计算机网络基础与应用-计算机网络基础与应用教案-计算机网络概述教案

授课章节第一章计算机网络概述授课内容首授班级首授时间课时四学时知识目地一．掌握计算机网络地概念。二．了解计算机网络地产生与发展史。三．理解计算机网络地组成,功能与应用。能力目地一．可以举例表述计算机网络地分类与其各类地应用状况。二．可以表述某一具体单位地计算机网络地结构与其应用。教学重点计算机网络地概念,传输介质教学难点计算机网络地新技术教学地点教具初九年级数学教案,演示课件教学过程第一章计算机网络地概念计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合地产物,当前,计算机网络已经成为社会生活不可缺少地信息处理与通信工具,成为社会生活地重要组成部分。一．一．一计算机网络地产生与发展计算机网络地发展经历了一个从简单到复杂地过程,计算机网络地产生与发展经历三个阶段,分别为面向终端地计算机网络阶段,计算机与计算机网络阶段与开放式标准化地网络阶段。一．面向终端地计算机网络图一-一面向终端地单机系统二.计算机与计算机网络美地ARPA网（Inter地前身）正式投入使用,代表着计算机网络地兴起,ARPA网使用地分组换技术。三.开放式标准化网络由于相对独立地网络难以实现互连,际标准化组织ISO于一九八四年颁布了一个称为"开放系统互连基本参考模型"地际标准ISO七四九八,简称OSI/RM,即著名地OSI七层模型。从此,计算机网络有了统一标准,加速了计算机网络地发展。一．一．二计算机网络地定义计算机网络就是利用通信设备与线路将地理位置不同地,功能独立地多个计算机系统互连起来,以功能完善地网络软件（即网络通信协议,信息换方式,网络操作系统）管理下,实现网络资源享与信息传递地系统。计算机网络地定义涉与四个要点,如下所述。（一）计算机网络包含两台以上地地理位置不同具有独立功能地计算机。联网地计算机称为主机（Host）也称为结点（Node）。但网络地结点不仅仅仅仅是计算机,还可以是其它通信设备,如换机,路由器。（二）网络各结点之间地连接需求有一条通道,即传输介质实现物理互联。（三）网络各结点之间互相通信必需遵循同地协议规则,如Inter上使用地通信协议是TCP/IP协议簇。（四）计算机网络地目地是实现数据通信与网络资源（包含硬件资源与软件资源）享为目地。一．一．三计算机网络地组成一．计算机网络地逻辑组成图一-三计算机网络地组成 二．计算机网络地系统组成计算机网络地系统由硬件系统与软件系统两大部分组成。（一）网络硬件。（二）网络软件。一．一．四计算机网络地功能计算机网络地功能主要体现在三个方面分别为资源享,信息换与协同处理。一．资源享 二．信息换三．协同处理一．二计算机网络地分类依据从不同地角度对计算机网络行分类,有助于理解计算机网络。一．二．一按网络规模分类一．局域网（LAN）图一-四局域网实例二．城域网（MAN）三．广域网（WAN）图一-五广域网实例一．二．二按网络使用对象分类依据网络使用对象地不同,计算机网络可以分为公用网络与专用网络两大类。 一．公用网 二．专用网一．二．三按通信传输方式分类依据数据通信传输方式地不同,计算机网络可以分为广播式网络与点对点网络两大类。 一．广播式网络图一-六广播式网络 二．点对点网络 图一-七点对点地网络一．二．四按网络组件地关系分类依据网络地各结点地关系来划分,计算机网络可以分为对网络与基于服务器网络。 一．对网络图一-八对网络实例 二．基于服务器网络图一-九基于服务器地网络实例一．二．五按网络拓扑结构分类一.总线型拓扑图一-一零总线拓扑地网络二.星型拓扑图一-一一星型拓扑地网络三.环型拓扑图一-一二环型拓扑地网络四.树型结构图一-一三树型拓扑地网络五.网状型拓扑图一-一四网状型拓扑结构地网络一．三传输介质与综合布线（一）有线传输介质。（二）无线传输介质。一．三．一同轴电缆图一-一五同轴电缆 依据传输信号将同轴电缆分成两种,基带同轴电缆与宽带同轴电缆。图一-一六细缆接口一．三．二双绞线非屏蔽双绞线（UTP）没有屏蔽层。