数据通信技术的研究
论文关键词:数据通信;原理;分类
论文摘要:随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。
数据通信是以“数据”为业务的通信系统,数据是预先约定好的具有某种含义的数字、字母或符号以及它们的组合。数据通信是20世纪50年代随着计算机技术和通信技术的迅速发展,以及两者之间的相互渗透与结合而兴起的一种新的通信方式,它是计算机和通信相结合的产物。随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。
1通信系统传输手段
电缆通信:双绞线、同轴电缆等。市话和长途通信。调制方式:SSB/FDM。基于同轴的PCM时分多路数字基带传输技术。光纤将逐渐取代同轴。
微波中继通信:比较同轴,易架设、投资小、周期短。模拟电话微波通信主要采用SSB/FM/FDM调制,通信容量6000路/频道。数字微波采用BPSK、QPSK及QAM调制技术。采用64QAM、256QAM等多电平调制技术提高微波通信容量,可在40M频道内传送1920~7680路PCM数字电话。
光纤通信:光纤通信是利用激光在光纤中长距离传输的特性进行的,具有通信容量大、通信距离长及抗干扰性强的特点。目前用于本地、长途、干线传输,并逐渐发展用户光纤通信网。目前基于长波激光器和单模光纤,每路光纤通话路数超过万门,光纤本身的通信纤力非常巨大。几十年来,光纤通信技术发展迅速,并有各种设备应用,接入设备、光电转换设备、传输设备、交换设备、网络设备等。光纤通信设备有光电转换单元和数字信号处理单元两部分组成。
卫星通信:通信距离远、传输容量大、覆盖面积大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技术使用模拟调制、频分多路及频分多址。数字卫星通信采用数字调制、时分多路及时分多址。
移动通信:GSM、CDMA。数字移动通信关键技术:调制技术、纠错编码和数字话音编码。
2 数据通信的构成原理
数据终端(DTE)有分组型终端(PT)和非分组型终端(NPT)两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端(TeLetex)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、专用电话交换机(PABX)、可视图文接入设备(VAP)、局域网(LAN)等各种专用终端设备;非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终端设备(DCE)组成,如果传输信道为模拟信道,DCE通常就是调制解调器(MODEM),它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换;如果传输信道为数字信道,DCE的作用是实现信号码型与电平的转换,以及线路接续控制等。传输信道除有模拟和数字的区分外,还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接,通信结束后再拆除;专线连接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。
3 数据通信的分类
3.1 有线数据通信
数字数据网(DDN)。数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN是把数据通信技术、数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。数字信道应包括用户到网络的连接线路,即用户环路的传输也应该是数字的,但实际上也有普通电缆和双绞线,但传输质量不如前。
分组交换网。分组交换网(PSPDN)是以CCITTX.25建议为基础的,所以又称为X.25网。它是采用存储——转发方式,将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段,并在每个数据段上加上控制信息,构成一个带有地址的分组组合群体,在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通路,为多个用户同时使用,网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能,但网络性能较差。
帧中继网。帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内,加上寻址和控制信息后在网上传输。
3.2 无线数据通信
无线数据通信也称移动数据通信,它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输,因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的,因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说,移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联,把有线数据网路的应用扩展到移动和便携用户4网络及其协议
