《网络技术基础》教案

课程名称网络技术基础课时2序号1

授课班级日期授课方式讲授

课题计算机网络概述1任课老师

教学重点：计算机网络的发展过程和基本组成；

通信子网和资源子网的概念；

重点难点计算机网络的分类方法；

数据通信的基本术语。

教学难点：通信子网和资源子网的概念。

计算机网络是计算机技术和现代通信技术相结合的产物。随着计

算机技术和通信技术的迅猛发展，计算机的应用已逐渐渗透到社会发

展的各个领域。

1.1计算机网络的产生和发展

计算机网络是通过通信设备、传输介质和网络通信协议，将不同

地点的计算机设备连接起来，实现资源共享、数据传输的系统。通俗

地说，计算机网络是计算机技术与通信技术结合的产物，它可以把多

台计算机、终端，利用通信设备和传输介质连接起来，在网络软件的

作用下，实现计算机资源共享。

第一代计算机网络：20世纪50〜60年代，特点是一个主机，多

主要内容个终端；

第二代计算机网络：20世纪60〜70年代，特点是分散管理，多

个主机互连成系统；

第三代计算机网络：20世纪70年代末至90年代初，特点标准

化、开放化；

第四代计算机网络：20世纪90年代至今，特点是高速、综合、

移动。

1.2计算机网络的基本组成

计算机网络是一个非常复杂的系统，从系统组成的角度来说，

计算机网络包括硬件系统及软件系统两大部分，网络硬件提供的是数

据处理、数据传输和建立通信通道的物质基础，而网络软件是真正控

制数据通信的，软件的各种网络功能需依赖于硬件去完成，二者缺一

不可；从系统功能的角度来讲，一个计算机网络又可分为资源子网和

通信子网两大部分。

计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能。

计算机网络的硬件系统包括：主机、终端、通信控制处理机、传

输介质、连接设备。

计算机网络的软件系统包括：网络操作系统、网络通信协议、网

络应用软件。

通信子网是指计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件

的集合，通信线路、通信设备、网络通信协议、通信控制软件等都属

于通信子网，它是网络的内层，负责信息的传输，是网络的重要组成

部分。

资源子网是指计算机网络中实现资源共享的设备和软件的集

合。主机和终端都属于资源子网。通信子网为资源子网提供信息传输

服务，资源子网上用户之间的通信建立在通信子网的基础上。没有通

信子网，网络不能工作，而没有资源子网，通信也就失去了意义，通

信子网和资源子网的结合组成了统一的资源共享的完善的网络。

1.3计算机网络的拓扑结构

拓扑是一种研究与大小、形状无关的构成图形（线、面）特性的

方法，即抛开网络中的具体设备，把工作站、服务器等网络单元抽象

为“节点”，把网络中的电缆等通信介质抽象为“线”，形成点和线

组成的图形，使人们对网络整体有比较直观的印象。这样从拓扑学的

角度看计算机网络就变成了点和线组成的几何图形，这就是网络的拓

扑结构，也就说网络拓扑结构是一个网络的通信链路和节点的几何排

列或物理图形布局，在计算机网络中忽略了网络的具体物理特性如节

点之间的距离、各节点的位置，而着重研究结点之间的连接关系。

计算机网络的拓扑结构主要有：总线形拓扑结构、星形拓扑结构、

环形拓扑结构、树形拓扑结构、混合形拓扑结构。

1.4计算机网络的分类

按网络覆盖的地理范围分为：局域网、城域网、广域网；按网络

的工作模式分为：对等网、基于服务器的网络；按网络的使用范围分

为：公用网、专用网、用公用网组建专用网；按网络的传输介质分为:

