《计算机网络技术》自学指导书

1、计算机网络技 术 自学指导书一、课 程编码及适用专业 课程编码： 总学时： 82 面授学时： 28 自学学时： 54 适用专业 ：信息（函授本科）二、课 程性质 计算机网络技术 是信息专业学生的必修课程。本课程全面 算机网络技术的基本 理论。使学生能打下坚实的理论基础。三、本 课程的地位和作用 现在计算机网络已深 入到我们工作和生活的各个方面，计算机 计算机网络技术 是高等学校信息专业的一门重要课程。通过本课程的学习， 学生不但能理解计算机网络技术的基本理 些理论熟悉计算机网 络的各种应用。四、学 习目的与要求 通过本课程的学习， 学生应掌握计算机网络的基本概念、计算 构，掌握 ISO/RM

2、网络参考 模型各层的功能，理解各种局域网和广 各种网络操作系统。为学好这门课，学习 时应注意以下几点： （一）（二）（三）系统地介绍了计已经离不开网络。论，还能根据这机网络的体系结 域网技术，了解要抓主要矛盾，有条 要抓住重点，即应牢 要会举一反三，这是 在很多地方是相通的 学习要理论联系实际件地略去一些次要因素，找出问题的本质 。 固掌握基本概念和基本思路。学好计算机的一个关键点。无论是硬件还 是软件，（四）五、本 课程的学习方法 为了学好本课程，首 先要具有正确的学习目的和态度， 事业而学习。在学 习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、 住基本概念、基 本理论、工作原理和分析方法；要注意各

3、是如何呼应的； 要重在理解，能提出问题，积极思考，不 和加深对所学 理论的理解，并培养动手能力，所以应按 前，要对所 学内容基本掌握；解题时，要看懂题意， 应参阅相 关的参考书。通过各个学习环节， 培养分析和解决问题的能力和创新精神。 解决问题不是仅 仅照着书本上的例题 作练习题，而是要求使用已有的知识对提 出的要求能理解和领 悟，并能提出自己的 思路和解决问题的方案，这是一个创新过 程。，多动手、多上机。应为我 国社会主义现代 化 持之以恒。在学习时 要抓 部分内容之间的联系， 前后 要死记；通过习题可 以巩固 要求完成布置的作业 题。解题注意分析。除学习规 定教材外，六、自 学内容与指导第

4、一章 计算机网络的基本概 念（一） 自学内容 计算机网络的定义和 分类计算机网络的拓扑结 构 计算机网络的组成 计算机网络的发展过 程 计算机网络的功能和 应用 （二） 本章重点和难点1、计算机网络的基本概 念。2、计算机网络的拓扑结 构。（三） 学习指导计算机网络是指将不 同地理位置且功能相对独立的多个计算机 系统通过通信线 路相互连接在一起、 由专门的网络操作系统进行管理，以实现 资源共享的系统。络。其中一个 节点是网络工作站。 站节点的个数都是有 传输速率高，网络建 网络瘫痪。计算机网络的拓扑结 构有：a、总线形结构。节点是网络服务器， 总线形网络采用广播 限制的。特点：网络 造容易。但

5、实时性较由一条 高速公用总线连接若干个节点所形成的网由它提供网络通信及资源共享服务，其他通信方式，因此总线的长度及网络中工作结构简单灵活，可扩充，信道利用率高，差，且总线的任何一点故障都会造成整个b、 星形结构。每个节点 都通过一条单独的通信线路，直接与中心节点连接，各 个从节点间不能直接 通信。优点：建网容易，控制简单。缺点 ：属于集中控制，对 中心节点依赖性大， 可靠性低。线路利用率低，可扩充性差。定，c、环形结构。由通信线 路将各节点连接成一个闭合的环，数据在 环上单向流动， 网络中用令牌控制来 协调各节点的发送，任意两节点都可通信 。特点：传输时延确 网络建造容易， 但可靠性差，灵活性

