計算機網絡原理論文
《計算機網絡原理》是計算機相關專業所開設的核心課程之一，主要介紹計算機網絡系統的基本原理和應用，加強學生對計算機網絡工作過程和原理的理解。下面是學習啦小編為大家整理的計算機網絡原理論文，希望大家喜歡!
計算機網絡原理論文篇一
試談計算機網絡分層原理
摘要：本文從現代網絡的發展狀況出發，探析了計算機網絡的體系結構及其原理。重點介紹了開放式系統互聯參考模型ISO/OSI，對各層功能進行了深入淺出的論述。指出計算機網絡的分層結構使網絡應用更加廣泛，數據傳輸更加順暢，網絡維護更加方便。
關鍵詞：計算機網絡分層 開放系統 互聯ISO/OSI
0前言
計算機網絡是一個涉及計算機技術、通信技術等多個領域的復雜系統。現代計算機網絡已經滲透到工業、商業、政府、軍事等領域以及人們生活中的各個方面，如此龐大而又復雜的系統需要有效而且可靠地運行，網絡中的各個部分就必須遵守一整套合理而嚴謹的結構化管理規則。計算機網絡就是按照高度結構化方法采用功能分層原理來實現的。
1網絡體系結構和協議
1.1網絡的分層體系結及特點
計算機網絡體系結構采用分層配對結構，用于定義和描述一組用于計算機及其通信設施之間互聯的標準和規范的集合。遵循這組規范可以方便地實現計算機設備之間的通信。也就是說，為了完成計算機之間的通信合作，把每臺計算機互聯的功能劃分成有明確定義的層次，并規定了同層次進程通信的協議及相鄰層之間的接口及服務。在層次上，較高層次建立在較低層次的基礎上，并為其更高層次提供必要的服務功能。這種分層結構的優點如下：
(1)獨立性強。分層結構中各相鄰層之間要有一個接口，它定義了較低層向較高層提供的原始操作和服務。相鄰層可以通過它們之間的接口交換信息，需要知道該層間的接口所提供的服務，這樣使得兩層之間保持功能的獨立性。
(2)適應性強。當任何一層發生變化時，只要層間接口不發生變化，那么這種變化就不會影響到其他任何一層，這表明可以對層內進行修改。
(3)易于實現和維護。分層之后使得實現和調試大的、復雜的系統相對變得簡單和容易。
1.2協議(Protocol)
計算機網絡的應用系統中，需要進行實體之間的通信。實體包括用戶應用程序、文件傳輸信息包、數據庫管理系統、電子郵件設備以及終端等。兩個實體要想成功地通信，必須遵守通信規則，即協議。
協議的關鍵成分是：
(1)語法(Syntax)。語法確定協議元素的格式，即規定了數據與控制信息的結構和格式。
(2)語義(Semantics)。語義確定協議元素的類型，即規定通信雙方要發出何種控制信息、完成何種動作以及做出何種應答。
(3)定時(Timing)。定時確定通信速度的匹配和排序，即有關事件實現順序的詳細說明。
2開放系統互連參考模型
(1)ISO/OSI(InternationalStandardOrganization/OpenSystemInterconnection)參考模型稱為開放系統互連參考模型，即ISO/OSI模型。ISO/OSI采用分層的結構化技術，它將整個網絡功能劃分為7層，由底向上依次是物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。
(2)各層功能
第一層：物理層(PhysicalLayer)，在物理信道上傳輸原始的數據比特(bit)流，提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需的各種傳輸介質、通信接口特性等。可以簡稱“信號和介質(signalsandmedia)”。
第二層：數據鏈路層(DataLinkLayer)，在網絡節點間的線路上通過檢測、流量控制和重發等手段，無差錯地傳送以幀為單位的數據(數據鏈路層提供數據在物理鏈路上的傳輸。涉及到物理尋址、網絡介質訪問、錯誤檢測)。可以理解記憶為“幀和介質訪問控制(framesandmediaaccesscontrol)”。
第三層：網絡層(NetworkLayer)，為傳輸層的數據傳輸提供建立、維護和終止網絡連接的手段，把上層來的數據組織成數據包在節點之間進行交換傳送，并且負責路由選擇和擁塞控制(網絡層是復雜的一層，它提供兩臺主機間的連接和路徑選擇，這兩臺主機可能位于地理上很分散的網絡中)。可以理解記憶為“路徑選擇、路由及邏輯尋址(pathselection、routing、andlogicaladdressing)”。
