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计算机网络基础教案10.3.8


网络基础》 《计算机网络基础》教案 计算机网络基础

课程名称: 授课章节: 授课教师: 教师单位:

计算机网络基础 第 1 章至第 11 章 孙洪峰 信息技术学院

第一讲: 第一讲:第 1 章 【教学目标】
1. 2. 3. 4. 5. 6.

生活在以网络为中心的世界

描述网络如何影响我们的日常生活. 描述数据网络在以人为本的网络中的角色. 确定任意数据网络的关键组件. 确定融合网络所带来的机遇和挑战. 描述网络体系结构的特征:容错能力、可扩展性、服务质量以及安全性. 安装和使用 IRC 客户端和维基服务器.

【教学内容】
在以网络为中心的世界相互通信 1.1 在以网络为中心的世界相互通信 1.1.1 网络支撑着我们的生活方式 1.1.2 当前最常用的几种通讯工具 1、即时消息 实时 2 人或多人之间 以文本的形式 2、网络日志(博客) 基于 Web 页 个人形式 3、播客 基于站点 提供音频文件下载 1.1.3 网络支撑着我们的学习方式 1.1.4 网络支撑着我们的工作方式 1.1.5 网络支撑着我们的娱乐方式 1.2 通信 – 生活中不可或缺的一部分 何为通信? 1.2.1 何为通信? 1.2.2 通信质量 如果收件人理解的消息意思符合发送方意欲表达的意思,就认为个人之间的通信成功. 必须多次重新编码和解码的信息可能无法成功传输. 必须多次重新分配地址和重定向的消息可能无法成功送达. 影响网络通信的成功与否的内部因素包括: 消息的大小 消息的复杂程度 消息的重要程度 1.3 网络平台 1.3.1 通过网络通信 1.3.2 网络要素 包括设备、介质和服务,它们通过规则结合在一起,共同作用来发送消息。

1.3.3 融合网络 技术进步使得我们可将这些单独的网络合并到一个平台 — 即定义为融合网络的平台。 的体系结构 1.4 Internet 的体系结构 1.4.1 网络体系结构 容错能力 可扩展性 服务质量 (QoS) 安全 1.4.2 具备容错能力的网络结构 面向电路交换连接的网络 数据包交换无连接网络 1.4.3 可扩张网络体系结构 Internet 能迅速扩展而不会严重影响用户感受到的性能,这是构建 Internet 的基础 协议和底层技术的目标功能之一。 1.4.4 提供服务质量 网络必须提供安全、可预测、可衡量的服务,有时还需要确保可靠的服务。 根据数据类型排队可以使语音数据的优先级高于交易数据,使交易数据的优先级高于 web 数据. 服务质量机制促进了队列管理策略的建立, 可以针对不同的应用程序数据分类执行不同 的主次优先级。 1.4.5 提供网络安全保证 网络基础架构、服务以及连入网络的计算机上的数据是极为重要的个人和企业资产。 网络中采取的安全措施包括: 1、防止未经授权地披露或窃取信息 2、防止未经授权地修改信息 3、防止拒绝服务 实现这些目标的方法包括: 1、确保机密性 2、维护通信完整性 3、确保可用性 数据安全基本措施: 确保机密性——用户认证、数据加密 维护通信完整性——数字签名 确保可用性——防火墙、冗余网络基础架构、防止单点失效的硬件 1.5 网络趋势 发展方向? 1.5.1 发展方向? 形成未来复杂信息网络的三个主要趋势是:

1、移动用户数量不断增加 2、具备网络功能的设备急剧增加 3、服务范围不断扩大 1.5.2 网络行业就业机会 随着底层技术的快速发展,信息技术和网络行业的就业机会也与日俱增。 1.6 章节实验 1.6.1 使用协作工具 – Internet 中继聊天和即时消息

【重点和难点】
确定任意数据网络的关键组件, 描述网络体系结构的特征:容错能力、可扩展性、服务 质量以及安全性.

【教学指南】
1、了解网络如何支撑着我们的生活方式、学习方式、工作方式、娱乐方式 2、当前最常用的几种通讯工具 3、何为通信? 4、什么是网络平台 5、网络要素有哪些? 6、什么是融合网络? 7、网络体系结构 8、如何保障服务质量 9、如何提供网络安全保证 10、网络发展趋势 11、做章节测验

【课前思考】
数据是如何在计算机网络中传递的?

