网络基础教案

教案（2013--2014学年第二学期）学院网络传播学院课程网络技术基础教师戚常林王亮敏袁思达网络传播学院教科办第0课导言与课程简介（1学时）教学目标：通过计算机网络的基本理论及其体系结构、交换机和路由器的基本配置、网络操作系统以及网络安全等内容等基本理论和方法的综合学习、运用，加强学生对网络的进一步认识、以及对相关网络设备的运用。逐步提高学生对于网络的认识，网络设备的运用，并结合自身编辑出版专业的优势，能够胜任编辑出版（网络编辑）实验实践，同时也为今后的继续发展（包括就业和考研）奠定良好的基础。教学内容：计算机网络的基本理论及其体系结构、交换机和路由器的基本配置、网络操作系统以及网络安全等内容。使学生具备网络基本知识与网络设备的基本操作能力，培养学生计算机操作基本素养和网络运用能力。教学重点与难点：网络的基本理论及其体系结构、交换机和路由器的基本配置教学过程：（导入、讲授新课、巩固练习、课堂小结、布置作业）教材：计算机网络技术及应用，朱金华主编，铁道出版社，2008-3.参考书：计算机网络基础教程（第3版），高立同，电子工业出版社。网络资源：思科路由器模拟等资料。考试：平时，实验，笔试。第1课第1章计算机网络概述（2学时）教学目标：了解:计算机网络的发展过程与发展趋势。熟悉:计算机网络的功能、定义、分类。掌握:计算机网络的拓扑结构、逻辑结构和组成结构等。教学内容：计算机网络涉及的基本概念？发展阶段及各自特点？逻辑子网功能？网络分类？教学重点与难点：重点讨论计算机网络的基本概念、计算机网络的结构组成、计算机网络的分类、计算机网络技术的发展趋势、标准化组织与机构等。教学过程：（导入、讲授新课、巩固练习、课堂小结、布置作业）§1.1计算机网络的基本概念计算机网络的定义1.2计算机网络的形成与发展多机互联网络特点：以通信子网为中心，分层及每层采用的协议，由网络操作系统软件来实现网络资源共享和管理，多机互联。-60年代美国防部的ARPANET.分组交换：整份报文分割成若于个定长的数据块(称为分组或打包)，将这些分组以存储_转发的方式在网内传输。第一个分组信息都连有接收地址和发送地址的标识。节点机：实现分组交换的接口报文信息处理。机IMP§1.3计算机网络的分类1按网络规模和覆盖范围分类2按传播方式分类3按传输介质分类4按传输技术分类5按信号频带占用方式§1.4计算机网络的功能和应用计算机网络的特点计算机网络的应用§1.5计算机网络的结构组成1网络硬件的组成1计算机硬件的组成1计算机硬件的组成2网络软件的组成2计算机软件的组成2计算机软件的组成§1.6网络的拓扑结构§1.7计算机网络技术的发展趋势2计算机网络的关键技术3计算机网络的研究热点§1.8标准化组织与机构1国际组织与机构2美国组织与机构3欧洲组织与机构4中国国家标准局本章小结计算机网络是用通信线路和通信设备将分布在不同地点的具有独立功能的多个计算机系统互相连接起来，在网络软件的支持下实现彼此之间的数据通信和资源共享的系统。计算机网络的发展经历了远程联机阶段、互联网络阶段、标准化阶段、网络互联与高速网络等四个阶段。典型的计算机网络从逻辑功能上可以分为资源子网和通信子网两部分。计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，它反映出网络中各实体间的结构关系。网络拓扑对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。计算机网络的分类有多种，通常以覆盖面积来将其分为：广域网、城域网、局域网和接入网。计算机网络技术发展迅速，目前比较关键的技术主要有软交换技术、IPv6技术、宽带接入技术、3G以上的移动通信系统技术等。第2课第2章网络数据通信（4学时）教学目标：掌握:数据通信的基本概念,数据传输与编码技术.了解：数据传输技术的发展趋势。熟悉:多路复用技术、数据交换技术、差错控制技术等。