计算机网络应用基础教案-2.4交换式以太网
以太网交换技术 教案
2.3 以太网交换的方式和实现结构
2.3.1 以太网交换的方式
交换方式是端口间怎样实现按需的数据交换的方法& 1、基于端口的静态交换&
1234 56
7 8 9 10 1112
如上图1、10、4、6、5、11端口之间交换;通过交换 机的管理软件配置而成;相当于可人工处理的硬件 连接器多端口网桥;在最早期端口交换机产品中使 用&
31
32
端口号 MAC地址
1 LAN1 2 LAN2 3 LAN3
11 12 13 14 21 22 23 24 25 31 32
网桥端口—地址表
透明网桥的帧广播
广播帧： 1、以太网正常广播组播;网桥全部转发&
2、多网桥交换器网络中的帧转发广播 3、加电时端口地址表空;自学习阶段的广播;引起广播 风暴;加速完善地址表&怎么会加速？
大型网桥存在什么问题;解决方法？
生成树算法Spanning Tree Algorithm
图论基本思想：任何一个连接图;总存在一棵不含任何回 路但保持原图所有连接的树；
LAN1
LAN2 ×
LAN3
×
如图中在切断任一 个×点都形成遍历 所有网段;但不循环 的途径
LAN4
生成树算法思想：找到一条可以把帧广播到所有网 段的计算机上的途径;但又不引起广播循环的方法& 体会数学在计算方法中的应用
2、基于MAC地址的动态交换&
动态交换基于网桥原理;根据MAC源/目的地址;通过自 学习的端口/地址表;形成端口间的一次帧交换连接和转 递;然后通道自动关闭;是目前使用方式&
网络技术04共享式以太网和交换式以太网
中国石油大学（北京）计算机系
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S3126T以太网交换机的前面板示意图
中国石油大学（北京）计算机系
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A/L灯用来指示端口的Active和Link状态， D/S灯用来指示端口的Duplex和Speed状态。 同一时刻，A/L灯和D/S灯只有一个灯亮。 模式切换按钮（MODE）是一个开关，通过它 可以实现A/L灯和D/S灯之间的切换。 初始状态下为A/L灯亮。 当按下MODE按钮后变为D/S灯点亮。如果之 后的45秒内再次按下MODE按钮，将切换回 A/L灯亮；否则，45秒后交换机端口状态指示 灯自动恢复为A/L灯亮。
22
E4
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MAC address table
E0：0260.8c01.1111 E1：0260.8c01.3333 E2：0260.8c01.2222
E3：0260.8c01.4444
A 0260.8c01.1111 C 0260.8c01.2222 E 0260.8c01.5555 D→A 同时B →C
工作的层次 工作原理 冲突域和广播域
中国石油大学（北京）计算机系
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冲突域和广播域
对于集线器，广播域和冲突域是重合的。 对于交换机而言，如果收到一个广播帧，交换机 会将这个帧转发给其他所有的主机，所以一个交 换机是一个广播域。 交换机有多个冲突域，每个端口是一个冲突域。
2
4.1共享式以太网
集线器的工作原理 集线器也就是常说的Hub，是一个物理层设备。 集线器是一种共享的网络设备，所有连接到集线 器的设备共享同一介质，其结果是它们也共享同一
冲突域、广播和带宽。
集线器也是一个单一的广播域。
中国石油大学（北京）计算机系
计算机网络应用基础教案-2.7.4交换机
2.7.4交换机教学内容：交换机。
教学目的：交换机的工作原理分类、作用。
教学重难点：交换机的配置方法。
教学课时：1课时教学过程：一、引入课题。
集线器是共享带宽，随着机器和通信量的加大，有什么办法呢？其中有个解决办法是我们前面学过的交换式以太网，那就要用到交换机。
二、定义。
交换机(英文：Switch，意为“开关”)工作在数据链路层，交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。
