计算机网络基础电子教案.docx

1、计算机网络基础电子教案第一节 计算机网络的概念导入：同学们，在上课前我想问大家一些问题： 问题1：到机房以后，大家最喜欢干什么？ 问题2：空闲时间你最喜想干什么？（上网，玩游戏、看书、锻炼身体还是干其它事情） 问题3：你能例举一些现实生活中网络应用方面的例子吗？（网上购票、网络银行、网络电话、网上购物、网络邮局（收发电子邮件）、网上聊天（QQ）、网上玩游戏（网络游戏）、网上做生意（叫电子商务）、网上下载东西、在网上学习、在网上娱乐、在网上写日记（博客）、在网上查找资料等等。 总结：综上所述，网络无不能，无处不在，网络与我们的生活密切相关，各行各业都离不开网络。人们的生活更是离不开网络。 提问：

2、网络为什么具有如此大的魔力，具有如些大的吸引力，以致于很多年轻人深陷其中，不能自拔？网络到底能给我们带来什么？！接下来，让我们一起走进网络世界，来揭开网络的神秘面纱。 随着计算机技术的普及与发展，计算机网络以前所未有的速度延伸到全球的每个角落。计算机网络已成为人们工作、学习、生活中不可缺少的一部分。随处都可以看到网络的存在，随处都可以享受到网络给我们生活带来的便利。 一、计算机网络的概念计算机网络：是计算机技术与通信技术相互结合发展的一种重要产物。把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，按照网络协议进行数据通信，用功能完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式

3、及网络操作系统等）实现资源共享和信息交换的计算机系统。 从定义中可以看出：1、 计算机网络的物理组成包括计算机和通信线路，因此是计算机技术和通信技术的结合。2、 计算机网络以资源共享和信息交换为目的。3、 计算机网络需要功能完备的软件支持，这里的软件包括网络操作系统及网络协议等。二、计算机网络的发展四个阶段1、第一代计算机网络 第一代计算机网络是面向终端（用户端不具有数据的存储和处理能力）的计算机网络。（20世纪50年代）2、第二代计算机网络 第二代计算机网络是计算机与计算机互联，以资源共享为目的，实现计算机与计算机之间的通信的网络（20世纪60年代）3、第三代计算机网络 第三代计算机网络是网

4、络体系标准化网络（即OSI标准，指在同一个网中可以存在不同厂商、不同品牌的计算机接入，不同厂商、不同品牌的计算机必须遵循同一个标准OSI标准）（20世纪70年代未）4、 第四代计算机网络 第四代计算机网络是指20世纪90年代以后的综合化、高速化的现代计算机网络 综合化：是指多种业物综合在一个网络中完成，如将语音、数据、图像、视频、动画等信息以二进制代码的数字形式综合在一个网络中来传送。 高速化：是指网络传输速度越来快，如使用光纤传输网络的速度已经达到每秒几十吉比特。 资料因特网时代（20世纪60年代未至今）internet的基础结构大体经历了三个阶段的演进，这三个阶段在时间上有部分重叠。1：从

5、单个网络ARPAnet向互联网发展：1969年美国国防部创建了第一个分组交换网ARPAnet只是一个单个的分组交换网，所有想连接在它上的主机都直接于就近的结点交换机相连，它规模增长很快，到70年代中期，人们认识到仅使用一个单独的网络无法满足所有的通信问题。于是ARPA开始研究很多网络互联的技术，这就导致后来的互联网的出现。1983年TCP/IP协议称为ARPAnet的标准协议。同年，ARPAnet分解成两个网络，一个进行试验研究用的科研网ARPAnet，另一个是军用的计算机网络MILnet。1990，ARPAnet因试验任务完成正式宣布关闭。2：建立三级结构的因特网：1985年起，美国国家科学