有线网络、无线网络。

1.5计算机网络的功能和应用

不同环境中计算机网络应用的侧重点不同，表现出的主要功能也

有差别，但总的来说，网络应具备以下最基本的功能：资源共享、信

息通信、分布处理、网络提高了计算机的可靠性、网络具有可扩充功

能。

计算机网络的应用非常广泛，如：办公室通信、信报处理系统、

电子数据交换、在线服务、工业网络、智能大厦和结构化综合布线系

统等。

课程名称网络技术基础课时2序号2

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课题计算机网络概述2任课老师

重点难点

1.6计算机数据通信常识

信息是人们所关注事情的消息或知识，是关于客观事物特征和变化的反

映，是客观事物特征和变化经过人的大脑加工后的再现。如身高、体重等。

数据是记录下来的可以被识别的符号，具有稳定性和表达性。如文字、数

字等。

信号是数据的具体表现形式。根据载体的不同，可分为电、磁、声、光、

热等各种信号。各种数据都可以适当的电磁波形式在通信介质上传输。

信道指信号的传输通道，包括通信设备（如集线器、路由器等）和传输介

质（如同轴电缆、光纤等）。

模拟信号是随时间连续变化的电磁波，利用电磁波的描述参数（如幅度、

频率或相位等）来表示要传输的数据，它的取值可以是无限多个。

数字信号是一种离散信号，通过电压脉冲表示要传输的数据，它的取值是

主要内容有限的。

传统的电话通信信道是传输语音的模拟信道，无法直接传输计算机的数字

信号。为了利用现有的模拟线路传输数字信号，必须将数字信号转化为模拟信

号，我们将这一过程称作调制（Modulation）o在另一端，接收到的模拟信号

要还原成数字信号，这个过程称作解调（DEModulation）。通常由于数据的传

输是双向的，因此，每端都需要调制和解调，这种设备称作调制解调器（MODEM）。

在数据通信中，按每次传送的数据位数，通信方式可分为：并行通信和串

行通信。

并行通信是一次同时传送8位二进制数据，从发送端到接收端需要8根传

输线。并行方式主要用于近距离通信，如在计算机内部的数据通信通常以并行

方式进行。这种方式的优点是传输速度快，处理简单。

串行通信一次只传送一位二进制的数据，从发送端到接收端只需要一根传

输线。串行方式虽然传输率低，但适合于远距离传输，在网络中（如公用电话

系统）普遍采用串行通信方式。

按照数据在线路上的传输方向，通信方式可分为：单工通信、半双工通信

与全双工通信。

单工通信只支持数据在一个方向上传输，又称为单向通信。如无线电广播

和电视广播都是单工通信。

半双工通信允许数据在两个方向上传输，但在同一时刻，只允许数据在一

个方向上传输，它实际上是一种可切换方向的单工通信。这种方式一般用于计

算机网络的非主干线路中。

全双工通信允许数据同时在两个方向上传输，又称为双向同时通信，即通

信的双方可以同时发送和接收数据。如现代电话通信提供了全双工传送。这种

通信方式主要用于计算机与计算机之间的通信。

数据传输以信号传输为基础，数据传输分为基带传输、频带传输和宽带传

输。

允许传输信号波形连续变化的模拟信号的信道称为模拟信道，数字信道只

允许传输离散的数字信号。调制解调器是进行数字、模拟信号转换的专用设备

进行数/模转换的目的，就是要利用模拟信道传递数字信号。

使用数字信道号传输数据，终端设备将数字信号转变成脉冲电信号时，这

种调制前原始信号所固有的基本频率叫做基本频带，简称为基带。在信道中直

接传输基带信号的方法，叫做基带传输。基带传输是一种最基本的数据传输方

式。基带信号是用来直接传输数字信号的，不经过调制，因为数字波形有无限

的频宽，每次只能传输一路，占用所有带宽。

利用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传输。在这样的信道上传输数

字信号，必须先将数字信号转换为模拟信号；在接收方还必须再将模拟信号转

换为数字信号，相应的设备才能识别。频带传输过程中，先将二进制形式的数

字信号进行调制，转换成能在模拟信道（如电话线路或其他传输线路）传输的

模拟信号传输出去，再在接收端经过解调将模拟信号还原成数字信号。频带传

输是将数字信号调制成在某个频率段传输的模拟信号，可以通过频分多路复用

传输。

宽带是指比音频带宽更宽的频带，包括大部分电磁波频谱。利用宽带进行

的传输称为宽带传输。宽带传输系统属于模拟信号系统，它能够在同一信道上

进行数字信息或模拟信息服务，宽带传输系统可以容纳全部广播信号，并可进

行高速数据传输。

在局域网中，传输方式分为基带传输和宽带传输。基带传输的信号主要是

数字信号，宽带传输的是模拟信号，基带传输的数据传输速率为0〜10Mb/s,

宽带传输的数据传输速率为0〜400Mb/s。宽带传输能把声音、图像和数据等信

息综合到一个物理信道上进行传输，宽带传输采用的是频带传输技术，但频带

传输不一定是宽带传输。

课程名称网络技术基础课时2序号3

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课题计算机网络体系结构任课老师

教学重点：网络协议的基本概念及其作用：

网络协议的分层原则；

网络体系结构的概念和作用；

ISO/OSI参考模型及其各层的功能及特性；

