计算机网络教案（中专）文档格式.docx

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⑥数据传输方式及交换技术 

⑦计算机网络体系结构 

⑧参考协议标准

教学要求：

本模块作为引导篇章，应先从概念上认识一下网络，主要介绍了计算机网络的基本概念，在学习中要充分理解计算机网络定义的含义，在此基础上搞清网络系统的组成和分类，然后再了解数据通信的一些基本概念及数据通信中使用的编码技术，在此基础上学习数据传输方式和交换技术、网络体系结构、协议标准，这些知识是一个计算机应用技术及相关专业学生应掌握的基本知识。

特别强调要学好TCP/IP协议的工作原理。

实训指导：

实训一

（1）题目：

绘制校园网络拓朴结构图

（2）目的：

根据校园网的实际情况，熟悉各连接节点的物理位置与逻辑连接方式，掌握校园网络拓朴图绘制方法。

（3）内容与要求：

首先了解网络的规模、结构和任务需求；

确定节点的位置与连接方式；

确定连接设备名称和连接线型（双绞线和光纤）；

绘制网络拓朴结构图。

实训二

绘制OSI、TCP/IP参考模型图

（2）目的：

根据教材所介绍的内容，理解各参考模型的意义和作用，掌握OSI、TCP/IP参考模型图的绘制方法。

首先理解OSI、TCP/IP参考模型的分层方式，找出相同与不同点；

确定各层的名称与作用；

绘制OSI和TCP/IP参考模型图；

比较两种参考模型的相同与异同之处。

知识目标

◆掌握计算机网络的定义；

理解计算机网络的系统组成；

掌握计算机网络的分类；

熟悉网络拓朴结构含义与画法。

◆了解数据编码技术、数据传输方式及交换技术的基本概念；

掌握数据通信中数据、信号、传输及传输速率的基本概念。

◆了解计算机网络体系结构，掌握OSI、TCP/IP参考模型分层方法，理解IEEE802局域网参考标准。

能力目标

◆能够根据网络分类方法，画出网络拓扑结构图；

能够根据OSI、TCP/IP参考模型画出分层图。

课时安排：

16课时（14+2）

授课时间：

第一、二、三、四周

教学材料：

教材、教案、多媒体教室、机房

教学内容：

一、计算机网络概述

计算机网络是现代通信技术与计算机技术紧密结合的产物。

掌握计算机网络知识和网络操作技能是时代发展的需要，是社会进步的必然，是中职学生职业技能的重要体现。

1、网络概念 

计算机网络是将地理上分散的且具有独立功能的多个计算机系统，通过通信线路和设备相互连接起来，在软件支持下实现数据通信和资源（资源包括硬件、软件等）共享的系统。

对于这个定义可从以下几个方面进行理解：

（1）计算机网络是多个计算机的集合系统。

网络中的计算机最少是两台，大型网络可容纳几千台甚至几万台主机。

目前世界上最复杂的最大的网络就是国际互联网即因特网（Internet）。

这些计算机可处在不同的地理位置，小到一个房间，大至可在全球范围内。

网络中的各计算机具有独立功能，即没有主从关系，一台计算机的启动、运行和停止不受其他计算机的控制。

（2）网络中的各计算机进行相互通信，需要有一条通道，即网络传输介质，它可以是有线的（如双绞线、同轴电缆和光纤等），也可以是无线的（如激光、微波和通信卫星等），通信设备是在计算机与通信线路之间按照一定通信协议传输数据的设备。

网络内的计算机通过一定的互联设备与通信技术连接在一起，通信技术为计算机之间的数据传递和交换提供了必要的手段。

因此，网络中的计算机之间能够互相进行通信。

（3）网络中的各计算机之间交换信息和资源共享，必须在完善的网络协议和软件支持下才能实现。

（4）资源共享是指网络中的计算机都可以使用其它各计算机系统提供的资源，包括硬件、软件和数据信息等。

2、网络基本组成

从网络系统基本组成讲，一个计算机网络主要分成计算机系统、数据通信设备、网络软件及协议三大部分；

而从系统功能讲，一个计算机网络又可分为资源子网和通信子网两大部分。

（1）计算机系统

计算机系统是网络的基本模块，主要完成数据信息的收集、存储、处理和输出任务，并提供各种网络资源。

计算机系统根据在网络中的用途可分为服务器和客户机。

（2）数据通信设备

数据通信系统是连接网络基本模块的桥梁，它提供各种连接技术和信息交换技术，主要由通信控制处理机、传输介质和网络连接设备等组成。

（3）网络软件

网络软件一般包括网络操作系统、网络协议、通信软件以及管理和服务软件等。

从计算机网络的系统功能来看，主要完成两种功能，即网络通信和资源共享。

把计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为通信子网，而把网络中实现资源共享的设备和软件的集合称为资源子网。

通信子网主要负责全网的数据通信，为网络用户提供数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作，它主要包括通信线路、网络连接设备、网络通信协议、通信控制软件等。

