《计算机网络》教案Word文件下载.docx

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[1]王慧强等．计算机网络知识要点与习题解析．哈尔滨工程大学出版社．2009.10

[2]吴功宜，吴英．计算机网络教程（第5版）．电子工业出版社．2011.6

[3]AndrewS.Tanenbaum．计算机网络（第5版）．清华大学出版社．2012.03

[4]徐明伟徐恪．计算机网络原理实验教程．机械工业出版社．2008.4

教学与目的要求：

了解计算机网络在信息时代中的作用以及计算机网络在我国的发展；

熟悉因特网各部分的工作方式；

掌握计算机网络的定义、组成、网络通信中的三种数据交换方式。

教学重点、难点:

重点：

网络的组成、因特网的组成、边缘部分的工作方式、核心部分的工作方式、三种数据交换方式（电路交换、分组交换、报文交换）

难点：

客户服务器（C/S）方式、对等连接方式、分组交换

教学内容:

三网融合、计算机网络的功能

网络的组成、因特网发展的三个阶段

因特网的组成、边缘部分的工作方式、核心部分的工作方式、三种数据交换方式（电路交换、分组交换、报文交换）

计算机网络在我国的发展历程

复习思考题、作业题：

1、计算机网络向用户可以提供那些服务？

2、试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

3、因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？

它们的工作方式各有什么特点？

下次课预习要点：

计算机网络的性能指标：

速率、带宽、吞吐量、时延、往返时间等

第2次课授课时间

1.5-1.6

了解计算机网络的非性能指标；

掌握计算机网络的分类、计算机网络的性能指标。

局域网、城域网、广域网在划分标准、覆盖的范围、数据传输速率、传输介质、拓扑结构和用户安全等方面的比较、计算机网络的性能指标：

速率、带宽、时延

局域网、城域网、广域网的比较以及各自的特点、带宽和时延的计算

计算机网络的定义

几种不同类别的网络：

局域网、城域网、广域网、个人区域网、公用网、专用网

速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间、利用率

1、计算机网络都有哪些类别？

各种类别的网络都有哪些特点？

2、计算机网络有哪些常用的性能指标？

3、假定网络利用率达到了90%。

试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？

4、收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×

108m/s。

试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：

（1）数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。

（2）数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。

从上面的计算中可以得到什么样的结论？

层次化结构、OSI的七层结构

第3次课授课时间

1.7

熟悉OSI与TCP/IP的分层结构；

掌握计算机网络体系结构。

协议的定义和组成要素，层次化结构的优点、OSI的七层结构以及每一层分别提供的服务、OSI和TCP/IP参考模型各自的优缺点，二者的差异

理解协议的定义及其组成部分、OSI参考模型和协议的优缺点

计算机网络体系结构的形成

协议与划分层次

具有五层协议的体系结构

实体、协议、服务和服务访问点

TCP/IP的体系结构

1、网络协议的三个要素是什么？

各有什么含义？

2、论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

数据通信系统、物理层下面的传输媒体

第4次课授课时间

2.1-2.3

了解物理层的基本概念、数字传输系统；

熟悉数据通信系统的模型、信道的极限信息传输速率的计算、导向传输媒体的特点；

掌握有关信道的几个基本概念。

数据通信系统的模型、双绞线、同轴电缆、光纤的构成、各种传输介质的比较。

香农公式的应用、极限传输速率计算、双绞线和直连线的制作、双绞线和同轴电缆的结构、光纤的连接方式

物理层的基本概念：

机械特性、电气特性、功能特性、过程特性、并行传输、串行传输

数据通信系统的模型、三种通信方式、基带信号、调制信号、常用编码方式、基本的带通调制方法、信道的极限容量、极限传输速率计算

