计算机网络基础教案

《计算机网络技术基础》教案第1页第一章：网络概述第一讲：网络定义、功能、发展2课时教学目的：1、理解网络的定义2、掌握网络的发展及各阶段特点3、掌握网络的功能教学重点：网络的功能教学难点：无教学方法：讲授法教学过程：一、什么是计算机网络？1、广义：通信技术和计算机技术相结合的产物2、狭义：：计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。互联必须遵循约定的通信协议；计算机网络可以实现数据交互通信、资源共享、信息交换、协同工作等功能。二、网络的发展：1、面向终端计算机系统典型应用：学校IC卡系统2、计算网络的形成1969年，美国的arpanet网络建立，四台计机通过通信线路连接，标志计算机网络正式形成3、网络的成熟阶段（1）局域网的发展：主机终端终端终端终端终端食堂打卡主机IC终端1IC终端2IC终端3IC终端4IC终端5商店机房《计算机网络技术基础》教案第2页lan操作系统的形成如：novell,nuix,windowsnnt2000/2003及IEEE802体系形成（2）osi体系形成：Iso组织规定了网络规范，提出了osi模形4、网络的互联（internet）90年代，网络通过路由器相互联在一起够成了internet.5、信息高速公路21世纪，光纤作为一种传输介质，使用波分多路复用技术，使网络速度进入到了下全新时代，标志着进入信息社会。三、网络的发展方向：1、三网合一三网合一就是电话网（也叫电信网）数字网（也叫计算机网）和电视网可以在一起使用，最常见的案例就是中国电信的ADSL了，可以接电话电脑和数字电视“三网融合”是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。即电信网、广播电视网、互联网分别在向下一代电信网、下一代广播电视网、下一代互联网的发展和演进过程中，网络的功能趋于一致、业务范围趋于相同，都可以为用户提供打电话、上网和看电视等多种服务2、“三金”工程形成1993年，朱镕基主持国务院会议时提出了建设三金工程，即“金桥”“金卡”“金关”工程。金桥：属于信息的基础建设，是要建设中国的社会信息平台，建设国家的公共经济信息网。是三金工程中的基础。“金卡”是指电子贷币工程。就是银行信用卡支付系统工程。是以电子信息转帐的方式实现一种贷币的流通形式。是金融电子化和商业流通现代化的重要组成部分。“金关”是国家对外经济贸易信息网工程，推动海并报关业务的电子化，从而节省数据传输的成本和时间。3、互联网络在我国的发展（1）第一阶段：1986-1993年，我国与国际互联网是间接连接。手段是国际长途拔号。这时没有实现真正的互联网，仅用于internet中的mail(电子邮件)（2）1993-1994，中科院高能物理研究所与美国斯坦福线性加速器中心开通了一条64Kb的卫星专线。标志在中国真正实现了互联网的连接《计算机网络技术基础》教案第3页（3）1994年5月，中国国家计算机与网络设施工程发起了大规模建设，将北京大学，清华大学，中科院共同完成，建立了中国第一个用tcp/ip协议与互联网连接的网络NCFC（4）1997年，在我国形成四大骨干网络，它们是：中国科学技术网络（CSTNET）中国教育和科研计算机网（CERNET）中国公用计算机互联网（CHINANET）中国金桥信息网（CHINAGBN）（5）近年来又有联通、网通、铁通等互联网络。四、网络的功能：1、资源共享（软件资源和硬件资源）2、数据通信3、网络的分布式处理与均衡负载4、集中管理和高可靠性五、作业：1、网络的发展经历了哪些阶段？2、三网合一是指哪三网？3、网络的主要功能有哪些？基本功能是什么？六、后记《计算机网络技术基础》教案第4页第二讲：网络的分类1课时教学目的：1、掌握网络的分类2、主要分类方法及各类特点，各类网络在实际中应用教学重点：按区域划分和传输介质划分教学难点：无教学方法：讲授法教学过程：一、分类角度1.按网络的分布范围分类:广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN2.按网络的交换方式分类:电路交换、报文交换、分组交换3.按网络的拓扑结构分类:星形、总线、环形、树形、网形4.