网络技术电子教案全集

教案：计算机网络

第1章网络初步

组网实例

教学目标

1.掌握计算机网络的概念

2.熟练掌握对等网的组建

3.掌握对等网中共享资源的访问

教学重点

对等网的组建

教学难点

计算机网络概念的理解

教学课时

讲授2课时，实践2课时

教学过程

一、引入

经过前段时间的市场调查，同学们对本地区的计算机网络使用情况有了一

定的了解，对计算机网络在本地区发挥的作用有了一定的认识。随着生活节奏

的加快、科学技术的发展，人类进入了信息化社会，信息量的不断增加使得越

来越多的领域需要使用多台计算机协同工作对信息进行处理，计算机网络已经

渗透到人们日常生活的方方面面，在人们的日常生活中发挥着重要的作用。（如

果有可能，可以将前期社会调查的一些数据用投影片展示出来）

二、新授课

组网实例

1.计算机网络概念

计算机网络是将地理位置不同但具有独立功能的多个计算机系统，通过通

信设备和线路连接起来，由功能完善的网络软件实现资源共享的计算机系统的

集合。

口简单地说：是自主、互联的计算机系统的集合。

主要特征：独立功能、相互连接、实现资源共享、计算机集合。

2.对等网的组建

对等网是指网络中的计算机是对等的实体，没有主从之分的计算机网络，

主要适用于较小的空间，如家庭、小公司等。组建对等网主要有以下几步：

⑴硬件安装

硬件安装主要是指网卡的安装和网络连接

网卡的安装：打开主机箱，将网卡插入计算机主板上空闲的插槽中，并用

螺丝固定。此时不要急于关闭主机箱，等网卡驱动完成，并检查无误后，再合

上主机箱。

网络连接：用制作好的网线将计算机按照用户的要求连接起来。

⑵软件的安装与设置

对等网需要安装的软件主要有网卡驱动程序与网络协议。

网卡的驱动程序的安装一般是在安装向导的引导下进行的，安装完成后，

在系统属性中可以查看网卡工作是否正常。

网络协议的安装：对等网中的计算机都需要安装两个网络协议。

两个协议：TCP/IP协议、NetBEUI协议（板书）

两个协议的安装都是在“控制面板”中的“网络”选项中进行的。

⑶其他设置

组建对等网其他的设置主要有：（以下板书）

添加网络用户

标识计算机

设置访问控制

设置IP地址

设置共享

3.共享资加京访问

启动组建完成的对等网中的计算机，打开“网上邻居”，查找对等网中的

计算机图标，访问设置过的共享资源。请学生总结共享资源的访问的步骤。

三、课堂练习

请两与学生来进行对等网的连接与设置

四、课堂总结

1.计算机网络的概念

2.对等网的组建的主要步骤

五、作业

预习课后练习四实践项目h为对等网组建作准备。

计算机网络的发展

教学目标

1.了解计算机网络的发展过程

2.了解计算机网络的发展趋势

3.掌握计算机网络发展过程中不同阶段的主要特点

教学重点

计瘴机网络发展过程及不同阶段的特点

教学难点

计算机网络发展趋势

教学课时

讲授2课时

教学过程

一、引入

计算机的发展根据所使用的电子器件的不同，可以将其划分为四代：电子

管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和超大规模集成电路计算机，现在

使用的计算机都是第四代计算机，随着功能不断拓展，经历了从低级向高级发

展的一个过程。计算机网络的发展也是这样，随着计算机功能的不断拓展以及

人们使用的需要，也经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。

二、新授课

计算机网络的发展

1.具有通信功能的单机系统

⑴批处理方式

批处理方式是由于计算机资源紧缺，人们需要使用计算机时，只能将自己

的数据程序送交给计算机操作人员，由他们使用计算机运行，最后将结果返馈

给用户。

⑵单机系统

单机系统是在分时系统出现和一个叫做线路控制器的通信装置出现后，产

生了单机系统。最初采用的是点-点方式，每个终端独占一条通信线路，随着多

重线路控制器的使用，一台主机可以和多台远程终端相连接，出现现代计算机

网络的雏形。

单机系统的弱点：

•主机负担太重

•线路利用率比较低

2.多机系统

由于单机系统的弱点明显，人们设计出前端处理机和集中器来拓展计算机

网络的功能。

前端处理机又称为前端机，主要完成计算机网络中全部的通信控制任务，

主机就可以进行专门的数据处理，提高计算机数据处理的效率。

集中器和前端机相似，它的一端用多条低速线路与各个终端相连，另一端

用一条较高速率的线路与主机的前端处理机相连，提高了线路的利用率。如下

图所示。

3.计算机-计算机网络

多机系统主要用于终端机与主机之间的数据通信，计算机系统间的通信要

求不能实现，分组交换的概念就引入了计算机网络。

分组交换的概念于1964年被提出来，1969年美国的分组交换网ARPANET

投入使用。

分组交换网以通信子网为中心，主机与终端都处于网络的外围，构成了用

户资源网，可以共享的资源得到了有效的扩大。如下图所示。

4.局域网技术的产生

计算机网络的发展，使得人们越来越认识到网络给人们工作、学习、生活

带来的方便，加上个人计算机的广泛使用，使得计算机网络在一些公司、学校

等单位出现，这些单位内部的计算机网络，促进了局域网技术产生与发展。

由于没有一定的国际标准，不同公司的局域网之间的信息交换没有得到很

好地解决，1977年，国际标准化组织制定了世界范围内网络互连的标准，称为

开放系统互联参考模型

5.网络发展趋势

20世纪90年代后，计算机网络技术得到了飞速的发展，局域网技术日趋

成熟，因特网遍及全球，人类进入一个网络化的社会。

未来网络将综合无线技术与有线技术，能够同时传送视频、语音、数据等,

传输速率也得到很大提高。

6.计算机网络在我国的发展简况

我国于1980年开始由铁道部进行计算机联网实验，采用的网络体系结构是

Digital公司的DNA；

1989年2月我国第一个公用公组交换网CHINAPAC通过试运行和验收，达

到了开通业务的条件，主要网络设备依赖进口；

80年代后期，公安部和军队相继建立了各自的专用计算机广域网；银行等

部门建立了本系统的专用计算机网络。

80年代初，国内的许多单位建立了大量的局域网。

在计算机网络标准化工作方面，我国于1983年5月成立了全国计算机与信

息处理标准化技术委员会。1988年我国制定了与ISO的开放系统互联参考模型

相对应的国家标准GB9387-88。

三、课堂练习

五、作业

本章练习：1⑴⑵、2(1)、3(1)(2)

