逐渐成为主导能力等因素物理层设备中继器中继器的作用是放大信号，延长网络传输距离它接收到信号后，将其放大并重新发送出去，从而避免信号衰减中继器不具备数据过滤和转发功能，所有接收到的信号都会被放大并发送集线器出去适用于简单的链路延伸集线器是一种多端口的中继器，将多个设备连接到同一网络段当集线器接收到来自某个端口的数据时，会将数据广播到所有其他端口集线器不具备数据过滤和转发功能，容易产生冲突，导致网络效率下降目前，集线器已逐渐被交换机所取代第三部分数据链路层数据链路层是OSI模型的第二层，负责在物理链路上提供可靠的数据传输本部分将介绍数据链路层的功能与作用，包括帧的概念、以太网协议、MAC地址以及数据链路层设备我们将深入探讨以太网协议的帧格式和CSMA/CD机制，了解MAC地址的定义与结构以及地址解析过程同时，我们还将介绍网桥和交换机等数据链路层设备的工作原理和作用，了解它们在网络中的作用和优势通过学习，您将掌握数据链路层的基本概念和技术，为理解更高层次的协议打下基础数据链路层概述功能与作用帧的概念数据链路层的主要功能是在物理链路上提供可靠的数据传帧是数据链路层的数据传输单元，由帧头、数据和帧尾组输它将网络层传下来的数据包封装成帧，并进行差错检测成帧头包含源MAC地址和目标MAC地址等控制信息；数和纠正，确保数据在物理链路上的可靠传输同时，数据链据包含网络层传下来的数据包；帧尾包含差错检测码，用于路层还负责处理MAC地址，实现设备之间的寻址和通信检测数据在传输过程中是否发生错误以太网协议帧格式机制CSMA/CD以太网帧格式包括前导码、帧起始定界符、目标MAC地CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）是一种用于解决址、源MAC地址、类型/长度、数据和帧校验序列目标以太网中冲突问题的机制设备在发送数据之前，先侦听信MAC地址和源MAC地址用于标识帧的发送者和接收者；类道是否空闲；如果信道空闲，则发送数据；如果在发送过程型/长度字段用于标识数据的类型或长度；数据字段包含网中检测到冲突，则立即停止发送，并发送一个阻塞信号，等络层传下来的数据包；帧校验序列用于检测数据在传输过程待一段时间后重新发送此方法极大提升了早期网络的效中是否发生错误率地址MAC定义与结构MAC地址（Media AccessControl Address）是网络设备的物理地址，用于在局域网中唯一标识一个设备MAC地址由48位二进制数组成，通常以十六进制表示前24位称为组织唯一标识符（OUI），由IEEE统一分配；后24位由设备制造商自行分配地址解析地址解析是指将IP地址转换为MAC地址的过程当设备需要与同一局域网中的另一台设备通信时，需要知道目标设备的MAC地址设备通过ARP协议发送ARP请求，目标设备收到请求后，回复包含MAC地址的ARP响应发送设备将IP地址和MAC地址的对应关系保存在ARP缓存表中，以备下次使用数据链路层设备网桥网桥是一种连接两个局域网的设备，可以根据MAC地址过滤数据网桥维护一个MAC地址表，记录了与网桥相连的局域网中设备的MAC地址当网桥接收到来自某个端口的数据时，会检查目标MAC地址，如果目标MAC地址在MAC地址表中，则将数据转发到相应的端口；交换机否则，丢弃数据适用于早期分割网络冲突域交换机是一种多端口的网桥，可以同时连接多个设备交换机维护一个MAC地址表，记录了与交换机相连的设备的MAC地址当交换机接收到来自某个端口的数据时，会检查目标MAC地址，如果目标MAC地址在MAC地址表中，则将数据转发到相应的端口；否则，将数据广播到所有其他端口交换机可以有效减少冲突，提高网络效率，现代局域网中得到了广泛应用第四部分网络层网络层是OSI模型的第三层，负责实现不同网络之间的路由和转发本部分将介绍网络层的功能与作用，包括数据包的概念、IP协议、IP地址、路由选择以及ICMP和ARP协议我们将深入探讨IPv4和IPv6协议的特点和应用，了解IP地址的分类与子网划分、公网地址与私网地址的区别同时，我们还将介绍静态路由和动态路由的原理和配置，以及ICMP和ARP协议的功能和作用通过学习，您将掌握网络层的基本概念和技术，为理解更高层次的协议打下基础网络层概述功能与作用网络层的主要功能是实现不同网络之间的路由和转发它将传输层传下来的数据段封装成数据包，并根据目标IP地址选择合适的路由，将数据包发送到目标网络同时，网络层还负责处理IP地址，实现设备之间的寻址和通信数据包的概念数据包是网络层的数据传输单元，由包头和数据组成包头包含源IP地址和目标IP地址等控制信息；数据包含传输层传下来的数据段网络层根据目标IP地址选择合适的路由，将数据包发送到目标网络经过多个路由器跳转，最终到达目标设备协议IPIPv4IPv6IPv4（Internet Protocol version4）是目前应用最广泛的IPv6（Internet Protocolversion6）是为了解决IPv4地址IP协议版本IPv4地址由32位二进制数组成，通常以点分枯竭问题而设计的下一代IP协议IPv6地址由128位二进十进制表示IPv4地址空间有限，只有2^32个地址，约制数组成，通常以冒号分隔的十六进制表示IPv6地址空43亿个地址随着互联网的快速发展，IPv4地址逐渐枯间巨大，拥有2^128个地址，可以满足未来互联网发展的竭适用于小型网络，地址空间相对较小需求适用于大型网络，地址空间几乎无限地址IP分类与子网划分1IPv4地址分为A、B、C、D、E五类A类地址适用于大型网络，B类地址适用于中型网络，C类地址适用于小型网络子网划分是指将一个大的网络划分为多个小的网络，以提高网络利用率和安全性子网划分可以通过子网掩码来实现子网掩码用于区分IP地址中的网络地址和主机地址公网地址与私网地址2公网地址是指在全球互联网上唯一可路由的IP地址，由InterNIC统一分配私网地址是指在局域网内部使用的IP地址，不能直接在互联网上路由私网地址包括

