2015《计算机网络技术》教案资料

1、2015 2016学年度第一学期计算机网络技术教案授课教师: 石苗授课班级： 13计算机班15计算机1、2班 备课时间课型多媒体教学课题第一章 计算机网络概述 第一节计算机网络的定义和发展历史教学目标知识目标了解计算机网络的定义和发展能力目标培养学生的认识世界的能力德育目标爱科学教育教学方法教师讲解、演示、提问教学课时4课时教学重点网络的定义教学难点网络发展的特点教学过程教学内容一、复习提问二、新授教学（多媒体幻灯片演示或板书）三、巩固练习四、课堂小结五、布置作业导入：由现在的网络通讯、游戏引导学生思考、回答并相互补充。教师总结归纳网络的结构特点和发展，进入教学课题。1.1 计算机网络的定义和

2、发展历史1.1.1 计算机网络的定义1、计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物，是在地理上分散的通过通信线路连接起来的计算机集合，这些计算机遵守共同的协议，依据协议的规定进行相互通信，实现网络各种资源的共享。2、网络资源所谓的网络资源包括硬件资源（如大容量磁盘、打印机等）、软件资源（如工具软件、应用软件等）和数据资源（如数据库文件和数据库等）。计算机网络也可以简单地定义为一个互连的、自主的计算机集合。所谓互连是指相互连接在一起，所谓自主是指网络中的每台计算机都是相对独立的，可以独立工作。3、由定义可知：(1) 计算机网络是 “ 通信技术 ” 与 “ 计算机技术 ” 的结合产物 2)

3、数据交换是基础，资源交换为目的1.1.2 计算机网络的发展历史第一阶段（ 50 年代）：计算机通信网络，特征是计算机与终端互连，实现远程访问。第一代计算机网络是由主机-通信线路-终端组成，只可算是计算机网络的“雏形” 1 具有远程通信功能的单机系统解决了多个用户共享主机资源的问题 存在问题：主机负担重，通信费用高2、具有远程通信功能的多机系统 解决了主机负担重、通信费用昂贵的问题。 主要问题：多个用户只能共享一台主机资源 终端计算机网络模型主机TTTT主计算机前端机集中器TTT具有通信功能的多机系统模型第二阶段（60 年代）：计算机通信系统，特征是计算机与计算机互连 采用分组交换技术实现计算机

4、 计算机之间的通信，使计算机网络的结构、概念都发生了变化，形成了通信子网和资源子网的网络结构 主要问题：网络对用户不是透明的 第二代计算机网络是计算机网络的“形成与发展”阶段 美国的ARPA网就是第二代网络的代表。第三阶段（70年代中期80年代末期）：现代计算机网络阶段，特征是网络体系结构的形成和网络协议的标准化 在计算机通信系统的基础之上，重视网络体系结构和协议标准化的研究，建立全网统一的通信规则，用通信协议软件来实现网络内部及网络与网络之间的通信，通过网络操作系统，对网络资源进行管理，极大的简化了用户的使用，使计算机网络对用户提供透明服务 。 局域网技术出现突破性进展。v 该阶段始于70年

5、代末，这是按照ISO提出的OSI参考模型为指导性标准构建的计算机网络。v 第三代计算机网络是计算机网络的“成熟”阶段。第三代计算机网络的特点：v 网络体系结构的形成和网络协议的标准化v 建立全网统一的通信规则v 使计算机网络对用户提供透明服务第四代计算机网络-高速、综合化网络该阶段始于80年代末，相继出现了快速以太网、光纤分布式数字接口(FDDI)、快速分组交换技术(包括帧中继、ATM)、千兆以太网、B-ISDN 等一系列新型网络技术，这就是高速与综合化计算机网络阶段。 Internet就是这一代网络的典型代表，已经成为人类最重要的、最大的知识宝库 第四代计算机网络属于计算机网络的“继续发展”

6、阶段1、网络资源包括_、_和_。2、什么是计算机网络？P10 1 课后记计算机网络的定义分四个方面来讲解效果好！备课时间课型多媒体ppt演示+教学讲解课题12计算机网络的功能和应用教学目标知识目标了解计算机网络的功能和应用能力目标培养学生分析问题的能力德育目标树立远大的理想教育教学方法教师讲解、演示、提问教学课时4课时教学重点网络的功能教学难点网络的功能教学过程教学内容一、复习提问二、新授教学（多媒体幻灯片演示或板书）三、巩固练习四、课堂小结五、布置作业判断：1、计算机网络是由网络结点和连接结点用的通信链路组成的2、早期的计算机网络是由终端-通信线路-终端组成的计算机网络系统。1.2 计算机网

