第4章计算机网络2(教案)

1、计算机导论 课程教案授课班级XX1503、XX1504授课形式讲授页码1-8授课日期 第9周教学时数4课时授课章节第4章 计算机网络与因特网（4.3 因特网的组成）教学目标了解构成广域网的远程数字通信线路的性能熟悉有哪几种常用的接入技术掌握广域网的构成和分组交换机的功能理解广域网的通信过程与路由表的作用了解因特网的组成教学重点广域网接入技术，以及这些技术各自的特点存储转发和路由的原理因特网的组成教学难点分组交换、存储转发和路由的原理和工作过程因特网的组成授课手段演示教学 实例练习课后体会教学过程新课导入：复习上一次课所学习的计算机网络概述知识，以及局域网知识。提问：局域网有什么特点？由局域网技

2、术的局限性特点，自然过渡到广域网。新课讲授：因特网的组成4.3.1 网络互连与TCP/IP协议网络互连需要解决的问题：不同的网络技术使用互不兼容的包格式和编址方案。为了把许多不同类型的物理网络连成一个统一的网络，必须解决统一编址、包格式转换等问题。1.TCP/IP协议标准(1) 网络协议：计算机网络中各个组成部分相互通信时都必须认同的一套规则，也称为通信协议。例如：数据包（或帧）的格式与含义等 (2) TCPIP协议： 目前在网络互联中用得最为广泛的协议。 TCPIP是一个协议系列，包含了100多个协议。 TCPIP中两个最基本最重要的协议： TCP(Transmission Control

3、Protocol，传输控制协议)、IP(Internet Protocol，网际协议)(3)协议的层次模型：分为4个层次的模型。(4)TCP/IP协议标准的主要特点：l 适用于多种异构网络的互连l 确保可靠的端端通信l 与操作系统紧密结合l TCP/IP既支持无连接服务，也支持面向连接服务，两者并重 4.3.2 IP地址(1)主机： 任何连接到网络并运行应用程序的计算机。 主机的机型、内存、CPU、网络速度不限。 主机和路由器都需要运行TCPIP协议软件。 在互连网中，必须为每一台计算机分配一个唯一的地址(IP地址)(2)IP地址： IP地址使用32个二进数位（4个字节）表示,通常写成四个十进

4、制数 组成：网络号主机号网络号：用来指明主机所从属的物理网络的编号主机号：指明主机在物理网络中的编号(3)IP地址的分类及格式：IP地址构成：IP地址地址类型号 + 网络号 + 主机号3.IP数据报互连网中的各个物理子网使用的数据包的格式可能是互不兼容的，因此不能直接将一个子网络送来的包传送给另一个子网。为了克服这种异构性，IP协议定义了一种独立于各种物理网的数据包的格式，称为IP数据报。 (2)IP数据报的传送：一个IP数据报沿着从源地址到目的地的一条路径穿过网络，中间会经过很多路由器。每个路由器收到这个数据报时，先从头部取出目的地IP地址，根据这个地址对照路由表中的信息，决定将该数据报发给

5、下一站，下一站可能是另一个路由器，也可能就是目的地连接在该路由器上的一个物理网络。网络在传输IP数据报时会努力地尝试传递每一个数据报，但对于数据的正确性、数据报的顺序、数据报的传输时间、数据报不重复或丢失等情况，并不能予以保证，这些问题需要依靠上层的TCP协议来解决。 4.路由器(1)路由器：用于连接异构网络的基本设备。 是一台用于完成网络互联工作的专用计算机; 可以把局域网与局域网、局域网与广域网或两个广域网互相连接起来，被连接的这两个网络不必使用同样的技术(2) 路由器的地址可以连接2个甚至多个物理网络，因此，每个路由器应分配2个或多个IP地址。路由器每个端口的IP地址必须与相连子网的IP

6、地址具有相同的子网地址。4.3.3 因特网（Internet）1.因特网的发展与组成Internet是最大的计算机互连网，它使用TCP/IP协议Internet的发展2.主机地址和域名系统(1) 域名地址理论上，Internet的IP地址空间可以包含200多万个各类网络，36亿台主机，每一台主机都有IP地址。IP地址不便记忆和使用。使用具有特定含义的符号来表示因特网中的每一台主机， 例如：是我院 的 WWW服务器主机名 (2) 域名地址的划分 所有入网主机的名字即由一系列的“域”及其“子域”组成，通常不过5个；子域间用“”分隔，从左到右级别逐级升高 表示 ： 计算机名、网络名、机构名、最高域名

