网络技术应用全程教案

第一章：网络的组建与运行

1.1计算机网络的组成与分类

学习目的：

1、了解计算机网络的组成与分类

2、知道日常家庭组网所需的网络设备

3、结合校园网，小结什么是计算机网络？

学习重点：

1、计算机网络的组成

学习难点：

1、了解计算机网络的组成、分类。

学习时间：一课时

学习内容：

一、什么是计算机网络

生活中我们接触到各种“网络”，如电话网络、电视网络等等。我们通过因特网浏览网页、收发电子邮件、到BBS论坛参加讨论，通过网络共享文件，实现文件传送，通过网上商店进行购物等。那么什么是计算机网络、计算机网络由什么组成呢？计算机网络分为哪几类呢？

计算机网络:

计算机网络是多台地理上分散的、具有独立功能的计算机通过传输介质和通信设备连接，使用网络软件相互联系，实现数据通信和资源共享的系统。

二、计算机网络的组成

（1）两台或两台以上独立的计算机；

（2）传输介质与通信设备；

（3）网络软件。

实现资源共享与数据通信，这是计算机网络的基本功能。

三、计算机网络的分类

根据计算机网络的覆盖范围可以分为局域网、城域网、广域网等

局域网：（Local Area Network）LAN 是指将小区域内的各种通信设备互连在一起所形成的网络，覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内。局域网一般指分布于几公里范围内的网络，局域网的特点是：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。目前我国常见的局域网类型包括：以太网（Ethernet）、异步传输模式（ATM，Asynchronous Transfer Mode）等，它们在拓朴结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网——一种总线结构的LAN，是目前发展最迅速、也最经济的局域网。

城域网：（Metropolitan Area Network）MAN 的覆盖范围就是城市区域，一般是在方圆10km--60km范围内，最大不超过100km。它的规模介于局域网与广域网之间，但在更多的方面较接近于局域网，因此又有一种说法是：城域网实质上是一个大型的局域网，或者说是整个城市的局域网。

广域网：(Wide Area Network)WAN 连接地理范围较大，一般跨度超过100km，常常是一个国家或是一个洲。中国公用分组交换网（CHINAPAC）、中国公用数字数据网（CHINADDN），以及中的国家教育和科研网（CERnet）， CHINANET等都属于广域网。Internet就是全球最大的广域网。

四、作业

1、（第5页）从资源共享的角度来定义：“___________是以能够共享资源（硬件、软件和数据）的方式相互连接起来，各自又有独立功能的计算机系统的集合体。”当网络位于相对有限的区域中时，比如某建筑物或者学校，则这种网络被称作

_________________。

2、以下是某间学校的网络拓扑结构，阅读第一章第二节，看里面用到哪些传输介质和通信设备，各种设备有什么功能。

1.2网络的连接策略

学习目的：让学生了解网络连接的两种方式及网络传输介质的种类和性能

重点难点：两种网络连接方式的优缺点，网络传输介质的性能

学习方式：任务驱动、小组讨论、教师总结

学习任务：

1、网络的连接有哪几种方式，各有什么优缺点？我校校园网采用的是哪一种方式？

2、网络的传输介质有哪几种？各自的性能、价格如何？

学习时间：1课时

学习内容：

一、确定网络连接策略的依据

要组建一个计算机网络，首先我们要进行组建网络的的需求分析，即先要明确以下项目内容，才能确定网络连接的策略，这些项目分别是：1、计划要多少台计算机联网？

2、用户希望通过网络实现哪些功能和享受哪些服务？

3、用户分布在什么地方？

4、网络传输速率要多快？

5、网络建成后，一定的时间内是否有扩展的需求？

6、经费的预算情况如何？

二、网络连接的方式

根据网络连接的用户数和这些用户所要求提供的服务要求，网络连接通常有两种：对等网和服务器-客户机网络。

1、对等网(peer--to--peer networking)

如果网络连接的用户数比较少，且要共享的数据、资源不多，用对等网就可以了。所谓对等网就是：在网络中，计算机是同等的，计算机能够访问网络中其他用户所提供的资源，也能为网络中其他计算机提供资源。对等网络常被称为工作组(workgroup)。对等网的优点、缺点及支持对等网的操作系统(见课本第7页)

