標準文檔計算機網絡技術教案科目計算機網絡技術教學班級15級計算機15信息技術班教科書名及冊計算機網絡技術上課時間2017/2/27每周總授課節數8每學期總授課節數112周次時間教材內容（4課至8課）周備課節數起止12.273.51.1-1.2 計算機網絡發展和功能4-1.2 計算機網絡系統組成及分類4 數據通信的基本概念443.203.262.2 數據傳輸方式453.274.22.3 數據交換技術4 差錯校驗與校正4 計算機網絡拓撲結構433.2 OSI/ISO互聯參考模型494.244.303.3 數據傳輸控制方式4105.15.7中期考試 局域網標準4 TCP/IP網絡協議4135.225.283.6 廣域網4145.296.44.1 結構化布線系統組成4 雙絞線的應用4 光纖的應用4 布線系統的測試技術4186.267.24.5 結構化布線系統工程安裝施工4197.37.9期末考試207.107.16本學期工作總結教學對象教學時間2017年 02月 27日教學內容計算機網絡概述教學目的1）掌握計算機網絡的概念2）了解計算機網絡的發展3）掌握計算機網絡的功能4）了解計算機網絡的應用教學重點1)計算機網絡的概念2)掌握計算機網絡的功能教學難點1)計算機網絡的概念2)掌握計算機網絡的功能建議學時理論：2 教學教具多媒體教學系統教學方法理論：使用多媒體教學方法講授（.PPT）教學過程課程導入主要內容一、計算機網絡的概念1. 計算機網絡是現代通信與計算機技術結合的產物2. 分布在不同地理位置的計算機3. 具有獨立處理功能的多臺計算機4. 通過通信線連接起來。遵循共同的協議規定進行通信5. 實現資源共享二、計算機網絡發展歷史1. 遠程終端聯機階段2. 計算機網絡階段3. 計算機網絡互聯階段4. Internet與信息高速公路要點1.1969.12美國國防高級研究計劃局（ARPA）ARPANET2.國家信息基礎設施中國建本國網第71個國家3.CERNET中國教育和科研計算機網（校園網與互聯網）4.CNIC中國科學院計算機網絡中心（正式接入互聯網）5.Chinanet中國公用互聯網 ISP、互聯網服務提高商6.ChinaGBN中國國家公用經濟信息通信網三、計算機網絡功能1.實現計算機系統的資源共享2.實現數據信息的快速傳遞3.提高可靠性4.提高負載均衡與分布式處理能力5.集中管理 6.綜合信息服務四、計算機網絡應用1.辦公自動化 2.管理信息系統3.過程控制 4.Internet應用5.多媒體信息服務教學小結學習指導參閱教材作業教學后記實用文案教學對象教學時間2017年 03月 06 日教學內容計算機網絡概述教學目的1）掌握計算機網絡的系統組成2）掌握計算機網絡的分類方法和類型教學重點1）熟悉計算機網絡的系統組成2）掌握計算機網絡的分類方法和類型教學難點1）熟練掌握計算機網絡系統2）掌握計算機網絡功能的資源子網和通信子網建議學時理論：2 教學教具多媒體教學系統教學方法理論：使用多媒體教學方法講授（.PPT）教學過程課程導入主要內容一、復習上節課內容導入新課二、新授課1、網絡結點和通信鏈路計算機網絡結點（網絡單元）訪問接點 轉接結點 混合結點2、資源子網和通信子網1）定義：通信子網：實現網絡通信功能的設備及軟件集合。資源子網：網絡中實現資源共享功能的設備及軟件叫集合。