重点难点

TCP/IP参考模型；

子网的概念及划分；

IP地址与子网掩码。

教学难点：子网的划分与IP地址与子网掩码。

计算机网络体系结构不是指具体的网络，而是计算机网络的抽象模型。计

算机网络是将多台位于不同地点的计算机设备通过各种通信信道和设备互连起

来，使其能协同工作，以便计算机用户应用进程交换信息和共享资源，因此，

计算机网络系统的设计是个复杂的工程设计。网络的体系结构用分层的的概念

简化了计算机网络系统的设计与实现。

2.1网络的体系结构

网络体系结构是关于计算机网络应设置哪几层，每层应提供哪些功能的精

确定义。至于功能如何实现，则不属于网络体系结构部分。

在网络分层体系结构中，每一层都由一些实体组成，这些实体抽象地表示

主要内容了通信时的软件元素和硬件元素。换句话说实体是通信时能发送和接收信息的

任何软、硬件设施。不同机器上同一层的实体叫对等实体。

实体完成一定的任务，称为该层的功能，上层利用下层提供的功能或者说

下层为上层提供服务。服务是各层向其上层提供的一组操作。服务定义了两层

之间的接口，上层是服务用户，下层是服务提供者。

上下层之间交换信息叫接口。一般使上下层之间传输的信息量尽可能地少，

这样使得两层之间保持其功能的相对独立性。

在网络中包含多种计算机系统，它们的硬件和软件各不相同，要实现它们

之间的相互通信，就必须有一套通信管理机制，使通信双方能正确地发送和接

收信息并理解对方所传输信息的含义。这套通信管理机制也可以说是计算机通

信双方事先约定的一种规则，它就是协议•协议是指实现计算机网络中数据通

信和资源共享的规则的集合。它包括协议规范的对象及应该实现的功能.一般

来说，协议由语义、语法和交换规则三部分组成，即协议的三要素。

层和协议的集合被称为网络体系结构。换句话说，体系结构就是用分层研

究方法定义的计算机网络各层的功能、各层协议和接口的集合。

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课题计算机网络体系结构任课老师

教学重点：网络协议的基本概念及其作用：

网络协议的分层原则；

网络体系结构的概念和作用；

ISO/OSI参考模型及其各层的功能及特性；

重点难点

TCP/IP参考模型；

子网的概念及划分；

IP地址与子网掩码。

教学难点：子网的划分与IP地址与子网掩码。

2.2OSI/ISO参考模型

OSI模型是一种具有指导作用的抽象模型，并不是计算机网络协议的具体

实现实例。在OSI模型的基础上，计算机网络协议的具体实现还有很多灵活性和

可扩展空间。

OSI参考模型只给出了一些原则性的说明，并不是一个真正具体的网络，

它将网络划分为七个层次：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表

水层，应用层。

各层功能概括如下：

物理层：第1层，在物理信道上传输比特流，解决数据终端设备（DTE）与

主要内容通信设备（DCE）之间的接口问题。接口标准：由机械、电气、功能、规程等四

个特性构成。

数据链路层：第2层，变换数据帧和比特流，在相邻两节点间无差错传输

数据帧，为网络层所提供的服务有：建立和拆除数据链路（逻辑通道）、帧传输、

差错与流量控制、数据链路管理。

网络层：第3层，将报文分组从物理连接的一端传到另一端，实现点到点

通信。主要功能是将逻辑地址翻译成物理地址，使传输层可使用逻辑地址；根据

网络状态、优先级等确定路由；分组交换、拥塞控制和流量控制。

传输层：第4层，向上层提供一个标准通用的界面，使上层和通信子网的

细节相隔离，保证无错误地、顺序地、无丢失地、无重复地在源主机和目标主机

间传送报文。主要功能是将消息重新打包，发送端：长消息-数据包，接受端：

小数据包f大数据包；接受确认；流量控制；错误处理等。

会话层：第5层，在联网计算机之间建立、建立和使用一种称之为会话的

链接，并使用这个链接进行通信，使双方操作相互协调。

表示层：第6层，网络翻译者，定义了联网计算机之间交换信息的格式和

语法。

应用层：第7层，是开放系统的互连环境的最高层。不同的应用层为特定

类型的网络应用提供访问网络服务的手段和窗口，代表直接支持用户应用的服

务，如文件传送、数据库访问、电子邮件等。

总之，OSI参考模型中，将的网络通信问题分解成若干个容易处理的子问

题，尔后各层“分而治之”逐个加以解决。

2.3TCP/IP参考模型

TCP/IP参考模型又称Internet协议参考模型。TCP是传输控制协议，IP

是网际协议。

在TCP/IP协议中，TCP协议和IP协议各有分工。TCP协议是1P协议的高

层协议，TCP在IP之上提供了一个可靠的，连接方式的协议。TCP协议能保证数

据包的传输以及正确的传输顺序，并且它可以确认包头和包内数据的准确性。IP

协议为TCP/IP协议集中的其它所有协议提供“包传输”功能，IP协议为计算

机上的数据提供一个最有效的无连接传输系统，也就是说IP包不能保证到达目

的地，接收方也不能保证按顺序收到IP包，它仅能确认IP包头的完整性。最终

确认包是否到达目的地，还要依靠TCP协议，因为TCP协议是有连接服务。

TCP/IP参考模型由四个层次组成，参见图2.2TCP/IP参考模型。其中：