【教学过程及注意事项】
结合实验,并充分利用 Packet Tracer 工具对于 TCP 等协议 PDU 进行模拟,激发学生的学习 兴趣。

第二讲: 第二讲:第 2 章 网络通信 【教学目标】
1. 描述网络的结构,包括成功通信所需的设备和介质。 2. 说明协议在网络通信中的功能。

【教学内容】
2.1 通信平台 2.1.1 通信要素 三个共同的要素 ? 消息来源 ? 通道 ? 消息的目的地址 2.1.2 传达消息 分段 – 将通信划分为多个片段 多路复用 – 交替发送经过介质的片段. 表示多个片段以便定向和重组.标示用于在片段到达时对其排序和重组 2.1.3 网络的组成部分 设备和介质是网络的物理要素,即硬件. 服务和过程是网络设备上运行的通信程序,称为软件。 2.1.4 终端设备及其在网络中的作用 终端设备包括: ? 计算机(工作站、笔记本电脑、文件服务器、Web 服务器) ? 网络打印机 ? VoIP 电话 ? 安全摄像头 ? 移动手持设备(如无线条码扫描仪、PDA) 2.1.5 中间设备及其在网络中的作用 这些设备将每台主机连接到网络,并且可以将多个独立的网络连接成网际网 络。中间网络设备包括: 网络接入设备(集线器、交换机和无线接入点) 网间设备(路由器) 通信服务器和调制解调器 安全设备(防火墙) 中间网络设备上运行的进程执行以下功能: 1. 重新生成和重新传输数据信号 2. 维护有关网络和网际网络中存在哪些通道的信息 3. 将错误和通信故障通知其它设备 4. 发生链路故障时按照备用路径转发数据 5. 根据 QoS 优先级别分类和转发消息 6. 根据安全设置允许或拒绝数据的通行 7. 中间设备可控制数据的路径但并不会生成或更改数据的内容. 2.1.6 网络介质 现代网络主要使用三种介质来连接设备并提供传输数据的途径。这三种介质 是: 无线传输 铜缆与光线 电缆内部的金属电线 玻璃或塑料纤维(光缆)

2.2 LANs, WANs, 和网际网络 2.2.1 局域网 为家庭、建筑或园区提供服务的网络视为局域网(LAN) 网络基础架构在以下方面可能存在巨大差异: ? 覆盖的区域大小 ? 连接的用户数量 ? 可用的服务数量和类型 2.2.2 广域网 分布于不同地区的局域网由称为广域网的网络连接在一起 2.2.3 The Internet – 由多个网络组成的网络 internet 由相互连接的网络组成. LANs 和 WANs 可连接成网际网络. 2.2.4 网络表示方式 需要牢记的重要术语包括: ? 网络接口卡 ? 物理端口 ? 接口 2.3 协议 2.3.1 用语规范通信的规则 该议定的重要性,以及他们如何使用,以方便通信数据网络 一个协议制定一套规则 2.3.2 网络协议 网络协议确保设备通信成功. 协议规范消息的格式和结构 网络设备共享有关于其他网络之间通信的信息时使用的流程. 设备之间传送错误消息和系统消息的方式与时间. 数据传送会话的建立和终止. 2.3.3 协议簇和行业标准 标准是指已经受到网络行业认可,经过标准化组织批准的流程或协议. 2.3.4 协议的交互 Web 服务器和 Web 浏览器之间的交互是协议簇在网络通信中的典型应用示 例. 2.3.5 技术无关协议 网络协议描述的是网络通信期间实现的功能。 许多不同类型的设备可以使用相同的协议集通信.这是因为协议指定的是网络 功能而非支持此功能的底层技术

【重点和难点】
1. 理解协议 2. 分清楚局域网、广域网的区别

【教学指南】
1、通信要素有哪些? 2、网络的组成部分

3、终端设备及其在网络中的作用 4、中间设备及其在网络中的作用 5、网络介质 6、LANs, WANs, 和网际网络 7、网络表示方式 8、协议

【课前思考】
实验室的网络是什么样子?

【教学过程及注意事项】
注意将课程内容与现实的网络相联系。

第三讲: 第三讲:第 2 章 网络通信 【教学目标】
1. 2. 3. 4. 5. 描述网络的结构,包括成功通信所需的设备和介质。 说明协议在网络通信中的功能。 说明使用分层模型来描述网络功能的优点。 描述以下两种公认网络模型中每一层的作用:TCP/IP 模型和 OSI 模型。 说明编址和命名方案在网络通信中的重要性。

【教学内容】
2.4 使用分层模型 2.4.1 使用分层模型的优点 有助于协议设计,因为对于在特定层工作的协议而言,它们的工作方式及其与 上下层之间的接口都已经确定 促进竞争,因为可以同时使用不同厂商的产品。 避免一个协议层的技术或功能变化影响相邻的其它层。 提供了描述网络功能和能力的通用语言 2.4.2 协议模型和参考模型 网络模型有两种基本类型:协议模型和参考模型 2.4.3 TCP/IP 模型

