计算机网络原理论文
《计算机网络原理》是计算机相关专业所开设的核心课程之一，主要介绍计算机网络系统的基本原理和应用，加强学生对计算机网络工作过程和原理的理解。下面是学习啦小编为大家整理的计算机网络原理论文，希望大家喜欢!
计算机网络原理论文篇一
试谈计算机网络分层原理
摘要：本文从现代网络的发展状况出发，探析了计算机网络的体系结构及其原理。重点介绍了开放式系统互联参考模型ISO/OSI，对各层功能进行了深入浅出的论述。指出计算机网络的分层结构使网络应用更加广泛，数据传输更加顺畅，网络维护更加方便。
关键词：计算机网络分层 开放系统 互联ISO/OSI
0前言
计算机网络是一个涉及计算机技术、通信技术等多个领域的复杂系统。现代计算机网络已经渗透到工业、商业、政府、军事等领域以及人们生活中的各个方面，如此庞大而又复杂的系统需要有效而且可靠地运行，网络中的各个部分就必须遵守一整套合理而严谨的结构化管理规则。计算机网络就是按照高度结构化方法采用功能分层原理来实现的。
1网络体系结构和协议
1.1网络的分层体系结及特点
计算机网络体系结构采用分层配对结构，用于定义和描述一组用于计算机及其通信设施之间互联的标准和规范的集合。遵循这组规范可以方便地实现计算机设备之间的通信。也就是说，为了完成计算机之间的通信合作，把每台计算机互联的功能划分成有明确定义的层次，并规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。在层次上，较高层次建立在较低层次的基础上，并为其更高层次提供必要的服务功能。这种分层结构的优点如下：
(1)独立性强。分层结构中各相邻层之间要有一个接口，它定义了较低层向较高层提供的原始操作和服务。相邻层可以通过它们之间的接口交换信息，需要知道该层间的接口所提供的服务，这样使得两层之间保持功能的独立性。
(2)适应性强。当任何一层发生变化时，只要层间接口不发生变化，那么这种变化就不会影响到其他任何一层，这表明可以对层内进行修改。
(3)易于实现和维护。分层之后使得实现和调试大的、复杂的系统相对变得简单和容易。
1.2协议(Protocol)
计算机网络的应用系统中，需要进行实体之间的通信。实体包括用户应用程序、文件传输信息包、数据库管理系统、电子邮件设备以及终端等。两个实体要想成功地通信，必须遵守通信规则，即协议。
协议的关键成分是：
(1)语法(Syntax)。语法确定协议元素的格式，即规定了数据与控制信息的结构和格式。
(2)语义(Semantics)。语义确定协议元素的类型，即规定通信双方要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答。
(3)定时(Timing)。定时确定通信速度的匹配和排序，即有关事件实现顺序的详细说明。
2开放系统互连参考模型
(1)ISO/OSI(InternationalStandardOrganization/OpenSystemInterconnection)参考模型称为开放系统互连参考模型，即ISO/OSI模型。ISO/OSI采用分层的结构化技术，它将整个网络功能划分为7层，由底向上依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
(2)各层功能
第一层：物理层(PhysicalLayer)，在物理信道上传输原始的数据比特(bit)流，提供为建立、维护和拆除物理链路所需的各种传输介质、通信接口特性等。可以简称“信号和介质(signalsandmedia)”。
第二层：数据链路层(DataLinkLayer)，在网络节点间的线路上通过检测、流量控制和重发等手段，无差错地传送以帧为单位的数据(数据链路层提供数据在物理链路上的传输。涉及到物理寻址、网络介质访问、错误检测)。可以理解记忆为“帧和介质访问控制(framesandmediaaccesscontrol)”。
第三层：网络层(NetworkLayer)，为传输层的数据传输提供建立、维护和终止网络连接的手段，把上层来的数据组织成数据包在节点之间进行交换传送，并且负责路由选择和拥塞控制(网络层是复杂的一层，它提供两台主机间的连接和路径选择，这两台主机可能位于地理上很分散的网络中)。可以理解记忆为“路径选择、路由及逻辑寻址(pathselection、routing、andlogicaladdressing)”。
第四层：传输层(TransportLayer)，将其以下各层的技术和工作屏蔽起来，使高层看来数据是直接从端到端的，即应用程序间的。传输层在发送主机系统上对将要发送的数据进行分段，在接收主机系统上完成数据段到数据流的重组。可以理解记忆为“流量控制和可靠性(flowcontrolandreliability)”。
第五层：会话层(SessionLayer)，在两个不同系统的互相通信的应用进程之间建立、组织和协调交互。可以理解记忆为“对话和交谈(dialoguesandconversations)”。
第六层：表示层(PresentationLayer)，把所传送的数据的抽象语法变为传送语法，即把不同计算机内部的不同表示形式转换成网络通信中的标准表示形式(即表示层需要把各种不同的数据格式转换成一种通用格式)。此外，对传送的数据加密(或解密)、正文的压缩(或还原)也是表示层的任务。可以理解记忆为“一种通用的数据格式(acommondataformat)”
第七层：应用层(ApplicationLayer)，为用户提供应用的接口(或最靠近用户的一层，它为用户的应用程序提供网络服务)，即提供不同计算机之间的文件传送、访问与管理、电子邮件的内容处理、不同计算机通过网络交互访问的虚拟终端功能等等。可以理解记忆为“浏览器(Browser)”。
计算机网络的这种分层结构使网络应用更加广泛，数据传输更加顺畅，网络维护更加方便了。
参考文献
[1]易超.浅议计算机网络协议与分层[J].百家论坛，2014(2).
