数据通信与计算机网络课程

数据通信与计算机网络教学设计一、前言网络技术的快速发展使得现代社会的信息传输更加便捷和快速。

然而，随着互联网的普及，网络安全问题也日益显著。

为了满足职业需求，适应社会发展，现代教育需加强网络安全教学，提高学生的网络安全意识和能力。

从应用角度考虑，本文将介绍数据通信与计算机网络教学设计。

二、目标和要求1. 目标•了解计算机网络的基本概念和体系结构；•熟悉 OSI 模型和 TCP/IP 协议；•熟悉常见的网络设备、拓扑结构和应用。

2. 要求•知道计算机网络的基本概念、术语，可以运用计算机网络的原理和技术解决与计算机网络相关的问题；•熟悉数据通信的基本概念和通信方式，对数据通信技术应用能够正确理解和运用；•掌握 TCP/IP 协议四层协议与 OSI 七层协议模型；•能够较好地理解网络的连接方式和传输媒介；•能够较好地掌握常见的网络设备、拓扑结构和应用。

三、课程教学内容1. 基础课程1.1 计算机网络的基础概念介绍计算机网络的基本概念，如网络类型、网络拓扑结构、网络协议和网络通信基础等。

1.2 OSI 模型介绍 OSI 模型的七层协议以及各层协议应用。

1.3 TCP/IP 协议介绍 TCP/IP 协议的四层协议以及各层协议应用，讨论 TCP/IP 协议的优点和不足。

2. 实践课程2.1 常见网络设备的配置介绍常见的网络设备（如交换机、路由器等）的配置和作用，包括 VLAN、接口配置、路由协议等。

2.2 网络通信的实践应用讨论常见的网络通信实践应用，包括远程登录、Web 网络服务、FTP 文件传输、电子邮件等。

四、教学方法在课程教学中，应采用问题导向和案例教学的方法，结合学生自学、课堂讨论、实验操作等教学方式，提高学生的思考能力和动手实践能力，在培养学生计算机网络应用能力的同时，注重安全意识和安全技能的培养。

五、教学评价应在教学过程中定期进行评价，其中包括学生自评、元评（如考试、作业）和教师评价等。

并针对评价结果调整教学内容和方法，不断完善教学。

1-6 从系统的功能角度考察，计算机网络有哪两个子网组成？他们各自的功能是什么？计算机网络主要由通信子网和资源子网组成。

通信子网的功能：将各种计算机互连起来，完成数据之间的交换和通信处理。

资源子网的功能：负责全网面向应用的数据处理工作，向用户提供数据处理能力、数据存储能力、数据管理能力、数据输入输出能力以及其他数据资源。

1-9 什么是计算机网络的拓扑结构？计算机网络有哪些拓扑结构？网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。

（与网络有关的一个重要特性就是这个网络的物理或逻辑拓扑结构。

物理拓扑指的是网络的形状——电缆的布线方式。

逻辑拓扑指的是信号从网络的一个点到达另外一个点所采用的路径。

）主要拓扑结构：总线型拓扑，环型拓扑，星型拓扑，网状拓扑，混合型拓扑。

1-11 简单叙述OSI参考模型中各层的主要功能。

答：（1）物理层：在OSI参考模型中，物理层是参考模型的最低层。

该层是网络通信的数据传输介质，由连接不同的节点的电缆与设备共同构成。

物理层的主要功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，负责处理数据传输率并监控数据出错率，以便能够实现数据流的透明传输。

（2）数据链路层：在OSI参考模型中，数据链路层是参考模型的第二层。

数据链路层的主要功能是：在物理层提供的服务基础上，数据链路层在通信的实体间建立数据链路连接，传输以“帧”为单位的数据包，并采用控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。