6、基金会NSF就认识到计算机网络对科学研究的重要性，1986年，NSF围绕六个大型计算机中心建设计算机网络NSFnet，它是个三级网络，分主干网、地区网、校园网。它代替ARPAnet称为internet的主要部分。1991，NSF和美国政府认识到因特网不会限于大学和研究机构，于是支持地方网络接入，许多公司的纷纷加入，使网络的信息量急剧增加，美国政府就决定将因特网的主干网转交给私人公司经营，并开始对接入因特网的单位收费。3：多级结构因特网的形成：1993年开始，美国政府资助的NSFnet就逐渐被若干个商用的因特网主干网替代，这种主干网也叫因特网辅助提供者ISP，考虑到因特网商用化后可能出现很多的I

7、SP，为了使不同ISP经营的网络能够互通，在1994创建了4个网络接入点NAP分别有4个电信公司经营，本世纪初，美国的NAP达到了十几个。NAP是最高级的接入点，它主要是向不同的ISP提供交换设备，是它们相互通信。现在的因特网已经很难对其网络结构给出很精细的描述，但大致可分为五个接入级：网络接入点NAP，多个公司经营的国家主干网，地区ISP，本地ISP，校园网、企业或家庭PC机上网用户。三、计算机网络的组成计算机网络主要由网络硬件和网络软件组成1、网络硬件网络服务器:是网络的核心，它为使用者提供了主要的网络资源。 网络硬件包括网络工作站：是一台入网的计算机，它是用户使用网络的窗口。传输介质：网

8、络通信的信号线。网络设备：网络连接中的一些部件。 2、网络软件： 网络操作系统：主要功能是管理服务器及通信管理。通信协议：又称通信规程，是指通信双方对数据传送控制的一种约定。约定中包括对数据格式，同步方式，传送速度，传送步骤，检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守，它也叫做链路控制规程。网络软件包括通信软件：用通信的各种软件。第二节 计算机网络的分类一、计算机网络的分类1、按使用的传输技术分类，有广播式网络和点到点式网络；2、按使用的范围分类，分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、和广域网（WAN）。3、按网络结构分类：有以太网和令牌环网；4、按传输带宽分类，有基

9、带网和宽带网；5、按信息传输介质分类，有无线网、有线网和光纤网；6、按网络的拓扑结构分类，有星型网、环型网、总线型网、树型网等。二、计算机网络的功能 计算机网络的三大功能是：1、 数据通信：网络中的计算机之间可以进行数据传输。2、 资源共享：入网的用户可以共享网络中的数据、数据库、软件和硬件资源。3、 分布处理：可以把大型数据处理任务分散到网络中各计算机上完成。三、计算机网络的服务计算机网络提供的基本服务有：1、 文件与打印服务2、 应用服务3、 消息服务4、 数据库服务四、计算机网络的拓扑结构网络拓扑结构：是指网络中的通信线路和各节点之间的几何排列，它反映了网络的整体结构和各个模块之间的关系

10、。 常见的网络结构有：星型、总线型、树型、环型。1总线拓扑2环型拓3星型拓扑4网状拓扑五、网络拓扑结构的优缺点 1、总线型结构 采用单根传输线作为传输介质，所有节点都通过硬件接口直接与传输介质相连。任一站点发出的信息都能沿着传输介质传输，且能被其它所有站点接收。 优点：（1）线缆长度短，布线容易，工程费用低；（2）网络易于扩充；（3）网络可靠性较高。 缺点：（1）故障诊断难；（2）不易隔离故障；（3）如果线路太长，则需配置信号中继设备。 2、星型结构 由中央节点和通过点到点链路连接到中央节点的各个站点共同组成。 优点：（1）方便服务；（2）故障影响小；（3）故障诊断容易；（4）访问协议简单。