7、络的功能和应用1. 计算机网络的功能（1）实现计算机系统的资源共享（2）实现数据信息的快速传递（3）提高可靠性（4）提供负载均衡与分布式处理能力（5）集中管理（6）综合信息服务2、计算机网络的应用计算机网络由于其强大的功能，已成为现代信息业的重要支柱，被广泛地应用于现代生活的各个领域，主要有：（1）办公自动化（2）管理信息系统（3）过程控制（4）互联网应用（如电子邮件、信息发布、电子商务、远程音频与视频应用）3、计算机网络的特点可靠性：某子系统出现故障时，可由网内其他子系统代为处理 独立性：网络系统中各相连的计算机系统各自既相互联系又相互独立 可扩充性：可以很灵活地在网络中接入新的计算机系统

8、高效性：网络信息传递迅速，系统实时性强，采用分布式操作 廉价性：避免系统中的重复建设和重复投资，达到节省投资和降低成本 透明性：如何利用网络高效而可靠地完成自己的任务 易操作性：大多数用户感到使用方便，操作简单1、 计算机网络的功能主要体现在、_、_、_、_、_、_。2、计算机网络最基本的功能是（ ）。A.降低成本 B.文件打印 C.资源共享 D.传输文件3、以下（ ）不是网络上可共享资源。A.文件 B.打印机 C.内存 D.应用程序P10 2课后记备课时间课型多媒体教学课题1.3计算机网络的系统组成教学目标知识目标了解计算机网络的系统组成能力目标培养学生综合运用的能力德育目标事物是普遍联系的

9、教学方法教师讲解、演示、提问教学课时4课时教学重点计算机网络的系统组成教学难点计算机网络的系统组成教学过程教学内容一、复习提问二、新授教学（多媒体幻灯片演示或板书）教师讲解学生思考并讨论三、巩固练习四、课堂小结五、布置作业1、计算机网络的最基本的功能是（ ）。2、计算机网络从哪几个领域的应用？1.3计算机网络的系统组成1.3.1 网络节点和通信链路从拓扑结构看，计算机网络就是由若干网络节点和连接这些网络节点的通信链路构成的。计算机网络中的节点又称网络单元，一般可分为三类：访问节点、转接节点和混合节点。通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现，如双绞线、同轴电缆

10、、光缆、卫星、微波等。通信链路又分为物理链路和逻辑链路。1.3.2 资源子网和通信子网从逻辑功能上可把计算机网络分为两个子网：用户资源子网和通信子网。1、资源子网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。2、通信子网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)。通信子网是连接这些计算机资源并提供通信服务的连

11、接线路。正是在通信子网的支持下，用户才能利用网络上的各种资源，进行相互间的通信，实现计算机网络的功能。通信子网有两种类型：（1）公用型（如公用计算机互联网CHINANET）（2）专用型（如各类银行网、证券网等）计算机网络由通信子网和资源子网组成1.3.3 网络硬件系统和网络软件系统计算机网络系统是由计算机网络硬件系统和网络软件系统组成的。 1、网络硬件系统是指构成计算机网络的硬设备，包括各种计算机系统、终端及通信设备。常见的网络硬件有：（1）主机系统：服务器和工作站服务器：局域网中，一种运行管理软件以控制对网络或网络资源（磁盘驱动器、打印机等）进行访问的计算机，并能够为在网络上的计算机提供资源

12、使其犹如工作站那样地进行操作。工作站：是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以及联网功能。（2）终端（termination）：网络与最终用户接触用以实现网络应用的各种设备。（3）传输介质：是指在网络中传输信息的载体，常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类（4）网卡：计算机与外界局域网的连接是通过主机箱内插入一块网络接口板（或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡）。网络接口板又称为通信适配器或网络适配器（adapter）或网络接口卡NIC（Network Interface

13、Card）但是现在更多的人愿意使用更为简单的名称“网卡”。（5）集线器（HUB）：作为网络中枢连接各类节点，以形成星状结构的一种网络设备。（6）交换机（switch）：网络节点上话务承载装置、交换级、控制和信令设备以及其他功能单元的集合体。交换机能把用户线路、电信电路和(或)其他要互连的功能单元根据单个用户的请求连接起来。（7）路由器（router）：为信息流或数据分组选择路由的设备。2、网络软件主要包括网络通信协议、网络操作系统和各类网络应用系统。（1）服务器操作系统常见的有：Novell公司的NetWare、微软公司的 Windows NT Server及 Unix系列。网络操作系统的功能