（3）网络层：在计算机网络中，计算机间的通信可能要经过许多中间节点、链路，甚至若干个子网。

网络层的主要功能就是在通信的源节点和目的节点间选择一条最佳路径，使传送的数据分组能正确、无误地到达目的地，同时还要负责网络中的拥塞控制等。

网络层向运输层提供面向连接和无连接两种服务，网络层传送的数据单位是分组或包。

（4）传输层：传输层在会话层的两个实体之间建立传输连接，传输层提供两个端系统之间可靠、透明的数据传送。

《数据通信与计算机网络》教学大纲课程名称：数据通信与计算机网络课程代码：课程类型：专业选修学分：4总学时：64 理论学时：48 实验学时：16先修课程：信号与系统、通信电子线路适用专业：电子信息工程，通信技术一、课程性质、目的和任务数据通信与计算机网络课程属于专业选修课，是一门理论与实践性很强的课程。

教学目的是培养学生对数据通信和计算机网络的基本概念、基本原理有较为全面的理解，能应用原理与技术解决常见数据通信和网络问题的专业人才。

本课程主要任务是使学生了解数据通信及计算机网络技术的发展，掌握数据通信基础知识、计算机网络体系结构、网络技术、无线网络等内容。

二、教学基本要求1、知识、能力、素质的基本要求了解数据通信与计算机网络基础知识，正确掌握各种数据传输技术，熟悉计算机网络OSI模型体系结构，理解网络技术常见问题；能够应用数据传输和计算机网络基础知识分析解决实际问题，为数据网络基础设施建设、综合布线技术与工程、网络操作系统、组网技术与工程、网络运行管理以及网络应用等课程的知识学习和技能培养奠定基础，把学生培养成为通信和计算机网络领域具有较高专业素养的专门人才。

2、教学模式基本要求本课程采用理论教学为主，实验教学为辅的教学方式，理论授课方式为课堂讲授和多媒体辅助演示，实验主要采用Systemview和Matlab仿真。

三、教学内容及要求第一章数据通信与计算机网络概述1、掌握通信系统模型。

2、掌握模拟通信、数字通信和数据通信基本概念。

3、理解数据通信系统及网络、计算机网络体系结构及模型。

4、了解国家标准及其制定及计算机网络发展趋势。

第二章数据通信基础知识1、掌握信息、信号、数据概念，理解传输方式和传输速率。

2、了解数据传输损伤额传输质量、通信编码。

3、熟悉传输信道及各种传输介质。

第三章数据传输技术1、掌握数字基带传输技术、数字频带传输技术、脉冲编码调制技术、信道访问技术。

2、掌握信道复用技术、扩频技术、同步控制技术、数据交换技术、差错控制技术。

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。

数据通信与计算机网络第7讲共享式以太网浙江万里学院邵鹏飞@2014-2016 浙江万里学院版权所有目录1.数据通信的基础知识2.以太网链路层的分层结构3.以太网的帧格式4.共享式以太网@2014-2016 浙江万里学院版权所有单播源发送给A 发送给C用户A用户C用户B@2014-2016 浙江万里学院版权所有广播源发送给所有用户用户A用户C用户B@2014-2016 浙江万里学院版权所有组播源用户A用户C用户B 用户B 与用户C 属于同一个组播组发送给部分用户@2014-2016浙江万里学院版权所有冲突域与广播域实线为广播域虚线为冲突域集线器交换机路由器@2014-2016 浙江万里学院版权所有传送方式主机显示器单工工作站工作站全双工工作站工作站半双工数据方向时刻1的数据方向时刻2的数据方向所有时刻的数据方向@2014-2016 浙江万里学院版权所有目录1.数据通信的基础知识2.以太网链路层的分层结构3.以太网的帧格式4.共享式以太网@2014-2016 浙江万里学院版权所有MAC 与LLC物理层数据链路层网络层MAC子层LLC子层MAC子层MAC（Media Access Control）子层负责完成下列任务：●提供物理链路的访问●提供链路级的站点标识●提供链路级的数据传输@2014-2016 浙江万里学院版权所有@2014-2016 浙江万里学院版权所有以太网的MAC 地址例：00e0.fc 39.803400e0.fc——IEEE 为厂商分配的供应商代码(华为设备)39.8034——由供应商按顺序分配24 bits24 bits48 bits供应商代码由供应商分配LLC子层LLC子层除了定义传统的链路层服务之外，还增加了一些其他有用的特性。

