计算机网络基础教程-第3章 网络体系结构与协议

计算机网络基础教案一、教学目标1. 让学生了解计算机网络的基本概念、历史和发展趋势。

2. 使学生掌握计算机网络的体系结构、协议和标准。

3. 培养学生理解网络层、链路层、网络层和应用层的基本原理和功能。

4. 帮助学生熟悉常用的网络设备和网络拓扑结构。

5. 引导学生了解网络编程和网络应用的基本概念。

二、教学内容1. 计算机网络的定义、历史和发展趋势计算机网络的定义：通过通信设备和通信介质连接起来，实现资源共享和信息传递的系统。

计算机网络的历史：从出现的ARPANET到现代的互联网。

计算机网络的发展趋势：5G、物联网、边缘计算等。

2. 计算机网络的体系结构网络体系结构的基本概念：分层、协议、接口等。

OSI七层模型：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

TCP/IP四层模型：链路层、网络层、传输层和应用层。

三、教学方法1. 课堂讲解：通过PPT、案例和实例，讲解基本概念、原理和技术。

2. 实验操作：安排实验室，让学生亲自动手搭建网络环境，加深对网络技术的理解。

3. 小组讨论：分组进行讨论，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。

4. 课后作业：布置相关的习题和实际案例，巩固所学知识。

四、教学评价1. 平时成绩：课堂表现、小组讨论、实验报告等占总评的40%。

2. 考试成绩：期末考试，包括选择题、填空题、简答题和计算题，占总评的60%。

五、教学资源1. 教材：《计算机网络基础》2. PPT课件：详细讲解每个章节的知识点3. 实验设备：交换机、路由器、计算机等4. 网络编程工具：Socket编程、Python网络库等5. 网络应用案例：、FTP、SMTP等协议的实例分析六、教学安排1. 第1-2周：计算机网络的定义、历史和发展趋势2. 第3-4周：计算机网络的体系结构（OSI七层模型和TCP/IP四层模型）3. 第5-6周：网络层和链路层的基本原理和功能4. 第7-8周：网络设备和网络拓扑结构5. 第9-10周：网络编程和网络应用的基本概念七、教学注意事项1. 注重基本概念的讲解，让学生理解计算机网络的实质。

计算机网络基础课程标准（计算机应用专业适用 72学时）一、课程性质与任务计算机网络基础课程是中等职业学校网络技术专业的专业基础课程，是计算机网络技术专业的导入课程。

本课程的任务是：本课程以培养学生能独立自主完成以使学生掌握网线制作、网络设备操作与管理任务为目标，与其他学习领域一同构成学生在计算机网络行业中相关岗位就业所具备的知识和技能，是计算机网络技术专业学生的必修课之一。

该课程主要是为培养学生将来能面向综合布线、网络管理员等岗位的计算机网络基础理论知识和动手能力的培养。

根据中等职业教育的培养目标，使学生深入了解未来所要从事的行业以及企业岗位工作内容，为深入学习和掌握计算机网络基础理论知识和操作技能打下基础，通过工学结合、校企合作的任务驱动型项目教学活动，以较强的职业针对性，最终培养从事面向综合布线、网络管理员等职业的素质和技能，并具备从事相关岗位的职业能力和可持续发展能力。

二、课程教学目标1. 使学生进一步了解、掌握计算机网络基础知识，提高学生计算机网络技术等方面的技能，使学生初步具有利用计算机解决学习、工作、生活中常见问题的能力。

2. 使学生能够根据职业需求运用计算机，体验利用计算机技术获取信息、处理信息、分析信息、发布信息的过程，逐渐养成独立思考、主动探究的学习方法，培养严谨的科学态度和团队协作意识。

3. 使学生树立知识产权意识，了解并能够遵守社会公共道德规范和相关法律法规，自觉抵制不良信息，依法进行信息技术活动。

三、教学内容结构本课程的教学内容由基础模块、职业模块两个部分构成。

1. 基础模块（不含*号部分）是各专业学生必修的基础性内容和应该达到的基本要求；*号部分是为适应不同地区、不同对象的教学要求而设立的内容，学校可根据具体情况进行选择。