2.4.4 通信过程 完整的通信过程包括以下步骤: 在发送方源终端设备的应用层创建数据 当数据在源终端设备中沿协议栈向下传递时对其分段和封装 在协议栈网络接入层的介质上生成数据 通过由介质和任意中间设备组成的网际网络传输数据 在目的终端设备的网络接入层接收数据 当数据在目的设备中沿协议栈向上传递时对其解封和重组 将此数据传送到目的终端设备应用层的目的应用程序 2.4.5 协议数据单元和封装 封装 根据 TCP/IP 协议簇的协议来命名 PDU。 数据 - 一般术语,泛指应用层使用的 PDU 数据段 - 传输层 PDU 数据包 - 网络层 PDU 帧 - 网络接入层 PDU 比特(位) - 通过介质实际传输数据时使用的 PDU 2.4.6 发送和接受过程 过程的消息. 2.4.7 OSI 模型 应用层为以人为本网络中的不同个人之间提供了使用数据网络实现端到端连 接的方法. 表示层对应用层服务之间传输的数据规定了通用的表示方式. 会话层为表示层提供组织对话和管理交换的服务. 传输层为终端设备之间的每个通信定义了数据分段、传输和重组服务. 网络层为所标识的终端设备直接按通过网络交换一个个数据的片段提供服务. 数据链路层协议描述了设备之间通过公共介质. 物理层协议描述的机械、电气、功能和操作方法用于激活、维护和停用网络设 备之间比特传输使用的物理连接. 2.4.8 比较 OSI 模型与 TCP/IP 模型 比较 OSI 模型与 TCP/IP 模型

2.5 网络编址 2.5.1 Addressing in the Network 每个数据片段必须包含充分的标识信息才能到达正确目的地. 为了将数据从一台主机上运行的源应用程序成功传送到另一台主机上运行的 目的应用程序,必须包含几种不同类型的地址. 2.5.2 数据送达终端设备 协议数据单元的报头包含设备地址字段 2.5.3 数据通过网际网络 片断到达正确网络. 2.5.4 数据达到正确的应用程序 报头中包含的信息并未标识目的主机或目的网络 2.5.5 Warriors of the Net 网络类型 网络模型 协议及封装 端口号 盲目的错误

【重点和难点】
1. 描述以下两种公认网络模型中每一层的作用:TCP/IP 模型和 OSI 模型。 2. 说明编址和命名方案在网络通信中的重要性。

【教学指南】
1、协议 2、使用分层模型 3、TCP/IP 模型 4、OSI 模型 5、比较 OSI 模型与 TCP/IP 模型 6、网络编址 7、做章节测验

【课前思考】
如何表示一个网络?

【教学过程及注意事项】
补充二进制与十进制的转换知识。

第四讲: 第四讲:第 3 章 【教学目标】
1. 2. 3.

应用层功能及协议

规定人们如何在信息网络中使用应用层通信. 描述 OSI 模型的上三层功能如何为终端用户应用程序提供网络服务. 描述常见 TCP/IP 应用程序的功能,例如:万维网和电子邮件,以及相关服务,包 括 HTTP、DNS、SMB、DHCP、STMP/POP 以及 Telnet

【教学内容】
3.1 应用程序 – 网络间的接口 3.1.1 OSI 和 TCP/IP 模型 OSI 模型将网络通信过程分为 7 个逻辑层,每一层都拥有独特的功能,且 被赋予了特定的服务和协议.

应用层帮助人们处理通信,以便通过数据网络传输. TCP/IP 应用层协议与 OSI 模型的上三层结构(应用层、表示层和会话层) 仍然大致对应. 最广为人知的 TCP/IP 应用层协议是那些用于交换用户信息的协议。 3.1.2 应用层软件 应用层协议的相关功能实现了以人为本的网络与底层数据网络的对接. 用户应用程序、 3.1.3 用户应用程序、服务以及应用层协议 应用层使用在应用程序和服务中实现的协议。 3.1.4 应用层协议功能

