数据通信与计算机网络教案

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上课节次3课型多媒体教学课题第一章计算机网络基础知识教学目的通过本章的学习，让学生认识“计算机网络的基本概念",它能为我们提供什么样的服务,让学生明白学习计算机网络的方向,增强学习计算机网络的兴趣，引导学生用正确的方法学习计算机网络技术教学方法以课堂讲授为主，对本章难点进行讨论重点与难点本章重点有：

1、计算机网络的定义；

2、计算机网络的组成与功能；

3、计算机网络的分类

本章难点有:

1、计算机网络的通信子网和资源子网的主要功能；

2、计算机网络的各种拓扑结构的应用与特点；

3、网络的各传输媒体该如何正确使用课外作业与要求思考题：1、什么是计算机网络，它主要涉及哪些方面?2、试述计算机网络的主要功能和应用3、计算机网络可从哪几个方面进行分类？4、什么是资源子网？什么是通信子网?5、常见的局域网拓扑结构有哪几种？简述它们的主要特点。6、计算机网络的硬件组成包括哪几部分？7、网络协议的主要要素包括什么？8、简述OSI参考模型中各层的主要功能。第1章计算机网络概论本章学习目标＊理解计算机网络的基本概念＊了解计算机网络的基本功能＊理解LAN、MAN和WAN的组成和功能＊掌握常见的网络拓朴结构及特点＊理解OSI参考模型的基本结构＊理解TCP/IP模型的基本组成主要学习内容

：1。1计算机网络的发展过程1。2计算机网络的组成1。3计算机网络的功能1.4计算机网络的分类1。5计算机网络的拓朴结构1。6计算机网络的标准及相关标准化组织1。1计算机网络的发展过程计算机网络是计算机技术和通信技术的产物。网络的雏形:多终端的大型机。以共享资源为目的的计算机网络：基于个人计算机的局域网：标准化网络：基于OSI/RM七层参考模型的网络Internet简介因特网的演进:1969-1983研究试验阶段1983-1994因特网在教育科研领域广泛使用的实用阶段1994—现在商业化发展阶段重要历史事件：计算机网络定义：计算机网络是自主计算机的互联集合。互联可以通过电缆（电话线、网线或光纤等）来实现，也可以采用无线连接，使用无线电信号、激光或红外技术、或者卫星传输。总之，两台计算机如果能互相交换信息即称为互联.自主计算机其实就是指具有独立功能的计算机。如果一台计算机脱离了网络或其它计算机就不能工作,则不是自主的。1。2计算机网络的组成计算机网络的硬件组成：通信子网和资源子网：在整个计算机网络中总会有一部分是用来对信息进行传递的,对于网络中的这部分我们称之为通信子网。网络的另一个重要作用就是提供各种服务。在网络中由资源子网来完成这些功能。1。3计算机网络的功能核心问题是资源共享。其目的是让网络上的用户无论资源的物理位置在哪里，都能使用网络中的程序、设备，尤其是数据.这样可以使用户解脱“地理位置的束缚”，同时带来经济上的好处。第二个功能是依靠可替代的资源来提高可靠性。网络的另一个目的是可扩充性,即当工作负荷加大时,只要增加更多的处理器,就能逐步改善系统的性能。建立网络的另一个目的与技术没有太大的关系。计算机网络可以为分布在各地雇员提供强大的通信手段。1。4计算机网络的分类分类标准:LANMANWAN的距离标准:1。5计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构：是指计算机网络的硬件系统的连接形式即网络的硬件布局，通常用不同的拓扑来描述对物理设备进行布线的不同方案。最常用的网络拓扑有：总线型、环型、星形、网状、混合型。1.6计算机网络体系结构简介1。6。1协议和体系结构的概念协议原为外交辞令，据说是为了在国与国之间进行顺利交流而规定的约束事项(规则）。例：我们平时进行交流时都要遵循一定的规则：*在法庭，双方必须按照一定的次序轮流发言；＊开车时，转弯必须打出信号来通知周围的车辆；*驾驶飞机时，飞行员遵照一种制定得非常详细的标准来和其他飞机通信，以维护空中的交通；计算机网络中,协议的定义是计算机网络中实体之间有关通信规则约定的集合。协议有三个要素，即:（1)语法（Syntax）：数据与控制信息的格式、数据编码等。（2）语义（Semantics)：控制信息的内容，需要做出的动作及响应。(3）时序（Timing)：事件先后顺序和速度匹配。1。6。2ISO/OSI参考模型分层的好处：使网络变得更简单将网络部件标准化有利于模块化设计保证不同类型部件的互操作性加快了技术发展的速度简化了教育和学习OSI参考模型：ISO/OSI参考模型分层的原则：网络中各结点都具相同的层次；不同结点的相同层具有相同的功能；同一结点内各相邻层之间通过接口通信；每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务;不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。PDU协议数据单元：1.6。3TCP/IP参考模型TCP/IP与OSI/RM对照比较图1。7计算机网络协议相关的标准化组织ISO（InternationalOrganizationforStandard)成立于1947年，是世界上最大的国际标准化专门机构，是联合国甲级咨询机构.它的成员是89个成员国的国家标准化组织。美国在ISO中的代表是ANSI,大家所熟悉的ASCII和C语言的工业界标准，就是由ANSI所制定的。ISO在网络领域的最突出贡献就是提出OSI参考模型,该模型是网络发展史上的一个重要里程碑.IETF(InternetEngineeringTaskForce）是一个国际性团体。它主要的工作是制定关于因特网的各种标准.其成员包括网络设计者、制造商、研究人员以及所有对因特网的正常运转和持续发展感兴趣的个人或组织.因为因特网覆盖范围大，连接的成员很多，所以很多组织都希望通过加入IETF使技术向有利于自己的方向发展。IEEE（InstituteofElectricalandElectronicEngineers)电气和电子工程师协会IEEE是世界上最大的专业技术团体，由计算机和工程学专业人士组成。它创办了许多刊物,定期举行研讨会,还有一个专门负责制定标准的下属机构。IEEE在计算机网络界的最大贡献就是制定了802标准系列，802标准将局域网的各种技术进行了标准化。本章小结:在这一章主要讲解了以下主要内容：计算机网络的产生、发展;计算机网络定义、基本功能；计算机网络的组成、网络的常用分类；网络常见拓扑结构的特点；常用传输介质的特点与使用。作业思考题:1、什么是计算机网络，它主要涉及哪些方面？2、试述计算机网络的主要功能和应用3、计算机网络可从哪几个方面进行分类？4、什么是资源子网？什么是通信子网？5、常见的局域网拓扑结构有哪几种？简述它们的主要特点。6、计算机网络的硬件组成包括哪几部分？7、网络协议的主要要素包括什么？8、简述OSI参考模型中各层的主要功能。上课时间

上课节次4课型多媒体教学课题第二章数据通信基础教学目的

通过本章的学习，让学生了解计算机网络中数据通信原理,明白计算机网络分层的思想，理解OSI模型各层在数据通信过程中所起的作用。从而为后面学习计算机网络实用技能打下良好的理论基础。教学方法以课堂讲授为主，对本章难点进行讨论重点与难点本章重点有：

1、数据的编码技术；

2、数据通信的同步技术

3、多路复用技术；

4、数据交换技术;

5、OSI模型

本章难点有：

1、各种数据编码原则；

2、多路复用技术的应用；

3、各种数据交换技术的特点与应用

4、OSI模型中各层主要功能课外作业与要求思考题:1。解释消息、数据、信号三者之间的区别。数据类型分为几种？信号类型有几种?

2.什么是模拟数据？什么是数字数据？它们之间的区别

3。何为频带传输?数字信号采用频带传输,有哪几种传输方式?

4。数据通信同步方式有几种?各自的优缺点是什么?

5。OSI/RM模型分为几层？各有什么作用？

6。调制的方法有几种?有什么区别？

7。数字数据的数字信号编码有几种方式？具体如何实现?