10.

0.

0.0/

8、

172.

16.

0.0/12和

192.

168.

0.0/16三个地址段私网地址可以重复使用，不同的局域网可以使用相同的私网地址路由选择静态路由动态路由静态路由是指由网络管理员手动配置的路由信息静态路由动态路由是指由路由器自动学习和更新的路由信息动态路简单易配置，适用于小型网络或拓扑结构稳定的网络但静由协议可以自动发现网络拓扑结构的变化，并根据变化自动态路由缺乏灵活性，当网络拓扑结构发生变化时，需要手动调整路由常见的动态路由协议包括RIP、OSPF和BGP修改路由配置动态路由适用于大型网络或拓扑结构不稳定的网络，具备很强的灵活性和适应性但动态路由协议配置复杂，占用网络资源较多协议ICMP定义与功能ICMP（Internet ControlMessage Protocol）是互联网控制报文协议，用于在IP主机和路由器之间传递控制消息ICMP报文封装在IP数据包中进行传输ICMP协议主要用于测试网络连通性、报告错误和进行流量控制ICMP报文不用于数据传输，而是用于网络管理和维护常见报文ICMP常见的ICMP报文包括Echo Request（类型8）和Echo Reply（类型0），用于测试网络连通性，即Ping命令；DestinationUnreachable（类型3），用于报告目标不可达错误；TimeExceeded（类型11），用于报告TTL超时错误；Redirect（类型5），用于通知主机使用更好的路由协议ARP地址解析过程缓存表ARPARP（Address ResolutionProtocol）是地址解析协议，用设备维护一个ARP缓存表，用于存储IP地址和MAC地址于将IP地址转换为MAC地址当设备需要与同一局域网中的对应关系当设备收到ARP响应后，会将IP地址和MAC的另一台设备通信时，需要知道目标设备的MAC地址设地址的对应关系保存在ARP缓存表中，以备下次使用备通过ARP协议发送ARP请求，目标设备收到请求后，回ARP缓存表可以提高地址解析效率，避免频繁发送ARP请复包含MAC地址的ARP响应请求是广播，响应是单播求可以使用arp命令查看和修改ARP缓存表网络层设备路由表路由器1存储网络拓扑信息，指导数据转发2连接不同网络，实现跨网络通信地址路由协议IP43数据包寻址依据，确保数据到达目的动态学习路由信息，适应网络变化地路由器是网络层最重要的设备，负责连接不同的网络，实现跨网络通信路由器根据目标IP地址选择合适的路由，将数据包转发到目标网络路由器维护一个路由表，用于存储网络拓扑信息，指导数据转发路由器之间通过路由协议动态学习路由信息，以适应网络拓扑结构的变化IP地址是数据包寻址的依据，确保数据包能够准确到达目的地第五部分传输层传输层是OSI模型的第四层，负责提供端到端的可靠或不可靠的数据传输服务本部分将介绍传输层的功能与作用，包括端口的概念、TCP协议和UDP协议我们将深入探讨TCP协议的特点与功能、报文格式、连接管理和可靠传输机制，以及UDP协议的特点与功能和报文格式同时，我们将对比TCP和UDP协议的应用场景，了解它们在不同应用中的优劣通过学习，您将掌握传输层的基本概念和技术，为理解更高层次的协议打下基础传输层概述功能与作用传输层的主要功能是提供端到端的可靠或不可靠的数据传输服务它将应用层传下来的数据分割成数据段，并添加端口号等控制信息，然后交给网络层进行传输传输层还负责处理流量控制和拥塞控制，以提高网络传输效率和可靠性端口的概念端口是传输层用于区分不同应用程序的标识符端口号由16位二进制数组成，范围是0~65535其中，0~1023是well-known端口，由IANA统一分配给常见的应用程序；1024~49151是registered端口，由IANA注册给特定的应用程序；49152~65535是dynamic端口，由操作系统动态分配给应用程序协议TCP特点与功能报文格式TCP（Transmission