任务3 描述计算机网络组成（课件）-《计算机网络技术基础》（高教版第3版）同步精品课堂

计算机网络技术基础 -第3课时- 高教版第3版 描述计算机网络组成 教学目标 了解计算机网络的软、硬件组成 正确理解 OSI 体系结构 能简单说出网络体系结构和 OSI 参考模型的意义 教学重难点 计算机网络的软、硬件组成部分 OSI 参考模型的层次结构和功能 掌握 OSI 参考模型中信息的传输过程 让我们一起开启单片机的学习之旅。 导入新课 同学们组建好宿舍局域网后，希望了解计算机网络的组成部分和体系结构。 让我们一起通过参观实践学习来深入探究计算机网络组成 。 视频中提到的OSI模型到底是啥？ 计算机网络的组成中OSI模型分为哪七层？ 新知讲授 任务要求 本任务要求了解计算机网络的软、硬件组成，正确理解 OSI 体 系 结 构 ， 并 能 简 单 说 出 网 络 体 系 结 构 和OSI 参 考 模 型 的 意 义 。 任务分析 要实现本任务，需进入能正常运行的网络实验室、机房或网络信息中心进行参观实践学习，了解计算机网络软、硬件组成，理解 OSI 体系结构及相关意义。 体验计算机网络——任务分析 新知讲授 阅读如图所示的局域网结构，并思考问题： ① 该网络中用到哪些硬件? ② 该网络中用到哪些软件? 体验计算机网络——方法与步骤 想一想 读 一 读 观察 新知讲授 将你读一读中观察的结果填入表中。并判断该网络中哪些硬件和软件是必不可少的，哪些是可有可无的? 体验计算机网络——方法与步骤 读 一 读 观察 想一想 项 目 内容 网络中的硬件 网络中的软件 其他 新知讲授 观察所在机房或网络实验室的网络，并说说该网络中用到了哪些硬件和软件。 体验计算机网络——方法与步骤 读 一 读 体验移动互联 观察 新知讲授 网络硬件包括主机（服务器和工作站）、网络设备和传输介质等。 服务器：网络核心，提供共享资源。 计算机网络的组成 - 网络硬件系统 工作站：网络用户入网操作节点。 网络设备：完成特定通信功能。 传输介质：传送信息的物理通路。 新知讲授 计算机网络软件分为网络系统软件和网络应用软件。 常见网络协议：TCP/IP 协议、NetBEUI 协议、IPX/SPX 协议等。 计算机网络的组成 - 网络软件系统 常用网络操作系统：UNIX 系列、Windows 系列和 Linux 系列。 常见通信控制软件：PPP 控制程序、SLIP 驱动软件、网卡驱动程序、调制解调器控制软件等。 常用网络管理软件：Cisco IOS、Zabbix、Nagios、PfSense、Snort、Ansible 等。 网络系统软件包括网络操作系统、网络协议、通信控制软件和管理软件等。 新知讲授 UNIX 操作系统 UNIX 操作系统是强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构，属于分时操作系统，1969 年由 Ken Thompson、Dennis Ritchie 和 Douglas McIlroy 在 AT&T 的贝尔实验室开发。 计算机网络的组成 - 网络软件系统 新知讲授 Linux 操作系统 Linux 操作系统是开放源代码、免费使用和自由传播的类 UNIX 操作系统，基于 POSIX 和 UNIX，多用户、多任务、支持多线程和多 CPU，1991 年诞生，有许多不同版本，可安装在多种硬件设备中。 计算机网络的组成 - 网络软件系统 新知讲授 欧拉操作系统 欧拉操作系统（Euler OS）于 2021 年 9 月推出，能满足从传统 IT 基础设施到云计算服务的需求，对 ARM 64 架构提供全栈支持，以 Linux 稳定系统内核为基础，支持多种应用场景和多样性计算。 计算机网络的组成 - 网络软件系统 新知讲授 网络体系结构 网络体系结构是为完成计算机间协同工作，将互连功能划分为明确层次，规定同层进程通信协议及相邻层接口服务。 各层相互独立。 灵活性好。 有利于标准化实现。 网络体系结构 采用层次结构的好处有： 新知讲授 概述 OSI 参考模型是开放系统互连参考模型，逻辑上分为 7 层，有对应物理设备，主要目的是解决异种网络互连兼容性问题，帮助不同主机实现数据传输。 OSI 参考模型 新知讲授 OSI 参考模型 - 层次结构 OSI 参考模型层次结构 各层名称 功能 应用举例 传输单位 主要设备 第 7 层：应用层 处理应用程序之间的通信 Telnet、文字处理软件等 应用层协议数据单元 (APDU) - 第 6 层：表示层 确定数据的表示形式 编码形式，如 ASCII 码，图形格式 JPEG 等 表示层协议数据单元 (PPDU) - 第 5 层：会话层 两端应用程序间建立连接或会话 数据库服务器与客户端通信 会话层协议数据单元 (SPDU) - 第 4 层：传输层 为两端应用程序间提供通信 TCP、UDP、SPX 数据段 (Segment) - 第 3 层：网络层 逻辑寻址和路径选择及逻辑路由 IP、IPX 数据包 (Packet) 路由器、网关 第 2 层：数据链路层 物理寻址和对网卡的控制 IEEE 802.2/802.3 数据帧 (Frame) 交换机、网桥 第 1 层：物理层 以二进制位流形式传输数据 EIS/TIA - 232、V.35 比特流 (Bit) 中继器、集线器 新知讲授 信息的传输过程 虽然 OSI 参考模型是逻辑抽象概念模型，但正确理解有助于认识现实网络。 