8.什么是单工、半双工、全双工？

9.多路复用有几种方式？

10。什么是数据交换？有几种交换方法?第2章数据通信基础本章学习目标＊掌握信息、数据和信号的概念*掌握模拟和数字的概念＊掌握数据传输的几种形式*了解数据通信系统的构成及其各部件的作用*掌握传输信号的几种编码形式及特点*掌握多路复用技术的分类及各自的特点和用途＊理解检测传输位出错的几种差错控制码主要学习内容:2。1数据通信系统组成2.2数据通信的基本概念2.3数据编码技术2。4数据通信的基本方式2.5多路复用技术2。6数据交换方式2。7差错检验和控制2.1数据通信系统组成2。1.1数据与信息信息：是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识。数据:是把事件的某些属性规范化后的表现形式。信号：是数据的具体的物理表现。例子：信息:人对雪花和马的认识数据：文字，二进制数，十进制数信号:电压，光,磁场强度2。1。2信号与信号传输两种不同类型的量:A.时间、温度、电波、声音信号中没有断开或不连续的的地方;B.字符，二进制数，电脉冲信号仅取一些有限数目的值；模拟与数字的特点模拟：波动性；持续变化；反映事物的本质；在电信业已经被广泛；使用超过100年;数字：离散性；跃变性；设备性能先进；较为便宜；（a）模拟信号(b)数字信号数据传输：2.1.3基本概念和术语数据传输速率：bps（bitpersecond）,用C表示信号传输速率：波特(Baud),用B表示两者关系：C=B×log2nn是调制电平数带宽（Bandwidth）（HZ）数据速率奈奎斯特公式:最大数据传输速率C=2Hlog2L(bps)香农公式：最大数据传输速率C=Hlog2（1＋S/N)（bps)2。2数据通信系统的构成数据通信系统模型2。3数据编码技术2。3。1数字数据用数字信号表示不归零编码NRZ(Non-Return-Zero）曼彻斯特编码(ManchesterEncoding)差（微）分曼彻斯特编码（DifferentialManchesterEncoding)2.3。2数字数据用模拟信号表示载波信号：Asin(2nft+Φ）AM:幅移键控（AmplitudeShiftKeying-ASK)FM：频移键控(FrequencyShiftKeying—FSK)PM：相移键控（PhaseShiftKeying-PSK)2.3。3模拟数据用数字信号表示1、脉冲编码调制（PCM)2、增量调制（DM）2.4数据通信的基本方式

2。4.1数据通信的操作方式2.4.2同步和异步传输同步通信格式:异步通信格式：2。5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-FrequencyDivisionMultiplexing）时分多路复用(TDM-TimeDivisionMultiplexing)波分多路复用（WDM-WavelengthDivisionMultiplexing)频分多路复用（FDM—FrequencyDivisionMultiplexing）特点:信号被划分成若干通道（频道，波段），每个通道独立进行数据传递应用：无线电广播，电视时分多路复用TDM-TimeDivisionMultiplexing）特点：多条低速线路轮流使用同一条高速线路进行数据传递。应用：电话主干线路.波分多路复用（WDM—WavelengthDivisionMultiplexing)应用：光缆线路。2。6数据交换方式2.6。1电路交换特点：1。有通话的建立过程;2。通话建立以后源与目的间有一条专用的通路存在.2。6.2报文交换特点：1。无呼叫建立和专用通路；2。存储—转发式的发送技术.2.6.3分组交换特点:1。无呼叫建立和专用通路2。存储—转发式的发送技术3.将数据分成有大小限制的分组后发送三种交换技术对比:从线路利用率A存在呼叫建立，专有线路上不传送数据时浪费资源B没有呼叫建立,只有发送数据时才占用线路C除了B的特点外，在接收分组时可以发送下一个分组从传输速率A固定的传输速率、会有呼叫阻塞B，C能进行速率转换、虽会降速但不会阻塞可以使用优先级从传输延时性A实时性强B,C存在时延和额外开销2.7差错检验和控制2。7。1差错类型随机差错突发差错2。7。2差错检测码奇偶校验码循环冗余校验码水平奇偶校验例子:循环冗余码（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：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.实现：用简单的硬件(移位寄存器电路）即可。循环冗余码(CRC）例子：数据=1101011011G(X)(生成多项式）=10011传输码元=数据（移位后）+余数11010110111110本章小结:在这一章主要讲解了以下主要内容：信息、数据和信号的概念；模拟和数字的概念;数据传输的几种形式；数据通信系统的构成及其各部件的作用；传输信号的几种编码形式及特点；多路复用技术的分类及各自的特点和用途;解检测传输位出错的几种差错控制码。作业思考题:1。解释消息、数据、信号三者之间的区别。数据类型分为几种?信号类型有几种？

2。什么是模拟数据?什么是数字数据?它们之间的区别

3。何为频带传输?数字信号采用频带传输,有哪几种传输方式？

4.数据通信同步方式有几种？各自的优缺点是什么?

5。OSI/RM模型分为几层？各有什么作用？

6。调制的方法有几种?有什么区别?

7.数字数据的数字信号编码有几种方式？具体如何实现？

8。什么是单工、半双工、全双工?

9.多路复用有几种方式?

10。什么是数据交换?有几种交换方法？上课时间

上课节次4课型多媒体教学课题第三章物理层教学目的

通过本章学习,让学生掌握物理层的概念以及物理层的主要功能和各种接口规范。教学方法以课堂讲授为主，对本章难点进行讨论重点与难点本章重点有：

1、物理层的功能；

2、常用的传输介质

3、无线传输

4、ISDN及ATM简介。

本章难点有：

1、常用的传输介质2、无线传输课外作业与要求思考题：1、物理层的功能是什么？2、物理层接口有什么特性？3、为什么双绞线是目前应用最广泛的传输媒体？4、什么是ISDN？5、什么是ATM？6、计算机网络常用的传输介质有哪些？7、UTP是什么传输介质？STP是什么？8、同轴电缆分为几类？有什么特点？9、光缆分几类，各有何特点？10、在选择传输介质时需考虑的主要因素是什么？第3章物理层本章学习目标*掌握物理层的基本概念及四个特征＊熟练掌握各种传输媒体的特性与应用技术*理解无线网络的工作原理及特点＊了解ISDN与ATM传输基本技术与特点＊掌握物理层标准的意义与功能主要学习内容：3。1物理层基本功能3.2常用的传输介质3.3无线传输3。4ISDN及ATM简介3。5物理层协议举例3。1物理层基本概念机械特性指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列方式，定义接插及锁紧方式等。电气特性指明在接口电缆的线路上出现的电压、电流等范围。功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压信号表示何种意义,通信过程中完成何种功能。规程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序.是功能事件时序的描述。3。2物理层中的传输媒体3。2.1分类有线:同轴电缆、双绞线、光纤。无线：卫星、无线、红外通信、激光通信、微波。双绞线同轴电缆光缆3.3无线网络电磁波谱无线局域网PC-PC无线局域网PC-LAN微波通信卫星通信低轨道卫星通信3。4ISDN与ATMISDN—-综合业务数字网（IntegratedServicesDigitalNetwork）ISDN的特性：1、数字连接2、综合业务3、标准入网接口ATM——异步传输模式(AsynchronousTransferMode）主要特点：固定信元、简化数据链路层功能、高效灵活的复用技术、能支持不同速率的各种业务、面向连接。3。5物理层协议举例RS—232接口RS-232接口—-机械特性RS—232接口—-功能特性RS—232接口——信号功能与连接图本章小结：在这一章主要讲解了以下主要内容：物理层的基本概念及四个特征；各种传输媒体的特性与应用技术；无线网络的工作原理及特点；ISDN与ATM传输基本技术与特点；物理层标准的意义与功能。作业思考题1、物理层的功能是什么？2、物理层接口有什么特性？3、为什么双绞线是目前应用最广泛的传输媒体？4、什么是ISDN？5、什么是ATM？6、计算机网络常用的传输介质有哪些？7、UTP是什么传输介质？STP是什么?8、同轴电缆分为几类？有什么特点？9、光缆分几类，各有何特点？10、在选择传输介质时需考虑的主要因素是什么？上课时间

