资源简介

项目1 网络基础知识
一、教学目标
1.了解计算机网络的发展。
2.掌握计算机网络的概念。
3.掌握局域网的分类和体系结构。
4.掌握常用网络协议和网络模型。
5.掌握局域网客户端/服务器端(C/S)各端的功能和该模式中的信息获取途径。
6.掌握常见的网络拓扑结构。
二、课时分配
本项目共6个任务，安排12课时。
三、教学重点
了解计算机网络的概念和发展过程；通过对计算机网络的初步了解，掌握计算机的功能和分类，熟悉局域网OSI体系结构和不同网络拓扑结构在应用中的优缺点；最后了解局域网常用的网络协议和网络模型。
四、教学难点
1.掌握计算机网络的概念。
2.掌握局域网的分类和体系结构。
3.掌握常用网络协议和网络模型。
4.掌握局域网客户端/服务器端(C/S)各端的功能和该模式中的信息获取途径。
5.掌握常见的网络拓扑结构。
五、教学内容
任务1 概述
活动1 计算机网络的概念
所谓计算机网络，是指将处于不同地理位置且相互独立的通信设备和计算机用通信线路连接起来，在系统软件及网络通信协议的支持下，实现软、硬件资源共享和信息传递的互联计算机系统。
活动2 计算机网络的发展
计算机网络发展经历了由简单到复杂、由低级到高级的发展过程，可将其划分为如下三个阶段：
第一阶段：面向终端的计算机网络，如下图所示。
面向终端的计算机网络
第二阶段：以通信子网为中心的计算机网络，如下图所示。
以通信子网为中心的计算机网络
第三阶段：国际标准化的计算机网络，如下图所示。
国际标准化的计算机网络
活动3 计算机网络的功能
1．数据通信
数据通信即实现计算机与终端、计算机与计算机之间的数据传输，是计算机网络最基本的功能，也是实现其他功能的基础。
2．资源共享
实现计算机网络的主要目的是共享资源。一般情况下，网络中可以共享的资源有硬件资源、软件资源和数据资源，其中共享数据资源尤为重要。
3．集中管理
计算机网络技术的发展和应用，已使得现代化办公、经营和管理等发生了极大的变化。目前，已经有MIS、OA等系统，通过这些系统可以实现日常工作的集中管理，提高工作效率，增加经济效益。
4．分布式处理
网络技术的发展，使得分布式计算成为可能。分布式处理是指利用计算机网络将大型信息处理问题分散到网络中的多台计算机上协同完成。
活动4 计算机网络的分类
(1)局域网(LAN)。
(2)城域网(MAN)。
(3)广域网(WAN)。
任务2 局域网的分类和结构
活动1 局域网的分类
1．按拓扑结构分类
拓扑结构可分为总线型、星型和环型等，因此可以将局域网分为总线型局域网、星型局域网和环型局域网等类型。
2．按传输介质分类
传输介质可分为同轴电缆、双绞线和光纤等，因此可以将局域网分为同轴电缆局域网、双绞线局域网和光纤局域网。若采用无线电波或微波，则称为无线局域网。
3．按网络操作系统分类
按网络操作系统分类，局域网可分为Microsoft公司的Windows NT/2003/2008网、Novell公司的NetWare网、IBM公司的LAN Manager网和3COM公司的3+OPEN网。
4．按传输速率分类
按传输速率分类，局域网可分为10Mb/s局域网、100Mb/s局域网和1000Mb/s局域网等。
5．按交换方式分类
按交换方式分类，局域网可分为共享式局域网和交换式局域网等。
活动2 局域网的结构
局域网的结构决定了局域网的管理方式。
1．对等网(Peer to Peer)结构
对等网络中不需要专用的服务器，网络上的所有工作站地位平等，都有自主权，每个工作站既是服务器也是工作站，相互之间可以进行通信和资源共享。对等网的工作原理如下图所示。
对等网络
2．专用服务器(Server-Based)结构
文件服务器一般由专业服务器或性能较高的微机担任，如下图所示。
专用服务器结构的网络具有如下特点：文件服务器与工作站之间分工明确，使工作站从网络管理中解脱出来，信息处理能力明显增强；数据保密性好，可以根据不同需求给用户不同的权限；资源共享性好；文件安全管理较好，可靠性高。
专用服务器网络
3．客户机/服务器(Client/Server)结构