计算机网络的功能

教学目标

1.理解计算机网络功能

2.了解计算机网络在日常生活中的主要应用

教学重点

计I机网络的功能

教学难点

计算机网络功能的理解

教学课时

讲授2课时

教学过程

一、引入

同学们通过对等网的组建、社会调查以及平时登录因特网，对计算机网络

的基本功能有了一定的认识。我们日常生活中购买车船、飞机票，交纳日常家

庭的费用，都已经在不知不觉中体会到计算机网络给我们带来的方便。在理论

上计算机网络的功能主要有哪些呢？

二、新授课

计算机网络的功能

1.数据通信

数据通信功能实现了服务器与工作站、工作站与工作站间的数据传输，是

计算机网络的基本功能。

典型的例子就是通过Internet收发电子邮件，可以很方便地实现异地交

流。

2资源共享

、资或共享是构建计算机网络的核心。

主要资源共享有：

⑴共享文件资源

主要包括程序共享、文件共享等，可以避免软件的重复开发与大型软件的

重复购买。在局域网中客户机可以调用主机中的应用程序，调看相关的文件，

单机用户一旦连入计算机网络，在操作系统的控制下，该用户可以使用网络中

其他计算机资源来处理用户提交的大型复杂问题。

⑵硬件资源共享

利用计算机网络，可以共享网络中的硬件设备，避免重复购置，提高计算

机硬件的利用率。可以使用网络上的高速打印机打印文档、报表，可以使用网

络中大容量的存储设备存放用户的资料。

⑶数据共享

数据共享，可以避免大型数据库的重复设置，以最大限度在降低成本，提

高效率。人才市场的人才库系统、学校的毕业生档案系统等等。如果人们能够

很好地利用计算机网络，作好电子注册，并将相关信息提供共享，能够很好地

解决社会上很多问题。

3.分布式处理

分布式处理是将大型信息处理问题分散到网络中的多台计算机中协同完

成，解决单机无法完成的信息处理任务。

⑴分布式输入

将需要处理的大量数据分散到多个计算机上进行输入，以解决数据输入的

“瓶颈”问题。如我国进行多次的人口普查，各地方收集到的数据由各地方进

行数据输入。

⑵分布式处理

一些大型综合性问题，分别交给不同的计算机进行处理。

⑶分布式输出

将需要输出的大型任务，选择网络空闲输出设备进行输出。

4.提高可靠性

在一个系统中，单个部件或计算机的暂时失效是随时都有可能发生的。建

立计算机网络后，重要的资源可以通过网络在多个地点互做备份，并使用用户

可以通过几条路由来访问网内的资源，从而可以有效地避免单个部件、计算机

等的故障影响用户的使用。

5.综合信息服务

网络的一大发展趋势是多元化，在一套系统上提供集成的信息服务，包括

来自政治、经济、生活等各个方面的资源，同时还能够提供多媒体信息。Internet

上的一些综合性的网站主要提供这种综合信息服务。

6.计算机网络在日常生活中具体应用

⑴电子邮件

⑵电子数据交换

电子数据交换是计算机网络在商业领域的一种重要的应用形式，它以共同

认可的数据格式，在贸易伙伴的计算机之间传输数据。

⑶联机会议

利用计算机网络，人们可以通过个人计算机参加会议讨论。

(4)网络游戏

网络游戏拓展了计算机网络的功能，扩大了网络用户群，给人们带来了一

种全新休闲理念。

(5)网络教育

网络教育是现在与将来人们学习知识的重要途径。网上大学就是利用计算

机网络传输知识，扩展了办学规模与办学模式。

(6)信息查询

信息查询是因特网提供给广大网民的一种新的资料搜寻方式。

三、课堂练习

1.举例说明分布式处理

2.举例说明计算机网络提高了系统的安全可靠性

四、作业

本章练习：2(3)