2. 职业模块为限定选修内容，是结合基础模块进行的计算机综合应用能力训练。

职业模块旨在提升学生在工作、生活中应用计算机的能力，教学中可根据需要选择内容。

计算机网络技术基础教程计算机网络技术基础教程第一章：计算机网络概述1.1 网络的定义与分类1.2 计算机网络的发展历程1.3 网络的基本组成与功能第二章：网络通信基础2.1 信号与信道2.2 数据传输方式2.3 编码与调制2.4 数字化通信系统2.5 模拟化与数字化通信系统的对比第三章：计算机网络体系结构3.1 OSI参考模型3.1.1 物理层3.1.2 数据链路层3.1.3 网络层3.1.4 传输层3.1.5 会话层3.1.6 表示层3.1.7 应用层3.2 TCP/IP参考模型3.2.1 网络接口层 3.2.2 网际层3.2.3 传输层3.2.4 应用层第四章：物理层4.1 数据通信4.2 传输介质4.3 基带与宽带传输4.4 信道复用技术4.5 传输介质的调制解调第五章：数据链路层5.1 帧与帧同步5.2 解决信道错误与丢失5.3 链路管理与控制5.4 介质访问控制5.5 局域网与广域网第六章：网络层6.1 数据包的传输与交换6.2 路由选择与转发6.3 网络互联与互联网6.4 IPv4与IPv66.5 网络地质转换（NAT）与端口地质转换（PAT）第七章：传输层7.1 传输层的任务与功能7.2 TCP协议7.3 UDP协议7.4 可靠数据传输与流量控制7.5 拥塞控制8.1 常见应用协议8.1.1 HTTP协议8.1.2 FTP协议8.1.3 SMTP协议8.1.4 DNS协议8.2 网络安全与应用层协议 8.2.1 SSL/TLS协议8.2.2 SSH协议8.2.3 IPsec协议第九章：网络管理与安全9.1 网络管理概述9.2 管理协议9.3 网络故障诊断与管理 9.4 网络性能优化9.5 网络安全基础9.6 防火墙与入侵检测系统10.1 附录A：网络设备常用命令及示例10.2 附录B：常用网络工具介绍10.3 附录C：常用网络术语解释本文档涉及附件：附件A: 网络设备常用命令及示例附件B: 常用网络工具介绍附件C: 常用网络术语解释本文所涉及的法律名词及注释：1、OSI参考模型 - OSI（Open Systems Interconnection）是由国际标准化组织（ISO）制定的一个网络架构，用于指导计算机网络的设计和实现。

《计算机网络教程》谢希仁习题参考答案第一章概述传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速度发送时延＝数据块长度/信道带宽总时延＝传播时延＋发送时延＋排队时延1- 01 计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？答：计算机网络的发展可分为以下四个阶段。

（1）面向终端的计算机通信网：其特点是计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，呈分层星型结构，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源，计算机的主要任务还是进行批处理，在20 世纪60 年代出现分时系统后，则具有交互式处理和成批处理能力。

（2）分组交换网：分组交换网由通信子网和资源子网组成，以通信子网为中心，不仅共享通信子网的资源，还可共享资源子网的硬件和软件资源。

网络的共享采用排队方式，即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择，给两个进行通信的用户断续（或动态）分配传输带宽，这样就可以大大提高通信线路的利用率，非常适合突发式的计算机数据。

（3）形成计算机网络体系结构：为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织ISO 提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架—开放系统互连基本参考模型OSI.。

这样，只要遵循OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。

（4）高速计算机网络：其特点是采用高速网络技术，综合业务数字网的实现，多媒体和智能型网络的兴起。

1- 02 试简述分组交换的要点。

答：分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。

它兼有电路交换和报文交换的优点。

在分组交换网络中，数据按一定长度分割为许多小段的数据——分组。

以短的分组形式传送。

分组交换在线路上采用动态复用技术。

每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。

在路径上的每个结点，把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。

到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。

《计算机网络基础》第五版习题答案第1章计算机网络概论一、选择题二、1、一定数量能独立工作的计算机、通过通信介质连接起来、共同遵守相应的标准、资源共享2、独立功能、通信介质、通信线路、网络软件、资源共享3、具有通信功能的4、ARPAnet，分组交换网5、资源共享、数据通信、通信子网、资源子网6、CHINAPAC7、中国公用计算机互联网、中科院科技网、国家教育和科研网、中国金桥网8、钱天白9、分布式处理10、数据通信、资源共享11、分布式输入、分布式计算、分布式输出12、局域网、城域网、广域网、总线型、环型、星型13、单播、组播、广播14、延长通信线缆长度，分布式访问控制策略15、集中式通信、线路交换、报文交换16、具有较高的传输速率、具有较低的误码率17、网络资源、网络管理作用18、城域网19、点、线20、服务器、客户机、网络集线设备、传输介质三、判断题四、问答题1．什么是计算机网络？将地理位臵不同但具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路连接起来，在功能完善的网络软件（网络协议、网络操作系统、网络应用软件等）的协调下实现网络资源共享的计算机系统的集合。