客户机/服务器系统是将需要处理的应用分配给客户机和服务器处理，客户机/服务器的区分完全按照其在网络中所担任的角色而定。C/S系统的工作原理如下图所示。
客户机/服务器网络
C/S系统具有如下特点：每个局域网中至少具备一台服务器，专为网络提供共享资源和服务，因此对服务器要求较高；客户机可以访问网络服务器上的全部共享资源，但本机资源只供本机用户使用；具有良好的网络性能，适用于较大规模网络。
任务3 网络协议与网络模型
活动1 网络协议
1．NetBEUI协议
又称NetBIOS扩展用户接口协议，是由IBM公司于1985年发布的专门为小型局域网设计的非路由协议，它具有体积小、效率高、速度快和占用内存小等特点，适用于小型局域网。
2．IPX/SPX及其兼容协议
即网际包交换/顺序包交换协议，是由Novell公司开发的通信协议，该协议支持路由，因此，适用于大型网络。
3．TCP/IP协议
即传输控制协议/网际协议，是目前最常用、最复杂的网络协议。
根据组网的不同需要，可以选择相应的网络协议。
活动2 网络模型
1.ISO的OSI模型
国际标准化组织(简称ISO)在1978年提出了开放系统互联(简称OSI)参考模型，该模型定义了不同网络连接的标准和框架结构，并将网络的通信功能划分为7个层次，如下图所示。
OSI参考模型
(1)物理层。物理层是OSI模型的最低层，主要是使用传输介质为数据链路层提供物理连接。
(2)数据链路层。数据链路层主要提供的服务包括检查和改正在物理层上可能发生的错误，负责将由物理层传来的未经处理的数据包封装成数据帧(Frame)，指明每个数据帧的大小和目的地址，并将其发送到指定的接收者。
数据链路层分为两个子层：MAC(介质访问控制)子层；LLC(逻辑链路控制)子层。
(3)网络层。网络层负责信息寻址及将逻辑地址和名称转换为物理地址，提供了网络上两个节点间的连接和路由。
(4)传输层。传输层是OSI模型中最重要、最关键的一层，是唯一负责总体数据传输和控制的一层。
(5)会话层。会话层允许不同计算机上的用户建立、使用和结束会话连接，目的是对传输的数据进行管理，并对会话允许的信息进行传输。
(6)表示层。表示层主要是用于解决因各种系统使用不同数据格式而导致无法相互通信的问题，使其通过共同的格式来表示。
(7)应用层。应用层是OSI模型的最高层，是应用程序访问网络服务的窗口。应用层直接为用户提供应用程序服务。
2. TCP/IP模型
TCP/IP协议栈是美国国防部高级研究计划局计算机网及其后继因特网使用的参考模型。
TCP/IP参考模型分为四个层次：应用层、传输层、网络层和链路层。如下图所示。
TCP/IP参考模型
(1)链路层。有时也称作数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。
(2)网络层。有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，如分组的选路。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议(网际协议)、ICMP协议(Internet互联网控制报文协议)以及IGMP协议(Internet组管理协议)。
(3)传输层。传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协议：TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)。
(4)应用层。应用层负责处理特定的应用程序细节。
3.OSI模型与TCP/IP模型的区别
如下图所示两种模型的对照图。
OSI模型与TCP/IP模型对照图
(1)OSI模型中的数据链路层和物理层放在一起，对应TCP/IP概念模型的链路层，负责实际数据的传输。
(2)OSI模型中的网络层对应TCP/IP模型的网络层，网络层负责网络间的寻址数据传输，
(3)OSI模型中的传输层对应TCP/IP模型的传输层，负责提供可靠的传输服务。
(4)OSI模型中的应用层、表示层和会话层对应TCP/IP模型中的应用层。应用层位于协议栈的顶端，负责实现一切与应用程序相关的功能。
任务4 局域网中的客户机与服务器
活动1 网络服务器