6、差。d、网状结构。节点之间 的连接是任意的，每个节点都有多条线路与其他节点相连，这样使得节点之 间存在多条路径可选。第二章 计算机网络 体系结构（一）自学内容OSI/RM 的层次结构， 各层的 PDU 单元、服务、接口和协 议的概念TCP/IP 的层次结构、 网络层次的作用OSI/RM 和 TCP/IP 模型的区别（二）本章重点和难点1、OSI/RM和TCP/IP的层次结构及各层的主要 功能。2、服务、接口、和协议 的概念。（三）学习指导OSI/RM的层次结构：1 物理层：是 ISO/OSI 的最低层。提供物理链路，实现比特流 的透明传输。2 数据链路层：为穿越 物理链路的信息提供可靠的传输手

7、段，为数据（帧）块发送提供必要的同步、 差错控制和流控制。数据传输的基本单位 是帧。3 网络层：为更高层次 提供独立于数据传输和交换技术的系统连接，并负责建立、维持和结束连接。传 输的基本单位是分组。4 运输层：为不同系统 的会晤实体建立端 -端之间透明、可靠的数据传输，并提 供端点间的错误校正 和流控制。传输的基本单位是报文。5 会话层：为应用程序 间的通信提供控制结构，包括建立、管理 、终止连接（任 务）。6 表示层：提供应用进 程在数据表示（语法）差异上的独立性。7 应用层：提供给用户 对 OSI 环境的访问和 分布式信息服务。应用层以下各层 均通过应用层向应用 进程提供服务。TCP/I

8、P 的层次结构：1 应用层：包含了所有的高层为用户提供应 用的协议，如 FTP、 TELNET 、DNS、SMTP 等。2 传输层：负责在源主 机和目的主机的应用程序之间提供端 - 端的数据传输服务， 主要有传输控制协议 TCP 和用户数据报协议 UDP。3 网际层：负责将数据 报独立地从信息源送到信宿，主要解决路 由选择、阻塞控 制、网络互联等问题 ，主要有互联网协议 IP。4 网络接口层：负责将 IP 数据报封装成适合在物理网络上传输地帧格 式并传输， 或将从物理网络接收 到地帧解封，取出 IP 数据报交给上层的网 际层。在网络分层结构模型 中，对等实体之间交换数据或通信时所必 须遵守的规

9、则或 标准的集合称为协议 。在网络分层结构模型 中，每一层为相邻的上一层所提供的功能 称为服务。 在网 络分层结构模型 中，接口定义下层向其相邻的上层提供的 服务及原语操作， 并使下层服务的实现 细节对上层是透明的。第三章 物理层（一）自学内容物理层的基本功能、 各类传输介质的特点 常见物理层设备与组 件的作用数据通信系统的模型 及相关概念、基带传输技术和频带传输技 术及多路复用技 术物理层标准的内涵（二）本章重点和难点1. 掌握物理层的功能和 作用。2. 理解多路复用技术。（三）学习指导物理层是 OSI 参考模型中的第一层，它虽然 处于最底层，却是整个开放系统的 基础，这是唯一直接 提供原始

10、比特流传输的层。物理层必须解 决好与比特流的物理 传输有关的一秕列问 题。多路复用技 术: 用一条高速线路传送多条低 速线路的数据。 分类：?频分多路复用（ FDM-Frequency Division Multiplexing ） ?时分多路复用（ TDM-Time Division Multiplexing ） ?波分多路复用（ WDM-Wavelength Division Multiplexing ）第四章 数据链路层（一）自学内容 数据链路层的功能和 作用 常用的成帧方式、流 量控制的作用和原理、 HDLC 协议 差错控制的作用和原 理数据链路层的设备与 组件（二）本章重点和难点1.

11、 数据链路层的功能和 作用2. 循环冗余校验码 CRC（三）学习指导 数据链路层的具体功 能如下：1、链路管理：当网络中 处在准备接收状态。的两个结点进行通信时，发送方必须确知接收方是否已2、帧同步：数据链路层，数据传送的单位是帧。3、流量控制：协调发送 方与接收方的工作。4、差错控制：接收方可 通过校验帧的差错编码，判断接收到的帧 是否有差错。5、透明传输：所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合，都应能够在链路上传送。6、寻址：在多点连接的情况下，保证每一帧都能送到正确的目的站。循环冗余校验码 CRC：前提:发送方和接 受方必须事先商定一个二进制数 G（x） （生成多项式 ）,发送端

