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第一單元網(wǎng)絡(luò)探秘 第二節(jié) 認識計算機網(wǎng)絡(luò) 【教學目標】： 知識技能： （1） 了解計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能、分類和拓撲結(jié)構(gòu)； （2） 理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念，了解網(wǎng)絡(luò)開放系統(tǒng)互連協(xié)議（osi）分層模型的基本思想，了解因特網(wǎng)tcp/ip協(xié)議的基本概念和功能。 （3） 列舉并解釋網(wǎng)絡(luò)通信中常用的信息交換技術(shù)及其用途。 過程與方法： （1） 學習計算機網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識。 （2） 能利用所學網(wǎng)絡(luò)知識對實際問題進行分析探討。 情感態(tài)度價值觀： （1） 感受網(wǎng)絡(luò)的神奇作用，激發(fā)對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的求知欲，參與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學習的態(tài)度。 （2） 認識到信息技術(shù)飛速發(fā)展的同時，推動人類學習，生活方式的深刻變革，了解社會發(fā)展和科技進步的相互作用。 【教學課時】： 2 課時 第一課時：了解計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能、分類和拓撲結(jié)構(gòu)； 第二課時：了解網(wǎng)絡(luò)開放系統(tǒng)互連協(xié)議（osi）分層模型的基本思想； 【教學環(huán)境】： 硬件：網(wǎng)絡(luò)教室，投影儀 軟件：多媒體教室管理系統(tǒng)，多媒體輔助教學軟件，電子學習檔案袋等。 【教學過程】： 第一課時：了解計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能、分類和拓撲結(jié)構(gòu)； 課堂引入：由認識計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備引入對計算機網(wǎng)絡(luò)的一個全面了解。 課堂知識點：（展示課件，講解） U 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義 計算機網(wǎng)絡(luò)是一種地理上分散、具有獨立功能的多臺計算機通過軟、硬件設(shè)備互連，以實現(xiàn)資源共享和信息交換的系統(tǒng)。三要素如下： n 兩臺或兩臺以上獨立的計算機互連接起來才能構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，達到資源共享目的。 n 計算機之間要用通信設(shè)備和傳輸介質(zhì)連接起來。 n 計算機之間要交換信息，彼此就需要一個統(tǒng)一的規(guī)則，這個規(guī)則成為“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議”（Protocol TCP/IP)。網(wǎng)絡(luò)中的計算機必須有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 U 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成 資源 被服務(wù)器提供到網(wǎng)絡(luò)上，供工作站使用的硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫等。資源可以是一個文件、文件夾、打印機、掃描儀等。 服務(wù)器 在網(wǎng)絡(luò)上提供資源的計算機稱為服務(wù)器?！?/p> 工作站 在網(wǎng)絡(luò)上使用資源的計算機稱為工作站?！?/p> 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 連接計算機與傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。常用的設(shè)備有路由器、網(wǎng)絡(luò)適配器、交換機、網(wǎng)橋、光電轉(zhuǎn)換器等?！?/p> 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)中為數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則。常用的協(xié)議有TCP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議等?！?/p> 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 計算機網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)用戶和計算機網(wǎng)絡(luò)的接口。網(wǎng)絡(luò)用戶通過網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)請求網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的任務(wù)就是支持局域網(wǎng)絡(luò)的通信及資源共享。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)則承擔著整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的資源管理，支持各用戶間的通信。常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Windows NT、Net Ware、UNIX等。 U 計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展 因特網(wǎng)起源于一個名叫ARPANET的廣域網(wǎng)。1969年由美國國防部高級研究計劃署創(chuàng)辦最初只連接了位于不同地區(qū)的四臺計算機（如下圖所示）。起先是用于軍事科學上，后來用于商業(yè)和民用業(yè)。1983年正式命名為Internet，即因特網(wǎng)。 