传输介质的分类以及各自的特性、双绞线和直连线的制作方法、同轴电缆和光纤的结构、光线的特点、非引导性传输媒体的特点

1、试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构建的作用。

2、数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制？

信噪比能否任意提高？

香农公式在数据通信中的意义是什么？

“比特/每秒”和“码元/每秒”有何区别？

3、常用的传输媒体有哪几种？

各有何特点？

TIA568A/568B两种线序

第5次课授课时间

制作双绞线实验

实验教学

[1]计算机网络实验指导书.郭雅.电子工业出版社.2012.1

[2]计算机网络原理实验教程（第2版）.徐明伟崔勇徐恪.机械工业出版社.2013.4

[3]计算机网络原理实验分析与实践.朱晓燕刘羽.清华大学出版社.2012.8

[4]思科网络实验室CCNP（路由技术）实验指南.梁广民王隆杰.电子工业出版社.2012.3

[5]计算机网络原理:

基于实验的协议分析方法.曹雪峰.清华大学出版社.2014.1

理解直通线和交叉线的应用范围，掌握直通线和交叉线的制作方法。

双绞线的基本原理、TIA568A/568B两种线序

双绞线的基本原理、测试方法

（1）准备好实验所需材料；

（2）用压线钳的剥线刀口将5类线的外保护套管划开，剥去保护套管；

（3）按照EIA/TIA-568B标准和导线颜色将导线按规定的序号排好；

（4）剪断电缆线，将剪断的电缆线放入RJ-45插头；

（5）将RJ-45插头放入压线钳的压头槽内，压实；

（6）测试。

1、直通线和交叉线的应用范围？

频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用

第6次课授课时间

2.4

熟悉波分复用的原理；

掌握频分复用、时分复用、统计时分复用和码分复用的原理。

频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用和码分复用

统计时分复用和码分复用

复用与分用的概念、频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用和码分复用的原理、CDMA的原理

1、为什么要使用信道复用技术？

常用的信道复用技术有哪些？

2、码分多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？

这种复用方法有何优缺点？

3、共有4个站进行码分多址通信。

4个站的码片序列为

A：

（－1－1－1＋1＋1－1＋1＋1）B：

（－1－1＋1－1＋1＋1＋1－1）

C：

（－1＋1－1＋1＋1＋1－1－1）D：

（－1＋1－1－1－1－1＋1－1）

现收到这样的码片序列S：

（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）。

问哪个站发送数据了？

发送数据的站发送的是0还是1？

数字传输系统、宽带接入技术

第7次课授课时间

2.5-2.6

了解数字传输系统；

熟悉ADSL原理。

ADSL原理、ADSL和有线电视进行上网的优缺点

ADSL原理

脉码调制PCM、ADSL、光纤同轴混合网（HFC网）、FI'

Tx技术

1、试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点？

2、为什么在ASDL技术中，在不到1MHz的带宽中却可以传送速率高达每秒几个兆比？

点对点信道、PPP协议的组成

第8次课授课时间

3.1-3.2

了解数据链路层的基本概念、PPP协议的特点、组成、工作状态；

熟悉PPP协议的帧格式；

掌握数据链路层点对点信道的特点、数据链路层三个基本问题的解决方法。

链路与数据链路、封装成帧、透明传输（字符填充）、差错检测（CRC循环冗余检验）

PPP协议帧格式（字节填充、零比特填充）、封装成帧、透明传输（字符填充）、差错检测（CRC循环冗余检验）

使用点对点信道的数据链路层：

数据通信的基础知识：

PPP协议的组成、特点、帧格式（字节填充、零比特填充）、PPP协议的工作状态

1、数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别?

“电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?