教学内容：本章讨论数据通信系统和常用通信信道类型、数据调制与编码技术、数据传输技术、多路复用技术、数据交换技术和差错控制等技术。教学重点与难点：通信信道类型、数据调制与编码技术、数据传输技术、多路复用技术、数据交换技术教学过程：（导入、讲授新课、巩固练习、课堂小结、布置作业）问题1.信息传输率、码元传输率、信道容量含义与联系？Rb=Rslog2(M)2.按传输介质信道分类，各自优缺点？3.频分多路、时分多路复用实现原理？4.基本数据交换技术分类，实现原理？第2章网络数据通信问题2.1.2数据通信系统模型信道定义与类型信道类型按介质：有线/无线传输信号类型：模拟/数字管理:专用/公用结构层次:物理/逻辑传输方向:前向/反向2.1.3数据传输介质2.1.4数据传输的质量参数2.1.5数据通信方式同步传输与异步传输同步传输与异步传输同步传输与异步传输单向传输与双向传输§2.2数据调制与编码2.2.1数字数据的模拟调制2.2.2模拟数据的模拟调制2.2.3数字数据的数字编码2.2.4模拟数据的数字编码§2.4网络数据交换2.3.1电路交换2.3.1电路交换2.3.2报文交换2.3.3分组交换2.3.4帧中继交换2.3.5ATM信元交换§2.4网络多路复用传输2.4.1频分多路复用2.4.2时分多路复用2.4.3密集波分多路复用2.4.4码分多路复用§2.2.5网络数据传输差错控制2.5.1差错的产生与类型2.5.1差错的产生与类型2.5.2差错检测方法2.5.3差错控制方法本章小结数据通信技术是依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元间传递数据信息，实现计算机与计算机、计算机与终端以及终端间通信。数据通信按信号传送方向与时间的关系可分为3种：单工、半双工与全双工通信。常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤电缆，以及无线与卫星通信信道。为了便于信息在通信传输介质上进行传输，必须对信息进行调制或编码，常用的调制与编码方法有4种。多路复用一般可以有以下3种基本形式：频分多路复用FDM、波分多路复用WDM与时分多路复用TDM。数据交换方式有电路交换、数据报交换、报文分组交换、帧中继交换等。在实际通信系统中，由于信道中存在干扰噪音，所以在信息传输过程中往往由于受到干扰的影响而出错。误码率指二进制码元在数据传输系统中被传错的概率。循环冗余编码CRC是目前应用最广、检错能力较强的一种检错码编码方法。第3课第3章网络体系结构与协议（2学时）教学目标：掌握：计算机网络体系结构的基本概念、IP地址、子网技术、域名地址的使用等。熟悉：OSI/RM参考模型、TCP/IP模型。了解：OSI/RM与TCP/IP的相同点和不同点。教学内容：计算机网络体系结构的形成、OSI/RM与TCP/IP模型、网络地址的形成、域名地址、子网技术等。教学重点与难点：1.网络层次模型,体系结构概念意义？2.OSI/RM、TCP/IP各层功能，二者差异？教学过程：（导入、讲授新课、巩固练习、课堂小结、布置作业）知识结构§3.1网络体系结构概述3.1.1通信系统的层次结构3.1.2网络系统的层次结构3.1.3网络系统的体系结构§3.2开放系统互联/参考模型3.2.1OSI/RM的基本概念3.2.2OSI/RM的层次结构3.2.3OSI/RM各层的功能3.2.4OSI/RM的数据传输§3.3TCP/IP参考模型3.3.2TCP/IP的层次结构网络接口层TCP/IP模型的最底层是网络接口层，也被称为主机-网络层，它包括了使用TCP/IP与物理网络进行通信的协议，且对应着OSI的物理层和数据链路层。TCP/IP标准定义网络接口协议，旨在提供灵活性，以适应各种物理网络类型。这使得TCP/IP协议可以运行在任何底层网络上，以便实现它们之间的相互通信.