2．计算机网络的发展经历了哪几个阶段？第一阶段是具有通信功能的多机系统阶段第二阶段以通信子网为中心的计算机网络第三阶段网络体系结构标准化阶段第四阶段网络互连阶段3．简述计算机网络的主要功能？资源共享、数据通信、均衡负载相互协作、分布处理、提高计算机系统的可靠性4．按地理位臵来划分，计算机网络可以分为哪几类？局域网、城域网、广域网5．计算机网络的主要拓扑结构有哪些？星型、环型、总线型6．简述星型拓扑结构的特点？星型拓扑结构主要具有以下的一些优点：⑴易于故障的诊断与隔离⑵易于网络的扩展。

⑶具有较高的可靠性。

但其缺点也很明显，主要有：⑴过分依赖中央节点。

⑵组网费用高。

⑶布线比较困难。

7．什么是对等网？什么是C/S网？“对等网”也称“工作组网”，对等网上各台计算机的有相同的地位，无主从之分，网上任意节点计算机既可以作为网络服务器，为其它计算机提供资源；也可以作为工作站，以分享其它服务器的资源；任一台计算机均可同时兼作服务器和工作站，也可只作其中之一。

教案（2013 --2014 学年第二学期）学院网络传播学院课程网络技术基础教师戚常林王亮敏袁思达网络传播学院教科办第0 课导言与课程简介（ 1 学时）教学目标：通过计算机网络的基本理论及其体系结构、交换机和路由器的基本配置、网络操作系统以及网络安全等内容等基本理论和方法的综合学习、运用，加强学生对网络的进一步认识、以及对相关网络设备的运用。

逐步提高学生对于网络的认识，网络设备的运用，并结合自身编辑出版专业的优势，能够胜任编辑出版（网络编辑）实验实践，同时也为今后的继续发展（包括就业和考研）奠定良好的基础。

教学内容：计算机网络的基本理论及其体系结构、交换机和路由器的基本配置、网络操作系统以及网络安全等内容。

使学生具备网络基本知识与网络设备的基本操作能力，培养学生计算机操作基本素养和网络运用能力。

教学重点与难点：网络的基本理论及其体系结构、交换机和路由器的基本配置教学过程：（导入、讲授新课、巩固练习、课堂小结、布置作业）❖教材：计算机网络技术及应用，朱金华主编，铁道出版社，2008-3.❖参考书：计算机网络基础教程（第3版），高立同，电子工业出版社。

❖网络资源：思科路由器模拟等资料。

❖考试：平时，实验，笔试。

第 1 课第1章计算机网络概述（2学时）教学目标：了解: 计算机网络的发展过程与发展趋势。

熟悉: 计算机网络的功能、定义、分类。

掌握: 计算机网络的拓扑结构、逻辑结构和组成结构等。

教学内容：计算机网络涉及的基本概念？发展阶段及各自特点？逻辑子网功能？网络分类？教学重点与难点：重点讨论计算机网络的基本概念、计算机网络的结构组成、计算机网络的分类、计算机网络技术的发展趋势、标准化组织与机构等。

教学过程：（导入、讲授新课、巩固练习、课堂小结、布置作业）§1.1 计算机网络的基本概念⏹计算机网络的定义⏹ 1.2 计算机网络的形成与发展⏹多机互联网络特点：以通信子网为中心，分层及每层采用的协议，由网络操作系统软件来实现网络资源共享和管理，多机互联。