按网络的传输媒体分类:双绞线、同轴电缆、光纤、无线5.按网络的信道分类:基带、宽带6.按网络的用途分类:教育、科研、商业、企业二、主要分类1、按网络的分布范围分类:广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN2、按网络的拓扑结构分类:星形、总线、环形、树形、网形3、按网络的传输媒体分类:有线网（双绞线、同轴电缆、光纤）、无线网4、按网络的信道分类:基带、宽带三、广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN的各自特点：一）局域网1、局域网基本概念:局域网是将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络。2、决定局域网特性：1)、用于传输数据的传输介质；2)、用以连接各种设备的拓扑结构；3)、用以共享资源的介质访问方法。3、局域网的典型特性：1）高速据率（0.1M～100Mbps），2）短距离（0.1km～25km），《计算机网络技术基础》教案第5页3）低误码率（10－8～10－11）。4、局域网分类：以太网，标记环网，标记总线网，快速以太网，交换局域网，全双工以太网，千兆位以太网，ATM局域网，无线局域网。其中常见的为：以太网，快速以太网，全双工以太网，交换局域网。二）城域网1、城域网基本概念城域网(MetropolitanAreaNetwork)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，简称MAN。这是80年代末，在LAN的发展基础上提出的，在技术上与LAN有许多相似之处，而与广域网(WAN)区别较大。2、城域网的特点：1）、MAN的传输媒介主要采用光缆，传输速率在l00兆比特/秒以上。所有联网设备均通过专用连接装置与媒介相联连，只是媒质访问控制在实现方法上与LAN不同。2）MAN的一个重要用途是用作骨干网，通过它将位于同--城市内不同地点的主机、数据库，以及LAN等互相联接起来，这与WAN的作用有相似之处，但两者在实现方法与性能上有很大差别。MAN不仅用于计算机通信，同时可用于传输话音、图像等信息，成为一种综合利用的通信网，但属于计算机通信网的范畴，不同于综合业务通信网(ISDN)。三）广域网1.广域网的定义广域网(WideAreaNetwork)是在一个广泛地理范围内所建立的计算机通信网，简称WAN，其范围可以超越城市和国家以至全球，因而对通信的要求及复杂性都比较高。2、广域网组成：WAN由通信子网与资源子网两个部分组成：通信子网实际上是一数据网，可以是--个专用网(交换网或非交换网)或一公用网(交换网)；资源子系统是联在网上的各种计算机、终端、数据库等。这不仅指硬件，也包括软件和数据资源。在实际应用中，LAN可与WAN互联，或通过WAN与位于其它地点的WAN互联，这时LAN就成为WAN上的一个端系统。3、特点：1）通常广域网的数据传输速率比局域网低2）而信号的传播延迟却比局域网要大得多。《计算机网络技术基础》教案第6页四、有线网与无线网特点：一）有线网：采用同轴电缆和双绞线、光纤来连接的计算机网络。同轴电缆网是常见的一种连网方式。它比较经济，安装较为便利，传输率和抗干扰能力一般，传输距离较短。双绞线网是目前最常见的连网方式。它价格便宜，安装方便，但易受干扰，传输率较低，传输距离比同轴电缆要短。光纤网是目前新型的连网方式。它价格高，安装复杂，但不易受干扰，传输率最高，传输距离最长。二）无线网：主要采用空气作传输介质,依靠电磁波作为载体来传输数据,虽然联网方式方便灵活,但是由于无线联网费用不高，五、作业：1、网络按地理范围可分为哪几种？英文缩写是什么？2、局域网的主要特征是什么？3、分别列举一个有线网络和无线网络。六、后记《计算机网络技术基础》教案第7页第三讲：网络的拓扑结构2课时教学目的：1、掌握网络的几种主要拓扑结构2、总线型、环型、网状型的特点，及实际中应用教学重点：星型网络在实际中应用教学难点：拓扑结构的定义教学方法：讲授法教学过程：一、什么是拓扑结构？1、网络拓扑是指网络形状，或者是它在物理上的连通性。是网络形状抽象出来的一种直观性较强的平面图。