2）功能的分類資源子網：負責全網信息處理：主計算機，/設備和終端各種網絡協議，網絡軟件數據庫通信子網：負責全網數據通信：通信線路，網絡鏈接設備網絡通信協議網絡控制軟件在局域網中：資源子網：服務器、工作站、共享打印通信子網：網卡、線纜、網橋、路由、交換機在廣域網中：資源子網：上網所有主機及外部設備通信子網：通信處理機集中器通信子網有兩種傳輸方式點一點通信方式適用于廣域網廣播信道通信方式適用于局域網2、 計算機網絡的系統網絡軟件系統：網絡通信協議，網絡操作系統，網絡應用系統網絡硬件系統：計算機系統，終端，通信設備，網絡互聯設備3、計算機網絡分類1）按網絡覆蓋的范圍：局域網，城域網，廣域網2）按傳輸介質分有線：雙絞線，同軸電纜，光纖無線：微波信道（120GHZ）紅外線:無限電話、無限電視、衛星通信網（同步地球、近地軌道）3）按拓撲結構分星型 型 總線型 環型 網狀型4）通信方式點對點傳輸網絡 廣播式傳輸網絡5）使用目的共享資源 數據處理 數據傳輸6）網絡服務方式客戶機/服務器模式（C/S） 瀏覽器/服務器(B/S) 專用網7.按使用權限來分公用網：DDN、PSIN、X.25、FR 專用網8.按地位來分對等網 基于服務器的網絡教學小結學習指導參閱教材作業教學后記教學對象教學時間2017年 03月 13 日教學內容數據通信基礎教學目的1）數據通信的基本概念2）模擬通信和數字通信3）數據通信的技術或指標教學重點掌握數據通信的基本概念、模擬通信和數字通信教學難點掌握數據通信的技術指標建議學時理論：2 教學教具多媒體教學系統教學方法理論：使用多媒體教學方法講授（.PPT）教學過程課程導入主要內容復習上節課內容，導入新課。新授課一、基本概念1、信息：客觀事物的屬性和相互聯系特性的表現。它反映了客觀實物的存在形式和運動狀態2、數據：是信息的載體，它是信息的表示形式，3、信號：數據在傳輸過程中的具體物理表示形式，具有確定的物理描述。信息：數據，信號三者是緊密相關的，通信的目的就是傳遞信息，數據用來表達信息，把表達這個信息的數據傳送出去，要依賴于一定的物理信號，通過傳輸介質進行傳遞。二、模擬通信和數字通信1.通信系統主要由5個基本系統構成 源系統 目的系統數據通信三要素:信源、信道、信宿2.通信系統傳輸的信號模擬信號：連續變化的物理量，即在時間特性幅度的取值是連續的，一般用連續變化的電壓表示數字信號：是離散的，即在時間特性上幅度的取值是有限的離散值，一般用脈沖序列來表示，二者區別：數字信號只包含有限個電平值，分別為0.1，在數字信號還沒有衰減到不能辨別原電平前，很容易通過再生中繼的方式恢復原值。特點：數字信號傳輸可靠性高，易存儲，處理和傳輸。三、數據通信技術指標主要技術指標是衡量數據傳輸有效性和可能性。有效性：信道寬帶，數據傳輸速率，信道容量，波特率，信道延遲來衡量。可靠性：數據傳輸誤碼率來衡量。1. 概念： （1）信道寬度:信道 所能傳送的信號頻率的寬度，最高頻率與最低頻率之差。 （HZ) 描述信道傳輸能力的技術指標。傅立葉分析表明：傳輸速度越快，則信號脈沖越窄，所需帶寬就越寬。（2） 數據傳輸頻率：稱為比特率，指信道每秒能傳輸的二進制比特數，bps S=Blog N B 為數字信號的脈沖頻率，即比特率。（3） 信道容量:單位時間內最多可傳輸的二進制數據的位數。 香農定力理：C=log（1+S/N） 信噪比S/N通常用lolgS/N dB（分貝）當N 0 ，C 由來奎斯特定理決定：C=2WlogL（L為信號有效狀態的數量）（4） 波特率：傳輸信號值每秒變化的次數。 為波形速度或調制速率。 