计算机网络技术基础(第三版)教案计算机网络技术基础(第三版)教案章节一、计算机网络基础1.1 网络基本概念1.1.1 网络定义1.1.2 网络构成要素1.1.3 网络分类1.2 网络体系结构1.2.1 OSI参考模型1.2.2 TCP/IP参考模型1.3 网络协议1.3.1 协议概述1.3.2 常用协议介绍1.4 网络硬件设备1.4.1 网卡1.4.2 集线器1.4.3 交换机1.4.4 路由器1.4.5 网关1.4.6 光纤转换器1.4.7 网络存储设备章节二、物理层2.1 信号与信道2.1.1 信号概念2.1.2 数字信号和模拟信号2.1.3 奈奎斯特定理2.1.4 香农定理2.2 数据传输2.2.1 串行传输与并行传输2.2.2 同步传输与异步传输2.2.3 串行传输中的同步方式2.2.4 数据传输时延2.3 编码与调制2.3.1 编码概念2.3.2 奇偶校验码2.3.3 海明码2.3.4 调制概念2.3.5 基带调制与带通调制章节三、数据链路层3.1 数据链路层基本概念3.1.1 数据链路层功能3.1.2 数据链路层特点3.2 介质访问控制3.2.1 介质访问控制的需求3.2.2 信道划分3.2.3 随机访问3.3 MAC地质与以太网3.3.1 MAC地质概念3.3.2 以太网标准3.3.3 以太网帧格式3.4 以太网交换3.4.1 交换机与交换方式3.4.2 以太网交换原理3.4.3 交换机性能指标3.5 虚拟局域网(VLAN) 3.5.1 VLAN概念3.5.2 VLAN的实现方法3.5.3 间桥和VLAN交换机章节四、网络层4.1 网络层基本概念4.1.1 网络层功能4.1.2 网络层特点4.2 IP协议4.2.1 IP地质概述4.2.2 IPv4协议4.2.3 IPv6协议4.3 路由选择4.3.1 路由选择的需求4.3.2 静态路由选择4.3.3 动态路由选择协议4.4 基于IP的互联网4.4.1 NAT和PAT4.4.2 DHCP协议4.4.3 ICMP协议章节五、传输层5.1 传输层基本概念5.1.1 传输层功能5.1.2 传输层特点5.2 传输层协议5.2.1 TCP协议5.2.2 UDP协议5.3 端口与套接字5.3.1 端口概念5.3.2 TCP/UDP端口号5.3.3 Socket编程章节六、应用层6.1 应用层基本概念6.1.1 应用层功能6.1.2 应用层特点6.2 常见应用层协议6.2.1 HTTP协议6.2.2 FTP协议6.2.3 SMTP协议6.3 DNS域名系统6.3.1 域名概念6.3.2 域名解析过程6.3.3 域名服务器分类与功能6.4 网络安全与加密6.4.1 基本概念6.4.2 非对称加密与对称加密6.4.3 数字证书与SSL/TLS协议附件：1、示例代码2、实验数据3、相关图表附录：1、OSI参考模型详解2、TCP/IP参考模型详解3、奈奎斯特定理详解4、香农定理详解5、常用网络设备介绍法律名词及注释：1、知识产权法- 知识产权：指社会生产和人们劳动创造的结果，具有一定技术或经济价值，可以通过一定的方式获取、处理和利用的各种内容，包括专利权、著作权、商标权等。

网络体系结构与协议综合练习题一、单项选择题1.IP数据报报头的固定长度是( )个字节。

A.20B.60C.64D.2562.( )协议具有“ping”和“Tracert”这样的故障诊断功能。

A.ICMPB.IGMPC.ARPD.RARP3.为了确定将数据发送到下一个网络的路径，网络层必须首先对接收到的数据帧( )。

A.封装数据包B.改变其IP地址C.改变其MAC地址D.拆封数据包4.ARP请求作为下列( )类型的以太网帧被发送。

A.广播B.单播C.组播D.定向广播5.TCP在应用程序之间建立了下列( )类型的线路。

A.虚拟线路B.动态线路C.物理线路调D.无连接线路6.下列( )正确地描述了代理ARP。

A.代理ARP允许一个无盘工作站获取另一个无盘工作站的IP址址，B.代理ARP将目的IP地址解析为目的物理(MAC)地址C.代理ARP允许路由器代替本地主机回应ARP请求D.代理ARP允许路由器代替远程主机回应ARP请求7.( )最恰当地描述了建立TCP连接时“第一次握手”所作的工作。

A.“连接发起方”向“接收方”发送一个SYN-ACK段B.“接收方”向“连接发起方”发送一个SYN-ACK段C.“连接发起方”向目标主机的TCP进程发送一个SYN段D.“接收方”向源主机的TCP进程发送一个SYN段作为应答8.为了将几个已经分片的数据报重新组装，目的主机需要使用IP数据报头中的( )字段。

A.首部长度字段B.服务类型ToS字段C.版本字段D.标识符字段9.OSI模型物理层的主要功能是( )。

A.为信息传送提供物理地址B.建立可以通过网段携带高层PDU的数据帧C.利用网络和主机地址通过网络路由传送数据包D.通过物理媒介以比特流格式传输数据10.( )不属于网际层协议。