[2]刘洋.浅析计算机网络的应用现状与发展方向[J].科技世界，2013(6).
计算机网络原理论文篇二
试论计算机网络技术的原理及发展趋势
摘要：计算机网络技术作为信息时代的产物，它是IT技术与通信技术相互结合后的产物。计算机网络自产生之日起就对人类社会的变革产生了巨大的影响。本文介绍了计算机网络基本原理及其发展趋势，并以此为出发点进行了较为深入的讨论。
关键词：计算机网络;原理;功能;发展趋势;讨论
0引言
计算机网络技术从诞生之日起，就结合了电脑技术与通信技术两大高端科技的优点，它主要涉及了IT与通信两个领域。计算机网络产生于20世纪70年代，在上世纪80年代得到了进一步的发展，并在此后的30多年里得到了井喷式的发展，通过这样的发展计算机网络将全球电脑连接成为了一个整体，从而形成一个没有时间、地域限制的资源共享中心，在这个网络体系内的所有计算机都能够实现相互交流，互通有无。
本人以多年来从事计算机网络教学的经验，结合当前信息技术前沿科技新资讯归纳出了以下几个方面。
1计算机网络系统的工作原理及主要功能
计算机网络系统由软件与硬件两个部分组成，在实现信息的传输时，需要的最基本的核心设备是数字信号至模拟信号转换设备与模拟信号至数字信号转换设备。实施转换过程时要求实现实时控制，且主机的可靠性要高而且还要能够响应及时，其具体的工作原理如下：
首先是对数据的实时采集，对被控量的瞬时值进行相应的扫描检测，然后再输入主机。然后，由主机对采集到的数据状态量进行分析，并且按照预先设定好的控制规律，进行下一步的控制操作。最后，根据运算结果，对执行程序发出控制信号，完成操作任务。通过对上述三个主要步骤的重复操作，就能使整个网络系统按照预先设定方式进行工作，并能够对数据和设备的异常情况及时地做出处理。
计算机网络从根本上讲，就是将单一分散的计算机整合起来，使之成为一个完整而又相互联系的系统，这个系统可以实现该系统内所有的软件资源与硬件资源的共享，并能够在一个大型的公有数据库中存储各个用户所能使用的各种数据信息。
然后再根本不同权限设定，在整个网络体系中的所有用户都能在权限范围内调用和共享这些资源，在这样的网络中所有资源就能够实现自由流通，无障碍传输，这不仅节约用户大量的时间，还极大地改善了系统内所有资源的利用情况。另外计算机网络还可以通过网络对信息、数据实现实时在线传输，这一功能使得数据传输的双方能够在第一时间得到信息反馈，免去了不必要的等待时间，使人们在相互联系的时候更加直观，互动性更强，同时使得彼此之间的联系更加紧密。
再者，由于在整个计算机网络体系中，所有网络中的计算机是彼此相通，互相备份的关系，现代的网络技术利用这一特性，可以在网络中运用备份设备以及调试数据容错技术，这样的技术为网络提供了无数的备用方案，即网络中的某些计算机出现问题时，利用这一技术，网络中的其他计算机可以在系统的调度下，自动按照程序设定将故障计算机的工作接手过来，保障网络系统的正常运行，从而不会出现单机系统那种一旦出现问题，就全盘熄火的窘境，这使得计算机网络的可靠性更高，更理想。计算机网络另一项功能就是可以将某个相对复杂的任务分解成为多个相对简单的子任务，通过分散到网络中的其他计算机进行单一的运算处理，利用这种方法，常常可以将一些繁杂而又重要的研究课题，分解成为相对简单的多个问题进行分别的处理，这不仅加快了解决问题的速度，还大大节约了成本。
最后，计算机网络还具有将网络中所有节点产生的大量各种信息进行收集，处理，并将这些信息按照各个用户的需求进行自由的传送，从而实现综合信息服务中心的功能，实现所有信息数据的相互传输及有序的处理。
2当前计算机网络系统的应用情况
计算机网络系统的主要特点就是对网络中的资源实施共享，并对各终端实现信息交换功能，它的这一功能是其他任何系统所不能取代的。计算机网络得以广泛应用，主要归功于它的高可靠性，易扩充以及高性价比等特点，这些特点是计算机网络得以飞速发展的主要原因，而且计算机网络的应用领域可以说是遍及整个社会体系的方方面面，现就其几个主要的方面展开讨论。