ControlProtocol）是传输控制协议，TCP报文格式包括源端口号、目标端口号、序号、确认号、提供可靠的、面向连接的数据传输服务TCP协议的特点包数据偏移、保留位、控制位、窗口大小、校验和和紧急指括面向连接、可靠传输、流量控制、拥塞控制和全双工通针源端口号和目标端口号用于标识发送方和接收方的应用信TCP协议适用于对数据可靠性要求较高的应用，如程序；序号和确认号用于实现可靠传输；控制位用于控制Web浏览、文件传输和电子邮件TCP协议需要建立连TCP连接的建立、释放和数据传输；窗口大小用于流量控接，传输完成后需要释放连接制；校验和用于检测数据在传输过程中是否发生错误连接管理TCP三次握手四次挥手TCP连接的建立需要经过三次握手第一次握手客户端向TCP连接的释放需要经过四次挥手第一次挥手客户端向服务器发送SYN报文，请求建立连接；第二次握手服务服务器发送FIN报文，请求释放连接；第二次挥手服务器器收到SYN报文后，回复SYN+ACK报文，表示同意建立连收到FIN报文后，回复ACK报文，表示同意释放连接；第接；第三次握手客户端收到SYN+ACK报文后，回复ACK三次挥手服务器发送FIN报文，请求释放连接；第四次挥报文，表示连接建立成功三次握手保证了连接的可靠建手客户端收到FIN报文后，回复ACK报文，表示连接释立放成功四次挥手保证了连接的可靠释放可靠传输TCP滑动窗口流量控制12滑动窗口是TCP协议实现可靠传流量控制是指接收方根据自身处输的重要机制发送方维护一个理能力，控制发送方发送数据的发送窗口，接收方维护一个接收速率接收方通过Advertised窗口发送方可以连续发送多个Window字段告知发送方自己可数据段，而不需要等待每个数据以接收的数据量如果发送方发段的确认接收方收到数据段送数据的速率超过接收方的处理后，会发送确认报文，告知发送能力，接收方可能会丢弃数据，方已成功接收的数据段滑动窗导致数据丢失流量控制可以避口可以提高数据传输效率免接收方overwhelmed，保证数据传输的可靠性拥塞控制3拥塞控制是指网络根据自身拥塞情况，控制发送方发送数据的速率当网络发生拥塞时，路由器可能会丢弃数据包，导致数据丢失TCP协议通过拥塞避免、快速重传和快速恢复等算法，动态调整发送数据的速率，以避免网络拥塞拥塞控制可以提高网络整体性能，保证数据传输的公平性协议UDP特点与功能报文格式UDP（User DatagramProtocol）是用户数据报协议，提UDP报文格式包括源端口号、目标端口号、长度和校验供不可靠的、无连接的数据传输服务UDP协议的特点包和源端口号和目标端口号用于标识发送方和接收方的应用括无连接、不可靠传输、简单高效UDP协议适用于对数程序；长度字段用于标识UDP报文的长度；校验和用于检据可靠性要求不高，但对实时性要求较高的应用，如视频会测数据在传输过程中是否发生错误UDP报文格式简单，议、在线游戏和DNS查询UDP协议不需要建立连接，传开销小，传输效率高输完成后不需要释放连接，但是效率很高TCP vsUDP特点TCP UDP连接面向连接无连接可靠性可靠传输不可靠传输流量控制支持不支持拥塞控制支持不支持效率较低较高应用场景Web浏览、文件传输、视频会议、在线游戏、邮件DNS查询TCP协议提供可靠的、面向连接的数据传输服务，适用于对数据可靠性要求较高的应用；UDP协议提供不可靠的、无连接的数据传输服务，适用于对实时性要求较高的应用选择TCP还是UDP协议，需要根据具体的应用场景进行权衡第六部分应用层应用层是OSI模型的最高层，负责提供网络服务与最终用户的一个接口本部分将介绍应用层的功能与作用，以及常见的应用层协议，包括HTTP、HTTPS、DNS、FTP、SMTP和POP3协议我们将深入探讨这些协议的工作原理、报文格式和应用场景，了解它们在互联网中的作用和地位通过学习，您将掌握应用层的基本概念和技术，为开发网络应用打下基础应用层概述功能与作用应用层是OSI模型的最高层，负责提供网络服务与最终用户的接口应用层协议定义了应用程序之间通信的规则和数据格式常见的应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP和DNS等应用层协议可以直接与用户交互，也可以为其他应用程序提供服务常见应用层协议HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是超文本传输协议，用于Web浏览器和Web服务器之间的通信；FTP（File TransferProtocol）是文件传输协议，用于在计算机之间传输文件；SMTP（Simple