第四層：傳輸層(TransportLayer)，將其以下各層的技術和工作屏蔽起來，使高層看來數據是直接從端到端的，即應用程序間的。傳輸層在發送主機系統上對將要發送的數據進行分段，在接收主機系統上完成數據段到數據流的重組。可以理解記憶為“流量控制和可靠性(flowcontrolandreliability)”。
第五層：會話層(SessionLayer)，在兩個不同系統的互相通信的應用進程之間建立、組織和協調交互。可以理解記憶為“對話和交談(dialoguesandconversations)”。
第六層：表示層(PresentationLayer)，把所傳送的數據的抽象語法變為傳送語法，即把不同計算機內部的不同表示形式轉換成網絡通信中的標準表示形式(即表示層需要把各種不同的數據格式轉換成一種通用格式)。此外，對傳送的數據加密(或解密)、正文的壓縮(或還原)也是表示層的任務。可以理解記憶為“一種通用的數據格式(acommondataformat)”
第七層：應用層(ApplicationLayer)，為用戶提供應用的接口(或最靠近用戶的一層，它為用戶的應用程序提供網絡服務)，即提供不同計算機之間的文件傳送、訪問與管理、電子郵件的內容處理、不同計算機通過網絡交互訪問的虛擬終端功能等等。可以理解記憶為“瀏覽器(Browser)”。
計算機網絡的這種分層結構使網絡應用更加廣泛，數據傳輸更加順暢，網絡維護更加方便了。
參考文獻
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計算機網絡原理論文篇二
試論計算機網絡技術的原理及發展趨勢
摘要：計算機網絡技術作為信息時代的產物，它是IT技術與通信技術相互結合后的產物。計算機網絡自產生之日起就對人類社會的變革產生了巨大的影響。本文介紹了計算機網絡基本原理及其發展趨勢，并以此為出發點進行了較為深入的討論。
關鍵詞：計算機網絡;原理;功能;發展趨勢;討論
0引言
計算機網絡技術從誕生之日起，就結合了電腦技術與通信技術兩大高端科技的優點，它主要涉及了IT與通信兩個領域。計算機網絡產生于20世紀70年代，在上世紀80年代得到了進一步的發展，并在此后的30多年里得到了井噴式的發展，通過這樣的發展計算機網絡將全球電腦連接成為了一個整體，從而形成一個沒有時間、地域限制的資源共享中心，在這個網絡體系內的所有計算機都能夠實現相互交流，互通有無。
本人以多年來從事計算機網絡教學的經驗，結合當前信息技術前沿科技新資訊歸納出了以下幾個方面。
1計算機網絡系統的工作原理及主要功能
計算機網絡系統由軟件與硬件兩個部分組成，在實現信息的傳輸時，需要的最基本的核心設備是數字信號至模擬信號轉換設備與模擬信號至數字信號轉換設備。實施轉換過程時要求實現實時控制，且主機的可靠性要高而且還要能夠響應及時，其具體的工作原理如下：
首先是對數據的實時采集，對被控量的瞬時值進行相應的掃描檢測，然后再輸入主機。然后，由主機對采集到的數據狀態量進行分析，并且按照預先設定好的控制規律，進行下一步的控制操作。最后，根據運算結果，對執行程序發出控制信號，完成操作任務。通過對上述三個主要步驟的重復操作，就能使整個網絡系統按照預先設定方式進行工作，并能夠對數據和設備的異常情況及時地做出處理。
計算機網絡從根本上講，就是將單一分散的計算機整合起來，使之成為一個完整而又相互聯系的系統，這個系統可以實現該系統內所有的軟件資源與硬件資源的共享，并能夠在一個大型的公有數據庫中存儲各個用戶所能使用的各種數據信息。
然后再根本不同權限設定，在整個網絡體系中的所有用戶都能在權限范圍內調用和共享這些資源，在這樣的網絡中所有資源就能夠實現自由流通，無障礙傳輸，這不僅節約用戶大量的時間，還極大地改善了系統內所有資源的利用情況。另外計算機網絡還可以通過網絡對信息、數據實現實時在線傳輸，這一功能使得數據傳輸的雙方能夠在第一時間得到信息反饋，免去了不必要的等待時間，使人們在相互聯系的時候更加直觀，互動性更強，同時使得彼此之間的聯系更加緊密。