2.1办公自动化
即将每一个办公室作为一个接入点，并利用计算机网络系统将其全部联接起来，从而构成一个完整的办公体系。它能够将信息技术、数据库管理技术、网络技术、通信技术与多媒体技术、图文处理技术有机结合起来，从而形成一种全新模式的信息处理方式，它能够取代传统的办公模式，达到办公自动化的目的。
2.2电子信息交换
此方法就是将数据以国际通用的标准格式，通过计算机网络通信系统实现其在各行业，各个实体之间的数据信息交换，并完成贸易活动的一种方式。这样的贸易方式在发达国家已经完全成熟，在我国目前还处于一个相对初级的阶段。
2.3远程数据交换
其主要方式为将散布于各个不同地域的工作人员与中央办公室实现计算机通信，即SOHO(在家办公)。同样，该方式也适用于机构庞大的集团公司，集团总公司对下属分公司可以通过远程数据交换系统，实现分布式办公。运用这样的方法，可以极大地加强企业活力，并能够让公司决策层在第一时间实现对公司运作的指导，从而大大地提高公司对商机的把握能力及对风险的快速反应能力。
2.4远程教育
远程教育利用在线服务方式，对学生开展全新的教学模式。它能够完整地对学员提供当前大学里的所有课程，让学员能够免去时间，地域的烦恼，达到随时随地都能进行学习的目的，而且这样的学习方式也不会影响学员获得学历。通过远程教育系统，不仅为很多人圆了大学梦，还为在职人员提供了继续深造的机会。
2.5网上购物
随着网络技术日益成熟，网络电子商务活动也随之逐渐活跃起来，发展到现在，在某些领域甚至出现了取代传统行业的现象。像类似于淘宝网等大型的网络购物平台，从根本上改变了一代人的购物习惯，让他们足不出户，就能够将衣食住行全部一次性解决，而且花销还仅仅实体店的几分之一，甚至十分之一。据相关部门的统计调查数据显示，网上购物销量占整个行业的销量比重呈逐年上升的势态。鉴于此种情况，有的专家预言不久的将来，大多数日常生活用品的实体店，将被网络上的虚拟网店所取代。由此可以网络技术的发展对人们的学习及生活造成的改变可谓是翻天覆地的。
3计算机网络系统的发展趋势
计算机网络于上世纪70年代初出现了世界第一个计算机网络体系，即远程分组交换通信网络，以此网络为基础经过10年的发展使得计算机网络技术水平得到了长足的进步，同时，硬件技术也得到相应的发展。
在计算机小型化的发展趋势下，为了实现各计算机之间的资源共享及相互传输数据，这样的情况使得对近距离高速通信的网络的研究得以提上科技发展的议事日程，于是具有数据交换传输功能的局域网网络应运而生。局域网以产生之日起，在短短的数十年间，得到了飞速发展，局域网的发展使得上世纪80年代，被冠以局域网十年的特殊称号。并且到了90年代局域网技术更是得到了脱胎换骨的变革，随着internet的广泛应用以及信息技术的飞速发展，让计算机网络也相应地得到发展，并且迎来了计算机网络发展的黄金季节。
随着计算机硬件的高速发展，具有卓越性能处理器的计算机的出现，推动着计算机网络应用的多元化发展，在计算机网络将影响范围不断地扩展到人们社会生活方方面面时，同样也对网络本身的性能提出了更高的要求。要使得计算机网络能够承载如此庞杂的应用和功能，网络的传输速率就不得不大幅提高，而且当时的网络带宽已经越来越显得力不从心。
为了解决局域网网络在当时出现的瓶颈，网络技术人员研究出了高速局域网技术来解决这一难题。上世纪80年代初期，在美国最先出现了以光纤分布式接口的高速局域网系统，利用这种技术可使局域网网络的传输速率达到100M每秒。而在80年代中期，美国IBM公司首先推出了以令牌环网为核心技术新兴局域网技术，到了90年代初，更是在此基础之开发出了快速以太网技术，使得传输速率及带宽提高到了原来的10倍之多。在新世纪随着网络技术与通信技术的发展，三网合一(计算机网络，有线电视网，电信网)成了新的发展趋势，三网合一不仅降低了社会成本，更加方便了用户使用，同时还极大提高了资源利用率，减少了重复建设，最终达到了提高经济及社会效益的目的。而互联网的横空出世，直接摧生出了一个完整的产业链，就连周边产业也都得到极大的发展。从电子商务，到办公自动化，远程数据交换，远程会议，远程教育等等，让用户能够完全不用在乎时间、地域的限制，相比以往可谓真正做到了运筹帷幄之中，决胜于千里之外。