14、：处理器管理、文件管理、存储器管理、设备管理、用户界面管理、网络用户管理、网络资源管理、网络运行状况统计、网络安全性的建立、网络通信等（2）工作站操作系统常见的有： Windows 95、Windows 98及Windows 2000等。（3）网络通信协议（4）设备驱动程序（5）网络管理系统软件（6）网络安全软件（7）网络应用软件1、从逻辑功能上可以把计算机网络分为通信子网和资源子网，其中通信子网的功能是_，资源子网的功能是_。2、常用的网络操作系统有_、_、_等。3、最常见的传输介质有_、_和_。4、计算机网络操作系统有哪些功能？（略）P10 3 5 6课后记备课时间课型多媒体教学课题1.4

15、计算机网络的分类教学目标知识目标了解计算机网络的分类方式及各自的特点能力目标培养学生分析问题、解决问题的能力德育目标树立爱科学、用科学的认识教学方法教师讲解、演示、提问教学课时4课时教学重点计算机网络的分类方式教学难点各种计算机网络的特点教学过程教学内容一、复习提问二、新授教学（多媒体幻灯片演示或板书）教师讲解学生思考并讨论三、巩固练习四、课堂小结五、布置作业1、计算机网络的硬件和软件系统各由哪些方面组成？2、网络操作系统有什么功能？ 3、网络操作系统是（ ）、（ ）的操作系统。 一、 按计算机网络覆盖范围分类 由于网络覆盖范围和计算机之间互连距离不同，所采用的网络结构和传输技术也不同，因而形

16、成不同的计算机网络。 一般可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）三类。 二、按计算机网络拓扑结构分类 网络拓扑是指连接的形状，或者是网络在物理上的连通性。如果不考虑网络的的地理位置，而把连接在网络上的设备看作是一个节点，把连接计算机之间的通信线路看作一条链路，这样就可以抽象出网络的拓扑结构。按计算机网络的拓扑结构可将网络分为：星型网、总线型网、环型网、树型网、网型网。 三、 按网络的所有权划分 1.公用网 由电信部门组建，由政府和电信部门管理和控制的网络。 2.专用网 也称私用网，一般为某一单位或某一系统组建，该网一般不允许系统外的用户使用。 四、 按照网络中计算机所处的

17、地位划分 （1）对等局域网 （2）基于服务器的网络（也称为客户机/服务器网络）。 五、其它分类方式 1、按传输介质分类：有线网、无线网。 2、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。 3、按使用目的分类：共享资源网、数据处理网、数据传输网 4、按服务方式分类：C/S网、B/S网、P/P网 5、按企业和公司管理分类：内部网(Innernet

18、)、内联网(intranet)、外联网(extranet)、因特网(internet)。 6、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。1、按计算机网络覆盖范围分类，计算机网络有哪些种类？ 2、什么是网络拓朴、什么是对等网？ 3、画出常见的网络拓朴类型的拓朴结构图。课后记备课时间课型多媒体教学课题第二章 数据通信基础 21 数据通信的基本概念教学目标知识目标了解数据通信的基本概念能力目标培养灵活思考能力德育目标树立科学的世界观和方法管教学方法教师讲解、演示、提问教学课时4课时教学重点计算

19、机网络的系统组成教学难点计算机网络的系统组成教学过程教学内容一、复习提问 二、新授教学 教师讲解 幻灯片展示学生阅读分组讨论三、巩固练习四、课堂小结五、布置作业1、什么是计算机网络？网络有哪些功能？ 2、什么是对等网？有什么特点？ 21 数据通信的基本概念 一、信息和数据 1信息 信息是对客观事物的反映,可以是对物质的形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描述，也可表示物质与外部的联系。信息有各种存在形式。 2数据 信息可以用数字的形式来表示，数字化的信息称为数据。 数据可以分成两类：模拟数据和数字数据。 二、信道和信道容量 1信道 信道是传送信号的一条通道，可以分为物理信道和逻辑信道。 物

20、理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，由传输及其附属设备组成。 逻辑信道也是指传输信息的一条通路，但在信号的收、发节点之间并不一定存在与之对应的物理传输介质，而是在物理信道基础上，由节点设备内部的连接来实现。2信道的分类 信道按使用权限可分为专业信道和共用信道。 信道按传输介质可分为有线信道、无线信道和卫星信道。 信道按传输信号的种类可分为模拟信道和数字信道。 3信道容量 信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常用数据传输率来表示。即单位时间内传送的比特数越大，则信息的传输能力也就越大，表示信道容量大。 C=Blog2(1+S/N) B为信道带宽，S为接受端信号的平均功率，N为信道内噪声平均