上课节次4课型多媒体教学课题第四章数据链路层教学目的

通过本章的学习，让学生掌握数据链路层的各种协议，包括滑动窗口协议等,掌握面向比特的链路控制规程,掌握点对点协议.教学方法以课堂讲授为主，对本章难点进行讨论重点与难点本章重点有:链路、数据链路的概念,数据链路层的功能停止等待协议的工作原理与过程数据链路层是如何进行差错控制的数据链路层流量控制的意义与方法面向比特数据链路层协议HDLC的帧结构与帧分类PPP链路协议的工作过程本章难点有：停止等待协议的工作原理与过程数据链路层是如何进行差错控制的数据链路层流量控制的意义与方法面向比特数据链路层协议HDLC的帧结构与帧分类课外作业与要求思考题:1、数据链路层的主要功能是什么？2、建树滑动窗口协议的工作原理3、建树HDLC帧各字段的意义以及如何实现透明传输？4、PPP协议是如何工作的?5、简述HDLC帧各字段的意义以及如何实现透明传输?6、HDLC帧分为哪几类？各有什么作用？7、简述HDLC帧发送序号和接收序号的作用。第4章数据链路层本章学习目标＊链路、数据链路的概念，数据链路层的功能＊停止等待协议的工作原理与过程*数据链路层是如何进行差错控制的*数据链路层流量控制的意义与方法＊面向比特数据链路层协议HDLC的帧结构与帧分类＊PPP链路协议的工作过程主要学习内容4.1数据链路层功能4.2停止等待协议4。3连续ARQ协议4.4流量控制4。5面向比特的链路控制规程HDLC4.6Internet的链路层协议4。1数据链路层功能1、链路管理：当网络中的两个结点进行通信时，发送方必须确知接收方是否已处在准备接收状态。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。4。2停止等待协议两个结点数据链路层间的通信模型：理想链路的通信。实际链路的通信：采用停止等待协议保证数据通信双方的协调工作。停止等待协议的工作原理：4。3连续ARQ协议工作原理:连续ARQ协议，即采用连续自动请求重传方案。发送方可以连续发送一系列信息帧，即不用等待前一帧被确认便可发送下一帧。这就需要在发送方设置一个较大的缓冲存储空间，用以存放若干待确认的信息帧。当发送方收到对某信息帧的确认帧后便可从帧缓存中将该信息帧删除,并继续发送数据帧.所以，连续ARQ协议使得信道利用率大大提高。4.4流量控制4。4.1XON/XOFF方案XON/XOFF主要应用于面向字符通信中,使用一对控制字符来实现流量控制。其中XON采用ASCII字符集中的控制字符DC1，XOFF采用ASCII字符集中的控制字符DC3.在一次数据传输过程中，XOFF、XON的周期可重复多次。但这些操作对用户来说是透明的。许多异步数据通信软件包均支持XON/XOFF协议。4。4.2窗口机制连续ARQ协议发送方是不能无限制地发送数据帧的,主要因为：（1）由于发送的数据帧都未被确认，需要在发送方缓存中保留副本,以备重传。计算机的硬件资源是有限的，缓存容量不能无限制增加。(2)发送数据帧过多，一旦有一帧出现错误，可能有很多帧需要重传，造成很大的浪费，增加了很多不必要的开销.（3)为了对连续发送的大量数据帧进行编号，每帧的发送序号也要占用较多的比特,又增加了一定的开销。因此需要对此协议中连续发送的未被确认的帧数做一定的限制，这就是滑动窗口协议。4.5面向比特的链路控制规程HDLC4.5.1HDLC概述数据链路层协议标准，可分为两类，面向字符的与面向比特的链路控制协议。典型的面向字符的链路控制协议为IBM公司的BSC规程；面向比特的链路控制协议为HDLC协议。HDLC可适用于链路的两种基本配置，即非平衡配置与平衡配置.非平衡配置有两种数据传送方式：正常响应方式NRM和异步响应方式ARM。平衡配置则只有异步平衡方式ABM。4.5.2HDLC的帧结构HDLC定义了三种类型的帧,即信息帧、监控帧与无编号帧。4.6Internet的链路层协议用户接入Internet的一般方法有两种。一种是用户通过电话线，拨号接入Internet，另一种是使用专线接入.不管使用哪一种方法，在传送数据时都需要有数据链路层协议.全世界范围内使用最多的协议为：点对点协议PPP（Point—to—PointProtocol)而早期Internet使用的是非常简单的面向字符的协议SLIP（SerialLineInternetProtocol）,但SLIP缺点很多.PPP的帧格式与HDLC帧格式很相似：其中：标志字段为7E（01111110），地址字段为FF（11111111），控制字段为03（00000110).这三各字段是固定不变的，所有PPP帧都应以07EFF03开始。协议字段占两个字节,当协议字段为0021时，PPP帧的信息就是IP数据报。若为C021，则信息字段是PPP链路控制数据。而8021表示这是网络控制数据。帧校验序列FCS与HDLC的相同。由于PPP不是面向比特的，因此帧的长度应为整数个字节。PPP的工作过程:PPP的工作过程状态图本章小结:在这一章主要讲解了以下主要内容：链路、数据链路的概念，数据链路层的功能；停止等待协议的工作原理与过程；数据链路层是如何进行差错控制的；数据链路层流量控制的意义与方法；面向比特数据链路层协议HDLC的帧结构与帧分类；PPP链路协议的工作过程。作业思考题：1、数据链路层的主要功能是什么？2、建树滑动窗口协议的工作原理3、建树HDLC帧各字段的意义以及如何实现透明传输？4、PPP协议是如何工作的？5、简述HDLC帧各字段的意义以及如何实现透明传输？6、HDLC帧分为哪几类?各有什么作用?7、简述HDLC帧发送序号和接收序号的作用.上课时间

上课节次5课型多媒体教学课题第五章网络层教学目的通过本章学习，让学生掌握一门实用网络通信协议—-—TCP/IP协议知识：包括TCP/IP协议集中各层主要子协议的作用；让学生能够熟练的对网络主机IP地址的分配和子网划分;以及学会使用TCP/IP常用网络工具来管理和维护网络.教学方法以课堂讲授为主,对本章难点进行讨论重点与难点本章重点有:

1、TCP/IP各层之间关系;

2、IP协议的功能；

3、ARP、RARP、TCP、UDP功能;

4、应用层各子协议功能.

本章难点有：

1、IP地址及子网划分的相关知识;