4结束语
计算机网络技术随着现代科学技术的发展，不断地向着智能化，网络化，多元化的方向发展。与此同时计算机制造业的大力发展，更是将计算机网络硬件的可靠性及性价比推向一个新的高峰，这些因素使得计算机网络的应用领域不断地扩大，影响范围也随之越来越广，可以说人们当前的学习及生活是一天无法离开网络了。总之，计算机网络的发展前景不可限量，随着时间的推移网络的发展与人类社会的依存度将会越来越高，因此在这样高速的发展趋势下，了解和掌握计算机网络技术的前沿科技及发展状况，这对个人或是群体都将具有相当积极的意义。
参考文献：
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[8]易著梁，梁锦锐，计算机网络技术实用教程[M].北京：人民邮电出版社，2005.
[9]顾可民.计算机网络技术[M].北京：人民邮电出版社，2006.
计算机网络原理论文篇三
浅谈计算机网络原理实验教学
作为网络工程专业以及计算机科学与技术专业的学生来讲，计算机网络原理课程成为他们的必修课程，计算机网络原理课程设计很多概念、技术、协议，而且都是比较复杂的。对于学生来讲，首先就是需要对计算机网络体系结构进行了解，如果只对学生进行纯理论教学，会十分枯燥无味，而且学生也是很难理解的。因此，开展实验教学将成为理解理论知识和掌握实践技能的重要保障。
1.计算机网络原理实验教学存在的问题
当前，很多学校开展的计算机网络原理课程都是以纯理论的方式进行，普遍缺少实验环节。如果该学校没有实验安排的教学计划，老师上课的时候就需要将实践教学的知识加进去，这样方便学生更好理解老师所讲的知识。
然而，虽然有些学校的教学计划有实验安排，受学校的教学资源和教学条件的限制，学校的实验教学形式过于单一。在一些网络培训时，教师在实验教学中采用的就是Wieshark软件进行的协议分析，虽然这样的教学实验方便了学生很好的理解网络协议，但是学生对网络规划、路由算法等内容得不到实践。
2.计算机网络原理实验教学在不同专业中的探讨
在江苏大学，计算机网络原理将是计算机科学与工程系、网络工程系学生的必须课。以前，这门课的教学大纲要求是48学时的理论教学，没有安排实验教学，单纯的理论教学让学生难以理解老师所讲的知识，因为单纯的理论会使老师所讲的知识比较抽象。
在2010年，学校重新修改了计算机科学与工程系和网络工程系教学大纲，将原来的28学时增加到64学时，新增了12学时的实验教学，另外由于计算机科学与工程系卓越班的特殊性，其计算机网络原理的课程依旧为48学时，其中有8学时为实验教学。
3.计算机网络原理实验设置
3.1 计算机科学与工程系的计算机网络原理设置
在计算机科学与工程系中，计算机网络原理的教学实验有12学时，分为6次实验，实验的具体内容如下：
3.1.1直通、交叉网络的制作
消除网络的神秘感成为开展该实验的主要目的。每位学生需要自己通过实践，作出一个合格的网线。做好之后学生可以将网线带回宿舍自己使用，这样会给学生带来一种成就感，也会带动学生对计算机网络课程的学习热情。
3.1.2常用的网络层协议分析和网络命令练习
要求学生掌握常用的网络命令的使用技巧，比如：arp、route、ping、netstat等等，另外该实验还要求学生在执行命令之前，学会使用wieshark获取报文并且学会对其进行分析。
3.1.3掌握wieshark的使用方法