4.1计算机网络
计算机网络(ComputerNetwork),就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享,如文档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分,可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。Internet是世界上最大的网际网;广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络。广域网一般分布距离在100-1000公里之间;城域网又称为都市网,它的覆盖范围一般为一个城市,方圆不超过10-100公里;局域网的地理分布则相对较小,如一栋建筑物,或一个单位、一所学校,甚至一个大房间等。
局域网是目前使用最多的计算机网络,一个单位可使用多个局域网,如财务部门使用局域网来管理财务帐目,劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息等等。
4.2网络协议
网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言,网络协议很多,有面向字符的协议、面向比特的协议,还有面向字节计数的协议,但最常用的是TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构,并且非常容易管理。
TCP/IP实际上是一种标准网络协议,是有关协议的集合,它包括传输控制协议(Transport Control Protocol)和因特网协议(InternetProtocol)。TCP协议用于在应用程序之间传送数据,IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性,现已成为Internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层:网络接口层:负责接收和发送物理帧;网络层:负责相邻节点之间的通信;传输层:负责起点到终端的通信;应用层:提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TCP/IP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机,数据需经过上述四层通信软件的处理才能在物理网络中传输。
目前的IP协议是由32位二进制数组成的,如202.0.96.133就表示连接到因特网上的计算机使用的IP地址,在整个因特网上IP地址是唯一的。
5 结语
总之,随着因特网技术的不断发展,数据通信技术将得到越来越广泛的应用,在数据通信的新技术、新设备不断涌现的今天,学习、了解和掌握数据通信技术显得尤为重要。
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计算机网络综述
摘要： 从计算机网络软件硬件进行阐述，使人们对计算机网络的构造以及设备有一个整体了解，以使在以后的工作和学习中，面对网络问题不再束手无策，从而提高工作和学习的效率。
关键词： 计算机网络;网络组成;网络功能;网络设备
中图分类号：TP315文献标识码：A文章编号：1671-7597(2012)0110183-01
1 计算机网络的定义
计算机网络就是利用通讯设备和通信线路将地理位置不同的、具有独立功能的多台计算机系统遵循约定的通信协议互连成一个规模大、功能强的网络系统，用功能完善的网络软件(即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等)来实现交互通信、资源共享、信息交换、综合信息服务、协同工作以及在线处理等功能的系统。
2 计算机网络的分类
1)计算机网络按照地理范围划分为：局域网、城域网、广域网和互联网四种;2)按拓扑结构划分为：总线型、星型、环型、树型和网状网;3)按交换方式划分为：线路交换网、存储转发交换网和混合交换网;4)按传输带宽方式进行划分为：基带网和宽带网;5)按网络中使用的操作系统分为：NetWare网、Windows NT网和Unix网等;6)按传输技术分为：广播网、非广播多路访问网、点到点网。
3 计算机网络系统的构成
计算机网络系统通常由资源子网、通信子网和通信协议三个部分组成。资源子网在计算机网络中直接面向用户;通信子网在计算机网络中负责数据通信、全网络面向应用的数据处理工作。而通信双方必须共同遵守的规则和约定就称为通信协议，它的存在与否是计算机网络与一般计算机互连系统的根本区别。
4 计算机网络的主要功能
资源共享：计算机网络的主要目的是共享资源。共享的资源有：硬件资源、软件资源、数据资源。其中共享数据资源是计算机网络最重要的目的。
数据通信：数据通信是指利用计算机网络实现不同地理位置的计算机之间的数据传送，运用技术手段实现网络间的信息传递。这是计算机网络的最基本的功能，也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传真、远程数据交换等。
