项目1认识计算机网络

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1、项目一 认识计算机网络 小明特别喜欢上网，家里的计算机连上一只“ 猫”，就能带给他无数的信息，可以让他和许多同 学“QQ”。他又听说，现在用手机也能与朋友网上 聊天了。他非常想知道：这个神奇的网络世界是 怎么构成的？怎么才能看懂学校的网络拓扑图？ 他在学校里应该选用什么样的网络帮助学习？一、什么是计算机网络 思考与讨论图1-1 互联网的部分应用1、 2013年，中国网民对各类网络应用按使用率排名如下：请一位同学将以上各类网络应用使用率排名？这些应用，又可分为获取信息、商务交易、交流沟通、网 络娱乐四大类，分别分类？（填表P2 1-1）即时通信、网络新闻、搜索引擎、网络音乐、博 客/个人空间 、

2、网络视频 、网络游戏、网络购物 、微博、社交网站 、网络文学、网上支付、电子 邮件、网上银行。2、 列举网民使用各类上网设备的比率。 手机上网比例首超传统PC上网比例，移动互联网 带动整体互联网发展。截至2014年6月，中国手机网民规模达到5.27亿， 较2013年底增加2699万人。手机上网的网民比例为 83.4%，相比2013年底上升2.4个百分点，首次超越 80.9%的传统PC上网比例，手机作为第一大上网终端 设备的地位更加巩固。网民在手机电子商务类、休闲 娱乐类、信息获取类、交通沟流类等应用的使用率都 在快速增长，移动互联网带动了整体互联网各类应用 发展。结论3、使用电脑或手机，体验Q

3、Q或微信等功能。4、讨论：网络对日常生活的影响。 二、计算机网络的功能（1）资源共享 资源共享是计算机网络的主要功能。网络中可共享的资 源有硬件资源、软件资源和数据资源。共享硬件设备共享软件、数据资源（2）通信为网络用户提供强有力的通信手段。如电子邮件 、远 程文件传输、网上综合信息服务以及电子商务等。（3）提高系统的可靠性（4）进行分布处理在计算机网络中，可以将某些大型处理任务分解为多个小型任务 ，从而分配给网络中的多台计算机分别处理，从而提高工作效率，如 分布式数据库系统。计算机网络分布处理示意图（5）集中处理银行数据集中处理（6）均衡负荷负载均衡方案三、计算机网络的定义关于计算机网络这一

4、概念，从不同角度可能给出不同的定义。计算机网络应具有以下要素： （1）计算机网络中至少拥有两台以上的计算机。 （2）传输媒体和通信设备把若干台计算机连结在一起。 （3）把多台计算机连接在一起，形成一个网络，是为了资源共享。 （4）为了正确地通信，需要有一个共同遵守的约定通信协议。最简单的计算机网络示意图典型的办公网络【任务描述】体验到网络的便利，小明和几个同学对计算 机网络产生了深厚的兴趣，他们很想知道：网络 是如何形成和发展起来的？今后会发展成什么样 ？如果把宿舍里的几台电脑连接起来，组成一个 简单的网络，你能结合网络发展趋势和他们的需 求，给出建议吗？【任务分析】计算机网络发展历史只有几十

5、年，但发展很 快，且由最初主要用于军事领域到今天用于人们 生活的方方面面。而当前我们国家正大力培育和 发展的“新一代信息技术产业”，正在大力推动下一 代互联网、物联网、云计算等下一代网络的发展 。了解计算机网络发展的现状及趋势，根据需求 选择合适的网络，是计算机专业学生应该掌握的 基础知识和基本技能。1. 确定当前计算机网络发展的现状及趋势。2.在电脑或手机上搜索计算机网络的形成、发展 、未来趋势，确定你所处的网络的现状。 (上机实践）分组讨论3.进行简单的需求分析。把你的建议填入表1-2中。项目内容组网目的网络应用现有条件方案选择4.方案示例方案一：如果宿舍同学 的电脑有有线接口，为 了提高