应用层：应用层是TCP/IP参考模型的最高层，它向用户提供一些常用应用

程序，如电子邮件等。应用层包括了所有的高层协议，并且总是不断有新的协议

加入。应用层协议主要有：网络终端协议TELNET,用于实现互联网中的远程登

录功能；文件传输协议FTP,用于实现互联网中交互式文件传输功能；简单电子

邮件协议SMTP,实现互联网中电子邮件发送功能；域名服务DNS,用于实现网络

设备名字到IP地址映射的网络服务；网络文件系统NFS,用于网络中不同主机

间的文件系统共享。

传输层（TCP层）：提供可靠的端到端数据传输，确保源主机传送分组到

达并正确到达目标主机。有运输控制协议TCP,用户数据报协议UDP。TCP协议

是一种可靠的面向连接的协议，主要功能是保证信息无差错地传输到目的主机。

UDP协议是一种不可靠的无连接协议，它与TCP协议不同的是它不进行分组顺序

检查和差错控制，而是把这些工作交给上一级应用层完成。

网际层（IP层）：负责相邻计算之间（即点到点）通信，包括处理来自传

输层的发送分组请求，检查并转发数据报，并处理与此相关的路径选择，流量控

制及拥塞控制等问题。

网络接口层：严格来说它不是一个层次，而仅仅是一个接口，用以提供在

下面的数据链路层和物理层的接口。负责通过网络发送IP数据报；或者接收来

自网络物理层的帧，转为IP数据报，交给IP层。

课程名称网络技术基础课时2序号5

授课班级日期授课方式讲授

课题网络协议任课老师

重点难点

2.4网络协议

网络协议(Protocol)是一种特殊的软件，是计算机网络实现其功能的最基

本机制。网络协议的本质是规则，即各种硬件和软件必须遵循的共同守则。网络

协议并不是一套单独的软件，它融合于其他所有的软件系统中，因此可以说，协

议在网络中无所不在。网络协议遍及0SI通信模型的各个层次。对于普通用户而

言，不需要关心太多的底层通信协议，只需要「解其通信原理即可。在实际管理

中，底层通信协议一般会自动工作，不需要人工干预。但是对于第三层以上的协

议，就经常需要人工干预了，比如TCP/IP协议就需要人工配置它才能正常工作。

所谓网络协议就是为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则、标准或

约定的集合。协议总是指某一层的协议,准确地说,它是对同等层实体之间的通信

制定的有关通信规则和约定的集合。

网络协议包括三要素：语义、语法和交换规则。

所谓NetBEUI协议是一个基本协议，它提供工作组及计算机的网络标识名，

主要内容

而且不需要配置网络地址。NetBEUI协议还具备一些通信功能，但并不支持路由

选择。

TCP/IP尽管是目前最流行的网络协议，但TCP/IP协议在局域网中的通信

效率并不高，使用它在浏览“网上邻居”中的计算机时，经常会出现不能正常浏

览的现象。此时安装NetBEUI协议就会解决这个问题。

IPX对应于0SI参考模型的网络层，而SPX对应于0SI参考模型中的传输

层。IPX/SPX协议具有很强大的适应性，它突破了多网段的限制，具有强大的路

由功能，可用于大型内联网。IPX/SPX协议现在也较为常用，大部分可以联机的

游戏都支持IPX/SPX协议，比如星际争霸，反恐精英等等。虽然这些游戏通过

TCP/IP协议也能联机，但显然还是通过IPX/SPX协议更省事，因为根本不需要

任何设置。除此之外，IPX/SPX协议在局域网络中的用途似乎并不是很大，如果

确定不在局域网中联机玩游戏，那么这个协议可有可无。

局域网常用的三种通信协议分别是TCP/IP协议、NetBEUI协议和IPX/SPX

协议。TCP/IP协议毫无疑问是这三大协议中最重要的一个，作为互联网的基础

协议，没有它就根本不可能上网，任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协

议。不过TCP/IP协议也是这三大协议中配置起来最麻烦的一个，单机上网还好，

而通过局域网访问互联网的话，就要详细设置IP地址，网关，子网掩码，DNS

服务器等参数。

TCP协议是传输控制协议，属于OSI参考模型中的传输层。TCP提供的两个

主要特征是多路复用和全双工发送。TCP还具有重排序功能。如果数据报到达目

标时，顺序发生混乱，重排序功能将对其进行管理和重排序。

IP协议又称为网际协议，是TCP/IP协议使用的传输机制。这是一个不可

靠、无连接的数据报协议，它不提供差错检测或跟踪。

课程名称网络技术基础课时2序号6

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课题IP地址与子网掩码任课老师

重点难点

2.5IP地址与子网掩码

所有Internet上的计算机都必须有一，个Internet上唯一的编号作为其在

Internet的标识，这个编号称为1P地址。IP地址标识一个连接，它是网络上的

通信地址，是计算机、服务器、路由器在Internet上的地址。在网络通信中，

每个数据报中包含有发送方的IP地址和接收方的IP地址。

IP地址是一个32位二进制数，被分为4段，每段8位（1个字节），段与

段之间用句点分隔。为了便于表达和识别，IP地址是以十进制形式表示的，每

段所能表示的十进制数最大不超过255。为方便起见，通常将其表示为w.x.y.z