分布处理：是指当计算机网络中的某个计算机系统负荷过重时，可以将其处理的任务传送到网络中的其它计算机系统中，以提高整个系统的利用率。对于大型的综合性的科学计算和信息处理，通过适当的算法，将任务分散到网络中不同的计算机系统上进行分布式的处理。促进分布式数据处理和分布式数据库的发展。利用网络实现分布处理，建立性能优良、可靠性高的分布式数据库系统。
综合信息服务：在当今的信息化社会中，各行各业每时每刻都要产生大量的信息需要及时的处理，而计算机网络在其中起着十分重要的作用。
5 计算机网络的常用设备
网卡(NIC)：插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输。
集线器(Hub)：是单一总线共享式设备，提供很多网络接口，负责将网络中多个计算机连在一起。所谓共享是指集线器所有端口共用一条数据总线，因此平均每用户(端口)传递的数据量、速率等受活动用户(端口)总数量的限制。
交换机(Switch)：也称交换式集线器。它同样具备许多接口，提供多个网络节点互连。但它的性能却较共享集线器大为提高：相当于拥有多条总线，使各端口设备能独立地作数据传递而不受其它设备影响，表现在用户面前即是各端口有独立、固定的带宽。此外，交换机还具备集线器欠缺的功能，如数据过滤、网络分段、广播控制等。
线缆：网络的距离扩展需要通过线缆来实现，不同的网络有不同连接线缆，如光纤、双绞线、同轴电缆等。
公共电话网：即PSTN(Public Swithed Telephone Network)，速度9600bps～28.8kbps，经压缩后最高可达115.2kbps，传输介质是普通电话线。
综合业务数字网：即ISDN(Integrated Service Digital Network)，是一种拨号连接方式。低速接口为128kbps(高速可达2M)，它使用ISDN线路或通过电信局在普通电话线上加装ISDN业务。ISDN为数字传输方式，具有连接迅速、传输可靠等特点，并支持对方号码识别。
专线：即Leased Line，在中国称为DDN，是一种点到点的连接方式，速度一般选择64kbps～2.048Mbps。专线的好处是数据传递有较好的保障，带宽恒定。
X.25网：是一种出现较早且依然应用广泛的广域网方式，速度为9600bps～64kbps;有冗余纠错功能，可 靠性高，但由此带来的副效应是速度慢，延迟大。
异步传输模式：即ATM(Asynchronous Transfer Mode)，是一种信元交换网络，最大特点是速率高、延迟小、传输质量有保障。ATM大多采用光纤作为连接介质，速率可高达上千(109bps)。
调制解调器(Modem)：作为末端系统和通信系统之间信号转换的设备，是广域网中必不可少的设备之一。分为同步和异步两种，分别用来与路由器的同步和异步串口相连接，同步可用于专线、帧中继、X.25等，异步用于PSTN的连接在计算机网络时代。
6 结语
人们对计算机和互联网的利用必将会渗透到社会生产和生活的各个方面，通过计算机和网络的功能，将会给企业的生产和经营活动的开展以及老百姓的工作和生活带来极大的便利。在互联网的联系和沟通下，各种信息传播的速度将加快，企业和个人对网络信息的依赖程度也将不断加深，信息需求程度相对较大的部门将成为未来社会中创造高附加值的行业。并通过他们带动相关知识产业的进步和发展，甚至带动全社会的经济结构的优化调整，推动社会经济的全面进步。
计算机网络取得今天的发展成就，是人类文明进入到更高阶段的标志，它推动着人类社会向更现代化的方向发展，同时推动了知识经济时代的到来，人们通过计算机网络的连接，打破了原先在时间和空间上的阻隔，在无形中拉近了人与人之间的距离，也在一定程度上扩大了我们生存的空间，网络给我们提供了超乎寻常的方便和成功。但是，网络也给社会带来了更多的挑战，它要求我们要以更高的层次去面对新的生活和环境，同时不断地改变我们的思想和行为，我们要抓住网络时代带给我们机遇，不断努力推动人类社会向更的高阶段发展。
此论文为湖南省十二五课题规划论文。课题批准号：XJK011CZJ010
参考文献：
[1]谢希仁，《计算机网络(第4版)》.
计算机网络安全
【摘 要】如何在一个开放式的计算机网络物理环境中构造一个封闭的逻辑环境来满足于国家、群体和个人实际需要，已成为必须考虑的实际问题。计算机网络的安全就是为了克服这些安全问题，使计算机网络的使用更有保障而诞生和发展起来的。
【关键词】加密技术;防火墙技术;网络安全策略
0.概述
网络系统安全涉及通信安全、计算机系统安全、存储安全、物理安全、人员安全等诸多要素，是与人、网络、环境有关的技术安全、结构安全和管理安全的总和。
1.计算网络面临的威胁
网络安全缺陷产生的原因主要有：TCP/IP的脆弱性、网络结构的不安全性 、易被窃听、缺乏安全意识。
2.计算机网络安全策略
2.1物理安全策略
抑制和防止电磁泄漏(即TEMPEST技术)是物理安全策略的一个主要问题。
2.2访问控制策略
访问控制是网络安全防范和保护的主要策略，它的主要任务是保证网络资源不被非法使用和非常访问。