交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。
使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照IP地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。
交换机又称交换式集线器或交换器。
三、常见形式。
1、独立式交换机2、堆叠式交换机（扩大容量）3、模块化式交换机（便于管理）四、分类。
1、桌面级交换机2、工作组交换机3、部门级交换机4、主干级交换机5、企业级交换机说明各自的用途。
五、交换机的应用主要从速率上讲应用。
10Mbps、100Mbps、1000Mbps的应用场合。
工作方式：全双工和半双工。
全双工，速度加倍五、交换机的基本配置方法。
带外管理：通过Console端口对交换机进行配置。
首次配置或带内管理无法进行时用。
用超级终端来管理，也可用其它程序。
带内管理：通过Telnet程序管理，或通过HTTP协议访问，或厂商配备的网管软件。
六、总结。
七、网络作业（在线作业）。
交换式以太网技术_计算机网络技术_[共4页]
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第4章局域网技术案][波长数]，或更加具体些表示为10 GBase—[E/L/S][R/W/X][/4]。
①光纤介质类型。
S为短波长（850 nm），用于多模光纤在短距离（约为35 m）传送数据；L为长波长，用于在校园的建筑物之间或大厦的楼层进行数据传输，可以使用多模或单模光纤。
在使用多模光纤时，传输距离为90 m，而当使用单模光纤时可支持10 km的传输距离；E为特长波长，用于单模光纤的广域网或城域网中的数据传送，当使用1 550 nm波长的单模光纤时，传输距离可达40 km。
②编码方案。
X为局域网物理层中的8B/10B编码，R为局域网物理层中的64B/66B编码，W为广域网物理层中的64B/66B编码（简化的SONET/SDH封装）。
③波长数。
波长数可以为4，使用的是宽波分复用（WWDM）。
在进行短距离传输时，WWDM要比密集波分复用（DWDM）适宜得多。
如果不使用波分复用，则波长数是l，可将其省略。
为了解决因现有多模光纤模式带宽过低而造成传输距离过短这一问题，又开发出一种高带宽多模光纤（HDMMF），可以使多模光纤支持的最远传输距离达到300 m。
十吉比特以太网与传统以太网的不同处主要有三点：一是十吉比特以太网在数据链路和物理层上包括了专供城域网和广域网使用的新接口；二是十吉比特以太网只以全双工模式运行，而其他类型的以太网都允许半双工运行模式；三是十吉比特以太网不支持自动协商。
自动协商功能的目的是方便用户，但在实际中证明却是造成连接性障碍的主要原因，去除自动协商可简化故障的查找。
（3）技术展望。
十吉比特以太网在设计之初就考虑城域骨干网需求。
首先，带宽10 Gbit/s足够满足现阶段以及未来一段时间内城域骨干网带宽需求（现阶段，多数城域骨干网骨干带宽不超过2.5 Gbit/s）。
其次，十吉比特以太网最长传输距离可达40 km，且可以配合10 Gbit/s传输通道使用，足够满足大多数城市城域网覆盖。
(4)计算机网络应用基础_习题集(含答案)
《计算机网络应用基础》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院版权所有习题【说明】：本课程《计算机网络应用基础》（编号为03009）共有单选题,判断改错题,简答题,计算题1,计算题2, 填空题等多种试题类型，其中，本习题集中有[简答题]等试题类型未进入。
一、单选题1.计算机网络中可以共享的资源包括( A )A.硬件、软件、数据B.主机、外设、软件C.硬件、程序、数据D.主机、程序、数据2.在TCP/IP体系结构中，与OSI参考模型的网络层对应的是( B )A.网络接口层B.互联层C.传输层D.应用层3.完成路径选择功能是在OSI模型的( C )A.物理层B.数据链路层C.网络层D.运输层4.在以太网中，冲突( C )A.是由于介质访问控制方法的错误使用造成的B.是由于网络管理员的失误造成的C.是一种正常现象D.是一种不正常现象5.下面关于以太网的描述哪个是正确的( A )A.数据是以广播方式发送的。