3、服务器--客户机网络（server-Client networking）

网络连接的第二种方式是服务器--客户机网络。与对等网相比较，服务器--客户机网络可以提供组建大型网络的能力，它能向用户提供更大量的资源和网络服务。

服务器、客户机的要求和功能(见课本第7页--第8页)

服务器、客户机所要安装的软件(见课本第7页--第8页)

服务器--客户机网络的优点、缺点(见课本第8页)

讨论：

我校电脑二室采用的是哪一种网络连接？

三、网络的传输介质

传输介质是计算机网络的组成部分。它们就像是交通系统中的公路，是信息数据运输的通道。网络中的计算机就是通过这些传输介质实现相互之间的通信。

各种传输介质特性是不同的，它直接影响通信的质量指标，如：传输速率、通信距离和线路费用等。用户可以根据自己对网络传输的要求和用户的位置情况，选择适合的介质。

1、有线传输介质

(1)双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)

(2)同轴电缆

(3)光缆

不同的传输介质相应的连接器也不同(见课本第10页)。

2、无线传输介质

无线传输介质包括微波、红外线、无线电波、激光等。

(1)微波

就是频率较高的电磁波。微波在空间主要是直线传播。微波通信有两种主要的通信方式：地面微波通信和卫星微波通信。

(2)红外线

红外线通讯是一种廉价、近距离、无线、低功能、保密性强的通讯方式。

(3)蓝牙通讯

蓝牙(Bluetooth)通讯技术是一种在有效通讯半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输。(详见课本第11页)

思考：

我校电脑二室的网络中用到了哪几种传输介质？我校的校园网用到哪些传输介质？两者有什么不同？为什么？

1.3信息交换方式――数据交换技术

数据交换技术是一个比较抽象的内容，学生不易理解，通过情境设计，先培养学生分析问题的思维方法，使学生对所学知识能有更深刻的认识。

教学目标：

（1）了解三种数据交换技术及用途；

（2）能比较三种数据交换技术的优缺点；

（3）理解IP电话的工作原理；

（4）培养学生分析、比较问题的能力。

教学重点：三种数据交换技术

教学难点：比较三种数据交换技术的优缺点

教学用时：1课时

教学过程设计：

一、创设情境，引入问题。

（数据交换技术是一个比较抽象的内容，学生不易理解，以学生相对较熟悉的生活例子作为铺垫，通过情境设计，先培养学生分析问题的思维方法，通过知识的类比、迁移，使学生对所学知识能有更深刻的认识。）

1、问题提出

问题：假设有一火箭需通过铁路从制造厂运到发射场，现有三种方案：专列专线、专列非专线、非专列非专线，现要求大

家一起讨论这三种方案的优劣。

前提条件：假设使用每一线路所需费用

均相等。

2、问题分析

（在讲这部分时，应该引导学生对速度、

对火车头的依赖、铁路利用率（即费用）进

行比较，培养学生分析问题的能力，为后面

的实践题打下基础。）

甲线：专门使用一列火车来运输火箭，

并使用专线，其他车次不得占用。

乙线：专门使用一列火车来运输火箭，但不使用专线，该火车按照正常的火车时刻表，服从铁路部门的调度。如：现按照正常的车次进入第一个站点停靠，听候调度，有合适的火车头和线路才能继续往下一站点，如此循环，直至将火箭运到目的地。

与甲线相比，使用乙线的优点、缺点有哪些？大家一起来分析（速度：比甲线慢；费用：由于与其他火车共用一条线，可降低费用；对火车头的依赖：火箭整体总量较大，需要较大功率的火车头才能推动，所以对火车头的依赖较大。）

丙线：不使用专门的火车来运输，而是将火箭进行拆分，拆分之后火箭与普通货物一样进行运输。可见这是在乙线运输方案的基础上进行的改进，由于火箭拆分之后可看成与普通货物同等对待，对火车头的依赖较小，可挂靠在任一火车头上。

一来可以有效地提高运输速度，二来可以提高铁路的利用率，与其他货物均担费用，降低了运输火箭的费用。由此可见，相对于乙线，丙线的方式更加灵活。但相比之下它也有个缺点：运输前后需要对火箭进行拆分和组装。