MailTransferProtocol）是简单邮件传输协议，用于发送电子邮件；DNS（Domain NameSystem）是域名系统，用于将域名转换为IP地址协议HTTP请求响应模型报文格式-HTTP协议采用请求-响应模型客户端发送HTTP请求到服HTTP报文格式是基于文本的，易于阅读和解析HTTP请务器，服务器收到请求后，进行处理，并返回HTTP响应给求头和响应头包含一系列的字段，用于描述请求或响应的属客户端HTTP请求包括请求行、请求头和请求体；HTTP性常见的HTTP请求方法包括GET、POST、PUT、响应包括状态行、响应头和响应体请求行包含请求方法、DELETE和OPTIONS常见的HTTP状态码包括200OK、URL和协议版本；状态行包含协议版本、状态码和状态描404Not Found和500Internal ServerError响应体会包述括实际的HTML页面或者文件内容协议HTTPS加密证书认证SSL/TLSHTTPS（Hypertext TransferProtocol Secure）是安全的HTTPS协议需要使用数字证书进行身份认证服务器需要超文本传输协议，使用SSL/TLS协议对HTTP通信进行加向CA（Certificate Authority）申请数字证书，证明自己的密SSL/TLS协议可以防止数据在传输过程中被窃听或篡身份客户端在与服务器建立连接时，会验证服务器的数字改，保证通信的安全性HTTPS协议使用端口443进行通证书，以确认服务器的身份是否合法证书认证可以防止中信，而HTTP协议使用端口80进行通信加密的过程增加间人攻击，保证通信的安全性浏览器会验证证书，确保通了复杂性，稍微降低了效率信安全协议DNS域名解析过程服务器层次结构DNS12DNS（Domain NameSystem）是域名系统，用于将域名转换DNS服务器采用层次结构根DNS服务器是最顶层的DNS服为IP地址域名解析过程包括递归查询和迭代查询递归查询务器，负责管理顶级域名服务器；顶级域名服务器负责管理二是指客户端向DNS服务器发送请求后，DNS服务器会代替客级域名服务器；二级域名服务器负责管理具体的域名域名解户端进行查询，并将最终结果返回给客户端；迭代查询是指客析过程从根DNS服务器开始，逐级向下查询，直到找到目标域户端向DNS服务器发送请求后，DNS服务器会返回下一个名的IP地址这种分层架构保证了DNS系统的可扩展性和可DNS服务器的地址，客户端需要继续向下一个DNS服务器发靠性全球有13个根域名服务器送请求，直到找到最终结果协议FTP控制连接与数据连接主动模式与被动模式FTP（File TransferProtocol）是文件传输协议，用于在计FTP协议支持主动模式和被动模式在主动模式下，客户端算机之间传输文件FTP协议使用两个连接控制连接和数主动连接服务器的数据端口；在被动模式下，服务器主动连据连接控制连接用于传输控制信息，如用户名、密码和命接客户端的数据端口被动模式可以解决客户端位于防火墙令；数据连接用于传输文件数据控制连接使用端口21，后面的问题选择主动模式还是被动模式，需要根据具体的数据连接使用端口20分开的连接提升效率和安全性网络环境进行选择目前被动模式应用更加广泛与协议SMTP POP3SMTP POP312用于发送电子邮件用于接收电子邮件客户端邮件服务器43编写和阅读电子邮件存储和转发电子邮件SMTP（Simple MailTransferProtocol）是简单邮件传输协议，用于发送电子邮件；POP3（Post OfficeProtocolversion3）是邮局协议版本3，用于接收电子邮件邮件服务器负责存储和转发电子邮件客户端使用SMTP协议发送电子邮件到邮件服务器，使用POP3协议从邮件服务器接收电子邮件电子邮件传输过程涉及到多个协议和组件，保证了电子邮件的可靠传输第七部分无线通信技术无线通信技术是现代通信的重要组成部分，广泛应用于移动通信、物联网和无线网络等领域本部分将介绍常见的无线通信技术，包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee和NFC技术我们将深入探讨这些技术的标准、工作原理和应用场景，了解它们在不同应用中的优劣通过学习，您将掌握无线通信的基本概念和技术，为开发无线应用打下基础技术Wi-Fi标准工作原理IEEE