B.所有节点可以同时发送和接受数据。
C.两个节点相互通信时，第3个节点不检测总线上的信号。
D.网络中有一个控制中心，用于控制所有节点的发送和接受。
6.为局域网上各工作站提供完整数据、目录等信息共享的服务器是（D）服务器。
A．磁盘B．终端C．打印D．文件7.接收端发现有差错时，设法通知发送端重发，直到正确的码字收到为止，这种差错控制方法称为（B）。
A．前向纠错B．自动请求重发C．冗余检验D．混合差错控制8. HDLC是（B）。
A．面向字符型的同步协议B．面向比特型的同步协议C．异步协议D．面向字计数的同步协议9.一般认为决定局域网特性的主要技术有三个，它们是（C）。
A．传输媒体、差错检测方法和网络操作系统B．通信方式、同步方式和拓朴结构C．传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方法D．数据编码技术、媒体访问控制方法和数据交换技术10.字符问的同步定时是指（C）。
A．字符问问隔任意B．字符问比特凤间隔任意C．字符间间隔固定D．字符内比特间间隔固定11. FDDI标准规定网络的传输介质采用( C )A.非屏蔽双绞线B.屏蔽双绞线C.光纤D.同轴电缆12.在计算机网络中，所有的计算机均连接到一条公共的通信传输线路上，这种连接结构被称为( A )A.总线结构B.环型结构C.星型结构D.网状结构13.下面不属于网卡功能的是( D )A.实现介质访问控制B.实现数据链路层的功能C.实现物理层的功能D.实现调制和解调功能14.对于用集线器连接的共享式太网哪种描述是错误的( B )A.集线器可以放大所接收的信号。
高教版《计算机网络应用基础》--交换式以太网
端口—MAC地址映射表
以太帧的格式
6B 6B 2B 46B-1500B
数据内容
4B
校检码
目的MAC 目的MAC 源MAC地 数据 MAC地 地址 址 类型
三、二层交换技术的功能及原理
转发/ 转发/过滤决定 从接收的数据帧里查找目的MAC 从接收的数据帧里查找目的MAC 地址，并参照“端口—MAC地址” 地址，并参照“端口—MAC地址”映 射表，找到其对应端口，并从该端口 转发出该数据帧。
因为需要检测的主要内容即地址信息和控 制信息都在前64字节 优点： 1、不需要检测全部帧结构，检测时间减少。 2、坏帧中90%都是小于64字节的控制帧，检测 前64B很高效的过滤了大多数坏帧。
二层交换技术的原理
运用地址学习记录源MAC地址与 运用地址学习记录源MAC地址与 来源端口的对应关系。（接收到待传 输的数据帧后进行相应检测），并在 转发过程中查询这种对应关系以得到 目的MAC地址对应的端口，从而准确 目的MAC地址对应的端口，从而准确 的从该端口转发出数据帧。
B A 12
12-4B-F2-13-45-11 12-4B-F2-13-45-
7 C
11-W3-E4-5Q-35-12 11-W3-E4-5Q-35-
数据 类型
数据 内容
校检 码
计算机 A B C
端口 1 2 7
MAC地址 MAC地址 12-4B-F2-13-45-11 12-4B-F2-13-4522-33-E3-D1-C3-22 22-33-E3-D1-C311-W3-E4-5Q-35-12 11-W3-E4-5Q-35-
8口交换机
16口交换机
24口交换机
48口交换机
三、二层交换技术的功能及原理
《计算机应用基础与网络基础》课程标准
《计算机应用基础与网络基础》课程标准课程名称：计算机应用基础与网络基础课程编码：60415004总学时数：56学时理论学时28学时实践学时32学时适用专业：物联网应用技术、软件技术一、课程概述1.课程定位本课程是计算机系物联网专业和软件技术专业学生的必修的专业基础课，是这两个专业后继课程的理论基础，是学生正确理解和实施物联网设计、网络编程最重要的前导课程。
主要是针对网络业务员、网络管理员和网络工程师服务而开设的。
本课程采用集中授课，实施本大纲以前，学生应具有一定的计算机硬件和原理基本知识，熟悉计算机基本操作。
其他专业、成人教育、继续教育部和某些短训班也按照本课程的教学模式组织教学。
2.课程设计思路根据市场对高职网络人才培养规格的需求特点，将课程定位为培养学生掌握数据通信技术、OSI/RM和TCP/IP网络体系结构、局域网（LAN）技术、网络互联技术、广域网（WAN）技术、Internet技术、网络规划以及管理与安全技术；培养学生具有从事一般局域网工程项目的设计、施工、网络设备安装以及简单的网络管理与维护等技能。