网络的拓扑结构

教学目标

1.了解计算机网络的三种基本拓扑结构

2.掌握三种拓扑结构的工作原理、网络特点及主要应用领域

3.能够根据实际情况选择合适的网络拓扑

教学重点

三种拓扑结构的工作原理及网络特点

教学难点

根据实际情况选择网络拓扑

教学课时

讲授2课时

教学过程

一、引入

地图对大家来说都不陌生，一个很大的城市，通过一张小小的地图就可以

将整个城市浓缩在一张纸上。城市的道路，主要建筑都被标识为相应的线或点,

这种标识方式类似于拓扑。拓扑学是一种研究与大小、距离无关的几何图形特

征的学科，在计算机网络中常采用拓扑学的方法，将计算机网络的结构表示出

来。

二、新授课

网络的拓扑结构

1.网络的拓扑结构

按照拓扑学的观点，将工作站、服务器、交换机等网络单元抽象为“点”，

网络中的传输介质抽象为“线”，计算机网络系统就变成了由点和线组成的几

何图形，它表示了通信媒介与各节点的物理连接结构，这种结构称为网络的拓

扑结构。

按照网络中各节点位置和布局的不同，计算机网络可分为树型拓扑结构网

络、总线型拓扑结构网络、环型拓扑结构网络、星型拓扑结构网络和网状拓扑

结构网络等五种网络类型。

常用的网络拓扑结构主要是总线型、环型和星型拓扑结构。如下图所示。

2.总线型拓扑结构

总线型拓扑结构简称总线拓扑，它是将网络中的各个节点设备用一根总线

(如同轴电缆等)挂接起来，实现计算机网络的功能。

总线型结构的数据传输是广播式传输结构，数据发送给网络上的所有的计

算机，只有计算机地址与信号中的目的地址相匹配的计算机才能接收到。采取

分布式访问控制策略来协调网络上计算机数据的发送。

传输介质的每一个端点都必须连接到某个器件上，任何开放的缆线端口都

必须接入终结器以阻止信号的反射。

总线型拓扑对于一个网络段上的节点数有一定的限制。如果网络中的计算

机需求数大于这一限制，通常采用增加中继器的方法对网络进行扩充。

主要优点：

⑴网募结构简单，节点的插入、删除比较方便，易于网络扩展；

⑵设备少、造价低，安装和使用方便；

⑶具有较高的可靠性。因为单个节点的故障不会涉及到整个网络。

主要缺点：

⑴故障诊断困难。总线型的网络不是集中控制，故障诊断需要在整个网

络的各个站点上进行；

⑵故障隔离困难。当节点发生故障，隔离起来还比较方便，一旦传输介

质出现故障时，就需要将整个总线切断。

⑶易于发生数据碰撞，线路争用现象比较严重。

主要适用于家庭、宿舍等网络规模较小的地方。

3.星型拓扑结构

星型结构以中央节点为中心，并用单独的线路使中央节点与其他各节点相

连，相邻节点之间的通信都要通过中心节点。

星型拓扑采用集中式通信控制策略，所有的通信均由中央节点控制，中央

节点必须建立和维持许多并行数据通路。

星型拓扑采用的数据交换方式主要有线路交换和报文交换两种，线路交换

更为普遍。

网络的扩展通常是采用增加中央节点的方式，将中央节点级联起来，需要

增加的节点再与新中央节点连接。

主要优点：

⑴易于故障的诊断与隔离。

⑵易于网络的扩展。

⑶具有较高的可靠性。

主要缺点：

⑴过分依赖中央节点。

⑵组网费用高。

(3)布线比较困难。

星型网络是在现实生活中应用最广的网络拓扑，一般的学校、单位都采用

这种网络拓扑组建单位的计算机网络。

4.环型网络

环型拓扑结构是一些中继器和连接中继器的点到点链路组成一个闭合环，

计算机通过各中继器接入这个环中，构成环型拓扑的计算机网络。在网络中各

个节点的地位相等。

环型拓扑中的每个站点都是通过一个中继器连接到网络中的，网络中的数

据以分组的形式发送。网络中的信息流是定向的，网络的传输延迟也是确定的。

主要优点：

⑴数据传输质量高。

⑵可以使用各种介质。

⑶网络实时性好。

主要缺点：

⑴网络扩展困难。

⑵网络可靠性不高。

⑶故障诊断困难。

环型网平时用的比较少，主要用于跨越较大地理范围的网络，环型拓扑更

适合于网间网等超大规模的网络。

三、课堂练习

1.用自己的语言描述拓扑的概念，并举例说明。

2.画出总线型、星型、环型、树型和网状网络的拓扑结构。

计算机网络的分类

教学目标

1.了解广域网、局域网和无线网的基本特征

2.掌握局域网、广域网以及无线网的技术特点及应用领域

教学重点

局赢网的技术特点及应用领域

教学难点

广域网的相关知识

教学课时

讲授2课时

教学过程

一、引入

给某样东西分类，常常会有这样的问题，分类标准不同，分类的结果也会

有很大的差异，计算机网络的分类也是如此。计算机网络按网络覆盖的地理范

围可以将网络分为广域网、局域网和介于广域网和局域网之间的城域网；按网

络的拓扑结构可以将网络分为星型网、树形网、总线型网、环型网、网状网、

混合网；按网络交换功能可以将网络分为电路交换网、报文交换网、分组交换

网、混合交换网等。平时最常用的分类方式是按网络覆盖的地理范围来分的。

二、新授课

计算机网络的分类

1.局域网

局域网(LocalAreaNetwork)简称LAN,通常是由地理范围在几公里以

内的、采用单一或有限的传输介质、按照某种网络结构相互连接起来的计算机

组成的网络。

主要特点：

⑴数据传输速率极高

(2)地理范围有限

⑶误码率低

(4)易维护

局域网分类：

(1)以太网

以太网采用CSMA/CD(冲突检测/载波侦听)介质访问控制方法，使用的典

型拓扑结构是总线型，不适用于大型或忙碌的网络。常见的以太网有四种类型：

10Base5、10Base2>10Base-T、10Base-F,其传输介质分别为粗缆、细缆、双

绞线和光纤。

(2)快速以太网

快速以太网执行的是以太网的扩展标准，保留着传统以太网的所有特征。

主要有两种类型：100Base-T和100Base-VG,100Base-T采用了CSMA/CD介质

访问控制方法，100Base-VG采用了新的介质访问方法：请求优先。快速以太

网可以使用的传输介质为光纤和5类非屏蔽双绞线。

(3)千兆以太网

千兆以太网采用CSMA/CD介质访问控制方法，传输速率可达IGbps,千兆

以太网可以使用的传输介质为光纤和5类非屏蔽双绞线。

(4)ATM

ATM是高速分组交换技术，其基本数据传输单元是信元，其速率可达

155Mbps。网络中增加计算机的数量，传输速率也不会降低，必须使用光纤用为

传输介质，主要应用于主干网上。

⑸FDDI

光纤分布数据接口(FDDD使用基本令牌的环型体系结构，以光纤为传输

介质，传输速率可达100Mbps,主要用于高速网络主干，能够满足高频宽信息

的传输需求。

城域网(MetropolitanAreaNetwork)简称MAN,是一种大型的局域网，

它一般覆盖一个地区或城市，其传输速率通常在10Mbps以上，地域范围可以从

几十公里到上百公里，一般采用FDDI技术、ATM技术。

2.广域网

广域网(WideAreaNetwork)简称WAN,又称为远程网，是指处于一个相

对广泛区域内的计算机及其他设备，通过公共电信设施相互连接，以实现信息

交换和资源共享的计算机网络。

典型的广域网技术：

⑴公共交换电话网(PSTN)

模拟拨号服务是基于标准电话线路的电路交换服务，主要用来作为连接远

程端点的连接方法，比较典型的应用有：用于远程端点和本地局域网之间互连、

用于远程用户拨号上网及用作专用线路的备份线路。

⑵综合业务数字网(ISDN)

综合业务数字网为用户提供端到端的数字通信线路，传输速率高，达到

128kbit/s,而且可以通过数字通道传输语音、数据和图像信息。主要采用2B

+D通道接入。

⑶不对称数字用户线(ADSL)

ADSL是不对称数字用户线，它允许下行信息传输速率(从网络到用户设备)