2、常用TCP/IP网络工具的使用。课外作业与要求思考题：1。网络协议的三个要素是什么？2。什么是TCP/IP？TCP/IP的作用是什么？3。TCP/IP分为几层？各层的作用是什么？4。简述IP地址的分类。5。什么是子网掩码？子网掩码的作用是什么？6.概述UDP协议的特点。7。TELNET协议的工作原理是什么？8。说明POP、SMTP协议的区别.9。Ping的作用什么?10.概述Traceroute、Netstat、ipconfig命令作用。第5章网络层本章学习目标了解广域网提供的两种类型的服务了解路由选择机制，路由选择算法及拥塞控制原理掌握IP地址的分类，IP地址与MAC地址的转换与ARP协议掌握IP地址的申请、分配管理与子网划分，子网掩码的运用了解IP数据报的格式与工作原理、ICMP的作用了解IPv6的机理和工作模式主要学习内容5。1网络层所涉及的有关问题5.2路由选择机制5.3拥塞控制5。4INTERNET网际协议IP5.5下一代网际协议IPv65。1网络层所涉及的有关问题5.1。1广域网的概念网络层是广域网涉及的概念。一般来说，物理层、数据链路层与网络层大部分可以由硬件来实现，而高层基本上是通过软件来实现的。假设应用进程A要与应用进程B交换数据。进程A与进程B分别处于计算机A与计算机B的本地系统环境中,即处于OSI环境之外。它们进行通信的过程如下图所示：OSI模型的七层结构5.1。2网络层提供的服务网络层向上所提供的服务可以有两大类:(1）无连接的网络服务¡ª数据报服务;(2）面向连接的网络服务¡ª虚电路服务.数据报服务（Datagram）:特点是:主机只要想发送数据就随时可发送,每个分组独立地选择路由。虚电路服务(Virtualcircuit）:通信前主机要先发起一个虚呼叫（VirtualCall）,即发送一个特定格式的呼叫分组到目的主机,要求进行通信，同时寻找一条合适的路由。数据报和虚电路比较5。2路由选择机制5.2。1结点交换机中的路由表广域网在给接入到网络的每一台计算机进行编址时,采用¡°层次结构的编址方案¡±。最简单的层次编址方案就是把一个地址分成前后两部分。前一部分表示分组交换机，后一部分表示连接在分组交换机上的计算机。结点交换机的一个重要作用就是提供一个路由表，供转发分组时使用。路由表中没有源站地址。在专门研究广域网的路由问题时，可用图论中的¡°图¡±来表示整个广域网.用结点表示广域网上的结点交换机,用结点之间的连线表示广域网中的链路。在路由表中默认路由的目的站记为符号¡°＊¡±.5。2。2路由选择的一般原理1、理想的路由算法：理想的路由算法应具备的条件：算法必须是正确的和完整的。算法在计算上应简单。算法应能适应通信量和网络拓扑的变化.算法应具有稳定性。算法应是公平的。算法应是最佳的。2、路由算法的分类根据路由算法能否随网络的通信量或拓扑自适应的进行调整变化来划分,分为：*非自适应路由选择策略＊自适应路由选择策略（1)非自适应路由选择固定路由算法分散通信量法洪泛法随机走动法（2）自适应路由选择分布式路由选择策略集中式路由选择策略混合式路由选择策略5。3拥塞控制5。3。1拥塞控制的概念当(一部分）通信子网中有太多的分组时，其性能降低.这种情况叫做拥塞。造成拥塞有若干因素。如果突然之间,分组流同时从3个或4个输入线到达,并且要求输出到同一线路,就将建立起队列。如果没有足够的空间来保存这些分组，有些分组就会丢失。处理器速度慢也能导致拥塞。拥塞会导致恶性循环。如果路由器没有空余缓冲区,它必须丢掉新到来的分组.拥塞控制和流量控制既有联系又有差异。5。3。2拥塞控制的基本原理解决方案被分为两类：一类是开环,一类是闭环。开环控制工具的功能包括决定何时接受新的通信，何时丢弃分组,以及丢弃哪些分组,还包括在网络的不同点作计划表。所有这些的共同之处在于,它们在做出决定时并不考虑当前网络的状况。闭环的解决方案是建立在反馈环路的概念之上的。当用于拥塞控制时,这种方法有3个部分：＊监视系统，检测何时何地发生了拥塞;*将此信息传送到可能采取行动的地方;*调整系统操作以更正问题.5。3。3拥塞预防策略5。4INTERNET网际协议IP5。4.1TCP/IP模型及协议栈TCP/IP体系结构与协议栈之间的关系：5.4。2IP地址及其转换1、IP地址及其表示方法:IP地址是一个32bit的二进制数，采用点分十进制记法,例如:130。9。44。192。IP地址的结构可以两部分：网络号(net-id）和主机号（host-id）。对于常用的有A、B、C三类地址.网络号字段:A类、B类和C类地址的网络号字段分别为1,2和3字节长。主机号字段：A类、B类和C类地址的主机号字段分别为3，2和1字节长.2、IP地址的转换在网络层使用IP地址，但真正标志主机地址的是机器的物理地址，又称为MAC地址。MAC地址是集成在网卡上的，所以又叫做硬件地址.MAC地址是一个6字节（48bit）二进制数，采用16进制表示法.例如：09E0AC009B0D。从IP地址到物理地址的转换是由地址解析协议ARP来完成。例:新加入网络的主机A,如何完成IP地址到MAC地址的映射查找。主机A新入网时，它的缓存是空的，此时主机A就自动运行ARP，按以下步骤找出主机B的物理地址.（1）ARP进程在本局域网上广播发送一个ARP请求分组，上面有主机B的IP地址；(2）在本局域网上的所有主机上运行的ARP进程都收到此ARP请求分组;（3)主机B在ARP请求分组中见到自己的IP地址，就向主机A发送一个ARP响应分组,写入自已的物理地址;（4）主机A收到主机B的ARP响应分组后，就在其ARP高速缓存中写人主机B的IP地址到物理地址的映射。RARP的工作过程：为了使RARP能工作,在局域网上至少有一个主机要充当RARP服务器,无盘工作站先向局域网发出RARP请求分组（在格式上与ARP请求分组相似）,并在此分组中给出自己的物理地址。RARP服务器有一个事先做好的从无盘工作站的物理地址到IP地址的映射表，当收到RARP请求分组后。RARP服务器就从这映射表查出该无盘工作站的IP地址。然后写入RARP响应分组,发回给无盘工作站。无盘工作站用此方法获得自己的IP地址。5.4。3IP地址的分配与管理1、IP地址的申请与管理IP地址由Internet网络信息中心NIC（NetworkInformationCenter)来管理，NIC管理的是IP地址中的net-id字段，而host—id部分则由获得了地址的机构来管理.2、子网划分子网的划分纯属本单位内部的事，在本单位以外是看不见这样划分的。子网划分是靠子网掩码（subnetmask)来实现的。例如：IP地址：130.10。4。1子网掩码:255。255.252。03.动态IP地址在IP地址资源较少,网络中的设备较多的情况下,无法给每一个设备分配一个固定的IP地址.此时可采用动态IP地址技术.动态IP地址技术是指：在网络上设置有动态IP地址分配服务器,将若干IP地址配置在服务器上。当某台主机登录到网络上的时候，动态IP地址分配服务器查看当前是否有剩余的IP地址，如果有便分配给该主机,此时该主机便将所获得的IP地址作为自己的IP地址去构成数据报进行通信.当该主机退出网络时，便释放掉此IP地址，动态IP地址分配服务器将其收回,以便分配给其他登录到网络上的设备。5。4。4IP数据报的格式与工作原理本章小结：在这一章主要讲解了以下主要内容:广域网提供的两种类型的服务；路由选择机制，路由选择算法及拥塞控制原理；IP地址的分类，IP地址与MAC地址的转换与ARP协议；IP地址的申请、分配管理与子网划分,子网掩码的运用；IP数据报的格式与工作原理、ICMP的作用;IPv6的机理和工作模式。作业思考题:1。网络协议的三个要素是什么？2。什么是TCP/IP?TCP/IP的作用是什么？3。TCP/IP分为几层？各层的作用是什么？4。简述IP地址的分类。5.什么是子网掩码?子网掩码的作用是什么?6。概述UDP协议的特点。7.TELNET协议的工作原理是什么?8.说明POP、SMTP协议的区别。9.Ping的作用什么?10.概述Traceroute、Netstat、ipconfig命令作用.上课时间