802.11Wi-Fi技术基于IEEE

802.11标准IEEE

802.11标准定义了Wi-Fi工作原理是设备通过无线电波与无线接入点（AP）进无线局域网（WLAN）的物理层和数据链路层协议常见的行通信无线接入点连接到有线网络，可以将无线信号转换IEEE

802.11标准包括

802.11a、

802.11b、

802.11g、为有线信号，实现无线设备与有线网络之间的互联互通

802.11n、

802.11ac和

802.11ax不同的IEEE

802.11标准Wi-Fi设备需要搜索无线网络，并输入密码进行身份验证，支持不同的传输速率和频率范围随着技术的不断发展，才能连接到无线网络Wi-Fi技术广泛应用于家庭、办公室Wi-Fi的传输速度越来越快和公共场所，为用户提供便捷的无线网络接入蓝牙技术协议栈结构1蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，用于实现设备之间的无线连接蓝牙协议栈结构包括核心协议、电缆替代协议、电话控制协议和应用协议核心协议包括基带协议、链路管理协议和L2CAP协议；电缆替代协议包括RFCOMM协议；电话控制协议包括TCS协议；应用协议包括OBEX协议蓝牙协议栈结构复杂，功能强大，可以支持各种不同的应用场景配对过程2蓝牙设备需要进行配对才能建立连接配对过程包括设备发现、链路建立和身份验证设备发现是指搜索附近的蓝牙设备；链路建立是指建立蓝牙连接；身份验证是指验证对方设备的身份配对过程可以保证蓝牙连接的安全性蓝牙技术广泛应用于耳机、音箱、键盘、鼠标和智能穿戴设备等产品，为用户提供便捷的无线连接体验技术ZigBee网络拓扑应用场景ZigBee技术是一种低功耗、低速率的无线通信技术，适用ZigBee技术广泛应用于智能家居、工业控制和环境监测等于物联网应用ZigBee网络拓扑包括星型拓扑、树型拓扑领域在智能家居领域，ZigBee技术可以用于控制灯光、和网状拓扑星型拓扑由一个协调器和多个终端设备组成；窗帘和家电等设备；在工业控制领域，ZigBee技术可以用树型拓扑由一个协调器、多个路由器和多个终端设备组成；于监测设备状态和控制生产过程；在环境监测领域，网状拓扑由多个路由器和多个终端设备组成网状拓扑具有ZigBee技术可以用于监测温度、湿度和PM

