计算机网络-教案

2010-2010学年上学期《计算机网络》教案主讲：刘晓健2010年9月教案首页课程名称：计算机网络任课教师刘晓健总课序第1次授课时间撰写（修改）2010年9月14日讲课内容第一章课型（教法）多媒体ppt演示+教学讲解课题计算机网络概论教具准备无教学目的主要学习计算机网络的概念、计算机网络的发展、计算机网络的组成、计算机网络的拓扑结构以及网络的分类。学完本章能对计算机网络从宏观上有较好的理解。教学重点计算机网络概念、计算机网络的基本组成和拓扑结构、计算机网络的分类。教学难点与关键计算机网络概念、计算机网络拓扑结构。教学内容及板书纲要：1、计算机网络的形成与发展2、计算机网络的定义3、计算机网络的拓扑构型4、计算机网络的分类方法5、典型的计算机网络6、公共数据网的发展7、计算机网络应用的主要领域8、计算机网络应用带来的社会问题辽东学院信息技术学院制教案中页一、掌握什么是计算机网络？计算机网络由什么组成？计算机网络就是把分散在各地的计算机用通信工具连在一起的系统，它是计算机技术与通信技术相结合的产物，它实现了分布在不同地理位置的计算机资源的信息交流、资源共享和能力共享。计算机网络是由通信子网和资源子网组成。通信子网是由网络中的各种通信设备和用作信息交换的节点计算机构成。系统以通信子网为中心，通信子网处于网络的内层。通信子网的重要任务是负责全网的信息交换，它采用的是分组交换技术(也就是存储转发技术)。资源子网是由处于网络外围的主机和终端机构成。资源子网的任务是负责信息处理，向网络提供可用的资源。用户通过资源子网不仅共享通信子网的资源，而且还可以共享用户资源子网的硬件资源和软件资源。通信子网资源子网CCPCCPCCPCCPCCPCCP主机主机主机终端终端终端资源子网通信子网主机终端主机终端终端主机CCPCCPCCPCCPCCPCCP计算机网络由通信子网和资源子网组成二、掌握计算机网络的分类及各类的特点1、按覆盖的地域分类：局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)。网络分类缩写分布距离大约网络中的物理设备传输速率范围局域网LAN10m房间4Mb/s～10Gb/s100m建筑物1km校园城域网MAN10km城市50Kb/s～2Gb/s广域网WAN100~1000km国家9.6Kb/s～2Gb/s2、按传输介质分类：有线网、无线网。3、按拓朴结构分类：星型网、总线型网、树型网、环型网、网状型网。4、按通信方式分类：点对点传输网：是以点对点的连接方式把计算机连接起来，信息沿着一定的线路一步一步地传下去，直到目的地。这是复杂的、大的网络采用的通信方式。广播式传输网络：所有连到网上的计算机都可以接收到某一台计算机发出的信号。在LAN有总线型网、星型网和树型网；在WAN上有微波、卫星方式传播的网络。5、按使用目的分类：共享资源网、数据处理网、数据传输网。6、按服务方式分类：C/S网、B/S网、P/P网7、按企业和公司管理分类：内部网(Innernet)、内联网(intranet)、外联网(extranet)、因特网(internet)。8、按带宽速率传输分类：可分为：基带网（窄带网）：低速网，传输未经调制的数字信号。电话网是低速网。宽带网：高速网，传输经过调制的数字信号。光纤网是高速网。三、掌握网络应用技术1、利用万维网()进行网络浏览，采用的是超文本传输协议HTTP。它的作用是提供了浏览器与服务器之间的通信，工作原理三要素：（1）服务器：其功能是生成并传递文档（2）浏览器：其功能是客户端通过URL请求和接收文档。（3）服务器和浏览器之间的协议：请求与响应方式服从HTTP协议。2、利用电子邮件(E-mail)进行工作交流，采用的是简单邮件传输协议SMTP（它规定了一台计算机上的邮件系统如何将邮件传输到另一台计算机上，但没有良好的用户和邮件服务的接口。），个人邮局协议POP（邮局通讯协议。保证了用户随时从远端发送和接收邮件。