上课节次4课型多媒体教学课题第六章传输层教学目的

通过本章学习,掌握有关传输层的一些概念和基础知识,传输协议（transportprotocol）是整个网络体系结构中的关键之一.位于网络层与应用层之间,主要功能是负责应用程序之间的通信，主要有连接端口管理、流量控制、错误处理、数据重发等工作.教学方法以课堂讲授为主，对本章难点进行讨论重点与难点本章重点有：1、掌握有关端口和插口的概念，作用和使用方法2、掌握关于TCP协议的基础知识3、了解UDP协议的基础知识本章难点有:1、端口的概念和原理2、TCP协议和报文段的内容课外作业与要求思考题:1、请简单说明连接端口的功能？2、传输层的作用是什么？3、简述三次握手的过程.4、简述UDP协议的特点。5、简述TCP协议的特点。第6章传输层本章学习目标有关传输层的一些概念和基础知识，了解传输协议（transportprotocol）是整个网络体系结构中的关键之一.位于网络层与应用层之间，主要功能是负责应用程序之间的通信，主要有连接端口管理、流量控制、错误处理、数据重发等工作.在本章的学习中要求重点掌握和理解以下内容:＊掌握有关端口和插口的概念，作用和使用方法＊掌握关于TCP协议的基础知识＊了解UDP协议的基础知识主要学习内容6。1传输层提供的服务6。2传输控制协议TCP6。3用户数据协议UDP6。1传输层提供的服务6。1。1传输层概述传输层位于网络体系结构的第四层，如果将其上的各层均作为应用层，则传输层直接与上层应用层进行数据通信，是整个网络体系结构的核心部分.需要注意的是在通信子网中没有传输层,它只存在于通信子网以外的各主机中,如果将整个网络体系结构从网络功能和用户功能角度来划分，传输层不包括在网络功能部分,而是属于用户功能层的最低层。传输层的位置如下图所示。传输层位置图6。1。2提供给高层的服务传输层的最终目标是利用网络层提供的服务向其用户(一般是应用层的进程）,提供有效、可靠且价格合理的服务。其主要任务是：在优化网络服务的基础上，从源端机到目的端机提供可靠的、价格合理的数据传输，使高层服务用户在相互通信时不必关心通信子网实现的细节，即与所使用的网络无关。所以在通信子网内的各个交换节点以及连接各通信子网的路由器中，都没有传输层.例:设两台计算机主机A和主机B要进行数据通信，如图6-2所示，在计算机A和计算机B上同时有两个应用程序在运行，每对应用程序需要通过两个互连的网络才能进行数据通信，如主机A上的应用程序AP1要和主机B上的应用程序AP3进行通信,数据传输的过程如图6—3所示：图6—2多进程通信情况图6—3应用程序进行数据通信的过程两台主机间传送数据的过程：在物理层上可以透明地传输数据的比特流;在数据链路层上使得各条链路能传送无差错的数据帧(数据帧按顺序、无丢失、不重复)；在网络层上提供了路由选择和网络互连的功能，使得主机A发送的数据段能够按照合理的路由到达主机B.但是在这一过程中，到达主机B的数据并不一定是最可靠的,为了提高网络服务的质量，在传输层需要再次优化网络服务，并向高层用户屏蔽通信子网的细节，使高层用户看见的就好像在两个传输层实体之间有一条端到端的、可靠的、全双工的通信通路一样。在整个通信的过程中，数据在传输层上,才是第一次实现真正意义的端到端的数据通信.要想实现传输层的功能,必须在主机中装有传输层协议，此协议一般都可支持多个进程的连接。如上述例子中，它同时支持了两对应用进程进行通信.在传输层中完成传输功能的硬件和软件被称为传输实体TSAP(TransportServiceAccessPoint)，通过传输实体，传输层可以向应用层提供传输服务，具体的过程如图6-4所示：图6-4传输层与其上下层之间的关系6.1.3TCP/IP协议中的传输层在TCP/IP协议中有两个并列的协议：UDP和TCP。UDP(UserDatagramProtocol），用户数据报协议,是面向无连接的，即在进行数据传输之前不需要建立连接，而目的主机收到数据报后也不需要发回确认。这种协议提供了一种高效的传输服务。TCP（TransmissionControlProtocol)，传输控制协议，是面向连接的，即在进行数据传输之前需要先建立连接，而且目的主机收到数据报后要发回确认信息。这种协议提供了一种可靠的传输服务。与UDP相比提供了较多的功能,但是相对的报文格式和运行机制也较为复杂.6。1。4端口TCP/IP传输层可以通过协议端口（protocolport，简称端口）来标识通信的应用进程.传输层就是通过端口与应用层的应用程序进行信息交互的，应用层各种用户进程通过相应的端口与传输层实体进行信息交互。端口实际上是一个16Bit长的地址,范围可以从0至65535。将0至1023端口号称为熟知端口（Well—KnownPort），其余1024至65535端口号称为一般端口或（动态）连接端口（Registered/Dynamic)，在数据传输过程中,应用层中的各种不同的服务器进程不断地检测分配给它们的端口,以便发现是否有某个应用进程要与它通信.各端口的意义图6—6通过SMTP进行通信的主机为了使得多主机多进程通信时，不至于发生上述的混乱情况，必须把端口号和主机的IP地址结合起来使用，称为插口或套接字（Scoket）。由于主机的IP地址是唯一的，这样目的主机就可以区分收到的数据报的源端机了.插口包括IP地址（32位）和端口号(16位)，共48位。如上图6—6所示：（124。33.13.55,200）和（126.45。21。51，25）就是一对插口，在整个Internet中，在传输层上进行通信的一对插口都必须是唯一的。在上述的例子中，使用的是TCP协议,若使用UDP协议,虽然在进行通信的进程间不需要建立连接，但是在每次传输数据时，都要给出发送端口和接收端口,因此同样也要使用插口.6。