12、 :计算校验 和,将校验和加在数据末 尾,使这个带校验和的数据能 被 G（x） 除 尽.接收端 :收到带校 验和的数据后 ,用 G（x） 去除它 ,如果有余数 ,则传输 出错 如何生成校验和（冗 余码），请参见教材 P48 的例子。第五章 局域网技术（一）自学内容IEEE802 标准、介质访问控制的原 理无线局域网的工作原 理和基本的组网方式，令牌环网、 FDDI 技术 、VLAN 的概 念与实现方式。主要的局域网组网设 备的功能与选择常见的局域网拓扑结 构及以太网技术 局域网的特点和功能（二）本章重点和难点1、 掌握局域网的常见的 拓扑结构。2、 掌握介质访问控制中 的 CSMA/CD。（三

13、）学习指导局域网的常见的拓扑 结构：1 总线型拓扑结构所有的站点都直接连 接到一条作为公共传输介质的总线上,所有结点都可以通过总线传输介质发送或 接收数据 ,一段时间内只允许一个结点利用总线发送数据 ,一个结点利用总线传输介 质以广播 方式发送信号时时 ,其他结点都可以用 收听到所发 送 的信号。优点:结构简单 ,实现容易 ;易于安装 和维护;价格低廉 ,用户站点 入网灵活。 缺点 : 传输介质故 障难以排除 ;并且由于所有节点都直 接连接在总线上 ,因此任何一 处故障都会导致整个 网络的瘫痪。2. 环型拓扑结构需要提供介质访问控 制，所有的结点通过通信线路连接成一个 闭合的环，数据沿着一个方

14、向绕环逐 站传输，环型拓扑结构是一种共享介质结 构。 优点 :能够较有效 地避免冲突 缺点 :环型结构中 的网卡等通信部件比较昂贵，且 管理复杂得多3. 星型拓扑结构各节点以中央节点为 中心相连接 ，各节点与中央节点以点对点方式连接,任何两节点之间的数据通信 都要通过中央节点 。优点 :拓扑结构简 单,管理方便 ,可扩充性强组网容易单个连接点的故 障只影响一个 设备 ,不会影响全网 ,容易检测和隔离故障 ,便 于维护。缺点 :每个站点直接与 中央结点相连 ,需 要大量电缆 ,因此费用较高 ;如果中央结点 产生故障 ,则全网不能 工作 ,所以对中央结点的可 靠性和冗余度要求很高。CSMA/CD勺

15、具体过程如下：CSMA/CD勺工作原理概括成四句话 :先听后发 ,边发边听 ,冲突停止,随机延时后重发。 具体过程 :1当一个站点想要发送 数据勺时候 , 它检测网络察看是否有其他站点正在传输 , 即侦听 信道是否空闲 .2如果信道忙 ,则等待 ,直到信道空闲 . 3如果信道闲 , 站点就传输数据 .4在发送数据勺同时 , 站点继续侦听网络确信 没有其他站点在同时传输数据 . 因为有可 能两个或多个站点都 同时检测到网络空闲然后几乎在同一时刻 开始传输数据 . 如果两 个或多个站点同时发 送数据, 就会产生冲突 .5当一个传输节点识别 出一个冲突 , 它就发送一个拥塞信号 , 这个信号使得冲突

16、勺时间 足够长 , 让其他勺节点都有能发现 .6其它节点收到拥塞信 号后 ,都停止传输 ,等待一个随机产生勺时间间隙 （回退时间 Backoff Time） 后重发 .第六章 广域网（一）自学内容 广域网勺特点 服务类型及实现方式 常见勺广域网设备 若干典型勺广域网协 议和技术（二）本章重点和难点 广域网勺特点和服务 类型（三）学习指导 广域网勺服务类型有 ：1 专线服务 可以为用户提供永久 勺专用连接 ，连接性能可靠 ,租 用费用高，用于 WAN 勺核 心连接 ,LAN 和 LAN 之间勺长期固定连接。2 线路交换 又称电路交换。过程 :（ 1）每次通信都要首先在 网络中建立一条物理线路或连