比特率：單位時間內所傳送的二進制代碼的有效數位。Bps（R） V表示傳輸信號包含的離散電平數。 注：對于二進制信號：只有兩個離散電平0,1，這時R=Rb （5）吞吐量：單位時間內整個網絡能夠處理的信息總量。Bps 單信道： 吞吐量=信道容量*傳輸效率 6.信道的傳輸延遲：從信源到達信宿所需的時間（時延）時延=發送和接受時間+傳輸介質延遲時間+發送和接受設備響應時間+通信設備轉發時間。誤碼率：指信息傳輸的錯誤率教學小結學習指導參閱教材作業教學后記教學對象教學時間2017年 03月 20日教學內容數據傳輸方式教學目的1）數據通信系統模型 2）串/并行通信3）通信線路連接方式 4）信道的通信方式5）信號的傳輸方式 6）數據傳輸的同步技術教學重點串/并行通信、通信線路連接方式、信道的通信方式、信號的傳輸方式 、數據傳輸的同步技術教學難點模擬數據與數字數據通信系統的區別，基帶傳輸和寬帶傳輸。建議學時理論：2 教學教具多媒體教學系統教學方法理論：使用多媒體教學方法講授（.PPT）教學過程課程導入主要內容一、復習上節課內容導入新課二、新授課1、數據通信系統模型1）數據終端設備（DTE）:用于處理用戶數據的設備，是數據通信系統的信源和信宿。2）數據端接設備（DCE）:介于DTE與傳輸介質之間的設備。3）通信系統的一半結構 接口 傳輸介質 接口 通信系統2、串并行通信1）串行通信串行通信在傳輸數據時，數據是一位一位地在通信線路上進行傳輸（適合遠距離）如串行技術標準RS-232和RS-422網卡就負責串行數據和并行數據的轉換工作。2）并行通信并行通信是指同時在兩個設備之間傳輸數據中多個數據位。（適合近距離，附加1位校驗位）在遠程通信，在同樣傳輸速率的情況下，并行通信在單位時間內所傳送二進制位數是串行通信的n倍。S并=nS串3、通信線路的連接方式1）點到點連接方式點到點鏈接方式就是在發送終端和接收端之間采用一條線路連接，使用的線路可以是專用線路、租用線路或交換線路。公用電話交換網實現點到點的鏈接。2）多點連接方式多點連接方式是指各個站點通過一條公共的通信線路或集線器連接起來。4、信道的通信方式按照數據通信信號傳送的方向和時間，可將信道的通信方式分為3種：單工通信、半雙工通信和全雙工通信。1）單工通信 在單工通信方式中，信號只能向一個方向傳輸，任何時候都不能改變幸好的傳輸方向，無線廣播電臺的廣播、電視播放等都是采用單工傳輸方式。2）半雙工通信在半雙工通信中，信號可以雙向傳送，到必須交替進行，在任何一刻只能鄉一個方向傳送，半雙工的通信設備必須同時具備發送何接收數據的功能。適用于終端與終端之間的會話通信。半雙工通信方式在通信過程中要頻繁地切換信道方向，通信效率較低。例：航海/空的無線電臺、對講機3）全雙工通信在全雙工通信方式中，信號可以同時雙向傳送數據，故通信效率高，適用于計算機與計算機之間的通信。特點：通信性能最好，所需設備復雜，實現成本高。5、信號的傳輸方式對于傳輸的二進制比特位，基本上有兩種方式：一種是按照它們的原樣進行傳輸；另一種是利用他們調制載荷和高頻載波信號進行傳輸。1）基帶傳輸 人們把矩形脈沖信號的固有頻帶稱號、稱為基帶，把矩形脈沖信號稱為基帶信號。在數據通信信道上直接傳輸的基帶的通信信號的通信方式稱為基帶傳輸。優點：無需調制就可以傳送數據信號，簡化了通信過程，提高了傳輸速度。缺點：適用近距離，信道利用率低2）頻帶傳輸頻帶傳輸是將數字信號調制成模擬音頻信號在發送和傳輸，到達接收端時再把音頻信號調成原來的數字信號。 