应用层协议为应用程序之间的通信提供规则 3.2 准备应用程序和服务 客户端3.2.1 客户端-服务器模型 在客户端/服务器模型中,请求信息的设备称为客户端,而响应请求的设备 称为服务器 3.2.2 服务器 响应客户端应用程序请求的设备扮演的是服务器角色. 应用层服务和协议 3.2.3 应用层服务和协议 服务器进程可支持多个客户端. 3.2.4 点对点网络及应用程序 (p2p) 在点对点网络中, 两台或两台以上的计算机通过网络互连, 它们共享资源 (如 打印机和文件)时可以不借助专用服务器。 与点对点网络不同,点对点应用程序 (P2P) 允许设备在同一通信过程中既 作客户端又作服务器. 3.3 应用层协议及服务实例 3.3.1 DNS 服务及协议 人们很难记住 IP 数字地址。于是,人们创建了可以将数字地址转换为简单 易记名称的域名系统. 用户还可以使用操作系统中名为 nslookup 的实用程序手动查询域名服务 器,来解析给定的主机名. DNS 服务器中存储不同类型的资源记录,用来解析域名。这些记录中包含域 名、地址以及记录的类型. DNS 服务器的层级结构包含用于匹配域名与地址的资源记录. 3.3.2 WWW 服务及 HTTP 当在 web 浏览器中输入一个 Web 地址(或者 URL 地址)时,Web 浏览器 将通过 HTTP 协议建立与服务器上的 Web 服务之间的连接. HTTP 服务器通过返回网页的代码对请求做出相应. 浏览器解释 HTML 代码并显示网页. 在 浏 览 器 的 地 址 栏 中 输 入 ‘http://www.cisco.com’ 会 生 成 HTTP ‘GET’消息. 3.3.3 电子邮件服务及 SMTP/POP 协议 客户端使用 SMTP 将邮件发送到服务器并使用 POP3 接受电子邮件. 邮件服务器 – MTA 邮件传送代理 (MTA) 进程用于发送电子邮件。 邮件服务器 – MDA 邮件分发代理进程控制服务器与客户端之间的电子邮件分发. SMTP 用于转发邮件 POP 用于接收邮件. 3.3.4 FTP FTP 用于客户端和服务器之间的文件传输. 3.3.5 DHCP 通过动态主机配置协议 (DHCP) 服务,网络中的设备可以从 DHCP 服务器中获 取 IP 地址和其它信息. DHCP 服务器负责维护 IP 地址池,并在客户端登录时将临时地址分配给客户

端. 3.3.6 文件共享服务及 SMB 协议 SMB 是一种客户端请求服务器相应协议,服务器可将其资源共享给网络中的客 户端使用. 使用 SMB 协议可以通过 windows 资源管理器将一台 PC 中的文文件复制到另一 台 PC 3.3.7 P2P 服务及 Gnutella 协议 通过基于 Gnutella 协议的 P2P 应用程序,人们可以将自己硬盘中的文件 共享给其他人下载. 很多 P2P 应用程序并不使用中央数据库记录各个对等设备上的所有可用文 件. 3.3.8 Telnet 服务及协议 Telnet 提供使用通过网络连接的计算机访问网络设备的方法, 就如同键盘和显 示器直接连接到该设备一样. Telnet 是一种客户端/服务器协议,规定了创建和终止 VTY 会话的规则.

【重点和难点】
描述 OSI 模型的上三层功能如何为终端用户应用程序提供网络服务;描述常见 TCP/IP 应用程序的功能

【教学指南】
1、 应用程序 – 网络间的接口 2、应用层软件 3、用户应用程序、服务以及应用层协议 4、应用层协议及服务实例 DNS 服务及协议 WWW 服务及 HTTP 电子邮件服务及 SMTP/POP 协议 FTP DHCP 文件共享服务及 SMB 协议 P2P 服务及 Gnutella 协议 Telnet 服务及协议 5、做章节测验

【课前思考】
用户如何使用网络传输不同的数据如 email、请求浏览网页、上传数据

【教学过程及注意事项】
注意结合具体实例进行讲解。

第五讲: 第五讲:第 4 章 【教学目标】

OSI 传输层

1. 了解传输层的需求; 2. 掌握传输层在终端应用程序之间传输数据的过程中所扮演的角色; 3. 掌握两种 TCP/IP 传输层协议 — TCP 和 UDP 协议的作用。

【教学内容】
4.1 目标 4.2 关键术语 4.3 传输层的作用 4.3.1 传输层的用途 4.3.2 支持可靠通信 4.3.3 TCP 和 UDP 4.3.4 端口寻址 4.3.5 分段和重组:分治法

【重点和难点】
两种 TCP/IP 传输层协议 — TCP 和 UDP 协议的作用;传输层的关键功能,包括可靠 性、端口寻址以及数据分段

【教学指南】
1、 传输层的作用 2、 TCP 和 UDP 3、 端口寻址 4、 分段和重组:分治法

【课前思考】
计算机如何区分数据是使用哪个应用程序?