远远高于上行信息传输速率(从用户设备到网络)。

ADSL支持的下行传输速率可以达到1.5〜8Mbit/s,上行传输速率可达到

16~640kbit/so

3.无线网

无线网络是指通过无线手持终端或移动终端、无线基站、无线网卡、无线

路由等无线通信设备经无线传输介质连接而成的计算机网络，是计算机网络与

无线通信技术相结合的产物。

无线网使用的传输媒体主要有两种：无线电波和红外线。

无线网有扩展频谱方式与窄带调制方式。使用扩频方式通信时，数据基带

信号的频谱被扩展至几倍一一几十倍后再搬移至射频，然后发射出去。在窄带

调制方式中，数据基带信号的频谱不做任何扩展被直接搬移至射频发射出去。

红外线网采用小于lum波长的红外线作为传输媒体，有较强的方向性，它

采用低于可见光的部分作为传输介质，红外信号要求视距传输，窃听困难，对

邻近区域的类似系统不产生干扰，但是具有很高的背景噪声，受日光、环境照

明的影响较大。

无线网的特点：

⑴传输速率低

⑵视线问题

⑶通信盲点

三、课堂练习

1.用自己规定的标准，给计算机网络分类

2.局域网的分类是怎样的？

3.目前广泛使用的广域网技术主要有哪些？

四、作业

本章练习：1⑲⑳，3⑷⑼⑩

局域网组成与结构

教学目标

1.掌握局域网系统的组成

2.掌握局域网的两种常见结构及其特点

3.了解相关的国际标准化组织

教学重点

局域网系统的组成

教学难点

对等网与基于服务器网络的特点

教学课时

讲授2课时

教学过程

一、引入

计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成，硬件系统主要由运算

器等部分组成，软件系统主要由系统软件与应用软件等组成。计算机网络系统

的组成也是由网络硬件系统与网络软件系统两大部分组成的，局域网也是如此。

二、新授课

局域网的组成与结构

1.局域网的硬件系统

局域网的基本硬件主要有：服务器、工作站、网络接口卡、传输介质、集

线器等

⑴服务器

在网络中提供服务资源并起服务作用的计算机称为服务器。

网络中的服务器主要有为文件服务器、打印服务器、应用系统服务器等。

⑵工作站

连接到网络中的计算机就称为工作站。

工作站可以分为有盘工作站与无盘工作站。区别在于有没有外存储器，有

外存储器的工作站为有盘工作站，没有外存储器的工作站为无盘工作站。

工作站一般不用来管理共享资源，但必要时也可以将工作站的外设设置为

网络共享设备，从而具有某些服务器的功能。

⑶网络接口卡

网络接口卡简称网卡，又称为网络适配器，它是计算机与传输介质之间的

物理接口。

主要作用是负责将发送给其他计算机的数据转变成能够在传输介质上传输

的信号发送出去，同时又要负责通过传输介质接收信号，并且将接收到的信号

转换成可以被计算机识别的数据。

⑷集线器

集线器也称为集中器或集线中心，平时我们简称HUBo

主要作用是能够对数据信号进行整形再生的。是一个集中式、广播式的中

继器设备。

（5）通信介质

通信介言是而来连接计算机与计算机、计算机与集线器等的媒介。

主要作用是连接各个网络设备。

2.局域网的软件系统

局域网的软件系统主要由网络操作系统、工作站软件、网卡驱动程序、网

络应用软件和网络管理软件等组成。

⑴网络操作系统

网络操作系统运行在服务器上，负责处理工作站的请求，控制网络用户可

用的服务程序和设备，维持网络的正常运行。

⑵工作站软件

工作站软件运行在工作站上，处理工作站与网络间的通信，与本地操作系

统一起工作。

⑶网卡驱动程序

网卡驱动程序是网络硬件专用的，一般随网卡一起提供，工作站或服务器

上的网卡必须经过驱动才能正常工作。

⑷网络应用软件

网络应用软件是专门为在网络环境中运行而设计的，网络版应用程序允许

多个用户在同一时刻访问、操作、使用，它是网络文件资源共享的基础。

⑸网络管理软件

网络管理软件能监测网络上的活动并收集网络性能数据，并能根据数据提

供的信息来微调和改善网络性能。

3.局域网的结构

局域网常见的只有两类：工作站/服务器型网络和对等网

⑴工作站/服务器型网络

工作站/服务器型网络是指网络中至少有一台以上的专用服务器用来管理

网络，控制网络运行，为网络上的用户提供共享资源，而其他的计算机作为工

作站通过服务器来访问网络上的共享资源。

主要特点：

网嘉运行稳定、信息管理比较安全、用户扩展方便，易于升级，可以有效

地利用各工作站的资源、服务器负担小、网络工作效率高。

工作站的管理比较困难、组网成本较高，不适合于家庭。

⑵对等网

对等网络是指网络中的计算机地位平等，是对等实体，既可以为别的计算

机提供服务，也可以享用其他计算机提供的服务。

主要特点：

组建和维护容易、成本较低、使用起来也比较简单。

数据保密性比较差、文件存储分散、不易于升级。适用于家庭、宿舍组网

使用。

4.国际标准化组织

比较著名的国际标准化组织有：ANSI.ITU(CCITT)>EIA.IEEE和ISO。

ANSI是美国国家标准学会，它设计了ASCH代码组。

ITU是国际电信联盟，是世界各国政府的电信主管部门之间协调电信事务

方面的一个国际组织。有3个主要部门：无线通信部门(ITU-R),电信标准化

部门(ITU-T),开发部门(ITU-D)。在通信领域，ITU-T标准有V系列标准,

如V.32、V.33、V.42标准，有X系列标准,如X.25、X.400、X.500,ITU-T

的标准还包括了电子邮件、目录服务、ISDN以及宽带ISDN等方面的内容。

EIA是美国电子工业协会，在定义数据通信设备的物理接口和电气特性等

方面做了巨大的贡献,如EIARS-232、EIARS-449和EIARS-530等。

IEEE是电子和电气工程师协会，IEEE制定了局域网和城域网的标准，就是

我们现在称为802项目或802系列标准。