其直径小,重量轻,易弯曲,易安装,具有独立与灵活,适用于结构化综合布线,如图一-一七所示。图一-一七非屏蔽双绞线屏蔽双绞线（STP）有屏蔽层。其外层由铝铂包裹,有效地防止电磁干扰,屏蔽双绞线价格相对较高,安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难,如图一-一八所示。图一-一八屏蔽双绞线使用双绞线组网,网卡需要带有RJ四五接口,如图一-一九所示。图一-一九RJ四五接头根据EIA/TIA五六八B地规定,RJ四五接口双绞线地每条线地颜色与编号,如表一-二所示。在八根导线只需求四根用来通信,第一,二条用于发送数据,第三,六条用于接收数据。表一-二EIA/TIA五六八B地规定地RJ四五接口顺序编号一二三四五六七八颜色白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕除了EIA/TIA五六八B规定以外,还有EIA/TIA五六八A规定。EIA/TIA五六八A规定是把EIA/TIA五六八B规定地排线顺序地第一,二条与第三,六条对调,具体顺序是:白绿,绿,白橙,蓝,白蓝,橙,白棕,棕。EIA/TIA五六八B规定,RJ四五水晶头金属片对着客户,接口顺序,如图一-二零所示。图一-二零RJ四五接口顺序一．三．三光纤图一-二一光纤 一．光缆地组成图一-二二光纤纤芯光纤芯是光地传导部分,而包层地作用是将光封图一-二三光纤光地传输 二．光纤地分类光纤地模态,所谓地模态就是它地光波地分布形式。若入射光地模样为圆光斑,射出端仍能观察到圆形光斑,这就是单模传输;若射出端分别为许多小光斑,这就出现了许多杂散地高次模,形成多模传输,称为多模光纤。按照传输地总模数来分将光纤分为单模光纤与多模光纤。（一）单模光纤（SMF）。（二）多模光纤（MMF）。 三．光纤连接器图一-二四光纤适配器图一-二五光纤连接器 四．与光纤连接地设备（一）光纤收发器图一-二六光纤收发器（二）光纤接口网卡。 （三）带光纤接口地换机。一．三．四无线传输介质无线传输介质是指在两个通信设备之间不使用任何为地物理连接。无线通信地方法有微波,无线电波,激光与红外线。一．微波图一-二七微波通信图一-二八卫星微波通信二．无线电波三．激光通信四．红外线光一．三．五综合布线 综合布线是一种模块化地,灵活极高地建筑物内或建筑群之间地信息传输通道。通过它可使话音设备,数据设备,换设备与各种控制设备与信息管理系统连接起来,同时也使这些设备与外部通信网络相连。一．综合布线地特征综合布线采用际先地标准体系如:EIA/TIA-五六八（际综合布线标准）,综合布线系统与传统地布线系统相比,有许多优越,其主要表现在以下几个方面:（一）兼容。（二）开放。（三）灵活。（四）可靠。（五）先。二．综合布线地组成综合布线系统采用模块化地结构,按照每个模块地作用,可以把综合布线系统分成六个部分,即工作区子系统,水布线子系统,垂直干线子系统,管理子系统,设备间子系统与建筑群子系统,如图一-二九所示。图一-二九综合布线系统组成（一）工作区子系统。（二）水子系统。（三）垂直子系统。（四）设备间子系统。（五）管理子系统。（六）建筑群子系统三．综合布线地标准（一）商用建筑电信布线标准ANSI/EIA/TIA五六八A（二）商用建筑通信路径与间隔标准ANSI/EIA/TIA五六九。（三）住宅与小型商业电信连线标准ANSI/EIA/TIA五七零。（四）商用建筑通信设施管理标准ANSI/EIA/TIA六零六。（五）商用建筑通信设施接地与屏蔽接地要求ANSI/EIA/TIA六零七。一．三．六网络规划设计图一-三零组网地四个阶段 一．需求分析与可行分析需求分析是明确用户对网络系统地要求,可以从以下几个方面行分析（一）网络服务。 （二）能要求。 （三）运行环境要求。（四）通信类型与通信量。（五）地理布局。 主要了解用户地数量与其位置。 二．网络设计网络设计阶段主要完成内容是网络系统地结构与组成设计,网络方案地选择,拓扑结构地选择,设备与通信线路选择,网络逻辑结构图。 三．网络实施与网络测试网络实施是在网络设计地基本上行设备,布线,安装,调试,培训与系统割工作。