【教学过程及注意事项】
用 Packet Tracer 模拟数据传输过程并观察传输层数据包格式, 验证不同服务使用不同 端口。

第六讲:第 4 章 第六讲: 【教学目标】

OSI 传输层

1. 理解传输层的关键功能,包括可靠性、端口寻址以及数据分段; 2. 理解 TCP 和 UDP 协议如何发挥各自的关键功能; 3. 理解 TCP 或 UDP 协议的应用场合,并举出使用每个协议的应用程序的例子

【教学内容】
4.4 TCP:可靠通信 4.4.1 创建可靠会话 4.4.2 TCP 服务器进程 4.4.3 TCP 连接的建立和终止 4.4.4 三次握手 4.4.5 TCP 会话终止 4.4.6 TCP 窗口确认 4.4.7 TCP 重传 4.4.8 TCP 拥塞控制:将可能丢失的数据段降到最少 4.5 UDP 协议:低开销通信 4.5.1 UDP:低开销与可靠性对比 4.5.2 UDP 数据报重组 4.5.3 UDP 服务器进程与请求 4.5.4 UDP 客户端进程

【重点和难点】
TCP 连接的建立和终止;三次握手;TCP 会话终止;TCP 窗口确认;TCP 重传

【教学指南】
1、 TCP:可靠通信 2、 TCP 连接的建立和终止 3、 三次握手 4、 UDP 协议:低开销通信 5、做章节测验

【课前思考】
收发 E-mail 使用 TCP 还是 UDP 协议?

【教学过程及注意事项】
结合具体例子,使用 Packet Tracer 模拟数据传输过程并观察传输层数据包格式。

第七讲: 第七讲:第 5 章 OSI 网络层 【教学目标】
1. 理解并掌握网络层在说明从一台终端设备到另一台终端设备的通信时所起的作用。 2. 了解最常用的网络层协议 Internet 协议 (IP) 及其提供无连接服务和尽力服务 方面的功能。 3. 了解将设备划分(即分组)为网络时使用的指导原则。

【教学内容】
5.1 学习目标 5.2 关键术语 5.3 IPv4 地址 5.3.1 网络层:从主机到主机的通信 5.3.2 IPv4:网络层协议的例子 5.3.3 IPv4 数据包:封装传输层 PDU 5.3.4 IPv4 数据包头 5.4 网络:将主机分组 5.4.1 建立通用分组 5.4.2 为何将主机划分为网络? 5.4.3 从网络划分网络

【重点和难点】
网络层在说明从一台终端设备到另一台终端设备的通信时所起的作用

【教学指南】
1、 2、 3、 4、 5、 6、 IPv4 地址 网络层:从主机到主机的通信 IPv4:网络层协议的例子 网络:将主机分组 为何将主机划分为网络? 从网络划分网络

【课前思考】
数据包如何被处理?

【教学过程及注意事项】
用 Packet Tracer 模拟数据传输过程并观察 IP 数据包格式中字段变化。

第八讲:第 5 章 OSI 网络层 【教学目标】
1. 了解将设备划分(即分组)为网络时使用的指导原则。 2. 了解设备的分层编址及其如何实现网络之间的通信。 3. 了解有关路由、下一跳地址和转发到目的网络的数据包的基础知识。

【教学内容】
5.5 路由:数据包如何被处理 5.5.1 设备参数:支持网络外部通信 5.5.2 IP 数据包:端到端传送数据 5.5.3 网关:网络的出口 5.5.4 路由:通往网络的路径 5.5.5 目的网络 5.5.6 下一跳:数据包下一步去哪 5.5.7 数据包转发:将数据包发往目的 5.6 路由过程:如何学习路由 5.6.1 静态路由 5.6.2 动态路由 5.6.3 路由协议 5.7 总结 5.8 实验

【重点和难点】
路由过程:如何学习路由;静态路由;动态路由;路由协议;

【教学指南】
1、 路由:数据包如何被处理 2、 路由过程:如何学习路由 3、 静态路由 4、 动态路由 5、 路由协议 6、做章节测验

【课前思考】
如何让路由器知道把数据包送到哪个路径?

【教学过程及注意事项】

用 Packet Tracer 模拟数据传输过程并观察 IP 数据包格式中字段变化。

第九讲: 网络编址: 第九讲:第 6 章 网络编址:IPv4 【教学目标】
1. 2. 3. 4. 5. 6. 理解 IP 地址的结构并掌握换算 8 位二进制和十进制数字的能力。 掌握按照类型对给定的 IPv4 地址分类并描述其在网络中的使用方式。 了解 ISP 如何将地址分配给网络以及管理员如何在网络内分配地址。 理解主机地址的网络部分并说明子网掩码在划分网络中的作用。 掌握根据给定的 IPv4 地址信息和设计标准,计算相应的地址组成部分。 掌握在主机上使用常用的测试实用程序来验证和测试网络连通性以及 IP 协议栈 的运行状态。