因此，在制定课程标准时，主要按照如下思路进行设计：（1）教授和学习网络最基础理论知识。
培养学生掌握计算机网络通信技术最基本的理论和概念，强调网络技术基础能力的学习，如重点掌握OSI/RM和TCP/IP结构、TCP/IP 协议集以及网络互联基础等，为继续学习路由和交换技术打下良好的基础。
（2）重点教授和学习局域网拓扑结构设计、网络设备互联技术。
局域网技术、网络设备互联和管理等是网络技术的重要技能，因此，在该课程的教学和实训过程中，应强化对不同规模的局域网、广域网的设计能力的培养；加强对网络设备的互联技术、路由和交换设备的安装以及一般网络管理与安全技能的培养。
（3）本课程的设计思路是以就业为导向。
从计算机网络的实际案例出发，以岗位技能要求为中心，组成多个教学项目；每个以项目、任务为中心的教学单元都结合实际，目的明确。
《计算机网络基础知识》教案
《计算机网络基础知识》教案一、教学目标1. 了解计算机网络的定义、功能和分类。
2. 掌握计算机网络的基本组成和拓扑结构。
3. 理解数据通信的基本概念和通信协议。
4. 学习局域网和广域网的常见技术和标准。
5. 掌握网络设备的基本功能和配置方法。
二、教学内容1. 计算机网络的定义和功能计算机网络的定义计算机网络的功能2. 计算机网络的分类局域网（LAN）城域网（MAN）广域网（WAN）3. 计算机网络的基本组成网络接口卡（NIC）传输介质网络设备（如交换机、路由器）网络协议4. 计算机网络的拓扑结构星形拓扑总线拓扑环形拓扑网状拓扑5. 数据通信的基本概念数据通信的定义数据通信的要素数据传输的分类三、教学方法1. 讲授法：讲解计算机网络的基本概念、原理和技术。
2. 案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解计算机网络的应用。
3. 实验法：安排实验室实践，让学生动手配置网络设备，巩固所学知识。
四、教学资源1. 教材：《计算机网络基础知识》2. PPT课件：详细讲解每个章节的内容3. 网络设备：如交换机、路由器等，用于实验教学4. 网络仿真软件：用于模拟网络环境，进行实验操作五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现和作业完成情况。
2. 课堂练习：布置相关的练习题，检验学生对知识点的掌握。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力和解决问题的能力。
4. 期末考试：全面测试学生对课程知识的掌握程度。
六、教学安排1. 第1-2周：计算机网络的定义和功能、分类2. 第3-4周：计算机网络的基本组成、拓扑结构3. 第5-6周：数据通信的基本概念、通信协议4. 第7-8周：局域网技术、标准5. 第9-10周：广域网技术、标准6. 第11-12周：网络设备的功能和配置方法7. 期末2周：复习、考试七、教学注意事项1. 注重基础知识的教学，确保学生掌握计算机网络的基本概念和原理。
2. 结合实际案例，让学生了解计算机网络在实际应用中的作用。
计算机网络应用基础教案-2.3以太网
2.3以太网教学内容：以太网。
教学目的：以太网工作原理、特点、传输介质。
教学重难点：以太网传输介质。
教学课时：1课时教学过程：一、引入课题。
目前最流行的局域网是什么？以太网。
二、定义。
以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC 公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。
以太网络使用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。
以太网与IEEE802·3系列标准相类似。
三、常用标准。
开始以太网只有10Mbps的吞吐量，使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）的访问控制方法。
这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网，以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接。