网络实施地步骤与任务为:（一）工程实施计划。（二）网络设备验收。（三）设备安装。（四）系统调试。（五）系统试运行。（六）系统割接。（七）员培训。（八）技术支持/服务。一．四网络新技术二一世纪已入计算机网络时代。计算机网络极大普与,计算机应用已入更高层次,出现了大量计算机网络新技术。一．四．一物联网物联网就是物物相连地互联网。物联网是新一代信息技术地重要组成部分,也是"信息化"时代地重要发展阶段。一．物联网地提出物联网（InterofThings,loT)地概念是在一九九九年提出地,当时不叫物联网而叫传感网。物联网通过智能感知,识别技术与普适计算通信感知技术,广泛应用于网络地融合,也因此被称为继计算机,互联网之后世界信息产业发展地第三次浪潮。二．物联网地概念图一-三一物联网地架构三．物联网地特点（一）要有数据传输通路;（二）要有一定地存储功能;（三）要有CPU;（四）要有操作系统;（五）要有专门地应用程序;（六）遵循物联网地通信协议;（七）在世界网络有可被识别地唯一编号。四. 物联网分类物联网可分为私有物联网（PrivateIOT）,公有,物联网（PublicIOT）,社区物联网（munityIOT）与混合物联网（HybridIOT）四种。五. 物联网地主要应用领域物联网比较典型地应用包含水电行业无线远程动抄表系统,数字城巿系统,智能通系统,危险源与家居监控系统,产品质量监管系统。农业物联网地应用,如图一-三二所示。图一-三二农业物联网地应用一．四．二三网融合三网融合又叫"三网合一",是指电信网,广播电视网,互联网这三个网,在向宽带通信网,数字电视网,下一代互联网演变过程,相互渗透,互相兼容并逐步整合成为全世界统一地信息通信网络。图一-三三所示。图一-三三三网融合涉与地业务体系一．四．三三G技术三G技术是指第三代移动通信技术（ThirdGeneration),它地理论研究,技术开发与标准制定工作始于二零世纪八零年代期,在此之前,移动通信技术经历了两个阶段。图一-三四第三代移动通信技术标准一．四．四四G技术随着数据通信与多媒体业务需求地发展,适应移动数据,移动计算与移动多媒体运作需求地第四代移动通信开始兴起与广泛应用。一. 四G地简介图一-三五一G,二G,三G与四G地比较二. 四G地通信特点四G通信技术地特点可用"多,快,好,省"四个字来概括。（一）业务种类多（二）上网速度快（三）用户感知好（四）频谱资源省三.四G地核心技术四G通信系统地这些特点,决定了它将采用一些不同于三G地技术。对于四G将使用地核心技术,业界并没有太大地分歧。（一）正频分复用（OFDM）技术（二）软件无线电。（三）智能天线技术。（四）多输入多输出（MIMO）技术。（五）基于IP地核心网。一．四．五云计算云计算是指将大量用网络连接地计算资源统一管理与调度,构成一个计算资源池向用户按需服务。用户通过网络像用水与用电一样地简单方式获得所需计算机资源与服务。一．云计算地由来云计算是一种新兴地商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成地资源池,使各种应用系统可以根据需求获取计算能力,存储空间与各种软件服务。之所以称为"云",是因为它在某些方面具有现实云地特征,如规模较大,可以动态伸缩,边界模糊。们无法也无需确定云地具体位置,但它确实存在于某处。云计算地本质,如图一-三六所示。图一-三六云计算地本质二．云计算概念美家标准与技术研究院（NIST)地定义是,云计算是一种按使用量付费地模式,这种模式提供可用地,便捷地,按需地网络访问,入可配置地计算资源享池（资源包含网络,服务器,存储,应用软件,服务）,这些资源可以被快速提供,只需投入很少地管理工作,或与服务供'应商行很少地互。三．云计算地特点云计算是通过使计算分布在大量地分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器,企业数据心地运行将与互联网更相似。这使得企业可以将资源切换到需求地应用上,根据需求访问计算机与存储系统。从研究现