ISO是国际标准化组织，开发了开放系统互连网络结构模型，模型定义了

网络结构的7个数据处理层。

三、课堂练习

1.家庭组网需要的硬件主要有哪些？需要安装的软件呢？

2.简要叙述基于服务器网络的特点。

3.谈一谈你们通过因特网查找到国际标准化组织有哪些？主要从事哪些

方面标准的制定？

四、作业

本章练习:1(4)(6)(8)(9),3⑺⑻

第2章数据通信电子教案

基本概念

教学目标

1.掌握数据通信的基本概念，理解数字数据和模拟数据的区别；

2.掌握模拟数据通信系统和数字通信系统的模型及其主要区别；

3.理解、掌握数字通信系统的主要技术参数。

教学重点

数据通信的基本概念

教学难点

模菽数据与数字数据通信系统的区别

教学课时

讲授2课时

教学过程

一、引入

数据通信作为一门独立的学科，涉及多方面内容，计算机网络技术与之有

着一定的联系。通过第一章的学习，我们对计算机网络有了一定的认识，在日

常的生活中，我们已经体会到了因特网的的普及给我们带来的方便，但网络的

数据是怎样传输的呢？网络中的数据是以怎样的形式进行传输的呢？与我们平

常使用的电话、手机中数据的传输是一回事吗？要了解这些知识，我们需要对

数据通信的相关知识有一定的了解。

二、新授课

数据通信的基本概念

1.数据与信息

数据是包含有一定内容的物理符号，是传送信息的载体。

信息是指数据在传输过程中的表示形式或向人们提供关于现实世界事实的

知识，它不随载荷符号的形式不同而改变。

数据是信息传送的形式，信息是数据表达的内涵。

2彳言与彳言］首

口信号（数据的电编码、电磁编码或其它编码。信号可以分为模拟信号和数

字信号。

信道是信号传输的通道，包括通信设备和传输媒体。信道按传输信号的形

式可以分为模拟信道和数字信道。模拟信道用于传输模拟信号，数字信道用于

传输数字信号。

3.数字数据与模拟数据

模拟数据是指在某个区间产生的连续值，如：声音、视频、温度、压力。数字

数据是有限个离散值，如字符串、整数数列。

模拟信号是在一定范围内可以连续取值的信号，是一种连续变化的电信号，它

可以不同频率在介质上传输。

数字信号是一种离散的脉冲序列，它的取值是有限个数，它以恒定的正电

压/负电压或正电压/0电压，表示“1”、“0”，可以用不同的位速率在介质

上传输。

4.数据通信模型

通信系统的基本作用是在发送方（信源）和接收方（信宿）之间传递和交换信

息。根据通信系统是利用模拟信号还是数字信号来传递消息，通信系统可以分

为模拟通信系统和数字通信系统。

模拟通信系统利用模拟信号来传递信息，如现在广泛使用的电话、广播和

电视。系统一般由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声源组成。如下

图所示

人们日常使用的拨号上网就是一个模拟通信系统的实例，发送端工作站发

送的数据经调制解调器转换为模拟信号后，送到公共电话网上传输，到接收端

经调制解调器变换为数字信号后，与服务器通信。

数字通信系统利用数字信号来传递信息，如计算机通信，数字电话、数字

电视等。数字通信系统由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解

调器、信道译码器、信源译码器以及发送端和接收端时钟同步组成。如下图所

示

主要特点：数字通信抗干扰能力强，可以实现信号的差错控制，传输质量

高，通过对信号加密和防火墙技术可以实现保密通信，但数字通信所占的信道

带宽远远大于模拟信道。

5.数据通信系统的主要技术指标

带宽信号在通信线路上传输时最高频率与最低频率之差叫信号的频带宽

度，简称带宽或称为通频带。数字信号带宽与脉冲宽度成反比。

信道容量即单位时间内最大可传输信息的位数，是信道传输信息的最大

能力的指标。无噪声理想信道容量与信道的带宽的关系如下：

C=2〃log2N

其中：C为信道容量，H为信道带宽(信道能够传输信号的最大频率范围)，

N为传输时为一个码元所取的离散值个数。本公式也称为奈奎斯特公式或无噪

信道传输能力公式。

对有噪声的实际信道，其关系如下：

C=Hlog2(l+S/N)

其中：S/N为接收端的信噪比。本公式也称为香农公式。

位速率位速率也称信号速率，常用S表示，位速率是数字信号的传输速

率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位数来表示，其单位为位每秒

(bps)o

波特率波特率也称调制速率，也称码元速率。位速率和波特率之间有如

下关系：

S=Blog2N

其中N是一个脉冲信号所表示的有效状态，在二进制方式中，N=2,故5=8。

即数据传输速率和调制速率相等。

误码率误码率指信息传输的错误率，是衡量传输系统可靠性的指标。误

码率以在接收的码元中的错误码元占总传输码元的比例来衡量，通常应低于

10%

三、课堂练习

1.请举例说明数据与信息的区别

2.举例说明模拟数据与数字数据

3.请用拨号上网说明模拟通信系统模型

4.数据通信系统主要技术指标有哪些？

四、课堂总结

1.数据与信息、信号与信道

2.数字数据与模拟数据

3.数据通信模型

4.数据通信系统的主要技术指标

五、作业、本章练习1(1)(2)

数据传输一

教学目标

1.了解数据传输及数据传输的相关概念；

2.掌握基带传输和宽带传输的相关知识；

3.掌握串行传输和并行传输的相关知识。

教学重点

串5传输和并行传输的相关知识

教学难点

基带传输和宽带传输

教学课时

讲授2课时

教学设想

数据传输是数据通信的基础，本次课主要介绍数据传输的过程、基带传输

与宽带传输技术和串行传输与并行传输技术。在数据传输过程的教学中，重点

介绍清楚数据传输几个概念，数据传输过程可以以人们捎口信做类比进行教学;

