第一章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述教案

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與發(fā)展教學(xué)目標(biāo)：1、掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一般概念；2、了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展概念重點(diǎn)難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念教學(xué)時(shí)數(shù)：1教學(xué)方法與手段：講授法與多媒體相結(jié)合引言：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與通信技術(shù)逐步發(fā)展、緊密結(jié)合的產(chǎn)物，是信息社會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施，是信息交換、資源共享和分布式應(yīng)用的重要手段。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義及涉及到的四個(gè)要點(diǎn)1、定義：所謂計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，就是利用通信設(shè)備和通信線路，將地理位置不同、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)起來，以功能完美的網(wǎng)絡(luò)軟件（即網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。2、四個(gè)要點(diǎn)：（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包含兩臺(tái)以上的地理位置不同具

2、有自主功能的計(jì)算機(jī)。（2）網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)的連接需要一條通道，即由傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)物理互聯(lián)。（3）網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)之間互相通信或交換信息，需要有某些約定和規(guī)則，這些約定和規(guī)則的集合就是協(xié)議，其功能是實(shí)現(xiàn)各結(jié)點(diǎn)的邏輯互聯(lián)。（4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)資源（包括硬件資源和軟件資源）共享為目的。3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的目的人們使用網(wǎng)絡(luò)主要是為了共享資源和進(jìn)行在線通信。資源包括數(shù)據(jù)、應(yīng)用程序和外圍設(shè)備。電子郵件是在線通信的經(jīng)典形式。二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成早在1925年當(dāng)計(jì)算機(jī)還處于第一代的電子管時(shí)期，美國就建立了一套SAGE（Semi-Automatic Ground Environment）系統(tǒng)，即半自動(dòng)地面防

3、空系統(tǒng)。該系統(tǒng)將遠(yuǎn)距離的雷達(dá)和其他設(shè)備的信息，通過通信線路匯集到一臺(tái)旋風(fēng)型計(jì)算機(jī)，第一次實(shí)現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)距離地集中控制和人機(jī)對(duì)話。SAGE系統(tǒng)的誕生被譽(yù)為計(jì)算機(jī)通信發(fā)展史上的里程碑。1.計(jì)算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)又稱為分時(shí)多用戶聯(lián)機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn)：主機(jī)負(fù)荷較重；花費(fèi)的費(fèi)用高。終端計(jì)算機(jī)目前我國金融系統(tǒng)等領(lǐng)域廣泛使用的多用戶終端系統(tǒng)就屬于計(jì)算機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)。2.計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)在終端設(shè)備和主計(jì)算機(jī)（HOST）之間增加一臺(tái)功能簡單的計(jì)算機(jī)。專門處理終端設(shè)備的通信信息及控制通信線路。并能對(duì)用戶的作業(yè)進(jìn)行某些預(yù)處理操作，因此稱之為前端處理機(jī)FEP（Front End Processor）或通信控

4、制處理機(jī)CCP（Communication Control Processor）。集中器用于終端設(shè)備較密集的地方。缺點(diǎn)：主機(jī)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸都是通過各自的前端處理機(jī)實(shí)現(xiàn)的。全網(wǎng)缺乏統(tǒng)一的軟件控制信息交換和資源共享。3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)60年代末期，美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局成功地開發(fā)了ARPA網(wǎng)絡(luò)（Advanced Research Project Agency Network），它是世界上第一個(gè)心資源共享為主要目的的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的硬件組成一樣，都是由主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、終端設(shè)備、通信設(shè)備和通信線路4大部分組成的。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的根本區(qū)別是：計(jì)算機(jī)由網(wǎng)絡(luò)操作系

5、統(tǒng)軟件來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享和管理的，而計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中，用戶只能把網(wǎng)絡(luò)看做是若干個(gè)功能不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。小結(jié)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成分三個(gè)階段。使用網(wǎng)絡(luò)的目的是實(shí)現(xiàn)資源共享和在線通信。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類教學(xué)重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成教學(xué)目標(biāo)：掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類掌握局域網(wǎng)的特點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容：從功能角度出發(fā)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。通信子網(wǎng)面向通信控制和通信處理，主要包括：通信控制處理機(jī)（CCP）、網(wǎng)絡(luò)控制中心（NCC)、分組組裝/拆卸設(shè)備（PAD）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）等。資源子網(wǎng)負(fù)責(zé)全網(wǎng)的面向應(yīng)用T的數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享。它由各種擁有資源的用戶主機(jī)和軟件所組成，主要包括：主機(jī)（Hos