2.5等指标很强的鲁棒性，即使某个节点失效，数据也可以通过其他节ZigBee技术具有低功耗、低成本和高可靠性的特点，非常点进行传输适合物联网应用技术NFC工作模式1NFC（Near FieldCommunication）技术是一种短距离无线通信技术，可以在设备之间进行非接触式数据传输NFC技术支持三种工作模式读卡器模式、卡模拟模式和点对点模式读卡器模式是指NFC设备可以读取NFC标签中的数据；卡模拟模式是指NFC设备可以模拟成一张卡片，用于支付或门禁；点对点模式是指两个NFC设备之间可以进行数据传输NFC是一种主动发起的方式应用领域2NFC技术广泛应用于移动支付、门禁系统和身份识别等领域在移动支付领域，NFC技术可以用于实现非接触式支付；在门禁系统领域，NFC技术可以用于实现刷卡开门；在身份识别领域，NFC技术可以用于验证身份NFC技术具有安全、便捷和快速的特点，受到越来越多用户的青睐由于手机的普及，NFC技术得到了大规模应用第八部分移动通信技术移动通信技术是无线通信的重要组成部分，为用户提供随时随地的通信服务本部分将介绍常见的移动通信技术，包括2G、3G、4G和5G技术我们将深入探讨这些技术的标准、特点和应用场景，了解它们在不同应用中的优劣通过学习，您将掌握移动通信的基本概念和技术，为开发移动应用打下基础技术2GGSM GPRSGSM（Global Systemfor MobileCommunications）是全GPRS（General PacketRadio Service）是通用分组无线服球移动通信系统，是第二代移动通信技术（2G）的代表务，是在GSM基础上发展起来的一种分组交换技术GPRSGSM技术采用时分多址（TDMA）技术，支持语音和短消息技术可以提供更高的数据传输速率，支持移动互联网接入服务（SMS）GSM技术具有覆盖范围广、语音质量好和GPRS技术采用分组交换技术，可以提高网络利用率安全性高等优点，得到了广泛的应用但GSM技术的传输GPRS技术是