21、功率，C为信道容量。 三、 码元和码字 在数字传输中，有时把一个数字脉冲称为一个码元，是构成信息编码的最小单位。 计算机网络传送中的每一位二进制数字称为“码元”或“码位”，例如二进制数字是由7个码元组成的序列，通常称为“码字”。 四、 数据通信系统主要技术指标 1比特率：比特率是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数，单位用比特每秒（bps）或千比特每秒（Kbps）表示。 2波特率：波特率是一种调制速率，也称波形速率。在数据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率，其单位为波特（baud）。 3误码率：误码率指信息传输的错误率，也称误码率，是数据

22、通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标。Pe=Ne/N 4吞吐量：吞吐量是单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒。在单信道总线型网络中，吞吐量=信道容量传输效率。 5通道的传播延迟：信号在信道中传播，从信源端到达信宿端需要一定的时间，这个时间叫做传播延迟（或时延）。 五、 带宽与数据传输率 1.信道带宽 信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信道上可传送信号的最高频率减去最低频率之差。 带宽越大，所能达到的传输速率就越大，所以通道的带宽是衡量传输系统的一个重要指标。 2.数据传输率 数据传输率是指单位时间信道内传输的信息量，即比特率，单位为比特/秒。 一

23、般来说，数据传输率的高低由传输每一位数据所占时间定，如果每一位所占时间越小，则速率越高。 S=Blog2 NB为波特率，N为调制电平数 1.熟记以下概念： 通信容量 比特率 带宽 误码率 吞吐量 2.对于一个ASCII码来说，一个二进制位叫（ ）。 书后习题：P20 二、1 2 3课后记备课时间课型多媒体教学课题2.2数据传输方式教学目标知识目标了解数据传输方式能力目标培养学生分析和解决问题的能力德育目标事物是普遍联系的教学方法教师讲解、演示、提问教学课时4课时教学重点数据传输方式教学难点数据传输方式教学过程教学内容一、复习提问二、新授教学（多媒体幻灯片演示或板书）教师讲解学生思考并讨论三、巩

24、固练习四、课堂小结五、布置作业1、什么是数据？什么是信息？ 2、对于取连续值的数据是（ ），取离散值的是（ ） 2.2 数据传输方式一、 数据通信系统模型 1、数据通信系统的一般结构模型，它是由数据终端设备（DTE）、数据线路端接设备（DCE）和通信线路等组成。2、通信系统模型 通信系统组成三要素：信源、信宿和信道二、数据线路的通信方式 根据数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有：单工通信、半双工通信、双工通信。单工通信：在通信线路上，数据只可按一个固定的方向传送而不能进行相反方向传送的通信方式。例如广播、遥控通信。 v 半双工通信：数据可以双向传输，但不能同时进行，在任一时刻只允许在一

25、个方向上传输主信息的通信方式。 v 全双工通信：可同时双向传输数据的通信方式。2.2.3 数据传输方式 数据传输方式依其数据在传输线原样不变地传输还是调制变样后再传输，可分为基带传输、频带传输和宽带传输等方式。 1.基带传输：在基带信道中直接传输这种基带信号的传输方式。 2.频带传输：在信道中传输频带信号的传输方式。 3.宽带传输：宽带是指比音频带宽更宽的频带，它包括大部分电磁波频谱。利用宽带进行的传输称为宽带传输。 *调制技术 1、调制：发送端根据数据内容命令调制器(modulator)改变载波的物理特性使其能够携带信息。 “调制”常通过改变载波的“振幅、频率、相位”三种物理特性来完成。控制

26、载波振幅的技术称为“振幅调制”技术；控制载波频率的技术则为“频率调制”技术；控制载波相位的技术便是“相位调制”技术。 2、振幅调制技术 控制载波振幅的调制技术为“振幅调制”(AmplitudeModulation，AM)技术，数字振幅调制技术称为“振幅键控”(Amplitude SlliftKeying，ASK)调制技术，它以振幅较弱的信号状态代表O，以振幅较强的信号状态代表1(p31图2-23)。 3、频率调制技术 控制载波频率的调制技术为“频率调制”(FrequencyModulation，FM)技术，数字频率调制技术称为“频移键控”(Frequency shiftKeying，FsK)调