17、接（ 2）数据传输（ 3）撤除或结束所建立的连接3 包交换将待传输的数据分成 若干个等长或不等长的数据传输单元来进 行独立传输的一 种服务方式。特点:不同的来源和目的的 数据包和帧共享网络线路，交换设备为这 些包或帧选择一 条合适的路径将其传 送到目的地 。第七章 网络层一） 自学内容IP 地址的规划及子网划分技术 网络层中源到目标分 组传输的实现机理 网络层的主要功能数据报和虚电路的区 路径选择的作用与实 IP 协议 ,ARP 协议和 路由器的功能 拥塞控制的概念 IP 报文的格式 静态路由与动态路由别现ICMP 协议的作用的特点及实现方法二） 本章重点和难点1. IP 地址的结构、分类 与

18、表示。2. IP 地址规划及子网划 分。（三） 学习指导IP地址是一个32位的二进制数，通常用打点十进制数字表示 每个IP地址分为 4段（每段 8位二进制 数）,分别用小数点隔开 , 如 9 。一个 IP 地址由部分组成 :网络地址 （网络号 ，网络标识 ）和网络中的主机地址 （主 机号 ， 主机标识 ） 。IP地址分类：A,B,C,D和E类。其中,D类地址为多点 播送地址，E类地址留作将来使用我们所接触的通常是A,B和C类IP地址。A类地址：高8位表示网络地址，低24位为主 机地址。B类地址：高16位表示网络地址，低16位表示主机地址C类地址：高24位表示网络地址，低8

19、位表示主机地址。IP协议规定，每一个使用子网的网点都选择一个 32位的位模式与32位的IP地址 相对应 .对应网络部分 的各位都为 1 ,对应主机部分的各位都为 0.这就是子网掩码。例如,从子网掩码 可知,网络部分占前 3个字节,主机部分占后 1 个 字节. 而从 可知,网络部分占 22位,主机部分占 10位.目的子网的确定 ：IP 地址与子网掩码按位 与之后 ,便得到一个完整的网络地址.第八章 传输层（一）自学内容TCP/IP 传输层的协议 组成 常见的著名 TCP/IP 的端 口分配值 TCP 可靠传输服务的 主要实现机制OSI 传输层

20、的功能 套接字和端口概念（二）本章重点和难点1. 端口的概念。1. TCP和UDP的异同。（三）学习指导端口 （port）是传输层与应用层的服务接口.传输层可以同时为多 个应用层进程提供传输服务 ,每一个应用进程都对 应一个端 口 .每个端口占2个字节（16bit长）.16bit长的端口号加 上32bit长的IP地址，就构成了应用层进程通信的端点地址。UDP 与 TCP 都位于传输层 .UDP 是一种无连接的无 确认的协议 ，不保证数据能否完整地到达目的地，而 TCP 是一种有连接的有确 认的协议，能保证数据完整地到达目的地 。UDP 比较适合于简单的 一问一答方式 ，可以省去建立连接和 释放

21、连接的开销。 TCP 适用于传输大量 重要数据的场合。第九章 会话层和表 示层（一）自学内容 会话层和表示层的功 能和作用（二）本章重点和难点 会话层和表示层的功 能和作用（三）学习指导会话层的主要功能是 在两个节点间建立、维护和释放面向用户 的连接，并对会 话进行管理和控制， 保证会话数据可靠传送。表示层负责有关网络 中计算机信息表示方式的问题。第十章 应用层（一）自 学 内容掌握TCP/IP应用层的主要应用及工作原理，包括DNS服务，HTTP服务，FTP服务和 E-mail 服务 ;理解 OSI 应用层的功 能与作用（二）本章重点和难点DNS服务的有关概念和机制（三）学习指导域名系统 DN

22、S（Domain Name System）（ 1）因特网的域名结构域（Domai n）指由地理位置或业务类型 而联系在一起的一组计算机构成的一种集合 ，一个域内可以容纳 多台主机 .每个域都有一个层次 结构的名字，即域名（domain name）.域名由若干个分量组成， 各分量之间用小数点 隔开。（2）用域名服务器进行 域名和 IP 地址转换 域名服务器负责将主 机域名映射成主机的 IP 地址 ,或者反之 （逆向域名解析 ）. 域名服务器的工作过 程:设主机A欲与主机B通信，且A只知道B的域名但不知道B的IP地址. A 向本地域名服务器发 送 DNS 请求报文 （以 UDP 方式 ,待转换的