再者，由于在整個計算機網絡體系中，所有網絡中的計算機是彼此相通，互相備份的關系，現代的網絡技術利用這一特性，可以在網絡中運用備份設備以及調試數據容錯技術，這樣的技術為網絡提供了無數的備用方案，即網絡中的某些計算機出現問題時，利用這一技術，網絡中的其他計算機可以在系統的調度下，自動按照程序設定將故障計算機的工作接手過來，保障網絡系統的正常運行，從而不會出現單機系統那種一旦出現問題，就全盤熄火的窘境，這使得計算機網絡的可靠性更高，更理想。計算機網絡另一項功能就是可以將某個相對復雜的任務分解成為多個相對簡單的子任務，通過分散到網絡中的其他計算機進行單一的運算處理，利用這種方法，常常可以將一些繁雜而又重要的研究課題，分解成為相對簡單的多個問題進行分別的處理，這不僅加快了解決問題的速度，還大大節約了成本。
最后，計算機網絡還具有將網絡中所有節點產生的大量各種信息進行收集，處理，并將這些信息按照各個用戶的需求進行自由的傳送，從而實現綜合信息服務中心的功能，實現所有信息數據的相互傳輸及有序的處理。
2當前計算機網絡系統的應用情況
計算機網絡系統的主要特點就是對網絡中的資源實施共享，并對各終端實現信息交換功能，它的這一功能是其他任何系統所不能取代的。計算機網絡得以廣泛應用，主要歸功于它的高可靠性，易擴充以及高性價比等特點，這些特點是計算機網絡得以飛速發展的主要原因，而且計算機網絡的應用領域可以說是遍及整個社會體系的方方面面，現就其幾個主要的方面展開討論。
2.1辦公自動化
即將每一個辦公室作為一個接入點，并利用計算機網絡系統將其全部聯接起來，從而構成一個完整的辦公體系。它能夠將信息技術、數據庫管理技術、網絡技術、通信技術與多媒體技術、圖文處理技術有機結合起來，從而形成一種全新模式的信息處理方式，它能夠取代傳統的辦公模式，達到辦公自動化的目的。
2.2電子信息交換
此方法就是將數據以國際通用的標準格式，通過計算機網絡通信系統實現其在各行業，各個實體之間的數據信息交換，并完成貿易活動的一種方式。這樣的貿易方式在發達國家已經完全成熟，在我國目前還處于一個相對初級的階段。
2.3遠程數據交換
其主要方式為將散布于各個不同地域的工作人員與中央辦公室實現計算機通信，即SOHO(在家辦公)。同樣，該方式也適用于機構龐大的集團公司，集團總公司對下屬分公司可以通過遠程數據交換系統，實現分布式辦公。運用這樣的方法，可以極大地加強企業活力，并能夠讓公司決策層在第一時間實現對公司運作的指導，從而大大地提高公司對商機的把握能力及對風險的快速反應能力。
2.4遠程教育
遠程教育利用在線服務方式，對學生開展全新的教學模式。它能夠完整地對學員提供當前大學里的所有課程，讓學員能夠免去時間，地域的煩惱，達到隨時隨地都能進行學習的目的，而且這樣的學習方式也不會影響學員獲得學歷。通過遠程教育系統，不僅為很多人圓了大學夢，還為在職人員提供了繼續深造的機會。
2.5網上購物
隨著網絡技術日益成熟，網絡電子商務活動也隨之逐漸活躍起來，發展到現在，在某些領域甚至出現了取代傳統行業的現象。像類似于淘寶網等大型的網絡購物平臺，從根本上改變了一代人的購物習慣，讓他們足不出戶，就能夠將衣食住行全部一次性解決，而且花銷還僅僅實體店的幾分之一，甚至十分之一。據相關部門的統計調查數據顯示，網上購物銷量占整個行業的銷量比重呈逐年上升的勢態。鑒于此種情況，有的專家預言不久的將來，大多數日常生活用品的實體店，將被網絡上的虛擬網店所取代。由此可以網絡技術的發展對人們的學習及生活造成的改變可謂是翻天覆地的。
3計算機網絡系統的發展趨勢
計算機網絡于上世紀70年代初出現了世界第一個計算機網絡體系，即遠程分組交換通信網絡，以此網絡為基礎經過10年的發展使得計算機網絡技術水平得到了長足的進步，同時，硬件技術也得到相應的發展。
在計算機小型化的發展趨勢下，為了實現各計算機之間的資源共享及相互傳輸數據，這樣的情況使得對近距離高速通信的網絡的研究得以提上科技發展的議事日程，于是具有數據交換傳輸功能的局域網網絡應運而生。局域網以產生之日起，在短短的數十年間，得到了飛速發展，局域網的發展使得上世紀80年代，被冠以局域網十年的特殊稱號。并且到了90年代局域網技術更是得到了脫胎換骨的變革，隨著internet的廣泛應用以及信息技術的飛速發展，讓計算機網絡也相應地得到發展，并且迎來了計算機網絡發展的黃金季節。