的形式。其中w、x、y、z分别为一个。〜255的十进制整数，对应二进制表示法

中的一个字节。这样的表示叫做“点分十进制表示”。例某台机器的IP地址为：

110010100111000100100000000000010,则写成点分十进制表示形式是：

。IP地址有五种类型，分别属于不同规模的网络。

A类地址的第一个字节的范围是「127,后三个字节为主机号；

主要内容

B类地址的第一个字节的范围是128〜191,后两个字节为主机号；

C类地址的第一个字节的范围是192〜223,后一个字节为主机号；

D类地址的第一个字节的范围是224〜239；

E类地址的第一个字节的范围是240~254。

A类、B类、C类地址分别适用于大规模、中规模、小规模的网络。使用D

类地址的网络用于多点传送给多个主机，包传递给网络上用户的选定子网，只有

那些注册为包传送地址的主机才能接受包。D类地址中后28位用于有兴趣的主

机识别的地址。E类地址是一个实验地址，保留给将来使用。本书对D类、E类

地址不做太多讨论。IP地址每一部分的长度都是经过精心设计的，在分配网络

地址和本地地址时提供了最大的灵活性。再以C类地址来说，大约允许网络数可

有200万个，每网络可有主机设备254个。但由于历史的原因，当今一些美国大

学被划分给A类网络，而其他大部分国家的Internet系统只能被划分为C类网

络。

并不是所有的IP地址都能分配给主机，有些IP地址具有特定的含义，因

而不能分配给主机。

回送地址指前8位为011111U（十进制的127）的IP地址，这个地址用于

网络软件测试和用于本机进程间通信。无论什么程序，如果它向回送地址发送数

据，TCP/IP协议软件立即将数据返回，不做任何网络传输。

主机地址全为。的IP地址为子网地址，代表当前所在的子网。例如，当我

们提到网络150.24.0.0时，指的是整个子网，150.24.0.0这个地址不会分配给

网络中的任何一台主机。

主机地址为全1的IP地址为广播地址，向广播地址发送信息就是向子网中

的每个成员发送信息。例如，在A类网络18.0.0.0中向地址18.255.255.255

发出一条信息时，网络中的每台计算机都将接收到该信息。另外，如果需要在本

网内广播，但又不知道子网地址，可以用地址255.255.255.255代替本网广播地

址。

内网就是局域网，为了把内网和公网的地址区分开，规定了内网地址的范

围。内网地址在公网上是不存在的，是专门用来局域网内地址的分配。

把一个大网缩小为若干小网，叫子网。利用子网掩码可以对网络进行子网

划分，子网掩码是一个32位数，其中对应于主机地址部分为0,对应于网络地

址部分为全1,子网地址也为U

A类IP地址的子网掩码为255.0.0.0；B类IP地址的子网掩码为

255.255.0.0；C类IP地址的子网掩码为255.255.255.0«IP地址192.168.10.1

的第一个字节是192,它属于C类地址的范围192~223,因此，与之对应的子网

掩码为255.255.255.0。

课程名称网络技术基础课时2序号7

授课班级日期授课方式讲授

课题有线传输介质任课老师

教学重点：有线传输介质的种类和各自的特点；

双绞线的制作与测试；

无线传输介质及其特点；

重点难点

传输介质的选择依据。

教学难点：两种双绞线的制作；无线传输介质的应用。

网络传输介质是指在网络中传输信息的载体，常用的传输介质可分为有线

传输介质和无线传输介质两大类。

3.1有线传输介质

有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分，它能将信号

从一方传输到另一方，目前常见的有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。

同轴电缆是指将一对导体按“同轴”的方式构成同轴线对。

双绞线电缆（简称为双绞线）是综合布线系统中最常用的一种传输介质，

尤其在星型网络拓朴中，双绞线是必不可少的布线材料。双绞线电缆中封装着一

对或一对以上的双绞线，为了降低信号的干扰程度，每一对双绞线一般由两根绝

缘铜导线相互缠绕而成。双绞线能提供良好的传导率，既可以传输模拟信号，也

主要内容可以传输数字信号。

目前，有两种线序的排列标准，即EIA/TIA568A布线标准（简称T568A标准）

和EIA/TIA568B布线标准（简称T568B标准）。T568A标准描述的线序从左到右依

次为：1-绿白、2-绿、3-橙白、4-蓝、5-蓝白、6-橙、7-棕白、8-棕，T568B标

准描述的线序从左到右依次为：1-橙白、2-橙、3-绿白、4-蓝、5-蓝白、6-绿、

7-棕白、8-棕。直通双绞线的一头如果采用了某一标准排列，则另一头的线序也

要按照这一标准排列。交叉双绞线的一头如果采用了某一标准排列，而另一头的

线序则要按照另一标准排列。

光纤是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。

用光纤做传输介质，就需要在发送端将电信号用特殊的设备转换成光信号，

经光纤传输到接收端后，再将光信号转换成电信号。光纤的优点很多，比如它能

够提供比铜导线高得多的带宽；光纤中光的衰减很小，传输速度快，距离远，内