23、域名放在其 中）.本地域名服务器将 对应的 IP 地址放在回答报文中 响应 A.A 主机的应用进程 获得目的主机 B 的 IP 地址后即可与主机 B 通信.如果本地域名服务 器不能完成转换工作 ，就向其上一级域名服务器请求.依此类推 ，直至根域名服务 器。第十一章I nternet 、 I ntranet 和 Extranet（一）自学内容Internet 的几种接入方式Internet，Intranet 和 Extranet 的 区别和联系Internet，Intranet 和 Extranet 的需求背景 ，技术实现和提供 的应用 .（二）本章重点和难点Internet，Intranet

24、和 Extranet 的 区别和联系（三）学习指导Internet 的特点 : Internet 采用 TCP/IP; Internet 是 一个庞大的网际互联网 （internet）， 是各种异构网络的互连 . Internet 是 一种非集中管理的松散型网络.Intranet是建立在企业内部的In ternet,又称内联网，基于TCP/IP,使用WWW 工具,采用防止外界侵入的 安全措施 ，为企业内部服务并有 连接 Internet 功能的企业内部网络Extra net,又称外联网,是一个使用In ternet技术使其客 户和其它相关企业（如银行, 客户 ,运输等 ）相连以完成共同目标的交

25、互式 合作网络 .外联网广泛用于电子 商务中.允许部分业务伙伴 ,供应商,员工,分销商 ,客户和订约 方连接到您的公司网 络和服务器开展业务 .第十二章 网络操作系统（一）自学内容理解网络操作系统的 功能与作用了解常用网络操作系 统，如 WINDOWS 操作系统 ,LINUX 操作系统 ,UNIX 操作 系统和 NETWARE 操作系统的发展和主要特点（二）本章重点和难点网络操作系统的概念 和功能。（三）学习指导网络操作系统（NOS-network operation system）是指能使网络上多台计算机方便而 有效的共享网络资源 ,为用户提供所需的各种服务的操作系统软件。为实现有效的资源共

26、 享,首先要提供网络通信功能或协 议的支持 ,另外还要提供资 源共享的途径及解决 多个用户对资源需求冲突的能力 .所以网络操作系统除 了具备单 机操作系统所需的功 能,如内存管理 ,CPU 管理 ,输入输出管理 ,文件管理等以外 ,还应具 备如下一些网络控制 ,管理和服务功能：1提供高效可靠的网络通信能力如对网络协议，网络硬件的支持例如，在Windows2000操作系统中，就有对TCP/IP,NetBEUI,DLC 等多种协议的支持，同时还提 供了多种网络硬件的 驱动程序。2提供多项网络服务功 能,如远程作业录入及处理的服务功能,文件传输服务功能电子邮件服务功能，远程打印服务功能等我们经常听说

27、的 TELNET,FTP,EMAIL 等就 是该类的服务功能的 典型例子。3提供网络资源管理，系统管理功能，如文件系统管理，网络服务进程的建立和管理 网络活动的监控和网络测试工具等.Windows 2000中的事件查看器就提供对一些网络 安全方面的问题进行 监视的功能用户管理功能，用户管理络资源的访问用户必管理的具体体现4提供对网络用户的管 理几乎所有的操作系统都提供了 功能所提供的用户访 问控制机制有效地管理和控制了用户对网 须提供合法的用户帐 号并在授权范围内访问网络资源就是用户七、自学进度及各章节学时安排自学周数18周，每周保证3学时，总计54学时。在自学过程 中，除了保证时 间 外一定要做练习，独立完成布置的作业分两次寄回学校。最 好将各章后面的有关 习题 都做一下。还要 多上机，只有通过实践才能达到对所学内 容理解、消化的目的， 进而 掌握它。各章节 学时安排如下（不包括作业学时 ）。自学进度表周 次学时内容学习要求作业13第一章计算机网络的基本 概念掌握并理解计算机网 络的 基本概念，掌握计算机网 络的拓扑结构，了解计算 机网络的分类、组成、发 展过程、功能与应用。P10 423第二章计算机网络体系结 构掌握 OSI/RM和TCP/IP的 层次结构及各层的主要功 能，掌握服务、接口 、和 协议的概念。P20 1,2