2传输控制协议TCP6.2。1TCP报文的格式6。2。2TCP的编号与确认TCP将所要传送的整个报文段看成是由一个个字节组成的，对于每一个字节进行编号。在传送数据之前，通信双方要首先商定好起始序号，每一次传送数据时,都会将报文段中的第一个字节的序号放在报文段中的确认序号字段中。在TCP报文段首部含有确认序号字段,通过它可以完成TCP报文的确认，具体的确认是对接收到的数据的最高序号进行确认，返回的确认序号是已经收到的数据的最高序号加1。由于TCP采用全双工的通信方式，因此进行通信的每一方都不必专门发送确认报文段，可以在传送数据的同时进行确认，这种方式称为捎带确认。6。2。3TCP的流量控制机制两用户进程间的流量控制和链路层两相邻结点间的流量控制类似，都要防止快速的发送数据时超过接收者的能力，采用的方法都是基于滑动窗口的原理。但是链路层常采用固定窗口大小,而传输层则采用可变窗口大小和使用动态缓冲分配.在TCP报文段首部的窗口字段写入的数值就是当前设定的接收窗口的大小。假设发送端要发送的数据为8个报文段，每个报文段的长度为100个字节，而此时接收端许诺的发送窗口为400个字节，具体情况如下图6-9所示：图6-9滑动窗口机制实际上实现流量控制并非仅仅为了使得接收方来得及接收而已，还要有控制网络拥塞的作用。比如接收端正处于较空闲的状态，而整个网络的负载却很多,这时如果发送方仍然按照接收方的要求发送数据就会加重网络负荷，由此会引起报文段的时延增大，使得主机不能及时地收到确认，因此会重发更多的报文段，更加剧了网络的阻塞，形成恶性循环。为了避免发生这种情况，主机应该及时地调整发送速率。发送端主机在发送数据时，既要考虑到接收方的接收能力,也要考虑网络目前的使用情况，发送方发送窗口大小应该考虑以下几点：(1)通知窗口（advertisedwindow）：这是接收方根据自己的接收能力而确定的接收窗口的大小.(2）拥塞窗口（congestionwindow）：这是发送方根据目前网络的使用情况而得出的窗口值,也就是来自发送方的流量控制.当中最小的一个最为适宜，即:发送窗口=Min［通知窗口,拥塞窗口]进行拥塞控制，Internet标准推荐使用三种技术,即慢启动(slow-start）,加速递减（multiplicativedecrease）和拥塞避免（congestionavoidance）。6。2。4TCP的重发机制重发机制是TCP协议中最重要和最复杂的问题之一。在这一过程中,关键在于如何设置定时器的时间,定时器的时间应该等于数据报文段往返时延,也就是等于从数据发出到收到对方确认所经历的时间。TCP采用了一种自适应算法来计算重发超时时间.所有发送正确的报文段的往返时延进行加权平均,得到报文段的平均往返时延RT，而将TCP测量该往返时延所用的时间设为M,根据得到的时延，按照下列的公式进行计算修正的RT:RT=αRT+（1-α)Mα是修正因子,一般取值为7/8。后来发现设为常量在程序中使用并不是很灵活。1988年，Jacobson提出一种动态的确定超时重发时间的方法，他提出β的变化要与确认到达时间的概率密度函数的标准偏差大致成比例，并建议采用平均偏差作为对标准偏差的粗略估计.在这种算法中，需要保存另一个修正因子D（偏差值),按照下列公式进行新的计算：D=αD+（1-α）|RT-M｜此时,PhilKarn提出了一种简单的建议:对于已经重发的数据段不需要再修正它的超时重发时间，而是在每次传输失败时将超时时间加倍，直到该数据段传送成功为止.目前大多数TCP程的实现都是采用这种算法。6。2。5TCP的传输连接管理1、TCP连接的建立第一次握手：源端机发送一个带有本次连接序号的请求.第二次握手：目的主机收到请求后,如果同意连接,则发回一个带有本次连接序号和源端机连接序号的确认。第三次握手：源端机收到含有两次初始序号的应答后,再向目的主机发送一个带有两次连接序号的确认。TCP协议中连接建立的过程2、连接的释放第一次握手：由进行数据通信的任意一方提出要求释放连接的请求报文段。第二次握手:接收端收到此请求后,会发送确认报文段，同时当接收端的所有数据也都已经发送完毕后，接收端会向发送端发送一个带有其自己序号的报文段。第三次握手：发送端收到接收端的要求释放连接的报文段后，发送反向确认。TCP连接的释放过程6.3用户数据协议UDP6.3。1UDP数据报的格式6。3。2UDP的工作原理由于UDP提供的是一种面向无连接的服务，它并不保证可靠的数据传输,不具有确认、重发等机制，而是必须靠上层应用层的协议来处理这些问题.UDP相对于IP协议来说，唯一增加的功能是提供对协议端口的管理，以保证应用进程间进行正常通信。它和对等的UDP实体在传输时不建立端到端的连接，而只是简单地向网络上发送数据或从网络上接收数据。并且，UDP将保留上层应用程序产生的报文的边界，即它不会对报文合并或分段处理,这样使得接收方收到的报文与发送时的报文大小完全一致。此外，一个UDP模块必须提供产生和验证检验和的功能，但是一个应用程序在使用UDP服务时，可以自由选择是否要求产生检验和.当一个IP模块在收到由IP传来的UDP数据报后，首先检验UDP检验和.如果检验和为0，表示发送方没有计算检验和.如果检验和非0,并且检验和不正确，则UDP将丢弃这个数据报.如果检验和非0,并且正确，则UDP根据数据报中的目标端口号，将其送给指定应用程序等待排队。本章小结：在这一章主要讲解了以下主要内容：有关传输层的一些概念和基础知识;有关端口和插口的概念，作用和使用方法;关于TCP协议的基础知识；UDP协议的基础知识。作业思考题：1、请简单说明连接端口的功能?2、传输层的作用是什么？3、简述三次握手的过程.4、简述UDP协议的特点。5、简述TCP协议的特点。上课时间