目前用的是POP3版本）。3、文件传输(FTP)，采用的是文件传输协议FTP，进行不同计算机之间传输数据，其传输过程有8个步骤：启动FTP、登录、确定目录位置、定义文件传输模式、开始数据传输、结束数据传输、关闭连接、退出FTP。4、远程登录(TELNET)，采用网络终端仿真协议TELNET，使异地计算机以终端方式接通远地主机，共享主机资源，其服务过程有三个步骤：（1）本地用户在本地终端上对远程系统进行登录。（2）将本地终端上的键盘输入逐键传到远端。（3）将远端的输出送回本地终端。以上四种应用属于网络中的高层应用。而综合服务数字网络ISDN(窄带64kb/s)、B-ISDN（宽带）、ADSL(非对称用户线，它提供了较高的下行带宽，较低的上行带宽)均属于技术的应用。附：1、计算机多用户系统与网络系统的异同：相同点：都是处理多用户的系统，为多台计算机进行资源共享服务。不同点：（1）数据处理方式不同：在多用户系统中，终端一般不具有单独处理数据的能力，它们靠主机CPU把系统在存的一部分分给终端用户，并且使用CPU为每个用户划分时间片来执行终端用户的应用程序；而在网络系统中，每个用户的工作站都是具有独立功能的计算机，都能执行用户自己的应用程序。（2）物理连接方式不同：多用户系统的用户终端是通过独立的I/O并行口连接到中央计算机上；而网络系统中的工作站则是通过网卡连接到公共的通信线路上。（3）功能结构方式不同：多用户终端机是分享主机的主存部分空间和CPU执行时间的分片；而网络系统中的用户使用的存储器和CPU都是在自己个人的计算机上。更重要的是：多用户系统上的计算机有主从关系统；而网络系统上的计算机则是C/S关系。2、分布式操作系统：为分布式计算机系统配置的操作系统。分布式操作系统能把系统中若干台计算机互相协作完成一个共同的任务，把一个计算问题分成若干个可并行执行的计算，分别在各台计算机上并行执行。这样，一个程序就被分布在多台计算机上并行执行，相互协作得出结果，这是计算机网络化的一个基本应用。其特点：（1）网络中每台计算机无主从之分；（2）网络中任意两台计算机都可以通过通信交换信息；（3）网络中资源可提供各用户共享。（4）环形网络、星形网络、树形网络都是分布式计算机系统结构的一种表现。3、网络操作系统：就是为计算机网络配置的操作系统。具体见课本P404、网络系统：是由网络操作系统、用以组成计算机网络的多台计算机和各种通信设备构成。5、Internet、、W3、Web?（1）Internet：是一个国际互联网，又称因特网。这个网络上有丰富的资源，需要一个好的应用程序（工具）来浏览。（2）（WorldWideWeb简写W3）：是一个应用程序，是一个面向全球的浏览器（早期的浏览器有Netscape）。它的任务就是显示Web的文档，并允许用户用超链来进行选择。（3）Web：是一个概念，而非应用程序。它既不是一个系统，也不是一个特定的协议，技术上讲，Web是一个分布式的超媒体系统，是Internet发展过程中的一个意外收获。Web可以不面向全球，在LAN中也可以起作用。6、什么是Internet？Internet：称为国际互联网，也称为环球网或因特网。它是将横跨全球的不同类型的计算机网络用高速线路互联在一起，形成一个全球性的网络，进行资源共享。它的核心技术是TCP/IP协议。7、Internet有什么特点？（1）Internet采用分组交换技术。（2）Internet使用TCP/IP协议（这是Internet的核心协议）。（3）Internet通过路由器将各个网络互连起来。（4）Internet使用IP地址和域名来识别计算机。辽东学院信息技术学院制教案首页课程名称：计算机网络任课教师刘晓健总课序第2次授课时间撰写（修改）2010年9月14日讲课内容第二章课型（教法）多媒体ppt演示+教学讲解课题数据通信的基础知识教具准备无教学目的主要学习数据通信的概念、数据传输的类型和方式、各种数据传输介质、多路复用技术、数据交换技术；掌握奇偶校验和CRC校验方法。