27、制技术，它以频率较低的信号状态代表0，以频率较高的信号状态代表l(见p31图2-24)。 4、相位调制技术 控制载波相位的调制技术为“相位调制”(PhaseModulation，PM)技术，调制相位调制技术则称为“相移键控”(Phase ShiftKeying，PSK)调变技术，它以信号相位状态的改变代表1，以信号相位状态不变代表O(见p32图2-25) 5、正交幅度调制技术 QAM是一种结合ASK与PSK的综合型调制技术，同时控制载波的“振幅强度”与“相位偏移量”，让同一个载波信号得以呈现出更多的逻辑状态。 1、说出下列符号代表什么含义 PM FM AM DCE DTE 课后记备课时间课型多

28、媒体教学课题2.3数据交换技术教学目标知识目标理解数据交换技术能力目标培养学生分析问题的能力德育目标爱科学教育教学方法教师讲解、演示、提问教学课时4课时教学重点三种交换技术教学难点三种交换技术教学过程教学内容一、复习提问二、新授教学（多媒体幻灯片演示或板书）三、巩固练习四、课堂小结五、布置作业1、数据线路的通信方式有（ ）、（ ）、（ ）。 2、数据传输方式可分为（ ）（ ）（ ）等。 2.3 数据交换技术一、数据交换的概念 数据交换是指在任意拓扑结构的通信网络中，通过网络节点的某种转换方式实现任意两个或多个系统之间的连接。 数据交换是多节点网络中实现数据传输的有效手段。 通常使用四种交换技术

29、：电路交换、报文交换、分组交换、信元交换。 二、电路交换 电路交换（也称线路交换），在电路交换方式中，通过网络节点（交换设备）在工作站之间建立专用的通信通道，即在两个工作站之间建立实际的物理连接。一旦通信线路建立，这对端点就独占该条物理通道，直至通信线路被取消。 电路交换的主要优点是实时性好，由于信道专用，通信速率较高；缺点是线路利用率低，不能连接不同类型的线路组成链路，通信的双方必须同时工作。 电路交换必定是面向连接的，电话系统就是这种方式。 电路交换的三个阶段： （1）电路建立阶段 （2）数据传输阶段 （3）拆除电路阶段 三、 报文交换 报文是一个带有目的端信息和控制信息的数据包。报文交换

30、采取的是“存储转发”（Store-and-Forward）方式，不需要在通信的两个节点之间建立专用的物理线路。 报文交换的主要缺点是网络的延时较长且变化比较大，因而不宜用于实时通信或交互式的应用场合。 在 20 世纪 40 年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(message switching)。 报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在，报文交换已经很少有人使用了。 报文交换过程： 发方把待传送的正文信息再加上相应的控制信息形成一份份报文； 再以报文为单位送到各节点； 交换节点在接收报文后进行缓存和必要的处理； 待指定输出端线路和下一节点空闲时，再将报文转发出去，直到目的

31、节点； 目的节点将收到的各份报文中的正文信息交付给收端DTE。 l 报文交换方式是以报文为单位交换信息。每个报文包括三部分：报头、报文正文和报尾。 l 报头通常由报文编号、发送端地址、接收端地址及报 文起始、数据起始和结束标志等控制信息组成。 l 报尾通常包括差错控制信息等。 四、 分组交换 分组交换也称包交换，它是报文交换的一种改进，也属于存储-转发交换方式，但它不是以报文为单位，而是以长度受到限制的报文分组（Packet）为单位进行传输交换的。分组也叫做信息包，分组交换有时也称为包交换。 分组在网络中传输，还可以分为两种不同的方式：数据报和虚电路。 数据报传输是一种面向无连接的传输方式；

32、虚电路传输是一种面向连接的传输方式。 分组交换的优点： 高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 灵活 以分组为传送单位和查找路由。 迅速 必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使用链路的带宽 可靠 完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性 五、 信元交换技术 （ATM，Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式） ATM是一种面向连接的交换技术，它采用小的固定长度的信息交换单元（一个53Byte的信元），话音、视频和数据都可由信元的信息域传输。 它综合吸取了分组交换高效率和电路交换高速率的优点，针对分组交换速率低的弱点，利用电路交换完全与协议处理几乎无关的特点，通过高性能的硬件设备来提高处理速度，以实现高速化。 ATM是一种广域网主干线的较好选择。 1、电路交换有哪些特点？ 2、分组交换分为（ ）（ ）两种。 3、什么是ATM？ 书后习题：P20 5 6 7课后