上课节次4课型多媒体教学课题第七章应用层教学目的

通过本章学习，让学生掌握应用层的基本概念以及应用层的各种协议，掌握DNS系统的工作原理,了解网页制作的脚本语言的结构，了解动态网页制作的原理。教学方法以课堂讲授为主，对本章难点进行讨论重点与难点本章重点有：1、应用层的基本概念、功能与作用2、域名系统的组成与工作原理3、电子邮件的基本组成及工作原理4、文件传输系统工作原理与使用方法5、理解与掌握万维网的工作原理及网站的建立方法6、理解网络管理的含义与功能本章难点有：

1、应用层的各种协议.2、DNS系统的工作原理。3、网页制作的脚本语言的结构。4、动态网页制作的原理.课外作业与要求思考题：1、什么是C/S模式？其特点是什么?2、Internet域名结构是什么样的？3、FTP的作用是什么？其工作原理是什么？4、什么是SNMP?其基本组成和特点是什么?5、网络管理的功能域是什么？6、互联网的域名结构是什么样的？7、应用层协议主要实现的功能是什么?第7章应用层协议本章学习目标应用层的基本概念、功能与作用域名系统的组成与工作原理电子邮件的基本组成及工作原理文件传输系统工作原理与使用方法理解与掌握万维网的工作原理及网站的建立方法理解网络管理的含义与功能主要学习内容7。1应用层协议概述7。2域名系统DNS7.3文件传输协议FTP7。4简单邮件传输协议SMTP7.5万维网WWW7。6网络管理与SNMP7。1应用层协议概述应用层是OSI网络模型的最高层,是用户应用程序与网络的接口。应用进程通过应用层协议为用户提供最终服务。所谓应用进程是指在为用户解决某一类应用问题时在网络环境中相互通信的进程。应用层协议是规定应用进程在通信时所遵循的协议。在应用层协议工作时一般使用C/S模式。C/S模式即客户/服务器模式。这种模式描述了两个进程间的服务与被服务关系.在两个进程进行通信时，请求服务方称为客户,而提供服务方称为服务器.比如在浏览网页时，当我们用鼠标点击某网站的超级链接时,所用的浏览器软件称为客户端软件，由它向远端主机发送浏览网站的请求，在远端主机运行着服务器软件，接收到客户端的请求后,将请求结果即网页传送到客户端,由客户端软件显示给用户。7。2域名系统DNS7。2。1域名每台主机都属于某域的成员,或者说属于某一相同组织的计算机组中的一员。域是由域名来标识的.通常域名与公司或其他类型组织联系在一起.Internet将所有连网主机的名字空间划分为许多不同的域(domain）.树根下是最高一级的域,称为顶级域名。Internet采用层次结构的命名树来管理域名。其结构见图7—1所示。目前Internet顶级域名分为三大类：国家顶级域名：采用ISO3166规定。如cn表示中国,us表示美国等国际顶级域名:采用int。国际性的组织可在int下注册。通用顶级域名：如表7—1所列。图7-1域名树型结构表7-1通用项级域名7.2.2域名系统DNS1、IP地址和域名的转换在互联的网络中，网络只能识别IP地址，不能识别具有人性化的域名。需要有一种机制，在通信时,将域名转换成IP地址。早在ARPANET时期，网络依靠存储在主机中的ASCII码文件hosts文件来把主机名与IP地址联系起来,称为主机文件。在UNIX系统中文件为/etc/hosts文件，而在Windows系统中文件名为lmhosts。Internet目前使用的是一种联机分布式数据库系统的域名系统DNS。在DNS中由域名服务器(DNSServer）完成域名与IP地址的转换过程，这个过程称为域名解析.在Internet上，域名服务器系统是按域名层次来安排的。每个域名服务器不但能够进行域名解析，而且还必须具有与其他域名服务器连接的能力.当本身不能对某个域名解析时，可以自动将解析请求发送到其他域名服务器。2、域名解析过程下面我们以处于不同域的两个主机通信实例，说明域名的解析过程.域主机A（域名为）欲与域的主机B(域名为）通信。主机A不知道主机B的IP地址。首先向本地域名服务器(授权域名服务器）发出请求报文。本地域名服务器没有主机B的信息，向根域名服务器（）发出请求，若没有主机B的信息，由根域名服务器转发到另外的本地域名服务器（授权域名服务器)。依此类推,一直转发到最终的本地域名服务器（)。若有主机B的信息，则将IP地址信息作为响应报文，按请求顺序传送到主机A。若没有主机B的信息，则将出错信息作为响应报文，传送到主机A。图7—3所示为整个域名的解析过程。7.3文件传输协议FTP7.3。1概述文件传递协议FTP（FileTransferProtocol）是TCP／IP体系中的一个重要协议,它并不是针对某种具体操作系统或某类具体文件而设计的文件传输协议。它通过一些规程，利用网络低层提供的服务,来完成文件传输的任务。它屏蔽了计算机系统的细节.因此FTP就比较简单和容易使用，它只提供文件传送的一些基本的服务,可以在异构网中任意计算机间传送文件。FTP服务是由FTP服务器提供服务的.FTP服务器是指运行TCP/IP协议的网络上存储大量文件和数据的计算机主机，它设有公共账号，有公开的资源供用户下载及使用。公用的FTP服务器都支持匿名登录，任何用户都可使用“anonymous”为账号，以自己的电子邮件地址为口令登录到FTP服务器，使用该服务器提供的服务。7。3。2FTP工作原理1、基本概念FTP使用TCP可靠传输，按C/S模式工作。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务.服务器进程主要分为两大部分：一个主进程,负责接受新的客户请求并启动相应的从属进程；若干从属进程，负责处理具体的客户请求。2、工作过程（1）在服务器端首先启动FTP主进程;(2)客户端在命令提示符下输入ftp服务器名并按回车；（3）服务器主进程接收到客户请求，启动从属的“控制进程”与客户端建立“控制连接”,并将响应信息传送给客户端.（4）服务器主进程回到等待状态,继续准备接收其他客户的请求.（5)客户端输入账号、口令、及文件读取命令后，通过“控制连接”传送到服务器端的“控制进程”；(6)服务器“控制进程"创建“数据传送进程”，并通过端口20与客户端建立“数据传输连接”；（7）客户端通过建立的“控制连接"传送交互命令，通过“数据连接"接收服务器传来的文件数据;（8）传输结束，服务器端释放“数据连接"，“数据传输进程”自动终止；（9)客户端输入退出命令，释放“控制连接”;（10）服务器端“控制进程”自动终止。至此整个FTP会话过程结束。3、FTP交互命令使用说明7。4简单邮件传输协议SMTP7。4.1概述1、电子邮件基本概念电子邮件（E-mail)是Internet上使用最为广泛的一种服务之一。欲使用电子邮件的人员可到ISP网站注册申请邮箱,获得电子邮件账号（电子邮件地址）及口令，就可通过专用的邮件处理程序接、发电子邮件了.邮件发送者将邮件发送到邮件接收者的ISP邮件服务器的邮箱中，接收者可在任何时刻主动地通过Internet查看或下载邮件。电子邮件可以在两个用户间交换，也可以向多个用户发送同一封邮件，或将收到的邮件转发给其它用户。电子邮件不仅包含文本信息,还可包含声音、图像、视频、应用程序等各类计算机文件.2、协议支持邮件的发送协议为SMTP，即简单电子邮件发送协议。邮件下载协议为POP、即邮局协议,目前经常使用的是第3版本，称为POP3协议。用户通过POP3协议将邮件下载到本地PC进行处理,ISP邮件服务器上的邮件会自动删除。IMAP因特网报文存取协议,也是邮件下载协议，但它与POP协议不同，它支持在线对邮件的处理，邮件的检索与存储等操作不必先下载到本地。用户不发送删除命令，邮件一直保存在邮件服务器上。常用的收发电子邮件的软件有Exchange、OutlookExpress、Foxmail等,这些软件提供邮件的接收、编辑、发送及管理功能.7。4。2电子邮件的工作原理1、电子邮件系统的组成一个电子邮件系统发下几个部件组成。2、工作过程用户通过用户代理程序撰写、编辑邮件。在发送栏填入收件人的邮件地址.邮件地址格式为：信箱名＠邮件服务器域名撰写完邮件后,点击发送按钮，准备将邮件通过SMTP协议传送到发送邮件服务器。发送邮件服务器将邮件放入邮件发送缓存队列中，等待发送。接收邮件服务器将收到的邮件保存到用户的邮箱中,等待收件人提取邮件。收件人在方便的时候,使用POP3协议从接收邮件服务器中提取电子邮件，通过用户代理程序进行阅览、保存及其他处理。7.4.3简单电子邮件传送协议SMTP协议实现的过程，是双方信息交换的过程.SMTP协议正是规定了进行通信的两个SMTP进程间是如何交换信息的。SMTP使用C/S模式工作，因此发送方为客户端(Client端）,接收方为服务器端(Server端)。SMTP规定了14条命令和21种响应信息。每条命令用4个字母组成,而响应信息一般由1个3位数字代码开始,后面附上简单说明。SMTP协议的工作过程可分为如下的三个过程：1、建立连接2、邮件传送3、连接释放7。5万维网WWW7.5.1概述万维网WWW（WorldWideWeb）正如其名字一样，是一个遍布Internet的信息储藏所，是一种特殊的应用网络。它通过超级链接，将所有的硬件资源、软件资源、数据资源连成一个网络,用户可从一个站点轻易地转到另一个站点，非常方便地获取丰富的信息.万维网的出现，极大地推动了Internet的发展，万维网WWW(WorldWideWeb）正如其名字一样，是一个遍布Internet的信息储藏所，是一种特殊的应用网络.它通过超级链接，将所有的硬件资源、软件资源、数据资源连成一个网络，用户可从一个站点轻易地转到另一个站点，非常方便地获取丰富的信息。万维网的出现，极大地推动了Internet的发展.7。5.2超文本传输协议HTTPHTTP(HyperTextTransferProtocol)超文本传输协议是万维网客户端进程与服务器端进程交互遵守的协议。是一个应用层的协议，使用TCP连接进行可靠的传输.HTTP是万维网上资源传送的规则，是万维网能正常运行的基础保障.HTTP采用C/S工作模式。万维网的每个站点都有一个服务进程，它不断监听TCP的80端口，等待客户端的TCP连接请求。在客户端需要运行用户与万维网的接口程序，一般是浏览器软件。典型浏览器组成结构网页的标识是通过URL统一资源定位符来标识的。具体格式为:〈协议〉：//<主机〉：〈端口>/〈路径〉/〈文档〉其中协议：指访问URL的方式,可以是HTTP、FTP等;主机:是被访问文档所在的主机的域名；端口：是建立TCP连接的端口号,使用熟知端口可以忽略；路径:是文档在主机上的相对存储位置;文档:是具体的页面文件。例如：http：//sohu．com．cn/sports/abc．htmftp://rtfm．mit．edu7。5。3超文本标记语言HTMLHTML（HyperTextMarkupLanguage）超文本标记语言,是万维网上页面标准化的基础，是万维网页面制作的标准语言，是对超文本信息格式化输出的标记.以下是在用户屏幕上显示“WelcometoHTML！”信息页面的HTML语言ASCII文件。