1．网络服务器的功能
(1)运行网络操作系统。运行网络操作系统是服务器最主要的功能。
(2)存储和管理网络中的共享资源。
(3)网络管理员在网络服务器上对各工作站的活动进行监视控制及调整。
(4)在客户机/服务器体系结构中，网络系统服务器不仅充当文件服务器，还应具有为各网络系统工作站的应用程序提供服务的功能。
2．网络服务器的分类
网络服务器按用途可分为文件服务器、数据库服务器和打印服务器等；按操作系统可分为UNIX服务器、NT服务器和Linux服务器等；按网络规模可分为工作组服务器、部门级服务器和企业级服务器等。
活动2 网络客户机
客户机(Client)又称为工作站，是连入网络的、具有独立运行能力且接受网络服务器控制和管理的共享网络资源的计算机。
任务5 网络拓扑结构
活动1 总线型拓扑结构
总线型网络中，计算机之间互相通信采用载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)控制技术。当网络上的某台计算机发送消息时，网络上的所有计算机都会接收到这台计算机发送的消息，这种传输形式称为广播或多路访问。
总线型拓扑结构
活动2 星型拓扑结构
星型拓扑结构
星型拓扑结构的网络扩充容易，维护管理方便，网络中的某个节点出现故障后不会影响网络的运行，但对中央节点设备的要求较高。如果中央节点设备出现故障，将导致整个网络瘫痪。目前，绝大部分网络都采用了这种结构。
活动3 环型拓扑结构
环型拓扑结构
环型拓扑结构的网络结构简单，安装方便，传输速率高，但缺点是单环结构的可靠性差，当某一节点出现故障时，将导致整个网络瘫痪。目前，这种结构的网络主要用于组建大型、高速局域网的主干网，并且采用双向环网，使网络安全更有保障。
活动4 树型拓扑结构
树型拓扑结构是从星型拓扑结构演变而来的，各节点按一定的层次连接起来，形状像一棵倒置的树，故得名为树型结构。如下图所示。
树型拓扑结构
树型拓扑结构的网络易于扩展，可靠性高。与星型结构相比，由于通信线路总长度较短，故其成本低，易于推广；但结构复杂，网络中某一节点或连接的故障均将导致所在支路网络瘫痪。目前，树型结构是大、中型局域网通常采用的一种结构。
活动5 网状型拓扑结构
在网状型拓扑结构中，节点之间的连接是任意、没有规律的，因此又称做无规律型拓扑结构。如下图所示。大型互联网一般都采用这种结构，如国际互联网Internet的主干网。
网状型拓扑结构
任务6 局域网及其作用
活动1 局域网的应用价值
(1)办公自动化。
(2)管理信息系统。
(3)金融信息系统。
(4)数据处理。
活动2 局域网的作用
1.文件管理
2.通过网络共享应用软件
3.共享外部设备
4.工作调度和日程安排
5.电子邮件
(1)向网上其他用户(个人或一个小组)发信息，即便接收人不在办公室或不在计算机旁也能确保收到。
(2)获得发送信息收据。如此一来没有人能够随便说“我没有收到你的信息”，因为电子邮件系统会记录下收信的具体日期和时间。
(3)可以将文本文件、图像文件或表格文件等附加到发送信息中。
(4)邮件抄送和邮件绑定。
6.通信功能
7.远程访问
8.优良的桌面帮助系统
(1)可以记录在与网络相连的所有计算机中的硬盘上。
(2)可以监视一个文件的使用。
(3)可以追踪当前的网络流量，以便为将来扩充做好准备。
9.集中数据安全性管理
10.网络游戏
上机实战
本项目通过打开本地连接属性，来查看IP地址的格式信息，使读者对IP地址的概念有更深入的认识。
(1)右击桌面的“网上邻居”图标，选择“属性”命令，打开“本地连接状态”对话框，如下图所示。
“本地连接状态”对话框
(2)单击“属性”按钮，弹出“本地连接属性”对话框，选择Internet协议(TCP/IP)，单击“属性”按钮，如下图所示。
“本地连接属性”对话框
(3)在打开的“Internet协议(TCP/IP)属性”对话框中，查看IP地址的格式信息，如下图所示。
“Internet协议(TCP/IP)属性”对话框
六、课后习题
完成每一个项目后面的项目习题。

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