这些特性由特定字段提供。

@2014-2016 浙江万里学院版权所有@2014-2016 浙江万里学院版权所有目录1.数据通信的基础知识2.以太网链路层的分层结构3.以太网的帧格式4.共享式以太网@2014-2016 浙江万里学院版权所有以太网帧结构Ethernet_IIDMACSMACLength/TDATA/PADFCSLength/Type 值含义Length/T > 1500Length/T <= 1500代表了该帧的类型代表了该帧的长度802.3662446～1500@2014-2016 浙江万里学院版权所有Ethernet_Ⅱ帧结构0800IP数据报0806ARP请求/应答8035RARP请求/应答DMACSMACLength/TDATA/PADFCS@2014-2016 浙江万里学院版权所有802.3帧结构TYPEDATADSAP SSAP CTRLORG CODE0806ARP请求/应答8035RARP请求/应答0800IP数据报1113238～1492DMACSMACLength/TDATA/PADFCS@2014-2016 浙江万里学院版权所有目录1.数据通信的基础知识2.以太网链路层的分层结构3.以太网的帧格式4.共享式以太网@2014-2016 浙江万里学院版权所有共享式以太网常见设备——Hub注意：HUB仅仅是物理上的连接设备应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层物理层物理层HUB应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层@2014-2016 浙江万里学院版权所有Hub 的工作原理12345INOUT OUTOUT OUT 所有的HUB 都是半双工的共享式以太网原理：CSMA/CDCS（Carrier Sense ）：载波侦听●在发送数据之前进行监听，以确保线路空闲，减少冲突的机会。

第1章一、（1）计算机网络结合了计算机和通信两方面的技术。

（5）ARPA网的重要贡献是奠定了计算机网络技术的基础，也是当今因特网的先驱者。

三、（2）√四、（2）简述计算机网络的定义。

计算机网络是利用通信设备和线路把地理上分散的多台具有独立功能的计算机系统连接起来，在功能完善的网络软件支持下，进行数据通信，实现资源共享、互操作和协同工作的系统。

第2章一、（1）点与点之间建立的通信系统是通信的最基本形式，这一通信系统的模型包括信源、变换器、信道、噪声、反变换器、信宿。

（2）模拟信号表示数字还是模拟数据，在传输一定距离后都会衰减，克服的办法是用放大器来增强信号的能量，但噪声也会增强，以致引起信号畸变。

（14）分组交换有虚电路分组交换和数据报分组交换两种。

（15）常用的信号复用有4种，即时分复用、频分复用、波分复用、码分复用。

（17）计算机网络中的数据交换方式可分为电路交换、报文交换、报文分组。

四、(6)假设电平从低电平开始，请画出101011010的不归零码，曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的波形示意图。

（a）不归零码（b）曼彻斯特编码（c）差分曼彻斯特编码五（3）设码元速率为1600Band，采用8相psk调制，数据速率是多少？已知：B=1600 Band N=8R=Blog2N=1600×log28=4800 b/s第三章一、（2）开放系统互连参考模型OSI/RM把整个网络通信功能划分为7层，每层执行一种明确的功能，并由较低层为较高层提供服务，并且所有层次都互相支持。

（3）在OSI/RM参考模型中，低三层一起组成通信子网，依赖于网络；高三层一起组成资源子网，面向于应用。

（8）因特网上最基本的通信协议是TCP/IP，其英文全称是Transmission Control Protocol/Internet Protocol。

第4章2．网卡的工作原理是什么？(1)发送数据时，网卡首先侦听介质上是否有载波，若有，则认为其他站点正在传送信息，继续侦听介质。