<html〉<！—-声明HTML万维网文档开始—->〈head〉<!--标记页面首部开始—-〉〈title>TEST〈/title>〈！——定义页面的标题为“TEST”—-〉</head〉〈！——标记页面首部结束-->〈body>〈！—-标记页面主体开始-—>〈p>WelcometoHTML!</p〉〈!—-显示一个段落内容——〉〈/body><！——标记页面主体结束-—>〈/html〉<!--HTML万维网文档结束—-〉7。5.4动态网页技术所谓动态文档是指文档的内容是在浏览器访问万维网服务器时,由存储在万维网服务器的应用程序动态创建的。当浏览器请求到达时，万维网服务器需要运行另外一个应用程序,并将控制权转移到此应用程序。该应用程序对浏览器发送来的数据进行处理,并输出HTML格式的文档.万维网服务器将此输出作为结果传送给浏览器.由于对浏览器每次请求的响应都是临时生成的,因此动态文档所看到的内容可根据需要不断变化。可见动态文档最大的优点即是可发布内容更新较快的信息。例如，可用动态文档发布股市行情、天气预报或民航售票等信息。动态文档与静态文档的最大区别就在于服务器端,文档内容生成的方法不同.而对于浏览器端来说，两种文档都是一样的,都遵循HTML所规定的格式，浏览器只根据HTML标记显示文档内容。要实现动态文档必须对万维网服务器的功能进行扩充.⑴应增加另外的应用程序，即通用网关接口程序CGI（CommonGatewayInterface)程序,用来处理浏览器发来的数据,并生成文档内容.⑵需要增加通用网关接口CGI,用来使万维网服务器将浏览器发来的数据传送给CGI程序，同时能解释CGI程序的输出，并向浏览器返回HTML文档。CGI是一种标准,它规定了万维网服务器应如何与CGI程序交互，以实现动态文档.7。6网络管理与SNMP7.6。1网络管理的功能1、故障管理（FaultManagement).2、计费管理(AccountingManagement）。3、配置管理(ConfigurationManagement)。4、性能管理（PerformanceManagement）.5、安全管理（SecurityManagement)。7。6。2网络管理系统的组成：7。6。3简单网络管理协议SNMPSNMP的设计原则是简单性（Simplicity）和扩展性（Extensibility）。扩展性主要是通过将管理信息模型与协议、被管理对象的详细规定（MIB）分离实现;简单性则是通过信息类型的限制、请求/响应机制而取得.7.6。4SNMP报文SNMP是一种基于用户数据报协议（UDP)的应用层协议，其基本报文格式如下图所示。SNMP报文有三个域,版本(Version）、公共体（Community）和协议数据单元（SNMPPDU)。管理工作站和代理(Agent)之间的信息交换传递的就是SNMP报文。而SNMP报文作为UDP的数据部分被封装在UDP数据报中,通过UDP端口161（162）传送.版本域：表示SNMP协议的版本公共体：是为增加系统的安全性而引入的，它的作用相当于口令。协议数据单元：存放实际传送的报文本章小结：在这一章主要讲解了以下主要内容:应用层的基本概念、功能与作用；域名系统的组成与工作原理；电子邮件的基本组成及工作原理;文件传输系统工作原理与使用方法；万维网的工作原理及网站的建立方法;网络管理的含义与功能。作业思考题：1、什么是C/S模式?其特点是什么？2、Internet域名结构是什么样的?3、FTP的作用是什么?其工作原理是什么?4、什么是SNMP?其基本组成和特点是什么？5、网络管理的功能域是什么？6、互联网的域名结构是什么样的？7、应用层协议主要实现的功能是什么？上课时间

上课节次5课型多媒体教学课题第八章局域网技术教学目的

通过本章学习，让学生掌握局域网的应用场合、工作原理,局域网各组成部分的功能及特性,学会正确选择和使用局域网设备。掌握三种典型局域网的连接方法、技术参数等。了解几种高速局域网的基本常识。教学方法以课堂讲授为主，对本章难点进行讨论重点与难点本章重点有：

1、局域网的定义与特性；

2、典型局域网标准的工作原理。

3、局域网各组成元素的特性；

4、10BASE-2、10BASE—5、10BASE-T三个以太网的产品标准的连接材料、连接方法、技术参数

本章难点有：

正确使用网络互连设备。课外作业与要求思考题：1。什么是局域网？它有什么特点？2.IEEE802局域网与OSI模型有何异同？3.在CSMA/CD中，什么情况会发生信息冲突？怎么解决？4。简述环网的特点和令牌环网的数据发送和接收过程。5。令牌总线是一个什么结构的网络?6。局域网由哪几部分组成？常用的联网设备有哪些？7。简述中继器和网桥有什么作用？8。集线器和交换机的作用各是什么？9。路由器的作用什么？怎么配置路由器？10。常见的高速网络有几种？各自有什么特点？第8章局域网体系结构本章学习目标*理解计算机局域网的体系结构*了解常用的局域网标准：IEEE802。3、IEEE802。5各自的特点*理解载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD）的工作过程＊了解高速局域网和千兆位以太网的基本情况主要学习内容8。1局域网概述8.2局域网的组成8.3局域网的体系结构8。4IEEE802.3标准:CSMA/CD8。5IEEE802。5标准：令牌环局域网8.6快速以太网与千兆以太网技术8。1局域网概述8.1。1局域网的概念、特点1。局域网的定义与发展过程在较小的地理范围内，利用通信线路将许多数据设备连接起来，实现彼此之间的数据传输和资源共享的系统称为局域网.它的发展—般分为三个阶段：（1）60年代末至70年代初是萌芽阶段。（2）70年代中期是局域网发展的一个重要阶段。（3)80年代初期是局域网走向大发展的时期。利用光导纤维作为通信介质构成的高速主干环网，是目前许多局域网系统采用的一种结构形式，如清华大学和北京大学的校园网，都用光纤构成高速主干网。2.局域网特点（1）地理范围有限。（2）通信速率高。（3）可采用多种通信介质.（4）可靠性较高。一般说来,决定局域网特性的主要技术有三个方面：(1)局域网的拓扑结构.（2)用以共享媒体的介质访问控制方法(3）用以传输数据的介质。由局域网本身的特点决定局域网具有以下优点:（1）能够方便地共享网内资源，包括主机、外部设备、软件、数据;(2）便于系统扩展；（3）提高了系统的可靠性、可用性、可维护性；(4）各设备位置可以灵活地调整和改变;（5）有较快的响应速度（数据传输率较高）.8。1。2局域网的应用计算机局域网所具有的这些优点决定了它在社会各个领域有着广泛的应用,它可以用于办公自动化、工业生产自动化、企业管理信息系统、生产过程实时控制、军事指挥和控制系统、辅助教学系统、医疗管理系统、银行系统、软件开发系统和商业系统等方面,其中主要作用如下：1.办公自动化2.工业生产自动化3。应用于教育领域4.计算机协同工作技术8.2局域网的组成8。2。1服务器网络使用一个专门的结点共享外围设备,该结点为网上所有的用户所共知,具有固定的地址，并为网上用户提供服务。这种提供服务的结点称为服务器(Server）.常见的服务器类型有以下几种.1。文件服务器给用户提供了操作系统中文件系统的各种功能。2。打印服务器接有打印机，提供网络打印.3。终端服务器又称为终端集中器，终端到其他结点之间的通信都通过终端集中器。8。2。2工作站工作站又称为客户机.工作站是指当一台计算机连接到局域网上时，这台计算机就成为局域网的一个工作站。工作站与服务器不同，服务器是为网络上许多网络用户提供服务以共享它的资源，而工作站仅对操作该工作站的用户提供服务。工作站是用户和网络的接口设备,用户通过它可以与网络交换信息，共享网络资源.工作站通过网卡、通信介质以及通信设备连接到网络服务器。现在的工作站都用具有一定处理能力的PC（个人计算机）机来承担.8。2。3网络适配器（NIC)网络适配器NIC（NetworkInterfaceCard）也就是俗称的网卡。网卡是构成计算机局域网络系统中最基本的、最重要的和必不可少的连接设备，计算机主要通过网卡接入局域网络.网卡一方面负责接收网络上传过来的数据包，解包后，将数据通过主板上的总线传输给本地计算机；另一方面它将本地计算机上的数据打包后送入网络.网卡和计算机的连接是通过总线扩展槽,根据连接的扩展槽不同，可将网卡进行分类。一般分为ISA总线网卡和PCI总线网卡。8。3局域网的体系结构8。3。1局域网参考模型1、IEEE802参考模型IEEE802参考模型的最低层对应于OSI模型中的物理层,包括以下功能：信号的编码/解码前导的生成/去除(该前导用于同步）比特的传输/接收物理层之上的层次主要为局域网的用户提供相应的服务。它们的主要功能如下:在传输时将要传输的数据组装成帧，帧中包含有地址和差错检测等字段；在接收时，将接收到的帧解包，进行地址识别和差错检测；管理