6、t）、終端設(shè)備（Terminal）、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（Network Operating System）、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫（Network Database）。按通信距離劃分：可分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、城域網(wǎng)按信息交換方式：可分為電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、綜合交換網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：可分為星型網(wǎng)、樹型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、總線網(wǎng)。按通信介質(zhì)：可分為雙絞線網(wǎng)、同軸電纜網(wǎng)、光纖網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)按傳輸帶寬：基帶網(wǎng)、寬帶網(wǎng)1、廣域網(wǎng)（Wide Area Network ，WAN）又稱遠(yuǎn)程網(wǎng)。特點(diǎn)：分布范圍廣，從數(shù)千米到數(shù)千千米。常借用傳統(tǒng)的公共傳輸網(wǎng)如電話網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸率低64Kpbs，錯(cuò)誤率高。2、城域網(wǎng)（MAN），介于廣域網(wǎng)和

7、局域網(wǎng)之間，一幢辦公樓、一個(gè)倉庫或一所學(xué)校；低誤碼率、專用的、由單一組織機(jī)構(gòu)所使用。3、局域網(wǎng)（LAN），電氣電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE），一座辦公樓、一個(gè)倉庫或一所學(xué)校；低誤碼率；專用的，由單一組織機(jī)構(gòu)所使用。小結(jié)：分類、目的、形成教學(xué)題目：1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能與服務(wù)教學(xué)目標(biāo)：掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與服務(wù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)于1969年APRA網(wǎng)絡(luò)第一個(gè)以資源共享為主要目的的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。不僅使計(jì)算機(jī)的作用范圍超越了地理位置的限制，方便了用戶，而且也增強(qiáng)了計(jì)算機(jī)本身的功能，拓寬了服務(wù)，使得它在經(jīng)濟(jì)、軍事、生產(chǎn)管理及教育、科學(xué)等部門發(fā)揮了重大作用，日益成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主要形式。一、網(wǎng)絡(luò)基本功能：1、資源共享功

8、能：充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件資源是組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目標(biāo)之一。大的計(jì)算中心，大容量硬盤、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件及某些特殊外設(shè)等。網(wǎng)絡(luò)中的用戶就可以共享分散在不同地的各種軟、硬件資源及數(shù)據(jù)庫，為用戶提供了極大的方便。2、均衡負(fù)荷及分布處理功能：當(dāng)某個(gè)主機(jī)系統(tǒng)的負(fù)荷過重時(shí)，可以將某些作業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)送至其他主機(jī)系統(tǒng)處理，以便均衡負(fù)荷，減輕局部負(fù)擔(dān)，提高設(shè)備的利用率。3、信息的快速傳輸和集中處理功能終端與計(jì)算機(jī)之間、或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間能快速可靠地相互傳送信息，并根據(jù)需要對(duì)這些信息進(jìn)行分散、分級(jí)或集中處理與管理，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最基本功能。4、綜合信息服務(wù)的功能綜合服務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（ISDN）將電話、傳真機(jī)、電視

9、機(jī)和復(fù)印機(jī)等辦公設(shè)備納入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可提供數(shù)字、語音、圖形、圖像、視頻等多種信息的傳輸。5、提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比，維護(hù)方便，擴(kuò)展靈活。大型計(jì)算機(jī)的處理能力強(qiáng)，運(yùn)算速度快，但價(jià)格昂貴。小型機(jī)雖然有較好的性能價(jià)格比，但普及率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于個(gè)人計(jì)算機(jī)。二、網(wǎng)絡(luò)基本服務(wù)1、文件服務(wù)：包括對(duì)數(shù)據(jù)文件和有效存儲(chǔ)、提取以及傳輸這些內(nèi)容。（1）文件傳輸：可以在幾秒鐘內(nèi)把文件傳到網(wǎng)絡(luò)的另一端，而不用考慮文件的大小、傳輸距離，甚至也不用考慮本地的操作系統(tǒng)。（）文件存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)移動(dòng)控制不同存儲(chǔ)系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)活動(dòng)，是網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)的重要方面。（）文件同步更新：通過比較保存的文件的周期和時(shí)間來判定最新的文件。（）文件歸檔：把