并且在IEEE 802.3标准中，为不同的传输介质制定了不同的物理层标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度（基准单位是100m），Base表示“基带”的意思，Broad代表“宽带”。
10Base－5 使用直径为0.4英寸、阻抗为50Ω粗同轴电缆，也称粗缆以太网，最大网段长度为500m。
基带传输方法，拓扑结构为总线型。
10Base－5组网主要硬件设备有：粗同轴电缆、带有AUI 插口的以太网卡、中继器、收发器、收发器电缆、终结器等。
10Base－2 使用直径为0.2英寸、阻抗为50Ω细同轴电缆，也称细缆以太网，最大网段长度为185m，基带传输方法，拓扑结构为总线型；10Base－2组网主要硬件设备有：细同轴电缆、带有BNC 插口的以太网卡、中继器、T型连接器、终结器等。
10Base－T 使用双绞线电缆，最大网段长度为100m。
计算机网络技术基础教程 教案教学设计 单元2.4 数据交换技术
《计算机网络技术基础考试指南》课程教案
三、教学流程
提出问起：如果要在相隔很远的A 、B 两地之间运输货物，该怎么运输 呢？
小组讨论如果要在相隔很远的A 、B 两地之间运输货物,该如何运输
学生通过分组讨论、知识梳理、认其听课进行构建完整的知识体系
1.网维导图按理知识
总结与点评
点
2.回顾本课表现和收获
学以致用
知识评估
总结提高
三
发布任务导学
前
推
送资源
自主学习
观看任务表, 自主建构
1.学测典型案例分析 知识巩固
1
.巩
固知识
2 .兖缺补漏
爆前导入
1 .分析白纳
2 .学习新知
3 .结合生活案例讲解
4
.探夫与合作
1
.点评课堂表
现。
计算机网络应用基础教案-2.4交换式以太网（5篇范例）
计算机网络应用基础教案-2.4交换式以太网（5篇范例）第一篇：计算机网络应用基础教案-2.4交换式以太网2.4交换式以太网教学内容：交换式以太网。
教学目的：交换式以太网工作原理、特点、三层交换技术。
教学重难点：交换式以太网工作原理。
教学课时：3课时教学过程：一、引入课题。
共享式以太网，以集线器作为中心，随着网络增大，通信量增加，性能下降，为了提高服务质量，交换式以太网应运而生。
二、定义。
交换式以太网是以交换式集线器（switching Hub）或交换机（switch）为中心构成，是一种星型拓扑结构的网络。
简称为交换机为核心设备而建立起来的一种高速网络。
它同时提供多个通道，比传统的共享式集线器提供更多的带宽，传统的共享式10MBPS/100MPS以太网采用广播式通信方式，每次只能在一对用户间进行通信，如果发生碰撞还得重试，而交换式以太网允许不同用户间进行传送，比如，一个16端口的以太网交换机允许16个站点在8条链路间通信。
三、工作原理。
1、基本功能如下：地址学习转发/过滤决定2、交换方式：直接交换方式存储转发交换方式改进的直接交换方式各种方式的优缺点，及帧的检测任务由谁完成。
四、交换式以太网的特点：。
1、保留现在网络；2、与现有网络结全；3、易学易用，以以太网为基础；4、支持虚拟局域网；5、支持现在传输介质。
五、三层交换技术1、三层与二层的优缺点2、技术理由三层与二层有机结合，加快速度，有效控制广播。
3、三层交换应用作为主干交换机支持Trunk协议。
六、总结。
七、网络作业（在线作业）。
第二篇：计算机网络应用基础教案-3.2IP地址3.2IP地址教学内容： IP地址。
教学目的：掌握IP地址的基本概念、分类、子网掩码。
教学重难点：子网掩码。
教学课时：3课时教学过程：一、定义。
IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。
大家日常见到的情况是每台联网的PC上都需要有IP地址，才能正常通信。
我们可以把“个人电脑”比作“一台电话”，那么“IP地址”就相当于“电话号码”，而Internet中的路由器，就相当于电信局的“程控式交换机”。
交换式以太网教案
第课时3、交换机的工作原理（简单介绍）交换机是工作在OSI参考模型数据链路层的设备，外表和集线器相似。
它通过判断数据帧的目的MAC地址，从而将帧从合适的端口发送出去。
交换机的冲突域仅局限于交换机的一个端口上。