A.IGMPB.IPC.UDPD.ARP11.下列（ )网络设备无法减少网络冲突。

A.集线器B.网桥C.交换机D.路由器12.无盘工作站在使用RARP协议请求一个P地址时，( )识别其自身。

《计算机网络基础》课程标准前言：《计算机网络基础》是电子商务专业的一门专业基础课，面向电子商务专业新生开设，课程总学时为68学时，依据电子商务的人才培养方案要求以及电子商务专业毕业生所从事岗位的实际需求，坚持“授之以鱼不如授之以渔”的理念，培养学生综合运用所学知识解决工作实际问题的能力。

一、课程的说明：计算机网络是计算机技术和通信技术密切结合而形成的新的技术领域，是当今计算机界公认的主流技术之一，也是迅速发展并在信息社会中得到广泛应用的一门综合性学科。

作为信息类学生应该了解并掌握一定程度的计算机网络与数据通信的知识及应用。

通过本课程的学习使学生能够在已有的计算机基础知识、计算机系统结构和计算机原理等基础上，对网络技术有一个系统的、全面的了解；理解计算机网络的体系结构和基本原理，尤其是TCP/IP协议簇和IEEE 802系列，培养实际动手能力，使学生能充分运用并掌握科学的现代化网络管理方法和手段，为本专业服务，为今后能够迅速地适应社会各方面管理工作的需要服务，为Internet开发与管理和局域网的组建、规划和管理打下良好基础，从而为社会培养高素质的现代化信息管理人材学习本课程需掌握一定的计算机文化基础知识，并可以为后续课程——电子商务网站建设、网络组建与应用、网页设计与制作等积累相应的基础知识。

计算机网络教学总时数为64学时（其中理论学时为54学时，实验学时为8学时，参观2学时），另外自学4学时，共分10章。

附课内总学时讲授主要知识点及课内学时分配表：二、课程培养目标：通过本课程的教学，使学生对计算机网络从整体上有一个较清晰的了解，了解计算机网络的基本概念，了解网络新技术的新发展，从网络层次结构模型的应用层到物理层来对计算机网络体系结构进行描述，掌握计算机网络各层协议的基本工作原理及其所采用的技术，对当前计算机网络的主要种类和常用的网络协议有较清晰的概念，学会计算机网络的一些基本设计方法，对典型计算机网络(Internet)的特点和具体实现有基本印象，初步培养在TCP/IP协议工程和LAN上的实际工作能力，学会计算机网络操作和日常管理和维护的最基本方法，为后续各课程的学习打下扎实基础。

计算机网络技术基础教程计算机网络技术基础教程章节一：网络基础概念1.1 计算机网络的定义和作用1.2 网络体系结构1.3 网络协议与标准1.4 OSI参考模型1.5 TCP/IP协议族章节二：物理层2.1 信号与噪声2.2 传输介质2.3 传输介质的特性和分类2.4 调制与解调技术2.5 数字传输技术章节三：数据链路层3.1 数据链路层的功能和特点3.2 帧的结构和帧的同步3.3 面向连接的数据链路层协议3.4 CSMA/CD和以太网3.5 虚拟局域网（VLAN）章节四：网络层4.1 网络层的功能和特点4.2 数据包的传输与路由4.3 网际协议（IP）4.4 网络地址转换（NAT）4.5 路由器与路由算法章节五：传输层5.1 传输层的功能和特点5.2 传输层协议的选择5.3 传输层连接管理5.4 TCP协议和UDP协议5.5 网络地址转换（NAT）章节六：应用层6.1 应用层的功能和特点6.2 常见应用层协议6.3 网络应用程序的开发和部署6.4 互联网服务提供商（ISP）6.5 网络安全与应用层协议章节七：局域网和广域网7.1 局域网的特点和分类7.2 以太网的搭建与管理7.3 VLAN的配置与管理7.4 广域网的特点和分类7.5 光纤通信和载波通信章节八：无线网络技术8.1 无线网络的特点和分类8.2 WLAN和WPAN8.3 Wi-Fi和蓝牙技术8.4 移动通信和移动网络8.5 无线传感器网络附件：附件一：网络设备配置示例附件二：常用网络命令手册附件三：网络拓扑图示例法律名词及注释：1. ISP：互联网服务提供商，负责提供互联网接入服务的公司或组织。

2. NAT：网络地址转换，一种网络协议技术，用于将私有IP地址转换为公网IP地址。

3. VLAN：虚拟局域网，将一个物理局域网划分为多个虚拟局域网的技术，实现逻辑隔离和安全控制。