OSI 参考模型 - 信息的传输过程 新知讲授 物理层 物理层是OSI分层结构体系中最重要、最基础的一层，它建立在传输媒介基础上，起建立、维护和取消物理连接作用，实现设备之间的物理接口。物理层之接收和发送一串比特(bit)流，不考虑信息的意义和信息结构。 OSI 参考模型 物理层的数据单位是比特。 物理层的典型设备：光纤、同轴电缆、双绞线、中继器和集线器。 新知讲授 数据链路层 在物理层提供比特流服务的基础上，将比特信息封装成数据帧Frame，起到在物理层上建立、撤销、标识逻辑链接和链路复用以及差错校验等功能。通过使用接收系统的硬件地址或物理地址来寻址。 OSI 参考模型 数据的单位称为帧（frame）。 数据链路层的典型设备：二层交换机、网桥、网卡。 新知讲授 网络层 网络层也称通信子网层，是高层协议之间的界面层，用于控制通信子网的操作，是通信子网与资源子网的接口。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时传送。 OSI 参考模型 网络层典型设备：路由器。 新知讲授 传输层 传输层建立在网络层和会话层之间，实质上它是网络体系结构中高低层之间衔接的一个接口层。用一个寻址机制来标识一个特定的应用程序（端口号）。 OSI 参考模型 传输层的数据单元是由数据组织成的数据段（segment）这个层负责获取全部信息，因此，它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。 新知讲授 会话层 这一层也可以称为会晤层或对话层，在会话层及以上的高层次中，数据传送的单位不再另外命名，统称为报文。会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。 OSI 参考模型 会话层提供的服务可使应用建立和维持会话，并能使会话获得同步。会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信。这种能力对于传送大的文件极为重要。 新知讲授 表示层 表示层对向上对应层服务，向下接收来自会话层的服务。表示层是为在应用过程之间传送的信息提供表示方法的服务，它关心的只是发出信息的语法与语义。 OSI 参考模型 表示层为应用层提供服务包括语法选择、语法转换等。语法选择是提供一种初始语法和以后修改这种选择的手段。语法转换涉及代码转换和字符集的转换、数据格式的修改以及对数据结构操作的适配。 新知讲授 应用层（Application Layer） 网络应用层是通信用户之间的窗口，为用户提供网络管理、文件传输、事务处理等服务。其中包含了若干个独立的、用户通用的服务协议模块。网络应用层是OSI的最高层，为网络用户之间的通信提供专用的程序。 OSI 参考模型 新知讲授 概述 协议是计算机通信网络中两台计算机通信必须遵守的规定或规则。网络协议是网络设备间通信规则的集合，规定信息格式和意义。由语义、语法和时序三个要素组成。 网络协议 语义：解释控制信息意义。 语法：规定用户数据与控制信息结构与格式。 时序：说明事件发生顺序。 常见网络协议有 TCP/IP 协议、IPX/SPX 协议、NetBEUI 协议等。 随堂检测1 计算机网络的硬件系统包括哪些部分？ 【答案】网络硬件包括主机（又分为服务器和工作站）、网络设备和传输介质等。 简述网络体系结构采用层次结构的好处。 【答案】好处有各层之间相互独立，高层不需要知道低层实现方式；灵活性好，每层可选择合适实现技术且不影响其他层；有利于标准化的实现，每层功能和服务明确。 练一练 随堂检测2 计算机网络的硬件系统不包括（ ） A. 主机 B. 网络设备 C. 网络操作系统 D. 传输介质 【答案】C 【解析】网络硬件系统包括主机（又分为服务器和工作站）、网络设备和传输介质等，网络操作系统属于网络软件系统，所以选 C。 练一练 随堂检测3 网络系统软件不包括（ ） A. 网络操作系统 B. 网络应用软件 C. 网络协议 D. 通信控制软件 【答案】B 【解析】网络系统软件包括网络操作系统、网络协议、通信控制软件和管理软件等，网络应用软件与网络系统软件是并列关系，不属于网络系统软件，所以选 B。 练一练 随堂检测4 OSI 参考模型中，应用层负责确定数据的表示形式。（ ） 【答案】× 【解析】在 OSI 参考模型中，表示层负责确定数据的表示形式，如编码形式、图形格式等，应用层处理应用程序之间的通信，所以该说法错误。 OSI 参考模型中，负责逻辑寻址和路径选择及逻辑路由的是_____。 【答案】网络层 练一练 师生互动 分组讨论不同层的网络协议在实际网络中的应用场景和作用，以及网络体系结构和 OSI 参考模型对网络发展的影响。 课程小结 1. 任务分析、方法与步骤 描述计算机网络组成 2. 计算机网络的组成 网络硬件系统 网络软件系统 读一读 想一想 观察 概述 层次结构 信息的传输过程 网络协议 3. OSI 参考模型 UNIX 操作系统 Linux 操作系统 欧拉操作系统 谢谢观看 THANKS $