比如，一个站点向网络发送数据，集线器将会向所有端口转发，而交换机将通过对帧的识别，只将帧单点转发到目的地址对应的端口，而不是向所有端口转发，从而有效地提高了网络的可利用带宽。
交换机实现数据帧的单点转发是通过MAC地址的学习和维护更新机制来实现的。
以太网交换机的主要功能包括MAC地址学习、帧的转发及过滤和避免回路。
交换机可以有多个端口，每个端口可以单独与一个结点连接，也可以与一个共享介质式的以太网集线器连接。
如果一个端口只连接一个结点，那么这个结点就可以独占整个带宽，这类端口通常被称作“专用端口”；如果一个端口连接一个与端口带宽相同的以太网，那么这个端口将被以太网中的所有结点所共享，这类端口被称为“共享端口”。
例如一个带宽为100Mbps的交换机有10个端口，每个端口的带宽为100Mbps。
而Hub的所有端口共享带宽，同样一个带宽100Mbps的Hub，如果有10个端口，则每个端口的平均带宽为10Mbps，如下图所示。
二、交换机数据转发方式(讲解时间：20min)交换机根据数据帧的MAC（Media Access Control）地址（即物理地址）进行数据帧的转发操作。
交换机转发数据帧时，遵循以下规则：如果数据帧的目的MAC地址是广播地址或者组播地址，则向交换机所有端口转发（除数据帧来的端口）。
如果数据帧的目的地址是单播地址，但是这个地址并不在交换机的MAC地址表中，那么也会向所有的端口转发（除数据帧来的端口）。
如果数据帧的目的地址在交换机的MAC地址表中，那么就根据MAC地址表转发到相应的端口。
如果数据帧的目的地址与数据帧的源地址在一个网段上，它就会丢弃这个数据帧，交换也就不会发生。
以下图为例来看看具体的数据帧交换过程。
以太网、交换式以太网
以太网体系结构
IEEE 802.3中规定的MAC子层协议包括帧格式和CSMA/CD协议两部分， 下面我们主要介绍IEEE 802.3帧格式。目前，大多数TCP/IP应用都是用Ethernet V2帧格式，也就是现在所称的IEEE 802.3的以太网帧格式，如图5-8所示。
以太网交换机（LAN Switch）有两个主要功能：
一是在发送结点和接 收结点之间建立一条 虚连接，
二是转发数据帧。
交换机的帧转发方式:
（1）直通转发交换 方式。
（2）存储转发交换 方式。
本节结束
第 5 章局 域 网 技 术
以太网 交换式以太网
计算机网络技术
Framework of the complete teaching design PPT template, suitable for teaching design, information technology, etc. Framework of the complete teaching design PPT template,
7
前导符
1
起始符
6
目的MAC 地址
6
源MAC 地址
2
长度
2
类型
46～1 500
数据
PAD
图5-8 IEEE 802.3以太网帧格式
单位：字节 4
CRC
以太网的物理层规范
IEEEE 802.3委员会在定义可选的物理配置方面表现了极大的多样性和灵活性。 为了区分各种可选用的实现方案，该委员会给出了一种简明的表示方法：
2024版《计算机网络技术基础》课程教案(完整版)
数据编码与调制技术
数据编码
数据编码是指将原始数据转换为适合传输的信号形式，常见的编码方式包括非归零编码、曼 彻斯特编码和差分曼彻斯特编码等。
调制技术
调制技术是指将数字信号转换为模拟信号进行传输的过程，常见的调制方式包括幅移键控、 频移键控和相移键控等。
编码与调制的关系
编码和调制是相互关联的过程，编码后的数字信号需要通过调制转换为适合传输的模拟信号， 而接收端则需要通过解调将模拟信号还原为数字信号进行解码。
分段和重组。
会话层
负责建立、管理和终止 会话，以及同步活动。
表示层
负责数据的表示、转换 和加密等操作。
应用层
提供网络应用服务，如 文件传输、电子邮件、
远程登录等。
TCP/IP协议族及其层次结构
01
02
03
04
网络接口层
对应于OSI的物理层和数据链 路层，负责数据的接收和发送。
网络层
实现IP协议，负责路由选择和 分组转发。
防范措施
为了应对网络安全威胁，需要采取一系列防范措施，如安装杀毒软件、定期更新操作系统和应用程序补丁、 限制不必要的网络访问、使用强密码并定期更换、备份重要数据等。