7、 例如： netra. nju. edu. cn主机域名:因特网中主机的符号名就称为它的域名。域名使用的字符可以是字母、数字和连字符，但必须以字母或数字开头并结尾。整个域名的总长不得超过255个字符。第1级域名:除美国以外，其他国家一般采用国家代码作为第1级域名，美国通常以机构或行业名作为第1级域名。一台主机只能有一个IP地址，但可以有多个域名(用于不同的目的)。主机从一个物理网络移到另一个网络时，其IP地址必须更换，但可以保留原来的域名。域名系统(Domain Name System，DNS) ：把域名翻译成IP地址的软件。域名服务器(Domain Name Server)：运行域名系统的主

8、机。4.3.4 因特网的接入1.电话拨号接入家庭用户利用本地电话网通过调制解调器拨号接入广域网。(1)调制解调器( MODEM )的组成与功能：调制器(Modulator): 数字信号模拟信号解调器(DEModulator): 模拟信号数字信号(2)MODEM的传输速率：传输速率:是指每秒钟可传送的数据量。目前主流产品速率是56K，但使用中达不到原因：电话线路质量不佳；ISP提供带宽不够； 网络发生拥塞等(3)MODEM的类型：外置式、内置式、PCMCIA插卡式(4)缺点： 下载速度慢，容易掉线。 由于传输模拟信号，受外界电磁环境的干扰比较大。2.不对称数字用户线技术（ADSL）ADSL是一种

9、为接收信息远多于发送信息的用户而优化的技术。(1)特点： 为下行流提供比上行流更高的传输速率。上传速度:640Kbps - 1Mbps下行速度:1Mbps-8Mbps (理想状态下最大可达 10Mbps）(2) ADSL优点：n 像ISDN一样，可以与普通电话共存于一条电话线上，可同时接听、拨打电话并进行数据传输，两者互不影响n 虽然使用的还是原来的电话线，但ADSL传输的数据并不通过电话交换机，所以ADSL上网不需要缴付额外的电话费，节省费用。n ADSL的数据传输速率是根据线路的情况自动调整的，它以尽力而为的方式进行数据传输。(3) ADSL的工作原理ADSL利用普通电话线作为传输介质，通

10、过自适应的数字信号调制解调技术，能在电话线上得到3个可以同时工作的信息通道：电话服务的通道速率为 640Kbps - 1.0Mbps 的上行通道速率为 1-8Mbps 的高速下行通道3.有线电视网接入利用有线电视网高速传送数字信息的技术。(1)与前三种接入方式比较由于双绞线的电气特性使数据传输速度受到限制；缺少屏蔽易受干扰，而同轴电缆具有大容量，抗干扰能力强由于有线电视系统的设计容量远高于现用频道数目(2)工作原理将同轴电缆的频带分为3部分：l 数字信号上传，使用的频带为542MHz，速率320kb/s10Mb/sl 电视节目(模拟信号)下传，使用的频带为50550MHz，l 数字信号下传，使

11、用的频带为550750MHz，速率36Mb/s采用频分多路复用技术，将下传和上传的频带提供给多个用户共享。每个用户都需要一对调制解调器。这一对调制解调器必须调到相同的载波频段，与电视信号一起在电缆上多路复用。在一个大的都市地区，有线电视可能有百万计的用户，不可能为每个用户分配一个独立的载波频段，因此频分多路复用方法不具备可扩展性，需要在采用频分多路复用技术的基础上再采用时分多路复用技术。优点：l 集调制/解调功能、加密/解密功能、网卡及集线器等功能于一身l 无须拨号上网，不占用电话线，可永久连接l 理论上没有距离限制，它覆盖的地域很广缺点：CABLE MODEM带宽充足（最高速率可以达到36Mbps ），但它属于共享式的总线型网络，同一个接入点如果上网的用户增多，每一个用户能分配的带宽很有限，使数据传输速率不够稳定。4.光纤接入网使用光纤作为主要传输介质的远程网接入系统。接入方式 (2)光纤接入网分类：按照主干系统和配线系统的交界点光网络单元(ONU)的位置可划分为：l 光纤到路边（FTTC）l 光纤到小区（FTTZ）l 光纤到大楼（FTTB）“光纤到楼、以太网入户”（FTTx+ETTH）：采用1000Mbps光纤以太网