6、网络的速度和可 靠性，可以使用集线器 或交换机，将电脑连接 起来，组成简单网络， 如图所示。方案二：思考，如果每台电脑有无线接口， 且为了消除“杂乱”的网线带来的烦恼，有没 有更好的方法，组成简单的办公网络？四、计算机网络的形成与发展1、（1）面向终端的计算机网络20世纪50年代中期到60年代中期，是计算机网络的“萌芽” 阶段。在该 计算机网络和控制中，因为终端无独立处理数据的功能，只能共享主机的资 源。从严格意义说，该阶段的计算机网络还不是真正的计算机网络。第一代计算机网络结构示意图（2）计算机计算机网络世界上第一个采用分组交换技术的计算机网络是1969年建成的ARPANET， 也是现今互联

7、网的前身。第二代计算机网络结构示意图（3）开放式标准化网络 1984年正式颁布了“开放系统互连基本参考模型”（OSI/RM），为不同厂商之 间开发可互操作的网络部件提供了基本依据。从此，计算机网络进入了标准 化时代。第三代计算机网络结构示意图（4）高速互联网络20世纪80年代末，局域网技术发展成熟，出现了光纤及高速网络技术。整 个网络就像一个对用户透明的、大的计算机系统。因特网（国际互联网 Internet）就是第四代高速计算机网络时期的典型代表。第四代计算机网络结构示意图2、计算机网络发展的趋势3、计算机网络的分类 按网络的覆盖范围分类计算机网络按照其覆盖的地理范围进行分类，可以很好 地反映

8、不同类型网络的技术特征。由于网络覆盖的地理范围 不同，它们所采用的传输技术也就不同，因而形成了不同的 网络技术特点与网络服务功能。另外，计算机网络还可以按照其覆盖的地理范围进行分类 ，使用这种方法，可以将计算机网络分为3类：局域网、城域 网与广域网。这也是最常见的网络分类方法。 1.局域网 (Local Area Network，LAN)局域网覆盖有限的地理范围，它适用于一个单位有限 范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求。局域网提供高数据传输速率(101 000 Mbs)、低误 码率的高质量数据传输环境。决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑、传输介 质与介质访问控制方法。2.城域

9、网(Metropolitan Area Network，MAN) 使用基于IEEE 802.5的单令牌的环网介质访问 控制MAC协议。使用IEEE 802.2协议，与符合IEEE 802标准的局 域网兼容。数据传输速率为100 Mbs，连网的节点数1 000，环路长度为100 km。 3.广域网（Wide Area Network，WAN）广域网的覆盖范围比城域网更大，是局域网在更 大空间中的延伸，是利用公共通信设施(如电信局的 专用通信线路或通信卫星)，将相距数百、甚至数千 公里的局域网或计算机连接起来构建而成的网络。其 范围已不再仅仅局限于某一特定的区域，而是可以包 括在地理上分布得很广的

10、、数量庞大的局域网或计算 机。 按网络的通信介质分类 1.有线网有线网是采用同轴电缆、双绞线、光纤等 有形的传输介质来连接的计算机网络。 工程造价低 传输速率高 传输距离远 受外界干扰小2.无线网无线网用电磁波作为载体来传输数据，如 通信卫星、地面微波接力通信。 部署灵活 建设速度快 安装灵活方便 节约建设投资 安全性好（1）该网络中用到哪些硬件？ （2）该网络要用到哪些软件？五、描述计算机网络组成观察与思考2、计算机网络的组成一、网络体系结构网络体系结构是为了完成计算机间的协同工作，把计算机 间互连的功能划分成具有明确定义的层次，规定了同层次进程 通信的协议及相邻层之间的接口服务。网络体系结

11、构是网络各 层及其协议的集合。好处是： （1）各层之间相互独立。 （2）灵活性好。 （3）有利于标准化的实现。网络分层结构示意图OSI参考模型OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）参考模型 称为开放式系统互联参考模型。它把网络从逻辑上分为了7层。每一 层都有相对应的物理设备，如路由器，交换机。建立该模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性 问题。其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输，通过 层次化的结构模型使不同的系统、不同的网络之间实现可靠的通讯。3、 OSI参考模型OSI模型中信息传输过程示意图六、认识计算机网络硬件【任务描述】