容多；不受空气中腐蚀性化学物质的侵蚀，可以在恶劣环境中正常工作；光纤不

漏光，不受电磁干扰，不怕雷电击，很难在外部窃听；不导电，在设备之间没有

接地的麻烦，安全性很高；另外，光纤还具有体积小、重量轻、韧性好等特点，

深受用户的喜爱，但其目前的价格比较高，主要用于要求传输距离较长、布线条

件特殊的主干网连接，还没有作为局域网的大量选用的传输介质。

课程名称网络技术基础课时2序号8

授课班级日期授课方式讲授

课题有线传输介质任课老师

教学重点：有线传输介质的种类和各自的特点；

双绞线的制作与测试；

重点难点

无线传输介质及其特点；

传输介质的选择依据。

教学难点：两种双绞线的制作；无线传输介质的应用。

网络传输介质是指在网络中传输信息的载体，常用的传输介质可分为有线

传输介质和无线传输介质两大类。

3.2无线传输介质

微波是指其频率为300MHz〜300GHz的电波，微波通信是用微波作为载体传

输信号，用被传输的模拟信号或数字信号来调制该载波信号，它可用于传输模拟

信号又可传输数字信号。微波的工作效率很高，但由于地球表面是曲面，而微波

是沿直线传播的，所以微波传输距离一般在40〜60千米，但可以通过地面微波中

继站或卫星通信来延长其通信距离。

红外线通信，通常又叫红外光通信，是利用红外线传送信息的一种通信方

式。红外线通信所传输的内容是多样的，可以是音频信号，也可以是视频信号。

利用红外线来传输信号，在收、发端分接有红外线的发送器和接收器，但二者必

主要内容

须在可视范围内，中间不允许有障碍物。利用红外线，可以构成无绳电话及无线

耳机系统。红外线的传输距离不远，一般在十米以内，但可以避免频谱占用，信

号失真等电气指标较易处理，应用于普通的办公室和家庭等场合应该已经可以满

足要求。红外线信道有一定的带宽，当传输速率为100Kbps时，通信距离可大于

16KM,传输速率为1.5Mbps,其通信距离则降为L6KM,由于红外线有很强的方

向性，很难被窃听、插入和干扰，因此保密性较好。但缺点是传输距离有限，易

受环境的干扰。如雨、雾等。

红外线适用于短距离传输，它相对有方向性、便宜而且容易制造，可以方

便地在室内连接LAN或其他带红外线接收装置的设备。由于红外线不能够穿透坚

固的墙壁，因而安全性要比其他无线传输介质好。另外，红外线不能在室外应用，

这是因为太阳光的红外部分和可见光一种强烈，这也是红外线传输的一个缺点。

激光是利用激光发生器激发半导体材料而产生的高频波。激光通信是利用

激光束来传输信号，即将激光束调制成光脉冲，以传输数据，激光通信必须配置

一对激光收发器，且安装在视线范围内，它与红外线一样不能传输模拟信号。激

光具有很好的聚光性和方向性，因而很难被窃听、插入数据和进行干扰，能提供

很高的带度而成本较低。其缺点是不能穿透雨和浓雾，空气中扰乱的气流会引起

偏差。

课程名称网络技术基础课时2序号9

授课班级日期授课方式讲授

课题传输介质的选择任课老师

教学重点：有线传输介质的种类和各自的特点；

双绞线的制作与测试；

无线传输介质及其特点；

重点难点

传输介质的选择依据。

教学难点：两种双绞线的制作；无线传输介质的应用。

3.3传输介质的选择

传输介质的特性主要有传输输率（和带宽有关）、传输距离（和衰减有关）、

抗干扰能力以及安装的难易和费用的高低等几项，选择时要根据实际使用场合,

综合上述因素进行考虑。如要求传输速率高，可选用电缆；要求价钱便宜，可选

用双绞线；要求在不适宜铺设电缆的场合通信，可选用无线传输等。下述的特性

比较可以总结出每种传输介质的特点，便于在实际中选择使用。

典型的传输速率：光缆100Mbps,同轴电缆10Mbps,屏蔽双绞线16Mbps,

主要内容双绞线10Mbps,无线介质小于10Mbpso

传输距离：光缆几千米，同轴粗缆500米，同轴细缆185米，双绞线100

米，无线介质也可达几千米。

抗干扰能力：有线介质中光缆抗干扰能力最好，非屏蔽双绞线最差。无线

传输介质受外界影响较大，一般抗干扰能力较差。

安装：光缆安装最困难，非屏蔽双绞线安装最简单。

费用：对有线传输介质，其费用的高低依次为光缆、粗同轴电缆、屏蔽双

绞线、细同轴电缆、非屏蔽双绞线。无线传输介质中，卫星传输最昂贵。

课程名称网络技术基础课时2序号10

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课题网卡任课老师

教学重点：常见的网络设备；

网卡的分类；

网卡的选择和安装方法；

交换机；

重点难点

交换机的选择依据；

其他网络设备的作用。

教学难点：交换机的选择依据、其他网络设备的作用。

网络设备是构成网络的重要部分，主要是网卡，调制解调器，交换机等。

4.1网卡

网卡（NetworkInterfaceCard,简称NIC）,也称网络适配器，是电脑

与局域网相互连接的接口。一台电脑也可以同时安装两块或多块网卡。

网卡的功能主要有两个：一是将电脑的数据封装为帧，并通过网线（对无

线网络来说就是电磁波）将数据发送到网络上去；二是接收网络上传过来的帧，

并将帧重新组合成数据，发送到所在的电脑中。

每块网卡都有一个世界惟一的ID号，也叫做MAC（MediaAccessControl）

地址。MAC地址用于在网络中标识电脑的身份，实现网络中不同电脑之间的通信