【教学内容】
6.1 学习目标 6.2 关键术语 6.3 IPv4 地址 6.3.1 IPv4 地址剖析 6.3.2 二进制与十进制数之间的转换 6.3.3 十进制到二进制的转换 6.3.4 通信的编址类型:单播、广播,多播 6.4 不同用途的 IPv4 地址 6.4.1 IPv4 网络范围内的不同类型地址 6.4.2 子网掩码:定义地址的网络和主机部分 6.4.3 公用地址和私用地址 6.4.4 特殊的单播 IPv4 地址 6.4.5 传统 IPv4 编址 6.5 地址分配 6.5.1 规划网络地址 6.5.2 最终用户设备的静态和动态地址 6.5.3 选择设备地址 6.5.4 Internet 地址分配机构(IANA) 6.5.5 ISP 6.6 计算地址 6.6.1 这台主机在我的网络上吗? 6.6.2 计算网络、主机和广播地址 6.6.3 基本子网 6.6.4 子网划分:将网络划分为适当大小 6.6.5 细分子网 6.7 测试网络层 6.7.1 ping 127.0.0.1:测试本地协议族

6.7.2 ping 网关:测试到本地网络的连通性 6.7.3 ping 远程主机:测试到远程网络的连通性 6.7.4 traceroute(tracert):测试路径 6.7.5 ICMPv4:支持测试和消息的协议 6.7.6 IPv6 概述 6.8 总结 6.9 实验

【重点和难点】
按照类型对给定的 IPv4 地址分类并描述其在网络中的使用方式; 主机地址的网络部分并说明子网掩码在划分网络中的作用; 在主机上使用常用的测试实用程序来验证和测试网络连通性以及 IP 协议栈的运行状 态。

【教学指南】
1、 IPv4 地址剖析 2、 二进制与十进制数之间的转换 3、 通信的编址类型:单播、广播,多播 4、 不同用途的 IPv4 地址 5、 IPv4 网络范围内的不同类型地址 6、 子网掩码:定义地址的网络和主机部分 7、 公用地址和私用地址 8、 特殊的单播 IPv4 地址 9、 规划网络地址 10、 计算地址 11、 子网划分:将网络划分为适当大小 12、 细分子网 13、 测试网络层 ping 127.0.0.1:测试本地协议族 ping 网关:测试到本地网络的连通性 ping 远程主机:测试到远程网络的连通性 traceroute(tracert):测试路径 14、 IPv6 概述 15、做章节测验

【课前思考】
如何申请 IP 地址?如何分配 IP 地址?

【教学过程及注意事项】
用例子讲解子网划分,并使学生通过实验掌握本章内容。

第十讲: 第十讲:第 7 章 OSI 数据链路层 【教学目标】
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 理解数据链路层协议在数据传输中的作用。 了解数据链路层如何准备数据,以便通过网络介质传输。 理解并掌握不同类型的介质访问控制方法。 了解几种常见的逻辑网络拓扑, 还可以说明逻辑拓扑确定网络介质访问控制方法的 方式。 理解将数据包封装成帧以方便介质访问的意图。 掌握第 2 层帧结构并认识通用字段。 理解并掌握帧头和帧尾主要字段 (包括编址、 服务质量、 协议类型以及帧校验序列) 的功能。

【教学内容】
7.1 学习目标 7.2 关键术语 7.3 数据链路层:访问介质 7.3.1 支持和连接上层服务 7.3.2 控制通过本地介质的传输 7.3.3 创建帧 7.3.4 将上层服务连接到介质 7.3.5 标准 7.4 MAC 技术:将数据放入介质 7.4.1 共享介质的 MAC 7.4.2 无共享介质的 MAC 7.4.3 逻辑拓扑与物理拓扑 7.5 MAC:编址和数据封装成帧 7.5.1 数据链路层协议:帧 7.5.2 封装成帧:帧头的作用 7.5.3 编址:帧的去向 7.5.4 封装成帧:帧尾的作用 7.5.5 数据链路层帧示例 7.6 汇总:跟踪通过 Internet 的数据传输

7.7 总结 7.8 实验

【重点和难点】
不同类型的介质访问控制方法; 第 2 层帧结构并认识通用字段; 帧头和帧尾主要字段(包括编址、服务质量、协议类型以及帧校验序列)的功能。

【教学指南】
1、了解关键术语 2、数据链路层的功能:支持和连接上层服务与控制通过本地介质的传输 3、MAC 技术:将数据放入介质 4、共享介质的 MAC 5、无共享介质的 MAC 5、MAC:编址和数据封装成帧 6、封装成帧:帧头的作用,帧尾的作用 7、编址:帧的去向 8、做章节测验

【课前思考】
无数数据包经路由器选择合适路径后,在线路上传输时是否要遵守“交通规则”?