解決了利用電話系統傳輸數字信號的問題，而且可以實現多路復用提高信道的利用率。適合遠距離傳輸。6、數據傳輸的同步技術要求通信雙方在時間基準上保持一致，這種協調一致的通信的過程稱為同步常用的同步技術有兩種：異步傳輸和同步傳輸1）異步傳輸異步傳輸不發送數據時，信道一直處于高電平狀態，每傳送一個字符都要在字符前加一個起始位（低電平），表示字符的開始；在字符代碼和校驗碼后面加1或2位停止位（高電平），表示字符結束。接收方根據起始位和停止位判斷一個字符開始和結束，從而起到通信雙方的同步作用。異步傳輸特點：每個字符作為一個獨立的整體進行傳送。字符之間的時間間隔是任意的。每傳輸一個字符都需要使用2個二進制位，增加了通信的開銷，適用于低速通信通信。2）同步傳輸是以數據塊（一組字符或數據流）為單位進行傳輸。3）異步傳輸與同步傳輸的區別同步傳輸比異步傳輸的效率高，但對傳輸設備有較高的要求，需要接收端和發送端的時鐘頻率相等（時鐘同步），使接收端對接收到的比特流的采樣判決時間準確。教學小結學習指導參閱教材作業教學后記教學對象教學時間2017年 03月 27日教學內容數據交換技術教學目的(1) 掌握電路交換的工作原理、工作特點及適用網絡類型。(2) 掌握報文交換的工作原理、工作特點及適用網絡類型。(3) 掌握分組交換的工作原理、工作特點及適用網絡類型。教學重點三種數據交換方式的工作原理及工作特點教學難點三種數據交換方式的工作原理及工作特點建議學時理論：2 教學教具多媒體教學系統教學方法理論：使用多媒體教學方法講授（.PPT）教學過程課程導入主要內容復習上節課內容，導入新課新授課一、電路交換1、電路交換的原理電路交換過程主要有3個階段：電路建立、數據傳輸和電路拆除。 (1) 電路建立 在傳輸數據之前，先經過呼叫過程建立一條端到端的電路。 (2) 數據傳輸 電路建立以后，數據就可以從源站發往目的站，電路連接是全雙工的，數據可以在兩個方向傳輸。在整個數據傳輸過程中，所建立的連接必須始終保持連接狀態。 (3) 電路拆除 數據傳輸結束后，由某一方發出拆除請求，然后逐節拆除到對方的節點鏈路，將電路的使用權交還給網絡，以供其他用戶使用。 2、電路交換的特點電路交換方式的特征是在整個連接路徑中均采用物理連接。 優點：信息傳輸時延小；電路是透明的；信息傳送的吞吐量大。 缺點：網絡資源利用率較低；數據通信的效率較低；通信雙方在信息傳輸速率、編碼格式 、同步方式、通信規程等要完全兼容，不同速率和不同通信協議之間的用戶不能通信。 3、適用范圍電路交換方式進行數據通信，可以用于公用交換網，即電話網，以及專線方式，如數字數據網 DDN 。電路交換適用于信息量大的場合。 二、存儲轉發交換1、報文交換報文交換也稱為包交換，它將用戶的一個報文分成若干個報文組，以報文組為單位采用“存儲轉發”交換方式進行通信。1）報文交換的工作原理報文交換采用“存儲轉發”原理，即交換機把來自用戶的報文先暫時存放在節點機內排隊等候，網絡上鏈路空閑時就轉發出去至下一節點，報文在下一節點再存儲轉發，直到到達目的節點。信息是以報文為單位傳輸的，網絡節點具有信息處理、存儲和路由選擇的功能。2）報文交換的特點報文交換的優點是：報文交換過程沒有電路接續，可以采用多路復用，提高線路的利用率；用戶不需要叫通對方就可以發送報文；容易實現不同類型的終端之間的通信。3）報文交換的缺點是：數據時延較大，不利于實時通信；要求交換機有高速處理能力及大的存儲容量，增加了設備的開支。