主要内容

和信息交换。

网络有许多种不同的类型，如以太网、令牌环、FDDkATM,无线网络等等,

不同的网络必须采用与之相适应的网卡。绝大多数局域网都是以太网，因此，我

们所接触到的网卡也基本上都是以太网网卡。

对网卡的选择需要着重注意以下几个方面：端口类型、传输速率、支持全

双工、总线接口、支持远程唤醒、支持远程引导。

网卡的安装分为硬件安装和软件安装两部分。

课程名称网络技术基础课时2序号11

授课班级日期授课方式讲授

课题调制解调器任课老师

重点难点

4.2调制解调器

调制解调器的作用就是当计算机发送信息时，将计算机内部使用的数字信

号转换成可以用电话线传输的模拟信号，通过电话线发送出去；接收信息时，把

电话线上传来的模拟信号转换成数字信号传送给计算机，供其接收和处理。

主要内容

按调制解调器与计算机连接方式可分为内置式与外置式。内置式调制解调

器体积小，使用时插入主机板的插槽，不能单独携带；外置式调制解调器体积大,

使用时与计算机的通信接口（。）加或COM2）相连，有通信工作状态指示，可以单

独携带、能方便地与其他计算机连接使用。

课程名称网络技术基础课时2序号12

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课题集线器任课老师

重点难点

4.3集线器

集线器(HUB)是对网络进行集中管理的最小单元，像树的主干一样，它是各

分枝的汇集点。集线器是一个共享设备，其实质是一个中继器，而中继器的主要

功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。正是因为集线器

只是一个信号放大和中转的设备，所以它不具备自动寻址能力，即不具备交换作

用。所有传到集线器的数据均被广播到与之相连的各个端口，容易形成数据堵塞。

集线器主要用于共享网络的组建，是解决从服务器直接到桌面的最佳、最

经济的方案。在交换式网络中，集线器直接与交换机相连，将交换机端口的数据

主要内容

送到桌面。使用集线器组网灵活，相对于用粗缆和细缆连接网络而言，它处于网

络的一个星型结点，对结点相连的工作站进行集中管理，不让出问题的工作站影

响整个网络的正常运行，并且用户的加入和退出也很自由。

由于10M非智能型集线器的价格已经接近于网卡的价格，并且10M的网络

对传输介质及布线的要求也不高，在前些年组建的网络中，10M网络几乎成为网

络的标准配置，有相当数量的10M集线器成为分散式布线中为用户提供长距离信

息传输的中继，或作为小型办公室的网络核心。但这种应用在今天已不再是主流，

尤其是随着100M网络的日益普及，10M网络及其设备将会越来越少。

在纯100M或10/100M网络环境中，只允许级连2个集线器。

课程名称网络技术基础课时2序号13

授课班级日期授课方式讲授

课题交换机任课老师

重点难点

4.4交换机

交换机的英文名称之为“Snitch”，它是集线器的升级换代产品。在计算

机网络系统中，交换概念的提出是相对于共享工作模式的改进。

交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及

流量控制。目前一些高档交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域

网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有路由和防火墙的功能。

交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。

交换机对于因第一次发送到目的地址不成功的数据包会再次对所有节点同时发

送，企图找到这个目的MAC地址，找到后就会把这个地址重新加入到自己的MAC

地址列表中，这样下次再发送到这个节点时就不会发错。交换机的这种功能就称

之为“MAC地址学习”功能。

交换机与集线器的区别主要体现在以下几个方面：在OSI/RM中的工作层

次不同、交换机的数据传输方式不同、带宽占用方式不同、传输模式不同。

主要内容

交换机的数据传递工作原理可以简单地这样来说明：当交换机从某一节点

收到一个以太网帧后，将立即在其内存中的地址表（端口号一MAC地址）进行查

我，以确认该目的MAC的网卡连接在哪一个节点上，然后将该帧转发至该节点。

如果在地址表中没有找到该MAC地址，也就是说，该目的MAC地址是首次出现,

交换机就将数据包广播到所有节点。拥有该MAC地址的网卡在接收到该广播帧

后，将立即做出应答，从而使交换机将其节点的“MAC地址”添加到MAC地址表

中。

由于交换机中的内存毕竟有限，因此，能够记忆的MAC地址数量也是有限

的。事实上，工程师为交换机设定了一个自动老化时间（Auto—aging）,若某

MAC地址在一定时间内（默认为300秒）不再出现，那么，交换机将自动把该MAC

地址从地址表中清除。当下一次该MAC地址重新出现时，将会被当作新地址处理。

存储转发（StoreandForward）是计算机网络领域使用得最为广泛的技术

之一，以太网交换机的控制器先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查数据