基带传输与宽带传输要讲清楚两者的区别，以及宽带与平时所说宽带的区别，

以免引起学生的误解；串行通信与并行通信可以用列队做类比进行教学以帮助

学生理解。

教学过程

一、引入

在数据通信系统中，通信信道为数据的传输提供了各种不同的通路，对应

于不同类型的信道，数据传输可以采用不同的方式。今天我们来学习数据传输

的相关内容。

二、新授课

数据传输

1.数据传输的过程

两台计算机之间的数据传输首先需要将信息用二进制代码来表示，其次还

要将二进制代码以一定的信号形式（如电压、电流、脉冲等）来表示，然后将信

号经由信道进行传输，到达接收方后，再根据这些信号恢复为代码，从而得到

发送端的信息。

数据传输的相关概念：（本行以下板书）

模拟通信：模拟信号通过模拟信道进行传输。

数字通信：模拟信号通过数字信道进行传输。

数据通信：是专指信源和信宿中数据的形式是数字的，而不论是通过数字

信道传输还是模拟信道传输。。

数字传输的优点：

⑴抗干扰能力强

⑵适合远距离传输

⑶安全保密性好

⑷适合多媒体信息传输

2.基带传输和宽带传输

数据传输方式依其数据在传输线上原样不变地传输还是调制变样后再传

输，可以分为基带传输和宽带传输两大类。

⑴基带信号与基带传输

二进制数字脉冲信号称为基带信号

基带传输是将数据直接转换为脉冲信号加到电缆上进行传送的数据传输方

式。

（2）宽带信号与宽带传输

宽带信号是将多组基带信号分别调制不同频率的载波，并由这些载波分别

占用不同频段的调制载波组成。

宽带传输是将数据加载到载波信号上进行传送的数据传输方式。

基带传输和宽带传输最重要的区别在于：基带传输采用的是“直接控制信

号状态”的传输方式，而宽带传输采用的是“控制载波信号状态”的传输技术。

3.并行传输和串行传输

依据传输线数目的多少，可以将数据传输方式分为：并行传输和串行传输。

并行传输用于短距离、高速率的通信，串行传输用于长距离、低速率的通信。

⑴并行传输

并行传输是指数字信号以成组的方式在多个并行信道上传输，数据由多条

数据线同时传送与接收，每个比特使用单独的一条线路。

并行传输的优点在于传送速率高，发收双方间不存在字符同步的问题，缺

点是需要多个并行信道，增加了设备的成本，而且并行线路的电平相互干扰也

会影响传输质量，不适合做较长距离的通信，主要用于计算机内部或同一系统

设备间的通信。常见的并行传输如计算机与打印机之间的数据传输。如下图所

示

⑵串行传输

串行传输就是将比特流逐位在一条信道上传送。需要解决收发双方如何保

持码组或字符同步的问题。

相对于并行传输，串行传输的效率低，传输速率慢，但由于只有一条信道,

减少了设备的成本，且易于实现与维护。计算机与Modem之间的通信就是串行

传输。如下图所示

三、课堂总结

1.数据传输过程

2.基带信号与基带传输

3.并行传输与串行传输

四、课堂练习

1.用&己的语言描述数据传输的过程

2.数字传输具有的优点是什么？

3.基带传输与宽带传输的区别是什么？

4.并行传输和串行传输主要用于什么地方？

五、作业

本章练习：1⑶⑷⑸

六、教后记

数据通信二

教学目标

1.掌握单工、半双工和全双工通信的基本原理、特点及主要区别；

2.掌握异步传输和同步传输的基本工作原理；

3.理解多路复用技术的基本工作原理。

教学重点

单工、半双工和全双工通信的基本原理

教学难点

多路复用技术

教学课时

讲授2课时

教学过程

一、引入

随着科学技术的发展，现在通讯技术越来越发达，十年前的寻呼机现在已

经难觅踪迹了，手机的使用越来越普及，大家来想一想，手机、寻呼机以及现

在一些小区保安使用的对讲机等在使用中的区别是什么？

二、新授课

数据通信

1.单工、半双工和全双工通信

在串行通信中，根据数据流的方向可以将通信分为单工、半双工和全双工

通信3种方式。

⑴单工通信

单工通信是指在两个通信设备间，信息只能沿着一个方向被传输。

采用单工通信时，在通信设备双方中，一方为发送设备，另一方为接收设

备。广播和电视节目的传送以及寻呼系统都属于单工通信的例子。

⑵半双工通信

半双工通信是指两个通信设备间的信息交换可以双向进行，但不能同时进

行。也就是说，在同一时间内仅能使信息在一个方向上传输。

半双工通信设备的两端要求既要有发送设备，又要有接收设备，因此该方

式需要具有信道转换能力，通常用软件控制换向，换向过程中存在换向的延时

时间，也可以采用人工操作机械开关的方法进行控制。其典型的例子是对讲机

或计算机与终端的通信。

⑶全双工通信

全双工通信是指两个通信设备间可以同时进行两个方向上的信息传输。

两个通信应同时具有发射和接收的功能，与通信站相接的传输设备和传输

控制协议必须提供全双工的工作方式，同是还应对缓存器作特殊的考虑，如想

进行同时读写就要求缓存中也能同时释放和分配存储器等。我们平时使用的手

机类似于全双工通信

2.异步传输和同步传输

⑴异步传输

异步传输方式又称为起止式同步方式，它是以字符为单位进行同步的，且

每一字符的起始时刻可以为任意。数据格式如下图所示：

一般“起”信号的长度规定为1个码元宽度，极性为“0”，即用空号(space)