2.5G技术，是向3G过渡的重要一步虽然速速率较低，无法满足用户对高速数据传输的需求率有所提升，但是和有线网络相比还是比较慢技术3G1WCDMA2CDMA20003TD-SCDMA3G（3rd Generation）是第三代移动通信技术3G技术可以提供更高的数据传输速率，支持视频通话、移动互联网和多媒体应用常见的3G技术包括WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMAWCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）是宽带码分多址，是欧洲和亚洲地区广泛使用的3G技术；CDMA2000（CodeDivision MultipleAccess2000）是码分多址2000，是北美地区广泛使用的3G技术；TD-SCDMA（Time DivisionSynchronous CodeDivisionMultipleAccess）是时分同步码分多址，是中国自主研发的3G技术3G技术的出现，极大地丰富了移动互联网的应用技术4GLTE LTE-AdvancedLTE（Long TermEvolution）是长期演进技术，是第四代LTE-Advanced是LTE的升级版本，可以提供更高的数据传移动通信技术（4G）的代表LTE技术采用正交频分多址输速率和更高的网络容量LTE-Advanced技术采用载波聚（OFDMA）技术，可以提供更高的数据传输速率和更低的合（Carrier Aggregation）技术，可以将多个载波聚合在一延迟LTE技术支持高速数据传输、高清视频和在线游戏等起，提高传输速率LTE-Advanced技术是4G技术的演进应用LTE技术是全球范围内广泛使用的4G技术方向，为5G技术的出现奠定了基础4G的出现，催生了移动互联网的繁荣技术5G新空口（）NR15G（5th Generation）是第五代移动通信技术5G技术可以提供超高速率、超低延迟和超大连接的网络服务5G技术采用新空口（NR）技术，支持毫米波和大规模MIMO等技术，可以提高频谱利用率和网络容量5G NR有很多新频段，需要建设更多的基站才能实现网络覆盖网络切片25G技术支持网络切片技术，可以将物理网络划分为多个虚拟网络，每个虚拟网络可以根据不同的应用需求进行定制网络切片技术可以为不同的应用提供不同的服务质量保证5G技术广泛应用于自动驾驶、虚拟现实和工业互联网等领域，将极大地改变人们的生活和工作方式5G的出现，将开启万物互联的时代第九部分物联网通信技术物联网（IoT）是指将各种物理设备连接到互联网，实现设备之间的互联互通和智能化管理物联网通信技术是实现物联网的关键技术本部分将介绍常见的物联网通信技术，包括RFID、LoRa和NB-IoT技术我们将深入探讨这些技术的标准、特点和应用场景，了解它们在不同应用中的优劣通过学习，您将掌握物联网通信的基本概念和技术，为开发物联网应用打下基础技术RFID工作原理应用场景RFID（Radio FrequencyIdentification）是射频识别技RFID技术广泛应用于物流仓储、零售、医疗和资产管理等术，是一种非接触式自动识别技术RFID系统由RFID标签领域在物流仓储领域，RFID技术可以用于跟踪货物的位和RFID读取器组成RFID标签存储有唯一的识别码，RFID置和状态；在零售领域，RFID技术可以用于实现商品防盗读取器可以通过无线电波读取RFID标签中的数据RFID技和库存管理；在医疗领域，RFID技术可以用于跟踪医疗设术具有非接触式、快速识别和可重复使用等优点RFID标签备和药品；在资产管理领域，RFID技术可以用于管理固定又分为有源和无源两种资产RFID技术可以提高管理效率，降低运营成本技术LoRa网络架构特点与优势LoRa（Long Range）是一种远距离、低功耗的无线通信技术，LoRa技术具有远距离、低功耗、低成本和高容量等特点适用于物联网应用LoRa网络架构包括终端节点、LoRa网关LoRa技术可以实现几公里到几十公里的无线通信距离，非常适和LoRa网络服务器终端节点负责采集数据并将数据发送到合广域物联网应用LoRa技术采用低功耗设计，终端设备可以LoRa网关；LoRa网关负责将数据转发到LoRa网络服务器；使用电池供电，无需频繁更换电池LoRa技术的设备成本较低，LoRa网络服务器负责管理网络和处理数据网络服务器起到核易于大规模部署LoRa技术可以支持大量的终端设备接入，满心控制的作用足大规模物联网应用的需求LoRa技术应用越来越广泛技术NB-IoT协议栈应用领域NB-IoT（Narrowband Internetof