Wieshark是一种分组嗅探器，其可以捕获网络报文并且对其发生的网络故障进行诊断和分析。在该实验教学中，学生需要了解Wieshark的界面，然后按照要求在浏览器上输入一个主页URL，再找到相应的HTTP报文，根据报文查找自己计算机中的IP地址和自己访问的IP地址，同时对报文的结构进行深一层的分析，更好的体会计算机网络的结构体系。
3.1.4RIP路由和静态路由的算法
该实验需要借助一个公司的Packet Tracer的模拟器，老师在开展实验教学之前，将网络拓扑图、设备的IP地址、子网掩码等信息以word形式发给学生，在教学中，要求学生依据相关的命令配置设备完成设备之间的互相通信。该实验有利于学生对计算机的实际工作有直观的了解。
3.1.5Winsock编程实现TCP/IP客户端/服务器模拟
该实验是为了让学生了解socke编程的步骤以及编程过程中涉及的主要函数，在该实验中，老师要求学生将自己的计算机和旁边的计算机分别作为服务器与客户机，并且实现两台计算机的互相通信。另外，教师还可以给出一些程序的部分代码，要求学生根据socket编程的流程将给出的程序代码补充完整，再进行通信实验。
3.2 计算机科学与工程系中卓越班的实验设置
计算机科学与工程系的卓越班由于其特殊性，其实验教学安排为8学时，也就是一共有4次实验，相比较信息技术方向的12学时来讲，卓越班的实验安排可能做不到面面俱到。因此，卓越班的实验教学的目的，主要就是让学生了解计算机网络体系结构中的每一层封装和每一层的协议，在实验安排中没有socket编程和路由器配置，只有在还有课时的允许条件下，在理论教学的课堂对该两部分的知识进行简单的补充，让学生理解起来不是那么的抽象即可。
3.3 网络工程系实验设置
网络工程系的网络原理实验教学有12学时，一般来讲，计算机网络原理课程在大二的下学期开展，由于学生在此之前就已经学会了制作网线，同时网络工程系对学生的动手能力的要求比较高，因此网络工程系的网络原理实验安排的目的不同于信息技术方向，其没有网线制作实验，而是增加了一次的网络规划实验。在网络规划实验的课堂中，老师要求学生根据具体的情景案例利用Packet tracer制作出一个合理的网络拓扑图，根据具体的要求规划好子网掩码、自己设备的IP地址等一些基础的信息，最后开始路由算法，实验网络内各个设备之间的互相通信。学校尽可能为学生创造一个真实的实验环境，让学生在真实设备上进行实验。
3.4 在实验设置中该注意的问题
对于该计算机网络教学的老师来讲，在每次实验教学之前，都需要认真准备上课时需要的文档，该实验文档中不仅包括实验的要求、实验的目的，更重要的是该实验需要的背景知识和详细的实验步骤。比如在Wieshark的实验教学中，教师的文档中应该有Wieshark的功能和操作界面的介绍，还有该实验的具体步骤。直线网络与交叉网线的制作实验中，在文档中就需要有T568B、T568A的具体线序和制作直线网络和交叉网络的较为详细的过程，教师还应该在授课之前，准备好课中所需的工具，教会学生对测线仪、压线钳进行正确的使用。在RIP路由和静态路由算设备法的文档中，老师应该给出设备IP地址配置、静态路由配置、RIP路由配置等一些基本的命令。
4.结束语
计算机网络原理课程中的知识点不仅多，而且还比较繁琐，纯粹的理论知识会让学生听起来十分抽象，因此开展实验教学能够加深学生对理论知识的理解和掌握。开展实验教学对老师提出的要求比较高，要老师根据教学条件认真设计实验的形式和实验内容，除出了本文中涉及的实验，老师还应该鼓励学生自己设计网络协议或者通过简单的编程模拟来实现网络协议的工作过程。
参考文献
[1] 陈永平.浅谈计算机网络原理实验教学[J].计算机教学，2013，(31)：106-110.
[2] 刘洪涛.计算机网络原理实验的改革与实践[J].广东工业大学学报，2005，(5)：36-37.
[3] 吴晓波.浅谈计算机网络原理实验教学改革[J].教育论坛，2011，(31)：56-58.
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