【教学过程及注意事项】
使用课件、动画直观地展示介质访问控制方法。

第十一讲: 第十一讲:第 8 章 OSI 物理层 【教学目标】
1. 理解物理层协议和服务在支持数据网络通信方面的作用。 2. 了解物理层和信号在网络中的用途。 3. 了解在通过本地介质传输帧的过程中,用于表示比特的信号所扮演的角色。

4. 掌握铜缆、光缆和无线网络介质的基本特征。 5. 掌握铜缆、光缆和无线网络介质的常见用途。

【教学内容】
8.1 学习目标 8.2 关键术语 8.3 物理层:通信信号 8.3.1 物理层的用途 8.3.2 物理层操作 8.3.3 物理层标准 8.3.4 物理层的基本原则 8.4 物理层信号和编码:表示比特 8.4.1 用于介质的信号比特 8.4.2 编码:比特分组 8.4.3 数据传输能力 8.5 物理介质:连接通信 8.5.1 物理介质的类型 8.5.2 铜介质 8.5.3 光纤介质 8.5.4 无线介质 8.5.5 介质连接器 8.6 总结 8.7 实验

【重点和难点】
铜缆、光缆和无线网络介质的基本特征和常见用途

【教学指南】
1、了解关键术语 2、物理层:通信信号 3、物理层的用途 4、物理层信号和编码:表示比特 5、用于介质的信号比特 6、编码:比特分组 7、物理介质的类型 8、做章节测验

【课前思考】
观察实验室的 50 台设备是通过何种介质与交换机连在一起的,并思考数据是如何通过 该介质传输数据的。

【教学过程及注意事项】
信号在介质中传输是抽象的,应充分运用多媒体和实例将传输过程具体化。

第十二讲: 第十二讲:第 9 章 【教学目标】
1. 了解以太网的演变过程 2. 掌握以太网帧的各个字段

以太网

3. 理解并掌握以太网协议所用介质访问控制方法的功能和特性

【教学内容】
9.1 学习目标 9.2 关键术语 9.3 以太网概述 9.3.1 以太网:标准和实施 9.3.2 以太网:第 1 层和第 2 层 9.3.3 逻辑链路控制:连接上层 9.3.4 MAC:获取送到介质的数据 9.3.5 以太网的物理层实现 9.4 以太网:通过 LAN 通信 9.4.1 以太网历史 9.4.2 传统以太网 9.4.3 当前的以太网 9.4.4 发展到 1Gbit/s 及以上速度 9.5 以太网帧 9.5.1 帧:封装数据包 9.5.2 以太网 MAC 地址 9.5.3 十六进制计数和编址 9.5.4 另一层的地址 9.5.5 以太网单播、多播和广播

9.6 以太网 MAC 9.6.1 以太网中的 MAC 9.6.2 CSMA/CD:过程 9.6.3 以太网定时 9.6.4 帧间隙和回退

【重点和难点】
MAC:获取送到介质的数据;以太网的物理层实现;以太网:通过 LAN 通信。

【教学指南】
1、掌握关键术语 2、了解以太网的标准和实施 3、了解以太网历史 4、了解当前的以太网与传统以太网的区别 5、认识以太网帧 6、了解以太网 MAC 地址

【课前思考】
目前实验使使用的网络是哪一种类型?PC 机上网卡是何种类型的?网卡速度为多 少?。

【教学过程及注意事项】
注意举例;与实验室具体情况相结合。

第十三讲: 第十三讲:第 9 章 【教学目标】
1.了解以太网的物理层和数据链路层功能 2.掌握以太网集线器和交换机的功能 3.理解地址解析协议 (ARP)

以太网

【教学内容】
9.7 以太网物理层 9.7.1 Mbit/s 和 100Mbit/s 以太网 9.7.2 吉比特以太网

9.7.3 以太网:未来的选择 9.8 集线器和交换机 9.8.1 传统以太网:使用集线器 9.8.2 以太网:使用交换机 9.8.3 交换:选择性转发 9.9 地址解析协议(ARP) 9.9.1 将 IPv4 地址解析为 MAC 地址 9.9.2 维护映射缓存 9.9.3 删除地址映射 9.9.4 ARP 广播问题 9.10 总结 9.11 实验

【重点和难点】
以太网帧的各个字段; 以太网协议所用介质访问控制方法的功能和特性; 以太网集线器 和交换机的功能

【教学指南】
1、CSMA/CD:过程 2、Mbit/s 和 100Mbit/s 以太网及吉比特以太网 3、集线器和交换机 4、地址解析协议(ARP) 5、做章节测验

【课前思考】
以太网中如何进行介质访问控制?。

【教学过程及注意事项】
注意举例;与实验室具体情况相结合。

第十四讲: 第十四讲:第 10 章 【教学目标】

网络规划和布线

1. 掌握建立 LAN 连接所需的基本网络介质。

2. 3. 4. 5. 6. 7.