11、缺点：（1）安装困难；（2）扩展困难；（3）依赖中央节点。3、环形结构所有的通信站点共享一条物理信道，信号单向传输。优点：（1）电缆长度短；（2）不需接线盒；（3）适用光纤线路。缺点：（1）节点故障将引起整个网络故障；（2）故障诊断困难；（3）不易重新配置网络；（4）节点发送数据前，必须知道传输介质对它的可用性。4、树型结构从总线结构演变而来，形状像一棵树。优点：（1）线缆长度短，布线容易，工程费用低；（2）网络易于扩充；（3）网络可靠性较高。另：故障隔离容易。缺点：（1）故障诊断难；（2）不易隔离故障；（3）如果线路太长，则需配置信号中继设备。另：对根的依赖性很强。5、混合结构主干为总线型结

12、构，而在局部采用星型结构。混合结构网络吸取了总线结构网络和星型结构网络的各自优点。六、课堂小节（略）七、作业（略）第三节 数据通信基础一、网络协议与层次协议：指预先约定的规则 网络协议：不同计算机及网络设备之间进行互相通信时所遵守的格式和约定。二、层次 根据计算机网络的结构，可将其划分为不同的层次。对于计算机网络来说，不同网络系统具有相同的层次结构。三、OSI参考模型的结构OSI参考模型的全称是开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它是由国际标准化组织ISO提出的一个网络系统互连模型。OSI参考模型：将整个

13、网络划分为七层，从最高导到最底层依次为（7、应用层、6、表示层、5、会话层、4、传输层、3、网络层、2、数据链路层、1、物理层。）其中高层，既7、6、5、4层定义了应用程序的功能，下面3层，既3、2、1层主要面向通过网络的端到端的数据流。下面我给大家介绍一下这7层的功能： （1）应用层：应用层主要任务是提供计算机网络与最络用户的界面，提供完成特定网络服务功能所需的各种应用程序协议。应用层是用户与网络之间的接口。应用层为用户提供一组常用的应用程序。应用层的主要协议有：HTTP：超文本传输协议。（超文本传输服务或者叫作WWW万维网服务）FTP： 文件传输协议。（文件传输服务）TELNET：远程登录

14、协议：（远程登录服务）DNS：域名服务器。（域名解析服务）E-MAIL：电子邮件服SMTP简单邮件传输协议（SMTP发送邮件协议；POP3接收邮件协议USENET：网络新闻组服务BBS：电子公告牌服务。WAIS、 GOPHER、 Archie：信息检索与信息查询服务。（2）表示层：确保一个应用程序的命令和数据能被网络上其他计算机理解，也就是将一种格式转换成另一种格式的数据转换，使用户之间的通信尽可能简化，与设备无关。（3）会话层：负责和网络节点应用程序之间的协商和链接，它不仅建立合适的链接，而且验证会话双方，要求双方提供身份验证。（4）传输层：是整个协议层次结构中最核心的一层。它的作用是为发送

15、端和接收端之间提供性能可靠的数据传输，而与当前实际使用的网络无关。（5）网络层：主要任务是确保网络节点之间的数据包的传输。该层将数据转换成一种称为数据包的数据单元，每一个数据包中都含有目的地址和源地址，以满足路由和寻径的需要。（6）数据链路层：主要任务是确保网絡节点之间数据帧可靠地传输。该层把所有数据转换成一种称为帧（典型的帧为几百或几千字节）的数据单元，并负责创建和检测数据帧，为网络层的连接提供一条线路。（7）物理层：是设备之间的物理接口，主要定义了物理链路所要求的机械、电气和功能特性等。数据通过该接口从一台设备传送到另一台设备。 四、OSI分层的优点： （1）人们可以很容易的讨论和学习协议的规范细节。 （2）层间的标准接口方便了工程模块化。 （3）创建了一个更好的互连环境。 （4）降低了复杂度，使程序更容易修改，产品开发的速度更快。 （5）每层利用紧邻的下层服务，更容易记住个层的功能。注：在OSI参考模型中，各层的数据类型是不相同的。应用层、表示层、会话层和传输层的数据单位是：消息报文；网络层的数据单位是数据包；数据链路层的数据单