n 60年代：計算機互連系統(tǒng) 這個階段的典型代表是60年代后期由美國國防部資助、國防部高級研究計劃局主持研究建立的ARPA網(wǎng)（ARPANET）。ARPANET網(wǎng)絡(luò)利用租用的通信線路把位于洛杉礬的加利福尼亞大學、位于圣芭芭拉的加利福尼亞大學、斯坦福大學以及位于鹽湖城的猶它州州立大學的計算機主機連接起來，構(gòu)成了專門完成主機之間通信任務(wù)的通信子網(wǎng)。通過通信子網(wǎng)互連的主機負責運行用戶程序，向用戶提供共享資源，它們構(gòu)成了資源子網(wǎng)。 n 70年代，出現(xiàn)局域網(wǎng)； n 80年代，CCITT建立了使用國際線路傳輸聲音數(shù)據(jù)的國際標準，ISO制定了計算機網(wǎng)絡(luò)的開放型互聯(lián)模型OSI (Open System Interconnection)，1984年。 n 90年代，計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成為社會重要的信息基礎(chǔ)設(shè)施。 n 21世紀，是網(wǎng)絡(luò)功能不斷完善、速度更快、更普及。 n 80年代網(wǎng)絡(luò)進入中國，90年代是中國計算機網(wǎng)絡(luò)大發(fā)展的年代。 U 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 （1）按照網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分類 星型拓撲結(jié)構(gòu)（如圖 1 、圖 2 ） 星型網(wǎng)絡(luò)由中心節(jié)點和其它從節(jié)點組成，中心節(jié)點可直接與從節(jié)點通信，而從節(jié)點間必須通過中心節(jié)點才能通信。在星型網(wǎng)絡(luò)中中心節(jié)點通常由一種稱為集線器或交換機的設(shè)備充當，因此網(wǎng)絡(luò)上的計算機之間是通過集線器或交換機來相互通信的，是目前局域網(wǎng)最常見的方式。我們教室的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也是總線型拓撲結(jié)構(gòu)。
圖 1 星型網(wǎng)絡(luò)示意圖 圖 2 星型網(wǎng)絡(luò)實物圖 總線拓撲結(jié)構(gòu)（如圖 3 ） 總線型網(wǎng)絡(luò)是一種比較簡單的計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它采用一條稱為公共總線的傳輸介質(zhì)，將各計算機直接與總線連接，信息沿總線介質(zhì)逐個節(jié)點廣播傳送。 圖 3 總線型網(wǎng)絡(luò) 環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)（如圖 4 ） 環(huán)型網(wǎng)絡(luò)將計算機連成一個環(huán)。在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中，每臺計算機按位置不同有一個順序編號，見圖 4 。在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中信號按計算機編號順序以 “ 接力 ” 方式傳輸。如圖 4 中，若計算機 A 欲將數(shù)據(jù)傳輸給計算機 D 時，必須先傳送給計算機 B ，計算機 B 收到信號后發(fā)現(xiàn)不是給自己的，于是再傳給計算機 C ，這樣直到傳送到計算機 D 。 圖 4 環(huán)形網(wǎng)絡(luò) （2）按照網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍來劃分，網(wǎng)絡(luò)可分為局域網(wǎng)，城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。 “局域網(wǎng)”的英文縮寫是LAN（Local Area Network）：當我們的電腦和他人的電腦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)上的連接時，其實就出現(xiàn)了“局域網(wǎng)”的概念了（點與點的連結(jié)，擴充成“面”，即是一個小的區(qū)域概念）。而基本上，我們會以一個“校園的大小”來作為“局域網(wǎng)”和“廣域網(wǎng)”的分界（大于這個范圍，我們稱之為“廣域網(wǎng)”；小于或等于這個范圍，則稱之為“局域網(wǎng)”）。 請問：那么一家公司的網(wǎng)絡(luò)呢？你當然可以推知它是一個“局域網(wǎng)”了。 城域網(wǎng)的英文縮寫是MAN(Metropolitan Area Network)是在一個城市范圍內(nèi)所建立的計算機通信網(wǎng)。 “廣域網(wǎng)”的英文縮寫是WAN（Wide Area Network）：“廣域網(wǎng)”等于是把“局域網(wǎng)”連接起來成為更大的網(wǎng)絡(luò)。一個國家應(yīng)該算是一個“廣域網(wǎng)”，而超過這個范圍，將許多國家級的“廣域網(wǎng)”結(jié)合在一起，就成為目前遍布全球的“國際互聯(lián)網(wǎng)”了。 電路交換網(wǎng)絡(luò)：在工作站之間建立專用通信信道進行連接，獨享的物理線路。一般的電話線路采用的就是電路交換網(wǎng)絡(luò)。原理：撥通電話（建立電路）--à通話（數(shù)據(jù)傳輸，線路被獨占）--à掛斷電話（電路連接拆除） 分組交換網(wǎng)絡(luò)：兩個節(jié)點間無需建立專用通道就可以交換數(shù)據(jù)。原理：發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)，將信息按照一定格式分割成較短的數(shù)據(jù)包，發(fā)送給交換設(shè)備；交換設(shè)備根據(jù)數(shù)據(jù)包中的目的地址和序列號，選擇合適的空閑傳輸線路傳送分組數(shù)據(jù)包。不用建立獨占的物理連接。計算機網(wǎng)絡(luò)采用的分組交換技術(shù)。Ip電話采用的也是分組交換技術(shù)。 其他拓撲結(jié)構(gòu)。 U 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能 1、數(shù)據(jù)通信 如：電子郵件、網(wǎng)上聊天等。 2、資源共享 如：網(wǎng)上瀏覽新聞、網(wǎng)上查找學習資料等，學校的電子閱覽 室。 