2.2.1入网访问控制
入网访问控制为网络访问提供了第一层访问控制。它控制哪些用户能够登录到服务器并获取网络资源，控制准许用户入网的时间和准许他们在哪台工作站入网。
2.2.2网络的权限控制
网络的权限控制是针对网络非法操作所提出的一种安全保护措施。用户和用户组被赋予一定的权限。
2.2.3目录级安全控制
网络应允许控制用户对目录、文件、设备的访问。对目录和文件的访问权限一般有八种：系统管理员权限(Supervisor)、读权限(Read)、写权限(Write)、创建权限(Create)、删除权限(Erase)、修改权限(Modify)、文件查找权限(File Scan)、存取控制权限(Access Control)。
2.2.4属性安全控制
当用文件、目录和网络设备时，网络系统管理员应给文件、目录等指定访问属性。属性往往能控制以下几个方面的权限：向某个文件写数据、拷贝一个文件、删除目录或文件、查看目录和文件、执行文件、隐含文件、共享、系统属性等。
2.2.5网络服务器安全控制
网络服务器的安全控制包括可以设置口令锁定服务器控制台，以防止非法用户修改、删除重要信息或破坏数据;可以设定服务器登录时间限制、非法访问者检测和关闭的时间间隔。
2.2.6监测和锁定控制
网络管理员应对网络实施监控，服务器应记录用户对网络资源的访问，对非法的网络访问，服务器应以图形或文字或声音等形式报警，以引起网络管理员的注意。
2.2.7网络端口和节点的安全控制
网络中服务器的端口往往使用自动回呼设备、静默调制解调器加以保护，并以加密的形式来识别节点的身份。
3.信息加密策略
数据加密的基本过程就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理，使其成为不可读的一段代码，通常称为"密文"，使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出本来内容，通过这样的途径来达到保护数据不被非法人窃取，阅读的目的。该过程的逆过程为解密，即将该编码信息转化为其原来数据的过程。
加密技术通常分为三大类："对称式"，"非对称式"和"单项式"。
对称式加密就是加密和解密使用同一个密钥，通常称之为"Session Key"这种加密技术目前被广泛采用。
非对称式加密就是加密和解密所使用的不是同一个密钥，通常有两个密钥，称为"公钥"和"私钥"，它们两个必需配对使用，否则不能打开加密文件。
单项加密也叫做哈希加密，这种加密使用hash算法把一些不同长度的信息转化成杂乱的确128位的编码里，叫做hash值。
4.防火墙技术
网络防火墙技术是一种用来加强网络之间访问控制，防止外部网络用户以非法手段通过外部网络进入内部网络，访问内部网络资源，保护内部网络操作环境的特殊网络互联设备。
4.1防火墙的分类
根据防火墙所采用的技术不同，我们可以将它分为四种基本类型：包过滤型，网络地址转换―NAT，代理型和监测型。
4.2包过滤型
包过滤型产品是防火墙的初级产品，其技术依据是网络中的分包传输技术。
4.3网络地址转化―NAT
网络地址转换是一种用于把IP地址转换成临时的，外部的，注册的IP地址标准。它允许具有私有IP地址的内部网络访问因特网。
4.4代理型
代理型防火墙也可以被称为代理服务器，它的安全性要高于包过滤型产品，并已经开始向应用层发展，代理服务器位于客户机与服务器之间，完全阻挡了二者间的数据交流。
4.5监测型
监测型防火墙是新一代的产品，这一技术实际已经超越了最初的防火墙定义。监测型防火墙能够对各层的数据进行主动的，实时的监测，在对这些数据加以分析的基础上，监测型防火墙能够有效地判断出各层中的非法侵入。
5.计算机网络安全的防范措施
5.1网络系统结构设计合理与否是网络安全运行的关键
由于局域网采用的是以广播为技术基础的以太网，任何两个节点之间的通信数据包，也被处在同一以太网上的任何一个节点的网卡所截取。网络分段技术的应用将从源头上杜绝网络的安全隐患问题，以交换式集线器代替共享式集线器的方式将不失为解除隐患的又一方法。
5.2强化计算机管理是网络系统安全的保证
(1)加强设施管理，确保计算机网络系统实体安全。建立健全安全管理制度，防止非法用户进入计算机控制室和各种非法行为的发生;(2)强化访问控制，力促计算机网络系统运行正常。(3)建立网络的权限控制模块。网络的权限控制是针对网络非法操作所提出的一种安全保护措施。(4)建立属性安全服务模块。属性安全控制可以将给定的属性与网络服务器的文件、目录和网络设备联系起来。(5)建立网络服务器安全设置模块。(6)建立档案信息加密制度。(7)建立网络智能型日志系统。(8)建立完善的备份及恢复机制。
随着计算机技术和通信技术的发展，计算机网络将日益成为工业，农业和国防等方面的重要信息交换手段，渗透到社会生活的各个领域.因此，认清网络的脆弱性和潜在威胁，采取强有力的安全策略，对于保障网络的安全性将变得十分重要，相信在未来十年中，网络安全技术一定会取得更为长足的进展。
【参考文献】
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