安全意识和培训
提高用户的安全意识和技能是防范网络安全威胁的关键，因此需要定期开展网络安全培训和演练，提高用户 的防范意识和应急响应能力。
拨号接入
通过拨打电话线的方式， 将计算机连接到广域网 中。这种方式成本较低， 但传输速率较慢且不稳
定。Leabharlann 宽带接入利用宽带技术（如DSL、 Cable Modem等）将 计算机连接到广域网中。 这种方式具有较高的传 输速率和较好的稳定性， 是目前较为常见的接入
方式。
交换式以太网教案
名师精编优秀教案第课时3、交换机的工作原理（简单介绍）交换机是工作在OSI参考模型数据链路层的设备，外表和集线器相似。
它通过判断数据帧的目的MAC地址，从而将帧从合适的端口发送出去。
交换机的冲突域仅局限于交换机的一个端口上。
比如，一个站点向网络发送数据，集线器将会向所有端口转发，而交换机将通过对帧的识别，只将帧单点转发到目的地址对应的端口，而不是向所有端口转发，从而有效地提高了网络的可利用带宽。
交换机实现数据帧的单点转发是通过MAC地址的学习和维护更新机制来实现的。
以太网交换机的主要功能包括MAC地址学习、帧的转发及过滤和避免回路。
交换机可以有多个端口，每个端口可以单独与一个结点连接，也可以与一个共享介质式的以太网集线器连接。
如果一个端口只连接一个结点，那么这个结点就可以独占整个带宽，这类端口通常被称作“专用端口”；如果一个端口连接一个与端口带宽相同的以太网，那么这个端口将被以太网中的所有结点所共享，这类端口被称为“共享端口”。
例如一个带宽为100Mbps的交换机有10个端口，每个端口的带宽为100Mbps。
而Hub的所有端口共享带宽，同样一个带宽100Mbps的Hub，如果有10个端口，则每个端口的平均带宽为10Mbps，如下图所示。
二、交换机数据转发方式(讲解时间：20min)交换机根据数据帧的MAC（Media Access Control）地址（即物理地址）进行数据帧的转发操作。
交换机转发数据帧时，遵循以下规则：如果数据帧的目的MAC地址是广播地址或者组播地址，则向交换机所有端口转发（除数据帧来的端口）。
如果数据帧的目的地址是单播地址，但是这个地址并不在交换机的MAC地址表中，那么也会向所有的端口转发（除数据帧来的端口）。
如果数据帧的目的地址在交换机的MAC地址表中，那么就根据MAC地址表转发到相应的端口。
如果数据帧的目的地址与数据帧的源地址在一个网段上，它就会丢弃这个数据帧，交换也就不会发生。
《计算机网络与通信》课件_项目4 组建交换式以太网
图4－4是另一个典型的实例。采用的是D-Link公司的 DES-1008 8端口10/100M 自适应交换器。此时不管PC机 的网卡是100Mbps还是10Mbps， 都可以直接连到交换器 的一个端口上。只是对100Mbps网卡来说要用5类UTP。
2. 典型的二级交换局域网示例
三级交换的一般拓扑
下图是在3级交换网络中生成树协议自动阻止 环路的生成。
配置交换机的管理部分示例：
Switch>enable Switch#config t Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Switch(config)#interface vlan1 Switch(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 Switch(config-if)#no shutdown Switch(config-if)#exit Switch(config)#ip http server Switch(config)#ip http port 80
背板带宽与包转发速率
交换机的背板带宽，是交换机接口处理器或接口 卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带 宽标志了交换机总的数据交换能力，单位为bps（ 位每秒），也叫交换带宽，一般的交换机的背板 带宽从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换机的 背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但 成本也会越高。
