计算机网络概述教案

第1章计算机网络概述课题第一节计算机网络概念、分类、功能课时教学内容1、计算机网络的概念2、计算机网络的分类3、计算机网络的功能教学目标了解计算机网络基本概念掌握计算机网络定义理解计算机网络分类和功能教学重点计算机网络定义、分类、功能教学难点计算机网络分类教学活动及主要语言一、创设意境，导入新课（设疑法、提问法）导入：通过东方电子商务有限公司搭建网络的设计，让同学们思考公司技术员的设计是否可行。

二、新课教学（讲解法、提问法、示范法）1、计算机网络的概念：就是利用通信线路和设备，将分散在不同地域、并具有独立功能的多个计算机系统互连起来，按照网络协议，在功能完善的网络软件支持下，实观资源共享和数据通信的系统。

2、计算机网络的发展第一阶段：面向终端的计算机网络由一台中心计算机连接大量地理上分散终端的计算机连机系统，就是计算机网络的雏形。

这种系统中所有数据处理都由主机完成，终端没有任何处理能力，仅起着字符输入、结果显示等作用，这种连机系统被称为主机—终端系统，或称面向终端的计算机网络。

第二阶段：面向通信的计算机网络世界上第一个最成功的远程计算机网络是1969年由美国高级研究计划局(Advanced Research Project Agency，ARPA)组织研制的ARPANet网络。

ARPANet 首先提出将计算机网络划分为“通信子网”和“资源子网”两大部分，现在的计算机网络仍然沿用这种组织方式通信子网完成全网的数据传输和数据转发等通信处理工作；资源子网承担着全网的数据处理业务，并向网络用户提供各种网络资源和网络服务。

第三阶段：开放式标准化计算机网络20世纪70年代后期，人们开始提出研制新一代计算机网络的问题。

许多国际组织，都成立了专门的研究机构，研究计算机系统的互联、计算机网络协议标准等问题，以使不同的计算机系统、不同的网络系统能互联在一起，实现“开放”的通信和数据交换、资源共享和分布处理等。

1984年，ISO正式颁布了OSI/RM，开创了一个统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机网络新时代。

第四阶段：新一代综合性、智能化高速网络自 20世纪 90年代以来，随着 Internet 的飞速发展，计算机网络向全面互联、高速和智能化方向发展，并且得到了广泛的应用目前，计算机网络由于Internet 的进一步普及和发展，将面临诸多问题，如网络带宽限制、网络安全，IP 地址紧缺等问题。

因此，新一代计算机网络应向高速、大容量、综合性和智能化的方向发展。

目前，不断出现新的网络技术(如交换式以太网技术、ATM 技术、帧中继技术等)，这些是构建新一代宽带综合业务数字网的技术基础。

3、计算机网络的分类1）按计算机网络的覆盖范围分类按计算机网络的覆盖范围来分类，可以将计算机分为 3 类，局域网（Local Area Network，LAN）、城域网（Metropolitan Area Network， MAN）和广域网（Wide Area Network， WAN），它们的特性参数见表 1-1。

表Error! No text of specified style in document.-1 各类计算机网络特性参数网络类型网络缩写覆盖范围地理位置传输速率10m 房间100m 建筑物局域网LAN1km 校园4Mbit/s～10Gbit/s城域网MAN 10km 城市50Kbit/s～2Gbit/s广域网WAN 100～1000km 国家或地区9.6Kbit/s～2Gbit/s2）按计算机在网络中的地位分类在计算机网络中，有一些计算机或设备为网络中的用户提供共享资源和应用软件，实现服务功能，这些计算机称为服务器。

而接受服务或需要访问服务器上共享资源的计算机称为客户机。

在计算机网络中，服务器与客户机的地位或作用是不同的，服务器处于核心地位，而客户机则处于从属地位。

依据计算机网络中服务器与客户机的不同地位，可以将局域网分为3类。

（1）基于服务器的网络在计算机网络中，有几台计算机或设备只作为服务器为网络用户提供共享资源，而其他计算机仅作为客户机去访问服务器上的共享资源，这种网络就是基于服务器的网络。

在这种网络中，服务器处于核心地位，它在很大程度上决定网络的功能和性能。

（2) 对等网络对等网络与基于服务器的网络不同，它没有专用的服务器，网络中的每台计算机都能作为服务器，同时，又都可以作为客户机。

每台计算机既可管理自身的资源和用户，又可作为网络客户机去访问其他计算机中的资源。

（3) 混合型网络混合型网络是基于服务器网络和对等网络相结合的产物。

在混合型网络中，服务器负责管理网络用户及重要的网络资源，客户机一方面可以作为客户访问服务器的资源，另一方面，又可以将客户机看成是一个对等网络中的计算机，客户机相互之间可以共享数据资源。

4、计算机网络的功能1）共享资源共享资源就是共享网络上的硬件资源、软件资源和信息资源。

2）数据通信计算机网络提供了一条可靠的通信通道，它可以传输各种类型的信息，包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等多媒体信息。