2、网络的拓扑结构主要有：星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树形拓扑、混合拓扑及网形拓扑。图2.16各种网络拓扑3、拓扑结构的选择往往与传输媒体的选择及媒体访问控制方法的确定紧密相关。在选择网络拓扑结构时，应考虑的因素有下列几点：1)可靠性。2)费用。3)灵活性。4)响应时间和吞吐量。二、常见的拓扑结构及特点1.星形拓扑的特点及优缺点优点：1)控制简单；2)故障诊断和隔离容易；3)方便服务；《计算机网络技术基础》教案第8页缺点：1)电缆长度和安装工作量可观；2)中央节点负担较重，形成瓶颈；3)各站点的分布处理能力较低。2.总线拓扑的特点及优缺点优点：1)总线结构所需电缆数量少；2)结构简单又是无源工作，有较高的可靠性；3)易于扩充，增减用户方便。缺点：1)传输距离有限，通信范围受到限制；2)故障诊断和隔离困难；3)分布式协议不保证信息及时传送，不具实时功能。站点必须是智能的，要有媒体访问控制功能，增加站点软件和硬件的开销。3.环形拓扑的特点及优缺点优点：1)电缆长度短；2)增减工作站时只需简单连接；3)可用光纤。缺点：1)节点故障会引起全网的故障；2)故障难检测；3)媒体访问协议都用令牌传递方式，在负载很轻时，信道利用率较低。4.树形拓扑的定义及优缺点：树形拓扑：从总线拓扑演变而来，像一棵倒置的树，顶端是树根，树根以下带分支，每个分支还可带子分支。树根接收各站点发送的数据，然后再广播发送到全网。优点：1)易于扩展；2)故障隔离较容易。缺点：1)节点对根依赖性太大，若根发生故障，则全网不能正常工作。5.混合形拓扑的定义及优缺点混合形拓扑：将两种单一拓扑结构混合起来，取两者的优点构成的拓扑。优点：1)故障诊断和隔离方便；2)易于扩展；3)安装方便；缺点：1)需用带智能的集中器；2)集中器到各站点的电缆长度会增加。6.网形拓扑的特点及优缺点优点：1)应用广泛；2)不受瓶颈问题和失效问题的影响。缺点：1)结构较复杂，网络协议也复杂，建设成本高。三、当前常见的结构及应用局域网：1.星形拓扑（当前最主要的）2.总线拓扑（曾经使用过，但部分被星型取代）3.环形拓扑（曾经使用过，但部分被星型取代）广域网：4.网形拓扑5、混合形拓扑四、作业：1、星型总线环型网各自特点有哪些？并各举一个例五、后记《计算机网络技术基础》教案第9页第二章：数据通信的基础第一讲：数据通信技术中相关述语2课时教学目的：1、理解数据、信号、信息、信源、信宿、信道2、了解模拟信号和数字信号的表示3、掌握模拟数据和数字数据的表示方法教学重点：1、模拟数据和数字数据教学难点：模拟信号和数字信号的表示教学方法：讲授法教学过程：一、几个术语的解释1数据：定义为有意义的实体。数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。2信号：是数据的电子或电磁编码。信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。可选择适当的参量来表示要传输的数据。3信息：是数据的内容和解释。4信源：通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。5信宿：通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。6信道：信源和信宿之间的通信线路。分为两种：模拟信道和数字信道二、模拟信号和数字信号的表示1、模拟信号和数字信号可通过参量(幅度)来表示：图2.1模拟信号、数字信号的表示三、模拟数据和数字数据的表示模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示，因而无论信源产生的《计算机网络技术基础》教案第10页是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都可以用适合于信道传输的某种信号形式来传输。1、模拟数据可以用模拟信号来表示。模拟数据是时间的函数，并占有一定的频率范围，即频带。这种数据可以直接用占有相同频带的电信号，即对应的模拟信号来表示。模拟电话通信是它的一个应用模型。2、数字数据可以用模拟信号来表示。