隨著計算機硬件的高速發展，具有卓越性能處理器的計算機的出現，推動著計算機網絡應用的多元化發展，在計算機網絡將影響范圍不斷地擴展到人們社會生活方方面面時，同樣也對網絡本身的性能提出了更高的要求。要使得計算機網絡能夠承載如此龐雜的應用和功能，網絡的傳輸速率就不得不大幅提高，而且當時的網絡帶寬已經越來越顯得力不從心。
為了解決局域網網絡在當時出現的瓶頸，網絡技術人員研究出了高速局域網技術來解決這一難題。上世紀80年代初期，在美國最先出現了以光纖分布式接口的高速局域網系統，利用這種技術可使局域網網絡的傳輸速率達到100M每秒。而在80年代中期，美國IBM公司首先推出了以令牌環網為核心技術新興局域網技術，到了90年代初，更是在此基礎之開發出了快速以太網技術，使得傳輸速率及帶寬提高到了原來的10倍之多。在新世紀隨著網絡技術與通信技術的發展，三網合一(計算機網絡，有線電視網，電信網)成了新的發展趨勢，三網合一不僅降低了社會成本，更加方便了用戶使用，同時還極大提高了資源利用率，減少了重復建設，最終達到了提高經濟及社會效益的目的。而互聯網的橫空出世，直接摧生出了一個完整的產業鏈，就連周邊產業也都得到極大的發展。從電子商務，到辦公自動化，遠程數據交換，遠程會議，遠程教育等等，讓用戶能夠完全不用在乎時間、地域的限制，相比以往可謂真正做到了運籌帷幄之中，決勝于千里之外。
4結束語
計算機網絡技術隨著現代科學技術的發展，不斷地向著智能化，網絡化，多元化的方向發展。與此同時計算機制造業的大力發展，更是將計算機網絡硬件的可靠性及性價比推向一個新的高峰，這些因素使得計算機網絡的應用領域不斷地擴大，影響范圍也隨之越來越廣，可以說人們當前的學習及生活是一天無法離開網絡了。總之，計算機網絡的發展前景不可限量，隨著時間的推移網絡的發展與人類社會的依存度將會越來越高，因此在這樣高速的發展趨勢下，了解和掌握計算機網絡技術的前沿科技及發展狀況，這對個人或是群體都將具有相當積極的意義。
參考文獻：
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計算機網絡原理論文篇三
淺談計算機網絡原理實驗教學
作為網絡工程專業以及計算機科學與技術專業的學生來講，計算機網絡原理課程成為他們的必修課程，計算機網絡原理課程設計很多概念、技術、協議，而且都是比較復雜的。對于學生來講，首先就是需要對計算機網絡體系結構進行了解，如果只對學生進行純理論教學，會十分枯燥無味，而且學生也是很難理解的。因此，開展實驗教學將成為理解理論知識和掌握實踐技能的重要保障。
1.計算機網絡原理實驗教學存在的問題
當前，很多學校開展的計算機網絡原理課程都是以純理論的方式進行，普遍缺少實驗環節。如果該學校沒有實驗安排的教學計劃，老師上課的時候就需要將實踐教學的知識加進去，這樣方便學生更好理解老師所講的知識。
然而，雖然有些學校的教學計劃有實驗安排，受學校的教學資源和教學條件的限制，學校的實驗教學形式過于單一。在一些網絡培訓時，教師在實驗教學中采用的就是Wieshark軟件進行的協議分析，雖然這樣的教學實驗方便了學生很好的理解網絡協議，但是學生對網絡規劃、路由算法等內容得不到實踐。
2.計算機網絡原理實驗教學在不同專業中的探討
在江蘇大學，計算機網絡原理將是計算機科學與工程系、網絡工程系學生的必須課。以前，這門課的教學大綱要求是48學時的理論教學，沒有安排實驗教學，單純的理論教學讓學生難以理解老師所講的知識，因為單純的理論會使老師所講的知識比較抽象。
在2010年，學校重新修改了計算機科學與工程系和網絡工程系教學大綱，將原來的28學時增加到64學時，新增了12學時的實驗教學，另外由于計算機科學與工程系卓越班的特殊性，其計算機網絡原理的課程依舊為48學時，其中有8學時為實驗教學。
3.計算機網絡原理實驗設置
3.1 計算機科學與工程系的計算機網絡原理設置
在計算機科學與工程系中，計算機網絡原理的教學實驗有12學時，分為6次實驗，實驗的具體內容如下：
3.1.1直通、交叉網絡的制作