三级交换的大楼内布局拓扑
三级交换的大楼间布局拓扑
4.5 虚拟局域网
在此前学习的局域网中，网络中的计算机互相 是可见的，可以共享资源。有些情况下这样做 会带来安全方面的问题。就引出一个需求：接 在同一个交换机或同一个局域网上的计算机可 能要按部门或其它安全需求划分为几个看起来 象物理上相互间隔离的局域网，这就是虚拟局 域网。
交换式以太网
第3章局域网技术教学目的使学生掌握局域网的发展及以太网的相关技术主要内容1.局域网概述2.传输介质3.以太网基本技术4.10Mb/s以太网5.交换式以太网6.高速以太网教学要求了解：1. 局域网概述2. 10Mb/s以太网3. 传输介质掌握：1. 以太网基本技术2. 交换式以太网3. 高速以太网重点内容1. 以太网基本技术2. 交换式以太网3. 高速以太网难点内容1. 以太网基本技术2. 交换式以太网学时8学时教学过程3.1 局域网概述3.1.1 局域网的特点局域网最主要的特点是：网络为一个单位所有，且地理范围和站点数目均有限。
在局域网刚刚出现时，局域网比广域网具有较高的数据率、较低的时延和较小的误码率。
但随着光纤技术在广域网中的普遍使用，现在广域网也具有很高的数据率和很低的误码率。
局域网具有如下的一些主要优点：⑴具有广播功能，从一个站点可以很方便地访问全网。
局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。
⑵便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。
⑶提高了系统的可靠性（Reliability）、可用性（Availability）和生存性（Survivability）。
3.1.2 局域网的拓扑结构及传输介质局域网可按网络拓扑进行分类。
图3-1a是星形网。
由于集线器（hub）的出现和双绞线大量用于局域网中，星形以太网以及多级星形结构的以太网获得了非常广泛的应用。
图3-1b 是环形网，最典型的就是令牌环形网（token ring），简称为令牌环。
图3-1c为总线网，各站直接连在总线上。
总线网可使用两种协议，一种是传统的CSMA/CD，另一种是令牌传递总线网，即物理上是总线网而逻辑上是令牌环形网。
前一种总线网现在已经演进为星形网，而后一种令牌传递总线网早已退出市场。
图3-1d是树形网，它是总线网的变型，都属于广播信道的网络，但这主要用于频分复用的宽带局域网。
局域网经过了三十多年的发展，尤其是在快速以太网（100Mb/s）和吉比特以太网（1Gb/s）、10吉比特以太网（10Gb/s）进入市场后，以太网已经在局域网市场中占据了绝对优势，现在以太网几乎成了局域网的同义词，本书讨论的也都是以太网技术。
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2.4交换式以太网
教学内容：交换式以太网。
教学目的：交换式以太网工作原理、特点、三层交换技术。
教学重难点：交换式以太网工作原理。
教学课时：3课时
教学过程：
一、引入课题。
共享式以太网，以集线器作为中心，随着网络增大，通信量增加，性能下降，为了提高服务质量，交换式以太网应运而生。
二、定义。
交换式以太网是以交换式集线器（switching Hub）或交换机（switch）为中心构成，是一种星型拓扑结构的网络。
简称为交换机为核心设备而建立起来的一种高速网络。
它同时提供多个通道，比传统的共享式集线器提供更多的带宽，传统的共享式10MBPS/100MPS以太网采用广播式通信方式，每次只能在一对用户间进行通信，如果发生碰撞还得重试，而交换式以太网允许不同用户间进行传送，比如，一个16端口的以太网交换机允许16个站点在8条链路间通信。
三、工作原理。
1、基本功能如下：
地址学习
转发/过滤决定
2、交换方式：
直接交换方式
存储转发交换方式
改进的直接交换方式
各种方式的优缺点，及帧的检测任务由谁完成。
四、交换式以太网的特点：。
1、保留现在网络；
2、与现有网络结全；
3、易学易用，以以太网为基础；
4、支持虚拟局域网；
5、支持现在传输介质。
五、三层交换技术
1、三层与二层的优缺点
2、技术理由
三层与二层有机结合，加快速度，有效控制广播。
3、三层交换应用
作为主干交换机
支持Trunk协议。
六、总结。
七、网络作业（在线作业）。