网络接口层对高层屏蔽了底层物理网络的细节，是TCP/IP成为互联网协议的基础。网络互连层网络互连层也叫网际层，是TCP/IP协议体系结构中最重要的一层。网络互连层所执行的主要功能是处理来自传输层的分组，将分组形成数据报（IP数据报），并为该数据报进行路径选择，最终将数据报从源主机发送到目的主机。在网络互连层中,最主要的协议是网际互连协议IP,其他的协议（网际控制报文协议ICMP、网际组管理协议IGMP、地址解析协议ARP和RARP)通过发送不同功能的数据报来协助IP的操作..传输层TCP/IP的传输层与OSI的传输层类似，它主要负责进程到进程之间的端对端通信，该层使用了两种协议来支持两种不同的数据传送方法，它们是TCP协议和UDP协议。.应用层在TCP/IP模型中，应用层是最高层，它对应着OSI模型中的高3层，用于为用户提供网络服务，比如文件传输、远程登录、域名服务和简单网络管理等。因提供的服务不同，在这一层上定义了HTTP、FTP、Telnet、SMTP和DNS等多个不同的协议。TCP/IP体系结构中各层采用的主要协议如图所示。主机1向主机2发送数据3.3.2TCP/IP的层次结构3.3.3TCP/IP各层的功能3.3.4TCP/IP协议栈§3.4TCP/IP与OSI/RM的比较3.4.2TCP/IP与OSI/RM的不同点§3.5IP地址和域名3.5.1IP地址3.5.2子网技术3.5.2子网技术3.5.3域名系统3.5.4IPv6协议本章小结计算机网络体系结构与网络协议是计算机网络技术中两个最基本而重要的概念。ISO定义了计算机网络的七层结构模型，即开放系统互联参考模型。TCP/IP协议是Internet中计算机之间通信所必须共同遵循的一种通信协议。为了区分出一个网络地址的网络号和主机号，通常采用子网掩码与IP地址结合使用。IPv6采用128位地址，不仅解决了地址短缺问题，而且还增加了一些新特性。第4课第4章计算机局域网（2学时）教学目标：了解：最新局域网技术的发展和新技术基本应用。熟悉：目前常用的局域网技术及其关键技术。掌握：局域网的组网技术，具备设计和组建局域网的能力。教学内容：局域网的参考模型与标准、局域网介质访问控制方法、局域网的连接设备与工作原理、局域网的组网方法、高速局域网、无线局域网等。教学重点与难点：以太网介质访问控制方法、连接设备与工作原理、局域网的组网方法教学过程：（导入、讲授新课、巩固练习、课堂小结、布置作业）第4章计算机局域网本章内容知识结构§4.1局域网概述4.1.2局域网的性能特点4.1.3局域网的基本类型4.1.4局域网的参考模型与标准4.2局域网介质访问控制方法4.2.1局域网介质访问控制方法检测到冲突并在发完阻塞信号后,需要回退等待4.2.2局域网的网络模式4.2.3局域网的连接设备及其工作原理一网络接口卡二集线器二集线器二集线器二集线器三交换机机§4.3局域网组网方法4.3.1传统以太网这是为了避免产生转发的帧在网络中不断地兜圈子。§4.4高速局域网4.4.1光纤分布式数据接口（FDDI）主干网4.4.2快速以太网（FastEthernet）4.4.3千兆以太网（GigabitEthernet）4.4.4万兆以太网（10GigabitEthernet）4.4.5交换式以太网（SwitchingEthernet）§4.5无线局域网4.5.2WLAN的主要类型与实现技术4.5.3WLAN的协议标准与结构4.5.4WLAN的组建方式4.6虚拟局域网思考如何组建部署以太网屏蔽(STP)与非屏蔽(UTP)双绞线RJ-45连接头双绞线的连接1-3.2-6交换光纤的传输模式单本章小结LAN指小范围内各种数据通信设备互相连接在一起而构成的通信网络，它允许在有限范围内的许多独立设备间的资源共享或直接通信。决定LAN特征的主要技术有3方面：连接各种设备的拓扑结构、数据传输介质、介质访问控制方法和布线技术。局域网在网络拓扑结构上主要分为总线型、环型与星型结构三种；