代表，“止”信号可以为1、L5或2个码元的宽度，其长度的选取与所采用的

传输代码类型有关。

在异步传输方式中字符可以被单独发送或连续发送，字符与字符的间隔期

间可以连续发送“1”状态，当不传字符时，不要求收发时钟同步，仅在传输字

符时，收发时钟才需要在字符的每一位上同步。

异步传输方式的优点是每一个字符本身就包括了本字符的同步信息，不需

要在线路两端设置专门的同步设备。

其缺点是每发一个字符就要添加一对起止信号，线路的开销增加，传输效

率低。异步传输方式常用于200bps的低速率数据传输中，目前仍在广泛使

用。

(2)同步传输

同步传输方式是以固定的时钟节拍来连续串行发送数字信号的一种方法。

其数据格式如下图所示：

同步传输方式中，要求收发两端的时钟都必须在每个比特上保持一致。

在同步传输中，数据的发送一般以帧为单位。传送时在每个帧的帧首加两

个或两个以上同步字符Sync,帧内每个字符前后不附加起止位。同步字符Sync

是一个独特的比特组合，用于通知接收方一个帧已经到达。Sync类似于异步传

输中的起始位，但它除了具有起始位的功能外，还能确保接收方的采样速度和

比特的到达速度保持一致，收、发方一般采用同一同步时钟。

实现同步传输方式的收发时钟同步方法有两种：外同步法和自同步法。同

步传输方式具有较高的效率，常用于大于2400bps的速率的传输。

3.多路复用技术

多路复用技术是使多路数据信号共同使用一条线路进行传输的技术。多路

复用通常有：频分多路复用技术、时分多路利用技术和波分复用技术。

⑴频分多路复用技术

频分多路复用将信道的可用带宽划分为若干个小频带，每个小频带传送一

路信号，形成一个子信道。

频分多路复用常用于模拟信号的传输，如收音机、电视机等，FDM也用于

宽带网络。载波电话通信系统是频分多路复用的典型例子。

⑵时分多路复用技术

时分多路复用技术是将通信信道传输数据的时间划分为若干个时间段，每

一路信号占用一个时间段，在其占用的一段时间内，信号独自使用信道的全部

带宽。

时分多路复用通常用于数字数据的传送，也可用于模拟信号的传送。

时分多路复用在任一时刻，只传送一种信号，多路信号分时地在信道中传

送，而频分多路复用是在任一时刻，同时传送多路信号，各路信号占用的频带

不同。

⑶波分复用技术

波分复用是把光波波长分割复用，在一根光纤中同时传输多波长光信号的

一项技术。

基本原理是在发送端将不同的光信号组合起来，也即是复用过程；耦合到

光线线路上用一根光纤进行传输，在接收端又将组合波长的光信号区分开来，

即完成解复用过程，再通过进一步处理恢复出原信号后送入不同的终端。

三、课堂总结

1.单工通信、半双工通信和全双工通信

2.异步传输和同步传输

3.多路复用技术

四、课堂练习

1.举例说明单工通信、半双工通信和全双工通信

2.异步传输和同步传输数据格式上的主要区别是什么？

3.简述3种复用技术的主要工作原理

五、作业

本章练习：1(6)⑺⑻⑩、2⑴⑵⑶⑷⑹⑻、3⑵

数据交换

教学目标

1.掌握电路交换的工作原理、工作特点及适用网络类型

2.掌握报文交换的工作原理、工作特点及适用网络类型

3.掌握分组交换的工作原理、工作特点及适用网络类型

教学重点

三种数据交换方式的工作原理及工作特点

教学难点

工作原理的理解

教学课时

讲授2课时

教学过程

一、引入

数据通信时，需要通信的两个设备通过传输介质直接连接在一起一般是不

现实的，也是不方便的，一般是通过有中间节点的网络来把数据从源设备发送

到目标设备，这些中间节点不关心数据的内容，只提供一个交换设备，用这个

交换设备把数据从一个节点传到另一个节点直至目的地。这些交换设备是采用

什么技术进行数据交换的呢？

二、新授课

数据交换

1.电路交换

⑴电路交换的原理

电路交换过程主要有三个阶段：电路建立、数据传输和电路拆除。

①电路建立

在传输数据之前，先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。

②数据传输

电路建立以后，数据就可以从源站发送往目的站，电路连接是全双工的，

数据可以在两个方向传输。在整个数据传输过程中，所建立的连接必须始终保

持连接状态。

③电路拆除

数据传输结束后，由某一方发出拆除请求，然后逐节拆除到对方的节点链

路，将电路的使用权交还给网络，以供其他用户使用。

电路交换属于电路资源预分配系统，即每次通信时，通信双方都要连接电

路，且在一次连接中，电路被预分配给一对固定用户。不管该电路上是否有数

据传输，其他用户都不能使用该电路直至通信双方要求拆除此电路为止。

⑵电路交换的特点

电路交换方式的特征是在整个连接路径中均采用物理连接，具有以下的一

些优点：

信息传输时延小；电路是透明的；信息传送的吞吐量大。

采用电路交换方式传送数据的缺点：

所占用的带宽是固定的，造成网络资源的利用率较低；由于通信的传输通

路是专用的，采用电路交换方式进行数据通信的效率较低；通信双方在信息传

输速率、编码格式、同步方式、通信规程等要完全兼容，不同速率和不同通信

协议之间的用户不能通信。

⑶适用范围

电路交换方式进行数据通信，可以用于公用交换网，即电话网，以及专线

方式，如数字数据网DDN。电路交换适用于信息量大的场合。

2.报文交换

报文交换也称为包交换，它将用户的一个报文分成若干个报文组，以报文

组为单位采用“存储-转发”交换方式进行通信。

⑴报文交换的工作原理

报文交换采用存储-转发原理，即交换机把来自用户的报文先暂时存在节点

机内排队等候，网络上链路空闲时就转发出去至下一节点，报文在下一节点再

存贮-转发，直到到达目的节点。信息是以报文为单位传输的，网络节点具有信

息处理、存储和路由选择的功能。

⑵报文交换的特点

报文交换的优点是：

报文交换过程没有电路接续，可以采用多路复用，提高线路的利用率；用

户不需要叫通对方就可以发送报文；容易实现不同类型的终端之间的通信。

报文交换的缺点是：

数据时延较大，不利于实时通信；要求交换机有高速处理能力及大的存储

容量，增加了设备的开支。

3.分组交换

分组交换采用了“存储一转发”的方式，同时把报文分割成若干较短的按

一定格式组成的分组进行交换和传输。分组交换有虚电路分组交换和数据报分

组交换两种，是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。

⑴虚电路分组交换

虚电路分组交换在传送数据前必须在发送端和接收端之间建立一条逻辑连

接，数据按照事先建好的路径顺序传输。传送数据量较大时，通常采用虚电路

方式。

⑵数据报分组交换

数据报分组中每个分组的大小有严格的限制，每个数据报自身携带足够的

地址信息。各数据报所走的路径不一定相同，各个数据报到达目的地的顺序可

能不同，有的数据报会丢失。

⑶分组交换的特点

分组交换采用“存储-转发”方式，不独占信道；信息传输时延较小；为不

同通信规程的数据终端间能相互通信提供了会话环境；可靠性高。

分组交换的技术实现复杂，软件及硬件结构都较为复杂；网络附加的信息

较多。

分组交换主要应用于计算机终端连网。

三、课堂总结

电路交换在数据传输之前必须先设置一条完全的通路，在线路拆除之前，

该通路由一对用户完全占用，线路利用率不高。对于较轻和间接式负载，可以

通过电话拨号来使用公用电话系统线路，对于很重和持续的负载，可以使用租

用的电路交换线。

报文交换的报文从源点传送到目的地采用存储转发的方式，报文需要排队,

不适合于交互式通信，不能满足实时通信的要求。

分组交换方式和报文交换方式类似，但报文被分成分组传送，并规定了最

大长度。分组交换技术是在数据网中最广泛使用的一种交换技术，线路利用率

高，适用于交换中等数据或将数据交换到大容量设备的情况。

四、课堂练习

1.简要叙述电路交换的过程。

2.报文交换的特点是什么？

3.分组交换有几种技术，简要叙述其特点。

五、作业

本章练习：10)(11),2(9)(10)01)(12)(13)(14),3(3)(4)

差错控制

教学目标

1.理解差错控制的机制；

2.掌握差错控制的方法及各方法的基本工作原理；

3.理解循环冗余码的构成。

教学重点

差善控制的方法

教学难点

循环冗余码

教学课时

讲授2课时

教学过程

一、引入

我们经常在电视上看到这样一种游戏，甲对乙作某种动作，乙模仿甲的动

作再向丙演示，丙再向丁演示，……这样，最后一个人演示的动作与甲的动作

有了很大的区别。这说明在动作传输过程中，出现了差错。数据通信也有这种

出现，在计算机间进行数据通信时，如果一组数据产生错误，在接收端就会出

现错误的解释，得不到正确的结果。在数据通信过程中，如果差错控制在一定

的范围内，对接收方影响还不大，如果差错太多，就影响数据的正确传输了，

需要采取必要的手段对差错进行控制。

二、新授课

差错控制

1.差错控制机制

⑴差错与差错控制

差错也称为传输差错，是指数据在传输过程中，由于外界因素或线路本身

的电器特性，使接收端接收到的数据与发送的数据不一致。

差错控制是指在数据传输过程中，使用必要的技术或方法，发现或纠正数

据传输中的差错，把差错限制在尽可能小的范围内的控制技术。

⑵噪声种类

传输差错是一般是由噪声引起的，噪声主要有两类：一类是热噪声，是电

子在传输介质导体中作高速杂乱运行，产生的一种宽频背景噪声，是随机的噪

声；另一类冲击噪声，是由外界电磁干扰引起的，冲击噪声比热噪声幅度大，

是引起传输差错的主要原因。

⑶差错控制方法

检错法，是在要发送的数据块上附加冗余位，使接收方知道有差错发生，

但不知道是什么样的差错，然后向发送方请求重传，常用的是奇偶校验码和CRC

循环冗余校验码；

纠错法，是在要发送的数据块上附加足够的冗余信息，使接收方能够推导

出已发出的数据应该是什么，常用的是海明校验码。

2.差错控制基本方式（本行及下一行板书）

差错控制基本方式主要有检错反馈重发、前向纠错和混合纠错三种。

⑴检错反馈重发

检错反馈重发又称为自动请求重发，简称ARQ。

工作原理：发送端对所发送的序列进行差错控制编码，接收端根据检验序

列的编码规则判决有无误码，若发现有误码，则利用反向信道要求发端重发有

错的信息，直至接收端检测认为无误为止，从而达到纠正差错的目的。

可以工作于半双工链路和全双工链路上。

工作于半双工链路上的又叫停等式ARQ,发送端在发完一组信息后就停下

来等待接收端由反馈信道送回的判决信号。如果送回的是“否认”（NAK）或收到

的是“否认”信号，在计时器停止计时前则需重发该组信号。如收到“肯定”