下面我们通过表格来比较这三种运输方式的优劣。

特点优点缺点

甲线速度最快费用最高

乙线费用较低速度最慢、对火车头要求较高

丙线费用最低、速度较快，对火车头要求低。运输前后需对火箭进行拆分、复原工作。

（小结：在这三种方案中是通过提高线路的利用率来有效地降低费用的。）

在现实生活中要运输货物，同样，在网络中要传输大量的数据。网络中的数据是通过什么样的方式来进行传输的呢？下面我们来学习三种网络中数据的传输方式，他们的工作原理和我们刚才讨论的三种运输方案有许多相似的地方，大家在学习的时候可以用来做类比。

二、三种数据交换技术

1、电路交换技术

（1）介绍工作原理：电路交换技术即为已对需要进行通信的装置之间提供一条临时的专用传输通道。

（引导学生让其与甲线的运输方式进行类比）

（2）举例

2、报文交换技术

（1）介绍工作原理：报文交换技术不需要事先建立物理线路，它将发送的数据作为一个整体发给中间交换设备。中间交换设备先将数据存储起来，然后选择一条合适的空闲线路将数据转发给下一个交换设备，如此循环直至数据发送到目的节点。

（引导学生让其与乙线的运输方式进行类比）说明：在这里报文交换技术采用

“存储－转发”机制

（2）报文与电路进行对比

（3）举例：电报系统

3、分组交换技术

（1）介绍工作原理：分组交换技术是报文交

换技术的改进，它是将用户传送的数据划分成一

定的长度，每个部分叫做一个分组。在每个分组

的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何

地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将它们转发至目的地，这一过程称为分组交换。（引导学生让其与丙线的运输方式进行类比）

分组交换技术是在数据网络中最广泛使用的一种交换技术.

（2）与报文交换技术进行对比

（3）举例：IP电话

小结：这三种数据交换方式都是通过对技术进行改进，提高线路的利用率。

三、三种交换技术的比较

1、三种数据交换技术与三种火箭运输方案的对应关系。

电路交换技术——甲线

报文交换技术——乙线

分组交换技术——丙线

可进行类比的项目：数据———火箭（即所需运输的货物）

中间交换设备———火车头

线路———铁路

线路利用率———铁路的使用率

2、三种交换技术的比较

任务：全班学生分为三个大组，分别选择一种数据交换技术来研究，完成课本6 0页的实践。

通讯方式数据交换技术优点缺点

传统电话

电报

IP 电话

教师提示：可从以下几个方面来比较三种数据交换技术的优缺点，通讯速度、线路使用率、对中间设备的要求。

3、学生代表上台陈述，教师小结。

四、课堂小结

1、了解电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术的工作原理；

2、能够比较三种交换技术的优缺点；

3、理解IP电话为什么会比较便宜。

1.4 TCP/IP通信原理

一、教学方法：讨论、模拟

二、教学目标：

学生理解TCP/IP通信原理，学会换位思考的方法，培养学生从另一个角度或者说从别人的角度去思考问题。

三、重点难点：

两个对象（可以是人、动物或者机器）之间通信应该经历一个什么样的过程——〉信息交流的过程、方式

四、课程标准：描述TCP/IP协议的概念，思想和功能

五、教学媒体：

硬件：多媒体教室

软件：自制FLASH演示动画

六、教学时间：1课时

七、教学过程：

教师活动学生活动

引入“黑屋会议”问题，请学生提出结决方

案：

一群来自世界各地的人在一间黑屋里开会，

互相谁都看不见谁，但能听到别人的声音，

他们如何能完成一个会议？学生讨论，思考，提出解决这个问题应该注

意什么方面，或者说这个问题可以被分解为

在教室中假设一个黑屋环境，假设一个同学是来自美国，一个同学来自俄国，请一个同学向另一个同学传递一个信息，如：中午我

请你吃冰糕。

回到开始的问题，请同学总结归纳解决“黑屋会议”问题的方法，描述黑屋会议的开会

过程。

请同学通过这一案例描述通信的过程和通信当中应该解决哪些问题，我们可能会有什么样的解决方法

教师在学生描述的基础上大概讲述TCP/IP的

通信过程

请同学自己查找关于TCP/IP的资料

再次总结通信的原理和思想哪些小问题来处理

（学生回答的不一定全面，暂且放在一边）

学生在实践过程中自然会涉及到用什么语言传达，向谁传达，传达什么，怎么样才能知道对方是否已经正确接受到等问题，并会很自然的想办法解决，或者老师提示解决

同学描述

讨论总结

通过网络、课本查找，发现不懂的问题，提出来，大家一起找答案