课题第二节计算机网络体系结构课时教学内容1、计算机网络协议2、网络分层体系结构3、OSI参考模型教学目标理解计算机网络协议概念理解网络分层体系结构掌握OSI参考模型教学重点计算机网络协议、分层体系结构、OSI参考模型教学难点计算机网络协议、分层体系结构、OSI参考模型教学活动及主要语言一、创设意境，导入新课（设疑法、提问法）导入：上节课学习了计算机网络基本概念，计算机网络的定义是什么？网络有什么功能？二、新课教学（讲解法、提问法、示范法）1、计算机网络协议网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即为网络协议。

一个网络协议由3个要素组成。

（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式。

协议解决了如何进行通信的问题。

例如，报文中内容的顺序、形式等。

（2）语义，即需要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答。

协议应解决在什么层次上定义通信，其内容是什么。

例如，对于报文，它由哪些部分组成，哪些部分用于控制数据，哪些部分是通信的内容。

（3）同步，即事件实现顺序的详细说明，又称为定时。

协议规定了何时进行通信，先讲什么，后讲什么，讲话的速度等。

协议定义了网络上各种计算机和设备之间相互通信和进行数据管理、数据交换的整套规则，通过这些规则的定义，网络上的计算机才有了通信的共同语言。

2、网络分层体系结构网络协议是计算机网络必不可少的部分，那么如何安装、管理和实现网络通信，使网络能够有条不紊、高效率地工作呢？（1）网络分层的必要性【案例1-1】假设甲、乙两人通过电话讨论有关计算机网络的问题，那么至少要分3个层次来讨论这个问题：最高层可称为认识层中间一层可称为语言层最下面的一层称为传输层从上面的例子可以看出，进行分层后，每一层实现一种相对独立的功能，因而可以将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较易处理的较小的问题。

（2）网络分层的优点计算机之间的通信当然远远比两个人打电话要复杂得多，但是计算机网络协议的实现仍可使用分层的思想来设计，计算机网络协议的层次结构具有以下5个方面的好处。

①各层之间是相互独立的。

②灵活性好。

③结构上可分割开。

④易于实现和维护。

⑤能促进标准化工作。

（3）网络体系结构的定义计算机网络的各层及其协议的集合称为网络的体系结构。

换句话说，计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成功能的精确定义。

三、扩展项目同学们还能举出哪些分层的例子吗？课题第三节 OSI参考模型课时教学内容1、OSI 参考模型的概念2、OSI 参考模型的结构与各层的功能教学目标理解OSI参考模型概念掌握OSI参考模型结构及各层功能教学重点掌握OSI参考模型结构及各层功能教学难点掌握OSI参考模型结构及各层功能教学活动及主要语言一、创设意境，导入新课（设疑法、提问法）导入：网络分层结构有什么好处？二、新课教学（讲解法、提问法、示范法）1、OSI 参考模型的概念OSI是指开放系统互联(Open Systems Interconnection)。

通常人们将开放系统互联称为OSI参考模型，并记为OSI/RM，简称为OSI。

其参考模型及两个通信实体间的分层结构如图 1-1所示。

图Error! No text of specified style in document.-1 OSI 参考模型以及两个通信实体之间的分层结构在 OSI 中，采用了3级抽象，分别是：体系结构、服务定义(Service Definition)和协议规范(Protocol Specification)。

2、OSI 参考模型的结构与各层的功能OSI 参考模型是一种7 层网络通信模型，它采用的是分层结构，如图1-3 所示。

国际标准化组织(ISO)将网络划分 7 层结构的基本原则是：①网中各节点都具有相同的层次。

②不同节点的同等层具有相同的功能。

③同一节点内相邻层之间通过接口通信。

④每层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务。

⑤不同节点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。

（1）在 OSI 参考模型中采用了如表 1-2所示的 7 个层次的体系结构。

表Error! No text of specified style in document.-2 OSI 参考模型中的 7 个层次层层号层的名称层的英文名称层的英文缩写7 应用层Application Layer A6 表示层Presentation Layer P5 会话层Session Layer S4 传输层Transport Layer T3 网络层Network Layer N2 数据链路层Data Lind Layer D1 物理层Physical Layer PH（2）OSI/RM 各层的主要功能下面将根据图Error! No text of specified style in document.-1来介绍 OSI 参考模型的 7 层协议以及每层协议所完成的具体功能。

①物理层物理层是OSI参考模型的最低层，即第1层。

物理层包括设备之间物理连接的接口和用户设备和网络端设备之间的数据传输规则。

设备要传输信息就要利用一些物理介质，如双绞线、同轴电缆等。

但具体的物理介质并不一定要在OSI的7层之内，也有人将物理介质当做第0层，因此物理介质的位置就位于物理层的下面。

物理层的任务就是为它的上层(即数据链路层)提供一个物理连接，以便透明地传输比特流，在物理层上所传输的数据单位是比特。

②数据链路层数据链路层是OSI参考模型的第2层。

数据链路层负责在两个相邻节点间的线路上，无差错地传输以帧为单位的数据。

数据链路层在物理层提供的比特流服务的基础上，建立相邻节点之间的数据链路，传送按一定格式组织起来的位组合，即数据帧。