信号，则继续发送下一组。这种方式常用于面向字符的传输控制协议中。

工作于全双工链路上的ARQ,信息组和判决信号均被编号，发送端可连续

发送信息，同时检测接收端送回的判决信号，并依据接收端的要求重发全部或

选择重发部分信息，这种连续式ARQ系统常用于面向比特的传输控制规程中。

反馈重发方式的缺点是需要双向信道，且实时性较差。

⑵前向纠错方式

工作原理是：发送端将信息编成具有检错和纠错能力的码字并发送出去，

接收端对收到的码字进行译码，译码时不但能发现错误，而且能自动进行错误

纠正，并且将已纠正的信息送给接收器。

特点：不需要反向信道，也不存在由于反馈重发而造成的时延，实时性好;

需要较为复杂的译码设备，为了确定和纠正错误码元，有较多的冗余码元，传

输效率有所下降。

⑶混合纠错

混合纠错方式综合了上述两种纠错方式，其基本原理是发端发送具有一定

纠错能力的码字，接收端对所收到的数据进行检测。若发现错误，就对少量的

能纠正的错误进行纠正，而对于超过纠错能力的差错通过反馈重发方式予以纠

正。

3.常用的检纠错码（本行及下一行板书）

常用的检纠错码主要有循环冗余码、奇偶校验码、等重码和方阵检验码。

循环冗余码CRC,又称多项式码。它利用事先生成的一个多项式去除要发

送的信息多项式，得到多项式就是所需的循环冗余校验码。循环码检验具有良

好的数学结构，易于实现，发送端编码器和接收端检测译码器的实现较为简单,

同时，具有十分强的检错能力，特别适合于检测突发性错误，在计算机网络中

得到了广泛的应用。

奇偶检验码是一种最常见的检错码。它是在一个二进制数上加上一个校验

位，以便检测差错。在偶校验中，要在每个字符上加上一个附加位，使得该字

符中“1”的个数为偶数。在奇校验中，要在每一个字符上增加一个附加位，使

得该字符中“1”的个数为奇数，接收方则通过判断接收的数据中1的个数是否

为偶数来确定传输是否出错。

奇偶校验方法非常简单，但并不十分可靠，奇偶校验一般只用于通信要求

较低的环境。通常偶校验用于异步传输或低速传输，奇校验用于同步传输。

等重码又叫恒比码，其特点是码集中每个码组中“1”和“0”的个数保持

恒定比例，如果接收端收到码不符合恒比规律，就认定有错。该码只能检测奇

数个差错，所以在实际中常运用反馈重发方式使差错明显减少。

方阵检验码也称为行列监督码，其码字中的每个码元受到行和列的两次监

督。方阵码常用于纠正突发差错，该码常用于计算机内部通信系统中。

三、课堂总结

1.差错控制机制（噪声种类和差错控制方法）

2.差错控制的基本方式（检错反馈重发方式、前向纠错方式和混合方式）

3.常用的检错码(CRC、奇偶检验码、等重码、方阵检码码)

四、课堂练习

1.数据传输过程中出现差错的主要原因是什么？

2.简述检错反馈重发的工作原理。

3.简述奇偶检验码的工作原理。

五、作业

本章练习：1(12)(13)(14),2(15)(16)、3(6)

第3章网络体系结构与协议电子教案

网络体系结构概述

教学目标

1.理解网络协议的内涵；

2.理解网络分层设计的思想；

3.掌握网络体系结构的概念。

教学重点

网络分层设计思想的理解

教学难点

网络分层设计思想的理解

教学课时

讲授2课时

教学过程

一、引入

人与人在日常生活中相互交流时，都在不知不觉遵守了一定的约定，几个

人聊天会围绕一个共同的话题，如果某个人对这个话题不了解的话或是听不懂

别人所说的语言，那他便不能与参与交流。计算机网络中计算机与计算机之间

的交流，各计算机也必须遵守一些事先约定好的规则，如果网络中某台计算机

不遵守这一规则，则该计算机就不能与其他交流，如果用网络术语来说就是进

行不能进行数据交换。为了使计算机之间能够顺利地进行交流，人们为其制定

了相应的规则，设计了计算机网络的体系结构。

二、新授课

网络体系结构概述

1.网络体系结构的概念

网络体系结构是为了完成网络中计算机间的通信合作，把计算机互联的功

能划分成有明确定义的层次，规定了同层次实体通信的协议及相邻层之间的接

口服务。将这些同层实体通信协议及相邻层接口统称为网络体系结构。

2.网络协议

网络传送是个很复杂的过程，为了实现计算机之间可靠地交换数据，许多

工作要协调(如发送信号的数据格式，通信协调与出错处理，信号编码与电平

参数，传输速度匹配等)。(讲解教材中的打电话的例子来说明协议)

假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备发送数据，由于

各个厂家有其各自的实现方法，这些设备可能不完全兼容，它们相互之间不可

能识别和通信。解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家的专有技术

和设备，在网络互连的今天已不可行。另一种方法就是制定一套实现互连的规

范（标准），即所谓“协议”。该标准允许每个厂家以不同的方式完成互连产

品的开发、设计与制造，当按同一协议制造的设备连入同一网络时，它们完全

兼容，仿佛是由同一厂家生产的一样。（网络中使用协议的原因）

将为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准、约定称为网络协议

网络协议有三种组成要素：语法、语义和交换规则。（本行及上行板书）

语义规定通信双方彼此“讲什么”（含义），语法规定“如何讲”（格式），

交换规则规定了信息交流的次序（顺序）。

3.分层设计

⑴分层概念

将人与人的“通信”分为三个相关的层次：认识层、语言层、传输层。

如果让一讲南方方言老妪与南京一教授进行如下的“通信”。

冠题|南京教授结果用网络术语表达结果

计算机网络技术“不可理喻”认识层“协议”不兼容

英语“不知所云”语言层“协议”不兼容

1通信方式I电脑“不可沟通”传输层“协议”不兼容

如果让一讲南方方言老妪与当地一教授进行如下的“通信”。

老顺配当地教授结果用网络术语表达结果

当您菽当地治安“可以交流”认识层“协议”兼容

方言“可以理解”语言层“协议”兼容

电话“可以沟通”传输层“协议”兼容

通信方式

所以，人们为了能够彼此交流思想，需借助一个分层次的通信结构；其次,

层次之间不是相互孤立的，而是密切相关的，上层的功能是建立在下层的基础

上，下层为上层提供某些服务，而且每层还应有一定的规则。网络通信情况同

样如此，只是区分更细一些。

⑵网络通信分层设计

网络体系通常采用层次化结构，每一层都建立在其下层之上，每