消除網絡的神秘感成為開展該實驗的主要目的。每位學生需要自己通過實踐，作出一個合格的網線。做好之后學生可以將網線帶回宿舍自己使用，這樣會給學生帶來一種成就感，也會帶動學生對計算機網絡課程的學習熱情。
3.1.2常用的網絡層協議分析和網絡命令練習
要求學生掌握常用的網絡命令的使用技巧，比如：arp、route、ping、netstat等等，另外該實驗還要求學生在執行命令之前，學會使用wieshark獲取報文并且學會對其進行分析。
3.1.3掌握wieshark的使用方法
Wieshark是一種分組嗅探器，其可以捕獲網絡報文并且對其發生的網絡故障進行診斷和分析。在該實驗教學中，學生需要了解Wieshark的界面，然后按照要求在瀏覽器上輸入一個主頁URL，再找到相應的HTTP報文，根據報文查找自己計算機中的IP地址和自己訪問的IP地址，同時對報文的結構進行深一層的分析，更好的體會計算機網絡的結構體系。
3.1.4RIP路由和靜態路由的算法
該實驗需要借助一個公司的Packet Tracer的模擬器，老師在開展實驗教學之前，將網絡拓撲圖、設備的IP地址、子網掩碼等信息以word形式發給學生，在教學中，要求學生依據相關的命令配置設備完成設備之間的互相通信。該實驗有利于學生對計算機的實際工作有直觀的了解。
3.1.5Winsock編程實現TCP/IP客戶端/服務器模擬
該實驗是為了讓學生了解socke編程的步驟以及編程過程中涉及的主要函數，在該實驗中，老師要求學生將自己的計算機和旁邊的計算機分別作為服務器與客戶機，并且實現兩臺計算機的互相通信。另外，教師還可以給出一些程序的部分代碼，要求學生根據socket編程的流程將給出的程序代碼補充完整，再進行通信實驗。
3.2 計算機科學與工程系中卓越班的實驗設置
計算機科學與工程系的卓越班由于其特殊性，其實驗教學安排為8學時，也就是一共有4次實驗，相比較信息技術方向的12學時來講，卓越班的實驗安排可能做不到面面俱到。因此，卓越班的實驗教學的目的，主要就是讓學生了解計算機網絡體系結構中的每一層封裝和每一層的協議，在實驗安排中沒有socket編程和路由器配置，只有在還有課時的允許條件下，在理論教學的課堂對該兩部分的知識進行簡單的補充，讓學生理解起來不是那么的抽象即可。
3.3 網絡工程系實驗設置
網絡工程系的網絡原理實驗教學有12學時，一般來講，計算機網絡原理課程在大二的下學期開展，由于學生在此之前就已經學會了制作網線，同時網絡工程系對學生的動手能力的要求比較高，因此網絡工程系的網絡原理實驗安排的目的不同于信息技術方向，其沒有網線制作實驗，而是增加了一次的網絡規劃實驗。在網絡規劃實驗的課堂中，老師要求學生根據具體的情景案例利用Packet tracer制作出一個合理的網絡拓撲圖，根據具體的要求規劃好子網掩碼、自己設備的IP地址等一些基礎的信息，最后開始路由算法，實驗網絡內各個設備之間的互相通信。學校盡可能為學生創造一個真實的實驗環境，讓學生在真實設備上進行實驗。
3.4 在實驗設置中該注意的問題
對于該計算機網絡教學的老師來講，在每次實驗教學之前，都需要認真準備上課時需要的文檔，該實驗文檔中不僅包括實驗的要求、實驗的目的，更重要的是該實驗需要的背景知識和詳細的實驗步驟。比如在Wieshark的實驗教學中，教師的文檔中應該有Wieshark的功能和操作界面的介紹，還有該實驗的具體步驟。直線網絡與交叉網線的制作實驗中，在文檔中就需要有T568B、T568A的具體線序和制作直線網絡和交叉網絡的較為詳細的過程，教師還應該在授課之前，準備好課中所需的工具，教會學生對測線儀、壓線鉗進行正確的使用。在RIP路由和靜態路由算設備法的文檔中，老師應該給出設備IP地址配置、靜態路由配置、RIP路由配置等一些基本的命令。
4.結束語
計算機網絡原理課程中的知識點不僅多，而且還比較繁瑣，純粹的理論知識會讓學生聽起來十分抽象，因此開展實驗教學能夠加深學生對理論知識的理解和掌握。開展實驗教學對老師提出的要求比較高，要老師根據教學條件認真設計實驗的形式和實驗內容，除出了本文中涉及的實驗，老師還應該鼓勵學生自己設計網絡協議或者通過簡單的編程模擬來實現網絡協議的工作過程。
參考文獻
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