3、數(shù)據(jù)信息的集中和綜合處理 如：辦公自動化 電子數(shù)據(jù)交換 遠程教育(Distance Education) 電子銀行(E-Banking) 電子商務(wù)(Electronic Commerce) 布置作業(yè)： 觀察我們學校的網(wǎng)絡(luò)圖，思考與分析。 W 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分，我們學校網(wǎng)絡(luò)屬于什么類型？是什么拓撲結(jié)構(gòu)？ W 核心交換機和服務(wù)器之間使用的網(wǎng)線是直連線還是交叉線？ W 對于這張圖還有哪些不理解的地方請?zhí)岢鰜? (發(fā)表在學習檔案袋中) 第二課時 了解通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)開放系統(tǒng)互連協(xié)議（osi）分層模型的基本思想； 課堂引入：由學校網(wǎng)絡(luò)拓撲圖引出電腦之間的交流。 知識要點： 定義：網(wǎng)絡(luò)中的各種計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間進行相互通信而建立的規(guī)則、標準或約定。 必要性： 簡單的通信協(xié)議使用介紹。 常用的通信協(xié)議： TCP/IP “transmission Control Protocol/Internet Protocol” ）（傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）協(xié)議， TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)間協(xié)議）是一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)上的所有通信設(shè)備，尤其是一個主機與另一個主機之間的數(shù)據(jù)往來格式以及傳送方式。TCP/IP是INTERNET的基礎(chǔ)協(xié)議，也是一種電腦數(shù)據(jù)打包和尋址的標準方法。 （普通話） NetBEUI ”NetBios Enhanced User ”，是一種短小精悍、通信效率高的廣播型協(xié)議，安裝后不需要進行設(shè)置，特別適合于在“網(wǎng)絡(luò)鄰居”傳送數(shù)據(jù)。 （方言） IPX/SPX由novell公司開發(fā)出來應(yīng)用于局域網(wǎng)的一種高速協(xié)議。 使用網(wǎng)卡的物理地址即（MAC）地址。在實際使用中，它基本不需要什么設(shè)置，裝上就可以使用了。（行話,黑話）
課堂轉(zhuǎn)折：為了降低協(xié)議的復(fù)雜程度，采用了分層解決的原則。“化整為零，分而治之”，基于分層解決的思想，國際標準化組織（ISO，International Standardization Organization）提出開放式系統(tǒng)互聯(lián)（OSI，Open System Interconnection）參考模型。 它將數(shù)據(jù)從一個站點到達另一個站點的工作按層分割成七個不同的任務(wù)。開放性是指任何遵循OSI標準的系統(tǒng)，只要物理上連結(jié)起來，它們之間都可以相互通信。
知識要點：（每層功能） 第七層：應(yīng)用層 （兩個公司建立了交易） 定義了用于在網(wǎng)絡(luò)中進行通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?- 用戶程式； 提供標準服務(wù)，比如虛擬終端、文件以及任務(wù)的傳輸和處理； 第六層：表示層 （以什么樣的方式交易，飛機，汽車還是火車） 掩蓋不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)格式的不同性； 指定獨立結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸格式； 數(shù)據(jù)的編碼和解碼；加密和解密；壓縮和解壓縮 第五層：會話層 （相當于中層領(lǐng)導，發(fā)不發(fā)貨） 管理用戶會話和對話； 控制用戶間邏輯連接的建立和掛斷； 報告上一層發(fā)生的錯誤 第四層：傳輸層 （最關(guān)鍵的一層，把下面的三層數(shù)據(jù)屏蔽掉了，負責聯(lián)絡(luò)，對方目的地在哪兒） 管理網(wǎng)絡(luò)中端到端的信息傳送； 通過錯誤糾正和流控制機制提供可靠且有序的數(shù)據(jù)包傳送； 提供面向無連接的數(shù)據(jù)包的傳送； 第三層：網(wǎng)絡(luò)層 （選擇那一條路可以到達目的地） 定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間如何傳輸數(shù)據(jù)； 根據(jù)唯一的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址路由數(shù)據(jù)包； 提供流和擁塞控制以防止網(wǎng)絡(luò)資源的損耗 第二層：數(shù)據(jù)鏈路層 （路上的標志，為了使數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠地在物理層上傳輸） 定義操作通信連接的程序； 封裝數(shù)據(jù)包為數(shù)據(jù)幀； 監(jiān)測和糾正數(shù)據(jù)包傳輸錯誤 第一層：物理層 （物理部件，不對數(shù)據(jù)做任何處理，路） 定義通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的物理方式； 作為網(wǎng)絡(luò)媒介和設(shè)備間的接口； 定義光學、電氣以及機械特性。 數(shù)據(jù)傳輸過程： 發(fā)送時每往下傳遞一層，對數(shù)據(jù)附加一個協(xié)議控制信息，即封裝； 接收時，每往上傳遞一層，自下層向上層逐層去掉協(xié)議控制信息，即拆封 其他網(wǎng)絡(luò)參考模型
布置作業(yè)： • 網(wǎng)卡，集線器，交換機各工作在哪一層？我們網(wǎng)絡(luò)中心的核心交換機，你覺得它應(yīng)該工作在哪一層？ • OSI參考模型包括哪些層次？各層次的主要功能是什么？ • 上網(wǎng)查找“OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較”。 |
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