10、重要數(shù)據(jù)復(fù)制到磁帶機(jī)或一些脫機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備介質(zhì)上，以防止數(shù)據(jù)的損壞，稱為文件歸檔或文件備份。、打印服務(wù)打印服務(wù)用來控制和管理對(duì)打印機(jī)和傳真設(shè)備的訪問。打印服務(wù)接受打印作業(yè)請(qǐng)求、解釋打印作業(yè)格式和打印機(jī)設(shè)置、管理打印隊(duì)列，為網(wǎng)絡(luò)用戶充當(dāng)中間人，與網(wǎng)絡(luò)上的打印機(jī)和傳真設(shè)備打交道。網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)可以減少網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)可以減少一個(gè)部門所需要的打印機(jī)數(shù)量，將打印機(jī)放在最便于使用的地方，通過打印隊(duì)列作業(yè)管理減少計(jì)算機(jī)傳送打印作業(yè)的時(shí)間，有效地共享特定的打印機(jī)，利用計(jì)算機(jī)收發(fā)傳真等。3、消息服務(wù)消息服務(wù)內(nèi)容包括對(duì)正文、二進(jìn)制數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)，以及數(shù)字化聲像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、訪問和發(fā)送。消息服務(wù)能夠主動(dòng)地處理計(jì)算機(jī)用戶之間、

11、應(yīng)用程序之間或者文件之間的交互式通信。消息服務(wù)不是簡單地將數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)起來，而是將數(shù)據(jù)一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)地往前傳送，并且通知等待這些數(shù)據(jù)的用戶或程序。消息服務(wù)的典型應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)電子郵件（E-mail）。最初的只傳遞正文消息，現(xiàn)在的E-mail已包括各種數(shù)字化的正文、圖形及聲像數(shù)據(jù)。如今，隨著國際互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，稱為布告牌的各種公用和私人E-mail服務(wù)，已成為與世界上其他計(jì)算機(jī)用戶進(jìn)行通信的普遍方式。4應(yīng)用服務(wù)應(yīng)用服務(wù)是一種替網(wǎng)絡(luò)客戶運(yùn)行軟件的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。它不同于文件服務(wù)是因?yàn)樗粌H允許計(jì)算機(jī)之間共享數(shù)據(jù)，同時(shí)還允許計(jì)算機(jī)之間共享處理能力。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)可以協(xié)調(diào)硬件及軟件在最為合適的平臺(tái)上運(yùn)行實(shí)用程序（

12、或軟件應(yīng)用）；在網(wǎng)絡(luò)上不用對(duì)每一臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行升級(jí)便可增強(qiáng)關(guān)鍵硬件的處理能力。5數(shù)據(jù)庫服務(wù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)提供了基于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和提取的操作，它允許網(wǎng)絡(luò)上的客戶控制數(shù)據(jù)的處理及數(shù)據(jù)的表示。這樣，便產(chǎn)生了專用術(shù)語來描述數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，它允許客戶向這些指定服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)操作請(qǐng)求，這就是客戶/服務(wù)器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)?？蛻?服務(wù)器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)把請(qǐng)求以及提供數(shù)據(jù)操作的任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化和分割。為了提高事務(wù)處理效率，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸，每個(gè)客戶分配一部分說明請(qǐng)求及處理響應(yīng)結(jié)果和任務(wù)。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行處理并返回結(jié)果。利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)，可以優(yōu)化計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫記錄的存儲(chǔ)、查詢及提取；有效控制數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置；

13、在部門間對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯組織；保證數(shù)據(jù)的安全性；減少數(shù)據(jù)庫客戶的訪問時(shí)間。6目錄服務(wù)目錄服務(wù)是存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源并且使其能被用戶和應(yīng)用程序訪問的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。它提供一致的方式來命名、描述、定位、管理和保障關(guān)于網(wǎng)絡(luò)資源的信息。以上只是對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)做了簡要說明，并未涉及其技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面的問題。需要補(bǔ)充的是，對(duì)于有網(wǎng)絡(luò)需求的部門來說，除了決定選擇什么樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)外，還必須決定這些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)當(dāng)采用集中式還是頒布式、或者是兩者的混合。在實(shí)際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可以集中放在一臺(tái)計(jì)算機(jī)或一組計(jì)算機(jī)上，也可以頒布在網(wǎng)絡(luò)上的所有計(jì)算機(jī)中，這主要由資源的控制、服務(wù)器專用性和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等因素來決定，在此就不詳述了。小結(jié)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的