资源子网主要负责全网的信息处理，为网络用户提供网络服务和资源共享功能等，它主要包括网络中所有的主计算机、I/O设备、终端、各种网络协议、网络软件和数据库等。

3、网络类型

计算机网络分类的方法很多，按照计算机网络覆盖的地理范围来进行分类一般可分为：

局域网、城域网和广域网。

各类计算机网络的特征参数见下表 

网络分类

缩写

分布距离约

计算机位于同一

传输速度范围

局域网

LAN

10m

100m

1km

房间

建筑物

校园

4Mbps~2Gbps

城域网

MAN

10km

城市

50Kbps~100Mbps

广域网

WAN

100km

国家

9.6Kbps~45Mbps

互联网

INTERNET

1000km

全球

（1）局域网（LocalAreaNetwork简写LAN）

局域网的覆盖范围一般为几千米以内，属于一个部门、单位或学校组建的小范围网。

通信线路一般采用有线传输介质，如光纤、电缆和双绞线。

其主要特点是信号的传输速度快、误码率低，网络的建造周期短、使用灵活。

局域网可以专为一个企业、学校或公司服务，即属于某个组织完全拥有。

局域网一般无须租用电话线，而使用专门建立的数据通信线路。

局域网易于建立、管理方便，可以随时扩充，因此发展很快，得到了广泛的应用。

（2）城域网（MetropolitanAreaNetwork，简写MAN）

城域网处于局域网和广域网之间，覆盖范围为几千米至几十千米，可作为多个单位或一个城市组建的计算机高速网络，因此称为城域网。

城域网的主要功能是为连入网络的企业、机关、公司和社会单位提供通信、数据传输，以及声音、图像的集成服务。

（3）广域网（WideAreaNetwork，简写WAN）

广域网又称远程网，是一种远距离的计算机网络。

其覆盖范围远大于局域网和城域网，通常可以覆盖一个省、一个国家或一个洲，可以从几十千米到几千千米。

由于距离遥远，信道的建设费用很高，因此很少像局域网一样铺设自己的专用信道，而是租用（或借用）电信通信部门的通信线路，如长途电话线、光缆通道、微波与卫星通道等。

世界上最大的广域网是国际互联网（Internet），又称因特网，是一个跨越全球的计算机互联网络。

它以开放的连接方式将各个国家、各个地区、各个机构，分布在世界每个角落的各种局域网、城域网和广域网连接起来，组成全球最大的计算机通信网络。

它遵守TCP／IP网络协议，以实现相互通信、资源共享。

4、网络功能

计算机网络发展迅猛，具有许多单机根本无法实现的功能，归纳总结如下：

（1）数据通信

（2）资源共享

（3）均衡使用网络资源

（4）分布处理

（5）数据信息的综合处理

（6）提高计算机的安全可靠性

5、发展过程

随着计算机的广泛使用，计算机之间联网成为计算机发展的必然趋势，计算机网络从形成、发展到广泛应用大致经历了以下几个阶段：

第一阶段：

远程终端联机阶段。

第二阶段：

计算机网络阶段。

第三阶段：

计算机网络互联阶段。

第四阶段：

信息高速公路阶段。

6、拓朴结构

网络的拓朴结构是指网络中计算机及其它设备的连接关系。

拓朴结构隐去了网络的具体物理特性（如距离、位置等）而抽象出节点之间的关系加以研究。

四种主要的拓朴结构为：

星型、总线型、环型、网格型。

（1）星型拓扑

星型结构以中央节点为中心，用单独的线路使中央节点与其它各站点直接相连。

（2）总线型拓朴

总线型拓朴结构采用单根传输线缆作为传输介质，即所有的计算机都连接到一条公共传输介质（或称总线）上。

任何一个站点发送的信号都可以沿着介质双向传播，而且能被其他所有站接收（广播方式）。

（3）环型拓朴

环型拓朴结构的特点是计算机相互连接而形成一个环。

实际上，参与连接的不是计算机本身而是环接口，计算机连接环接口，环接口又逐段连接起来而形成环。

（4）网格型拓朴

真正的网格型网络使用单独的电缆将网络上的设备两两相接，从而提供了直接的通信途径，不采用路由，报文直接从发送端送到接收端。

二、 

数据通信基础

（a）通信模型

工作站 

Modem 

公共电话网 

服务器

（b）通信系统实例

1、基本概念

（1）数据

模拟数据是指在某个区间产生的连续的值。

数字数据是指在某个区间产生的离散的值。

（2）信号

信号是数据的表示形式，或称数据的电磁编码或电子编码。

它使数据能以适当的形式在通信介质上传输。

信号有模拟信号和数字信号两种基本形式。

（3）数据传输

数据传输是指用电信号把数据从发送端传送到接收端的过程。

（4）传输速率

数据传输速率是指每秒钟所能传输的位数，可用b/s（比特/秒）来表示，它可按下式计算：

S= 

（1/T）log2n 

其中，T为脉冲宽度或脉冲重复周期；

n是一个脉冲所表示的有效状态，即调制电平数。

2、数据编码技术

编码是将模拟数据或数字数据变换成数字信号，以便于数据的传输和处理。

信号必须进行编码，使得与传输介质相适应。

在数据传输系统中，主要采用如下三种数据编码技术：

即数字数据的模拟信号编码、数字数据的数字信号编码、模拟数据的数字信号编码。

（1）数字数据的模拟信号编码

①移幅键控法ASK 

：

是用载波频率的两个不同振幅来表示两个二进制值。

在有些情况下，用振幅恒定载波的存在与否来表示两个二进制值。

②移频键控法FSK 

是用载波频率附近的两个不同频率来表示两个二进制值。

这种调制方式不易受干扰的影响，比ASK方式的编码效率高。

③移相键控法PSK：

是用载波信号的相位移动来表示二进制数据。

在图1.8（c）中，信号相位与前面信号串同相位的信号表示0，信号相位与前面信号串反相位的信号表示1。

（2）数字数据的数字信号编码

①不归零制编码

②曼彻斯特编码

③差动曼彻斯特编码

（3）模拟数据的数字信号编码---脉冲编码调制

采样定理指出：