教学重点重点是使学生掌握数据通信系统结构组成及各部分的特点，掌握数据传输类型的特点、数据通信方式的种类、数据编码技术的应用以及数据传输速率的计算，掌握传输介质的种类以及网线的制作方法。教学难点与关键数据通信方式的种类、数据编码技术的应用。教学内容及板书纲要：1．数据通信的基本概念2．数据传输类型及传输方式3．传输介质4．多路复用技术5．数据交换技术6．差错检验与校正辽东学院信息技术学院制教案中页信息、数据和信号数据：可定义为有意义的实体，可以以多种形式存在。计算机中的数据一般指具有一定含义的数值、文字、声音、图形、图像和动画等。数据可分为模拟数据和数字数据两大类。模拟数据：模拟数据是在某个区间内连续变化的值。数字数据：数字数据是离散的值。信息：信息是数据的内含，数据是信息的载体。信息需要通过数据表示出来。模拟信号波型数字信号波型信号、信源、信宿信号：信号是数据的电、磁、光形式的编码。信源：信源是指在通信的过程中产生和发送信号的设备或计算机。信宿：信宿是指在通信的过程中接收和处理信息的设备或计算机。数据通信系统的基本结构数据通信的技术指标1.数据传输速率S(比特率)单位时间内所传送的二进制代码的有效位(bit)数。S用每秒比特数(bit/s或bps)2.信号传输速率B(波特率)指在有效带宽上，单位时间内所传送的波形单元数。一个波形单元也称为一个码元。信号传输速率也叫码元速率。信号传输速率的单位为波特(Baud）。3.带宽F带宽是指物理信道的频带宽度，即信道允许的最高频率和最低频率之差，单位为赫兹(Hz)。通常所说的带宽是指有效带宽，有效带宽是指单位大小的信号通过信道时，幅度衰减至原信号的根号２分之１（即0.707）倍时，最高频率和最低频率之差4.信道容量C信道容量一般是指物理信道上能够传输数据的最大能力。它表征一个信道传输数据的能力，单位也用位／秒（bit/s）表示奈奎斯特(Nyquist)首先给出了无噪声情况下码元速率的极限值与信道带宽的关系：Ｂmax=2·F单位(Baud)由此可推出表征信道数据传输能力的奈奎斯特公式为：Ｃmax=2F·log2N单位(bps)5.误码率Pe二进制码元在数据传输中被传错的概率，因此，也称为“出错率”。设传输的二进制数据总数为Ｎ位，其中出错的位数为Ｎe位，则误码率表示为：Ｐe=Ne/N其中，N为传输的二进制比特总数；Ne为被传错的比特数。Ｐe10-6数据的传输1.串行传输串行传输是一位一位地传送，从发送端到接收端只要一根传输线.2.并行传输并行传输的速率高，并行传输可以一次同时传输若干比特的数据，从发送端到接收端的信道需要用相应的若干根传输线.信道的通信方式串行数据通信又有3种不同方式：即单工通信、半双工通信和全双工通信。三种调制法常用的多路复用技术频分多路复用(FDM，FrequencyDivisionMultiplexing)。时分多路复用(TDM，TimeDivisionMultiplexing)。波分多路复用(WDM，WavelengthDivisionMultiplexing)。码分多路复用(CDMA)和空分多路复用(SDM，SpaceDivisionMultiplexing)。动态时分多路复用。双绞线在局域网中常用到的双绞线是非屏蔽双绞线（UTP），它又分：3类、4类、5类、超5类、6类和7类。双绞线分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。循环冗余校验CRCCRC检错方法举例辽东学院信息技术学院制教案首页课程名称：计算机网络任课教师刘晓健总课序第3次授课时间撰写（修改）2010年9月14日讲课内容第三章3.1-3.5课型（教法）多媒体ppt演示+教学讲解课题计算机网络的协议与体系结构（理论结构）教具准备无教学目的主要学习计算机网络体系结构；通信协议。教学重点重点是计算机网络体系结构。教学难点与关键计算机网络体系结构的组成、功能。教学内容及板书纲要：1．计算机网络体系结构基本概念；