14、基本服務(wù)無論是廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)都采用。文件服務(wù)，打印服務(wù)，消息服務(wù)，應(yīng)用服務(wù)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)，目錄服務(wù)13網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)：掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本模塊的功能。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)組成的有機(jī)整體。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的基本模塊，它提供各種網(wǎng)絡(luò)資源；數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是連接網(wǎng)絡(luò)基本模塊的橋梁，它提供各種連接技術(shù)和信息交換技術(shù)；而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)則是網(wǎng)絡(luò)的組織管理者，它提供了各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者的角度來看，網(wǎng)絡(luò)模塊的組成及其相互間的連接方式，決定了網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)和性能。131網(wǎng)絡(luò)的基本模塊網(wǎng)絡(luò)基本模塊是組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本要素，它是以計(jì)算機(jī)為核心、相對(duì)獨(dú)立的資源點(diǎn)，如圖1-4所

15、示是網(wǎng)絡(luò)基本模塊的示意圖。它主要是由主機(jī)系統(tǒng)、通信控制處理機(jī)、終端系統(tǒng)、集中器、本地線路和高速線路組成的多機(jī)系統(tǒng)。1主機(jī)（HOST）主機(jī)（指主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)控制。它和其他模塊中的主機(jī)連成網(wǎng)后構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的主要資源。作為網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)，它具有下述功能：通信處理能力。分時(shí)處理能力。多重處理能力。程序兼容能力。虛擬存儲(chǔ)能力。數(shù)據(jù)庫管理能力。主機(jī)與通信控制處理機(jī)之間利用通道或I/O接口相連，它們之間如同各自的外設(shè)。這樣，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)工作，就像同一臺(tái)計(jì)算機(jī)一樣，可以獲得最高效率的信息傳輸。2終端（TERMINAL）終端是用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作時(shí)使用的設(shè)備。它種類繁多，常用的有交互式終端

16、、批處理終端、漢字終端、智能終端及虛擬終端等。終端設(shè)備一般與通信控制處理機(jī)或集中器相連，與通信控制處理機(jī)相連的一般為近程終端，通過集中器再與通信控制處理機(jī)相連的一般為遠(yuǎn)程終端。為了提高處理能力，主機(jī)本身應(yīng)盡量少接終端。3通信控制控制處理機(jī)（CCP）通信控制處理機(jī)的主要作用是控制本模塊和終端設(shè)備之間的信息傳送，以及對(duì)終端設(shè)備之間的通信線路進(jìn)行控制管理。此外，它還是網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)模塊之間的接口機(jī)，負(fù)責(zé)模塊間的信息傳輸控制。通信控制處理機(jī)的主要功能是：線路傳輸控制。作業(yè)裝配和拆卸。差錯(cuò)檢測(cè)和恢復(fù)。路徑選擇和流量控制。代碼轉(zhuǎn)換。通信控制處理機(jī)一般宜采用小型機(jī)或高檔微型機(jī)，并和主計(jì)算機(jī)之間通過高速的并行方式

17、交換信息。需要指出的是，在局域網(wǎng)中通常不專設(shè)通信控制處理機(jī)，而是把這部分任務(wù)交給主機(jī)來承擔(dān)。1 集中器（CONCENTRATOR）集中器的作用是把若干終端經(jīng)本地線路（一般為低速線路）集中起來，連接到12條高速線路上，以提高通信效率和降低通信費(fèi)用。它的主要功能有差錯(cuò)控制、代碼轉(zhuǎn)換、信息緩存、電路轉(zhuǎn)接及輪詢等。集中器實(shí)質(zhì)上是在終端一端的通信控制處理機(jī)，通常采用小型機(jī)或微機(jī)來擔(dān)任。2 本地線路本地線路是靠近終端設(shè)備的通信線路，由它把終端設(shè)備和通信控制處理機(jī)或者主機(jī)連接起來，構(gòu)成模塊內(nèi)的面向終端的網(wǎng)絡(luò)。由于它不超越模塊的連接范圍，所以稱為本地線路。本地線路大多數(shù)是低速通信線路，可以用專線連接，也可以用交換線路連