2、如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？

3、要发送的数据为1101011011。

采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1。

试求应添加在数据后面的余数。

数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？

若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？

采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？

4、要发送的数据为101110。

采用CRCD生成多项式是P（X）=X3+1。

5、一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D5EFE277D5D7D5D657D5E。

试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？

6、PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。

试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？

若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？

计算机网络的拓扑结构、适配器的作用

第9次课授课时间

3.3

熟悉适配器、计算机网络的拓扑结构；

掌握CSMA/CD协议的原理。

计算机网络的拓扑结构、CSMA/CD协议原理

CSMA/CD协议原理

常见的计算机网络拓扑结构，以及各种拓扑结构的主要特点、局域网的数据链路层、

CSMA/CD协议

1、常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？

现在最流行的是哪种结构？

为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不是星形拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构？

2、以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入到共享信道。

这与传统的时分复用TDM相比优缺点如何？

3、假定站点A和B在同一个10Mb/s以太网网段上。

这两个站点之间的传播时延为225比特时间。

现假定A开始发送一帧，并且在A发送结束之前B也发送一帧。

如果A发送的是以太网所容许的最短的帧，那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？

换言之，如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞？

（提示：

在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在MAC帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）

4、在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。

当t=255比特时间，A和B同时检测到发生了碰撞，并且在t=255+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。

A和B在CSMA/CD算法中选择不同的r值退避。

假定A和B选择的随机数分别是rA=0和rB=1。

试问A和B各在什么时间开始重传其数据帧？

A重传的数据帧在什么时间到达B？

A重传的数据会不会和B重传的数据再次发生碰撞？

B会不会在预定的重传时间停止发送数据？

集线器的特点、信道利用率

第10次课授课时间

3.4

了解以太网的信道利用率；

熟悉以太网集线器的作用及使用的场合；

掌握数据链路层广播信道的特点、以太网MAC层的硬件地址。

星型拓扑结构、信道利用率、MAC层及MAC帧格式

MAC帧格式和信道利用率的计算

使用集线器的星形拓扑

以太网的信道利用率

以太网的MAC层

1、有10个站连接到以太网上。

试计算以下情况下每一个站所能得到的带宽。

（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器；

（2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器；

2、假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而其余的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。

另一个以太网的情况则反过来。

你认以太网集线器应当用在哪一个网络？

透明网桥和源路由网桥的工作原理

第11次课授课时间

3.5-3.6

了解高速以太网技术；

熟悉以太网在物理层和数据链路层的扩展方式、网桥、以太网交换机的作用及使用的场合、VLAN技术；

掌握透明网桥的工作原理。

数据链路层扩展以太网、高速以太网的主要特征、工作原理和扩展技术

透明网桥和源路由网桥的工作原理。

高速以太网的的工作原理

在物理层扩展以太网

在数据链路层扩展以太网

100BASE-T以太网

吉比特以太网

10吉比特以太网

使用高速以太网进行宽带接入

1、以太网交换机有何特点？

用它怎样组成虚拟局域网？

2、网桥的工作原理和特点是什么？

网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？

3、网桥中的转发表是用自学习算法建立的。

如果有的站点总是不发送数据而仅仅接受数据，那么在转发表中是否就没有与这样的站点相对应的项目？

如果要向这个站点发送数据帧，那么网桥能够把数据帧正确转发到目的地址吗？

二层交换机的工作原理

第12次课授课时间

VLAN实验（二层交换机）

熟悉二层交换机的配置方法；

掌握二层交换机与VLAN的结合技术及功能。

VLAN的配置方法、测试方法

二层交换机上配置VLAN

第一步：

在交换机SwitchA上创建Vlan10，并将0/5端口划分到Vlan10中

第二步：

在交换机switchA上创建Vlan20，并将0/15端口划分到Vlan20中

第三步：

把交换机SwitchA上与交换机SwitchB相连的F0/24端口定义为Trunk模式

第四步：

在交换机SwitchB上创建Vlan10，并将0/5端口划分到Vlan10中

第五步：

把交换机SwitchB与交换机SwitchA相连的F0/24端口定义为Trunk模式

第六步：

验证测试

1、将该实验整理成实验报告

2、思考在实验过程中，如何更加有效地进行团队协作？

IP地址的分类、子网掩码的定义

第13次课授课时间

4.1-4.2.3

了解虚电路服务和数据包服务的特点、网络层与网络互联的