Things）是窄带物联网NB-IoT技术广泛应用于智能抄表、智能停车和智能路灯等技术，是一种低功耗广域网（LPWAN）技术NB-IoT协议领域在智能抄表领域，NB-IoT技术可以用于远程抄取水栈包括物理层、数据链路层、网络层和应用层物理层负责表、电表和燃气表的数据；在智能停车领域，NB-IoT技术在物理介质上传输数据；数据链路层负责在物理链路上提供可以用于监测停车位的使用状态；在智能路灯领域，NB-可靠的数据传输；网络层负责实现设备之间的路由和转发；IoT技术可以用于远程控制路灯的开关和亮度NB-IoT技术应用层负责提供应用服务NB-IoT可以和现有的蜂窝网络具有覆盖范围广、连接数多和功耗低等优点，非常适合大规共存模物联网应用第十部分网络安全网络安全是保障网络系统正常运行和数据安全的重要措施随着互联网的快速发展，网络攻击事件层出不穷，网络安全问题日益突出本部分将介绍常见的网络攻击类型、加密技术、防火墙技术和VPN技术我们将深入探讨这些技术的原理、特点和应用场景，了解它们在网络安全中的作用通过学习，您将掌握网络安全的基本概念和技术，为保障网络安全打下基础网络攻击类型攻击中间人攻击注入DDoS SQLDDoS（Distributed中间人攻击是指攻击者SQL注入是指攻击者Denial ofService）攻通过窃听或篡改通信双通过在Web应用程序击是分布式拒绝服务攻方的数据，冒充通信双的输入框中输入恶意的击，是指攻击者利用大方进行欺骗中间人攻SQL代码，从而获取量的计算机或设备，同击常用于窃取用户的敏或修改数据库中的数据时向目标服务器发送大感信息，如用户名、密SQL注入攻击常用于量的请求，导致目标服码和信用卡号中间人窃取用户的敏感信息，务器资源耗尽，无法正攻击需要攻击者位于通如用户名、密码和订单常提供服务DDoS攻信双方之间，才能进行信息SQL注入攻击击具有规模大、难以防窃听或篡改数据防范需要Web应用程序存御和危害性高等特点难度高，危害性大在漏洞，才能成功实施攻击方式多种多样加密技术对称加密1非对称加密2数字签名3加密技术是保障数据安全的重要手段常见的加密技术包括对称加密、非对称加密和数字签名对称加密是指加密和解密使用相同的密钥，具有加密速度快和效率高等优点，适用于加密大量数据；非对称加密是指加密和解密使用不同的密钥，具有安全性高和易于密钥管理等优点，适用于密钥交换和身份认证；数字签名是指使用私钥对数据进行签名，使用公钥对签名进行验证，可以保证数据的完整性和不可抵赖性选择何种加密算法需要综合考虑安全和效率防火墙技术包过滤防火墙应用层防火墙包过滤防火墙是一种基于网络层和传输层的防火墙技术包应用层防火墙是一种基于应用层的防火墙技术应用层防火过滤防火墙通过检查数据包的源IP地址、目标IP地址、源墙可以对应用层的数据进行检查，可以识别和阻止各种应用端口号和目标端口号等信息，根据预先设定的规则，决定是层的攻击，如SQL注入和跨站脚本攻击应用层防火墙具否允许数据包通过包过滤防火墙具有速度快和效率高等优有安全性高和功能强大等优点，但速度较慢和效率较低安点，但无法对应用层的数据进行检查，安全性较低效率全性高，但效率较低高，但安全性较低技术VPN工作原理1VPN（Virtual PrivateNetwork）是虚拟专用网络，是一种在公共网络上建立安全连接的技术VPN通过对数据进行加密，将用户的网络流量封装在一个安全的隧道中，防止数据在传输过程中被窃听或篡改VPN可以隐藏用户的真实IP地址，保护用户的隐私VPN技术是远程办公的基石常见协议VPN2常见的VPN协议包括PPTP、L2TP、IPsec和OpenVPNPPTP（Point-to-Point TunnelingProtocol）是点对点隧道协议，是一种较老的VPN协议，安全性较低；L2TP（Layer2TunnelingProtocol）是二层隧道协议，结合了PPTP和Cisco的L2F协议的优点，安全性较高；IPsec（Internet ProtocolSecurity）是互联网协议安全，是一种标准的VPN协议，安全性非常高；OpenVPN是一种开源的VPN协议，具有高度的灵活性和可定制性协议选择非常重要第十一部分未来发展趋势随着技术的不断发展，网络技术也在不断演进本部分将介绍新兴的网络技术，包括边缘计算、软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）我们将深入探讨这些技术的概念、原理和应用场景，了解它们对未来网络发展的影响通过学习，您将了解网络技术的发展趋势，为未来的学习和工作做好准备新兴网络技术边缘计算软件定义网络网络功能虚拟化（）（）SDN NFV将计算和存储资源移动到网络边缘，靠近数据将网络控制平面与数据将网络功能从专用硬件源，以减少延迟和提高平面分离，通过软件编设备中分离出来，通过效率边缘计算可以为程实现网络的灵活配置软件实现，从而降低网物联网、自动驾驶和虚和管理SDN可以简化络建设和运维成本，提拟现实等应用提供更好网络管理，提高网络利高网络灵活性和可扩展的支持边缘计算是未用率，并为创新应用提性NFV可以加速网络来发展趋势供支持SDN是未来网创新，并为用户提供更络发展方向加个性化的服务NFV是未来网络发展的核心技术总结与展望课程回顾回顾了网络协议与通信技术的基本概念、原理和应用，深入学习了OSI模型和TCP/IP模型，掌握了各种网络协议的工作原理希望同学们能够灵活应用技术发展方向介绍了边缘计算、软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）等新兴网络技术，了解了网络技术的发展趋势希望同学们持续学习学习建议建议同学们在学习过程中，注重理论与实践相结合，多做实验，多查阅资料，不断提高自己的技能希望同学们能够为网络技术的发展贡献力量。