掌握 LAN 中的中间设备和终端设备连接的类型。 掌握直通电缆和交叉电缆适用的引脚配置。 理解并掌握用于 WAN 连接的不同布线类型、标准和端口。 了解设备管理连接在使用 Cisco 设备时的作用。 掌握为网际网络设计编址方案, 以及为主机、 网络设备和路由器接口分配地址范围。 了解不同网络设计的重要性有何异同。

【教学内容】
10.1 学习目标 10.2 关键术语 10.3 LAN:进行物理连接 10.3.1 选择正确的 LAN 设备 10.3.2 设备选择因素 10.4 设备互连 10.4.1 LAN 和 WAN:实现连接 10.4.2 进行 LAN 连接 10.4.3 进行 WAN 连接 10.5 制定编址方案 10.5.1 网络上有多少主机? 10.5.2 有多少网络? 10.5.3 设计网络地址的标准 10.6 计算子网 10.6.1 计算地址:例 1 10.6.2 计算地址:例 2 10.7 设备互连 10.7.1 设备接口 10.7.2 进行设备的管理连接 10.8 总结 10.9 实验

【重点和难点】
建立 LAN 连接所需的基本网络介质;直通电缆和交叉电缆适用的引脚配置;用于 WAN 连接的不同布线类型、标准和端口;为网际网络设计编址方案,以及为主机、网络设备和路 由器接口分配地址范围。

【教学指南】
1、掌握关键术语 2、学会进行物理连接 3、选择正确的 LAN 设备 4、设备互连 5、LAN 和 WAN:实现连接 6、根据网络上有多少主机,有多少网络制定编址方案 7、设计网络地址的标准 8、计算子网

9、进行设备的管理连接 10、做章节测验

【课前思考】
针对一个拥有多部门的企业如何组建网络,并进行合理的地址分配?

【教学过程及注意事项】
注意以一个具体的例子作为参考,要求尽量具体,如部门数、网络数、主机数。

第十五讲: 第十五讲:第 11 章 【教学目标】
1. 2. 3. 4.

配置和测试网络

了解 Internetwork Operating System (IOS) 的作用。 了解配置文件的用途。 了解内嵌有 IOS 的几类设备。 了解影响设备可使用的 IOS 命令集的因素。

【教学内容】
11.1 学习目标 11.2 关键术语 11.3 配置 Cisco 设备:IOS 基础 11.3.1 Cisco IOS 11.3.2 访问方法 11.3.3 配置文件 11.3.4 介绍 Cisco IOS 模式 11.3.5 基本 IOS 命令结构 11.3.6 使用 CLI 帮助 11.3.7 IOS 检查命令 11.3.8 IOS 配置模式 11.4 利用 Cisco IOS 进行基本配置 11.4.1 命名设备 11.4.2 限制设备访问:配置口令和标语 11.4.3 管理配置文件 11.4.4 配置接口

【重点和难点】
IOS 工作模式;基本 IOS 命令

【教学指南】

1、掌握关键术语 2、认识路由器结构组成 3、通过简单命令了解 Cisco IOS 4、了解路由器的配置文件 5、学习基本 IOS 命令结构 6、学会使用 CLI 帮助

【课前思考】
路由器是如何工作的?

【教学过程及注意事项】
带学生参观真实路由器,并认识各部件及接口名称。

第十六讲: 第十六讲:第 11 章 【教学目标】
1. 掌握 IOS 工作模式。 2. 掌握基本 IOS 命令。

配置和测试网络

【教学内容】
11.5 校验连通性 11.5.1 验证协议族 11.5.2 测试接口 11.5.3 测试本地网络 11.5.4 测试网关和远端的连通性 11.5.5 trace 命令和解释 trace 命令的结果 11.6 监控和记录网络 11.6.1 网络基线 11.6.2 捕获和解释 trace 信息 11.6.3 了解网络上的节点 11.7 总结 11.8 实验

【重点和难点】
监控和记录网络;网络基线;

【教学指南】
1、认识 IOS 配置模式,不同的配置模式可以使用不同的命令 2、利用 Cisco IOS 进行基本配置 3、做章节测验

【课前思考】
如何配置路由器?

【教学过程及注意事项】
结合具体实例讲授路由器配置方法。


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