包是否正确，并过滤掉冲突包错误。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表

找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。正因如此，存储转发方式

在数据处理时延时大，这是它的不足，但是它可以对进入交换机的数据包进行错

误检测，并且能支持不同速度的输入/输出端口间的交换，可有效地改善网络性

能。它的另一优点就是这种交换方式支持不同速度端口间的转换，保持高速端口

和低速端口间协同工作。实现的办法是将10Mbps低速包存储起来，再通过

100Mbps速率转发到端口上。

交换机从网络覆盖范围划分：广域网交换机、局域网交换机

交换机根据应用层次划分：企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机、工作

组交换机、桌面型交换机

课程名称网络技术基础课时2序号14

授课班级日期授课方式讲授

课题其他网络设备任课老师

重点难点

4.5其他网络设备

中继器（RPrepeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点

之间物理信号的双向转发工作。中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理

层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和

放大功能，以此来延长网络的长度。以太网络标准中就约定了一个以太网上只允

许出现5个网段，最多使用4个中继器，而且其中只有3个网段可以挂接计算机

终端。

路由器是在多个网络和介质之间实现网络互联的一种设备，是一种比网桥

更复杂的网络互联设备。路由器的主要作用体现在两个方面:一是用于连接不同

主要内容的网络;二是选择最佳路径，能够大大提高通信速度,减轻网络系统的通信负荷，

节约网络系统资源,从而让网络系统发挥更大的效益。

网桥这种设备看上去有点像中继器。它具有单个的输入端口和输出端口。

它与中继器的不同之处就在于它能够解析它收发的数据。网桥属于OSI模型的

数据链路层；数据链路层能够进行流控制、纠错处理以及地址分配。网桥能够解

析它所接受的帧，并能指导如何把数据传送到目的地。特别是它能够读取目标地

址信息（MAC）,并决定是否向网络的其他段转发（重发）数据包，而且，如果

数据包的目标地址与源地址位于同一段，就可以把它过滤掉。

网关主要用来互联完全不同的网络。把一种协议变成另一种协议，把一种

数据格式变成另一种数据格式，把一种速率变成另一种速率，以求两者的统一。

课程名称网络技术基础课时2序号15

授课班级日期授课方式讲授

课题局域网参考模型任课老师

教学重点：局域网参考模型；

IEEE802局域网标准的作用和意义；

局域网技术；

双机互连的方法；

重点难点

小型局域网的组建方法和步骤；

局域网的互连。

教学难点：局域网参考模型、局域网的互连。

5.1局域网参考模型

局域网是一个通信网，只涉及到有关的通信功能，即主要涉及ISO/OSI参

考模型中下三层(即物理层、数据链路层和网络层)的通信功能.同时:局域网

多采用共享信道的技术，所以常常不设立单独的网络层。因此，它仅相应于

ISO/OSI参考模型的物理层和数据链路层。数据链路层分为逻辑链路控制

(LogicalLinkControl,简称LLC)和媒体访问控制(MediumAccessControl,

简称MAC)两个功能子层。

物理层和ISO/OSI参考模型中物理层的功能一样，主要处理物理链路上传

输的比特流，实现Bits的传输与接收、同步前序的产生和删除等，建立、维护、

主要内容撤销物理连接，处理机械、电气和过程的特性。该层规定了所使用的信号、编码、

传输媒体、拓扑结构和传输速率。

逻辑链路控制子层LLC向高层提供一个或多个逻辑接口，或称为服务访问

点(ServiceAccessPoint)逻辑接口，它具有帧接收和发送功能。发送时将要

发送的数据加上地址和循环冗余校验CRC字段等构成LLC帧；接收时把帧拆封，

执行地址识别和CRC校验功能，并具有帧顺序、差错控制和流量控制等功能。该

子层还包括某种网络层功能，如数据报、虚电路和多路复用。LLC子层提供了两

种链路服务：一是无连接LLC(类型1),二是面向连接LLC(类型2)。无连接

LLC是一种数据报服务，信息帧在LLC实体间进行交换时，无需在对等层之间事

先建立逻辑链路，对这种LLC帧既不确认，也无任何流量控制和差错恢复，支持

点对点、多点和广播通信。面向连接的LLC提供服务访问点之间的虚电路服务。

在任何信息帧交换前，在一对LLC实体间必须建立逻辑链路,在数据传输过程中,

信息帧依次发送，并提供差错恢复和流量控制功能。

媒体访问控制子层MAC的主要功能是控制对传输媒体的访问，负责管理多

个源链路和多个目的链路。IEEE802标准制定了几种媒体访问控制方法，同一

个LLC子层能与其中任何一种媒体访问方法(如CSMA/CD,TokenRing,Token

Bus等)接口。

课程名称网络技术基础课时2序号16

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