12、复杂的网络问题可以“分层”解决，小明决心 从认识身边常见硬件设备开始。【任务分析】认识常见网络硬件设备，并了解其功能，有助于我 们进一步学习计算机网络。1.仔细阅读下图，并思考： （1）图中有哪些网络硬件设备？ （2）这些设备分别叫什么？ 2.观察所在机房或网络实验室中用到了那些网络设备，并 说说这些设备有什么功能？常用的网络设备网络设备是在网络通信过程中完 成特定功能的通信部件。主要有网卡 、中继器、集线器、交换机、路由器 、网桥、防火墙等。（1）网络适配器网络适配器(Network Interface Card，NIC)也叫网卡，是局域网 的接入设备，也是单机与网络间架设的桥梁，是OSI参

13、考模型中数据 链路层的设备。有线网卡无线网卡集成网卡（2）交换机交换机是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任 意两个网络节点提供独享的信号通道，工作于OSI参考模型的数据链 路层。常见交换机（3）路由器路由器是一种典型的网络层设备，用于连接多个逻辑上分开的网 络，所谓逻辑网络是指一个单独的网络或者一个子网。路由器负责两 个网络之间转发报文，并选择最佳路由线路。当数据从一个子网传输 到另一个子网时，可通过路由器来完成。常见路由器七、认识常用网络传输介质【任务描述】看着连接计算机的网络，小明又疑惑了：网络可以 传输信息，无线电波也可以传输，听说光纤也行， 网络中都有哪些常见传输介质

14、呢？【任务分析】任何信息传输和共享都需要有传输介质，计算机网 络也不例外。对于网络设计人员或网络开发者来说 ，了解网络底层的结构和工作原理则是必要的，因 为他们必掌握常见传输介质的优缺点和使用场合， 以便根据联网需求选择适合网络的介质。1、阅读右图，看看该网 络中用到哪些传输介 质？并将观察的结果 写入下表中。传输介质名 称功 能介质1 介质2 介质3 其它介质2、观察所在机房或网络实验室的网络结构， 看看用到了哪些传输介质，说一说能不能换 成其它的介质？为什么？传输介质传输介质就是通信中实际传送信息的载体，在网络中 是连接收发双方的物理通路或信道。计算机网络中采用的传输介质有两类：1、 双绞

15、线组网方便易行，成为现在应用很广的传输介质。 双绞线分类特性及应用序号名称最高传输 频率最高传输 速度应用13类双绞线16MHz10Mbit/s基本淘汰24类双绞线20 MHz16Mbit/s令牌环网（ 现在减少）35类双绞线100MHz100Mbit/s10/100Base-T 语音数据传输4超5类双绞 线100MHz100Mbit/s大多数应用56类双绞线250MHz200Mbit/s全双工高速网 络67类双绞线1000MHz600Mbit/s安全、高速网 络2、同轴电缆同轴电缆是因为中心铜线和网状导电层为同轴关系而得名。中心 铜线和网状导电层形成电流回路，进行信息传输。3、光纤光纤的芯线

16、主要是由光导纤维和塑料保护套管及塑料外皮构成， 用以实现光信号传输的一种通信线路。 光纤特点：光纤传输系统光纤传输系统结构示意图单模光纤和多模光纤光波在多模光纤和单模光纤中的传播单模光纤性能很好，传输速率较高， 在几十千米内能以几Gbit/s的速率传输 数据，但其制作工艺比多模更难，成 本较高。多模光纤成本较低，但性能 比单模光纤差一些。4、无线传输介质目前主要的无线传输介质有：无线电波、微波、红外线、激光等。（1）无线电波无线电波是指在自由空间（包 括空气和真空）传播的射频频 段的电磁波。无线电技术是通 过无线电波传播声音或其它信 号的技术。 在真空中的传播速度等于光速 的约300000千米/秒。无线电最早应用于航海中，使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。现 在，无线电有着多种应用形式，包括无线数据网，各种移动通信以及无 线电广播等。 无线电波的主要应用：无线电波发射装置（2）微波微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个 有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1