2、分組交換分組交換采用了“存儲轉發”的方式，同時把報文分割成若干較短的、按一定格式組成的分組進行交換和傳輸。分組交換有虛電路分組交換和數據報分組交換兩種，是計算機網絡中使用最廣泛的一種交換技術。1）虛電路分組交換虛電路分組交換在傳送數據前必須在發送端和接收端之間建立一條邏輯連接，數據按照事先建好的路徑順序傳輸。傳送數據量較大時，通常采用虛電路方式。2） 數據報分組交換數據報分組中每個分組的大小有嚴格的限制，每個數據報自身攜帶足夠的地址信息。各數據報所走的路徑不一定相同，各個數據報到達目的地的順序可能不同，有的數據報會丟失。3）分組交換的特點分組交換采用“存儲轉發”方式，不獨占信道；信息傳輸時延較小；為不同通信規程的數據終端間能相互通信提供了會話環境；可靠性高。分組交換的技術實現復雜，軟件及硬件結構都較為復雜；網絡附加的信息較多。分組交換主要應用于計算機終端連網。三、電路交換、保溫交換河保溫分組交換的區別若要連續傳送大量的數據，且其傳送時間遠大于鏈接建立的時間，則電路交換具有傳輸速率較快的優點。報文交換和報文分組交換不需要預先分配傳輸帶寬，在傳輸突發數據時可提高整個網絡的信道利用率。報文分組交換比報文交換的時延小，節點交換機能對每個分組進行差錯控制，傳輸可靠性較高，這就要求節點交換機必須具備更強的數據處理能力。教學小結學習指導參閱教材作業 簡要敘述電路交換的過程。 報文交換的特點是什么？ 分組交換有幾種技術？簡要敘述其特點。教學后記教學對象教學時間2017年 04月 03日教學內容差錯校驗與校正教學目的(1) 理解差錯控制的機制。(2) 掌握差錯控制的方法及各方法的基本工作原理。(3) 理解循環冗余碼的構成。教學重點差錯控制的方法教學難點工作原理的理解，循環冗余碼建議學時理論：2 教學教具多媒體教學系統教學方法理論：使用多媒體教學方法講授（.PPT）演示設計板書設計教學過程課程導入主要內容復習上節課內容，導入新課新授課一、差錯控制機制在計算機進行數據通信時，在實際的數據傳輸過程中不可避免地會出現差錯，需要在數據傳輸中引入差錯控制技術。1、差錯與差錯控制差錯也稱為傳輸差錯，是指數據在傳輸過程中，由于外界因素或線路本身的電器特性，使接收端接收到的數據與發送的數據不一致。差錯控制是指在數據傳輸過程中，使用必要的技術或方法，發現或糾正數據傳輸中的差錯，把差錯限制在盡可能小的范圍內的控制技術。2、噪聲種類傳輸差錯一般是由噪聲引起的，噪聲主要有兩類：一類是熱噪聲，是電子在傳輸介質導體中作高速雜亂運行，產生的一種寬頻背景噪聲，是隨機的噪聲；另一類沖擊噪聲，是由外界電磁干擾引起的，沖擊噪聲比熱噪聲幅度大，是引起傳輸差錯的主要原因。3、差錯控制方法檢錯法：是在要發送的數據塊上附加冗余位，使接收方知道有差錯發生，但不知道是什么樣的差錯，然后向發送方請求重傳，常用的是奇偶校驗碼和CRC循環冗余校驗碼。糾錯法：是在要發送的數據塊上附加足夠的冗余信息，使接收方能夠推導出已發出的數據應該是什么，常用的是海明校驗碼。二、差錯控制的基本方法差錯控制基本方式主要有檢錯反饋重發、前向糾錯和混合糾錯三種。1、 檢錯反饋重發檢錯反饋重發又稱為自動請求重發，簡稱ARQ 。工作原理：發送端對所發送的序列進行差錯控制編碼，接收端根據檢驗序列的編碼規則判決有無誤碼，若發現有誤碼，則利用反向信道要求發送端重發有錯的信息，直至接收端檢測認為無誤為止，從而達到糾正差錯的目的。