单元1 任务1 走进计算机网络（课件）-《计算机网络应用基础》（高教版）【上好课】

单元1 初识计算机网络 计算机网络应用基础 高等教育出版社2021版 任务1 走进计算机网络 任务1 | 2课时 01 理解网络概念、组成、分类与通信方式 识别设备，判断拓扑与网络类型 形成安全、协作、规范表达意识 知识目标 能力目标 素养目标 01 01 01 学习目标 02 教学导入：校园设备为什么能够互相通信？ 屏幕现象：能上网，不等于读懂网络 问题：信息从一台设备到另一台设备，经过哪些环节？ 课堂任务：找出设备、连接、结构和范围 03 设备--连接（网线 / 无线）--交换设备--信息传输与资源共享 第一部分 网络的概念和发展 知识讲授 知识导入：身边的计算机网络 情境：机房电脑、打印机和服务器共享资料 观察任务 思考：信息传递需要哪些设备、线路和软件？ 05 知识讲授：计算机网络是什么？ 通信子网 连接与传输 资源子网 提供与使用资源 关键点 网络 = 设备 + 连接 + 软件 + 共享 先看功能，再判断归属 06 计算机网络就是将分布在不同地点、具有独立功能的计算机及系统,用通信线路(如双绞线、同轴电缆、光缆、微波等)和通信设备(如路由器、交换机、网桥、集线器、中继器等)连接起来,再配以相应的网络软件(如操作系统、应用软件等)，实现资源共享和数据传输的计算机集合。 计算机网络就是将分布在标题地点，具有独立功能的计算机及系统，用通信线路（如双绞线、同轴电缆、光缆、微波等） 和通信设备（如路由器、交换机、网桥、集线器、中继器等）连接起来，再配以相应的网络软件（如操作系统、应用软件等），实现资源共享和数据传输的计算机集合。 知识讲授：网络的形成与发展 面向终端 20世纪60年代 主机集中服务 计算机通信网络 ARPANET阶段 计算机网络 资源共享 发展方向 从单机服务到互联共享 07 知识讲授：网络的组成——逻辑构成 （1）通信子网： 包括通信线路和转接设备，负责提供网络通信功能，提供入网接口、数据传输及转发功能。 （2）资源子网： 包括接入网络的所有计算机及其外部设备、软件、数据等，负责全网数据管理和处理，冰箱网络用户提供资源和网络服务，以尽可能实现”资源共享“功能。 05 知识讲授：网络的组成——物理构成 通信子网 网络硬件 包括网络服务器、网络工作站、传输介质和网路设备。 网络软件 包括系统软件和应用软件。 先分功能，再看设备 08 例题分析：校园机房设备分类 步骤1 识别设备 步骤2 判断功能 步骤3 对应网络组成 步骤4 说明依据 结论 交换机、网线：通信连接；客户机：终端；服务器：资源提供。 11 课堂问答 1. 手机在计算机网络中属于 ______ 设备，用于发送、接收和使用网络资源。 2. 下列设备中，属于通信子网的是（　） 　 A. 服务器　　B. 手机　　C. 交换机　　D. 计算机 3. 交换机在局域网中的主要作用是（　） 　 A. 提供文件资源　　B. 连接多台设备并转发数据　　C. 存储数据　D. 提供网页服务 4. 负责提供文件、网页、应用等网络资源和服务的是 ______。 10 解析： 1. 答案：终端 2. 答案：C（交换机） 3. 答案：B（连接多台设备并转发数据） 4. 答案：服务器 点击显示答案 2.解析：通信子网由交换机、路由器、网线、光纤等组成，负责数据传输和连接；服务器、手机、计算机属于资源子网。 3.解析：交换机的作用是连接多台设备，实现数据转发和通信连接；A、C、D 是服务器（资源子网）的功能 课堂练习 1.（判断） 计算机网络只由计算机组成。（　） 2. 网络实现信息传递与 ______。 3. 下列属于网络互联设备的是（　） 　 A. 计算机　　B. 路由器　　C. 数据资源　　D. 服务器 4. 下列属于通信线路的是（　） 　 A. 交换机　　B. 集线器　　C. 光纤　　D. 路由器 12 解析： 1.错误 2. 答案：资源共享 3. 答案：B（路由器） 4. 答案：C（光纤） 点击显示答案 答案：×（错误） 解析：计算机网络由三部分组成：计算机（提供资源、处理数据）、网络互联设备（路由器、交换机等）、通信线路（双绞线、光纤等），不只是计算机。 2. 答案：资源共享 解析：网络的两大功能是数据通信（信息传递）和资源共享。 3. 答案：B（路由器） 解析：路由器、交换机、集线器属于网络互联设备；计算机、服务器属于计算机（资源）部分，数据资源不是设备。 4. 答案：C（光纤） 解析：光纤与双绞线、无线信道同属通信线路；交换机、集线器、路由器属于网络互联设备。 第二部分 网络分类与通信方式 知识讲授 知识导入：不同规模的网络 家庭网 房间或住宅 校园网 校园范围 互联网：跨地区互联 14 计算机网络分类——按覆盖范围分类 LAN 局域网：家庭、办公室、校园 MAN 城域网：城市范围 WAN 广域网：跨城市、跨地区 分类依据 网络覆盖范围 例：机房通常属于 LAN 范围越大，互联越广 15 计算机网络分类——按覆盖范围分类 16 （1）局域网（Local Area Network，LAN） 局域网通常指覆盖半径在10 km以内的计算机网络，一般建设在一栋办公楼或楼群、校园、企事业单位内，一般情况下由某个单位单独拥有、使用和维护。 （2）城域网（Metropolitan Area Network，MAN） 城域网是介于广域网与局域网之间的一种大范围的高速网络，覆盖半径通常为几千米至几十千米，主要指大型企业集团、ISP（Internet服务提供商）、电信部门、有线电视台和相关政府部门构建的专用网络和公用网络。 （3）广域网（Wide Area Network，WAN） 广域网是连接不同地区局域网或城域网的远程网络，覆盖半径从几十千米到几千千米，能连接多个地区、城市和国家，或横跨几个洲。广域网的典型代表网络是Internet。 计算机网络分类——按拓扑结构分类 总线型网络 采用单根传输线（总线）作为所有工作站的共用信道，结点之间按广播方式通信，从一个结点发出的信息，总线上的其他结点均可“收听”到。早期以太网（Ethernet）是典型代表。 优点：结构简单，便于扩充，总线中任意结点故障都不会造成全网瘫痪，可靠性高。 缺点：所有数据都经总线传送，总线成为网络瓶颈；故障诊断困难；连接结点不宜过多，总线自身故障易致系统崩溃。 16 计算机网络分类——按拓扑结构分类 16 星状网络 星状拓扑结构采用集中式通信控制策略，所有的通信均由中央结点控制，以中央结点为中心，把若干外围结点连接起来，形成辐射式互联结构。这种拓扑结构主要以集线器或交换机作为中央结点。 优点：网络结构简单，建网容易，便于控制、管理和维护。 缺点：网络可靠性低，中心结点是全网的瓶颈，一旦中心结点出现故障则会导致全网瘫痪。 计算机网络分类——按拓扑结构分类 总线型 各结点通过通信线路组成闭合回路，共享一条物理通道，数据只能单向传输，采用分组交换，适用于实时工业控制。最著名的是令牌环网（Token Ring）。 优点：结构简单，适用于光纤高速传输，传输距离远，传输延迟确定，适合实时性网络。 缺点：故障检测困难，不便于扩充，响应延时长，任意结点故障将致全网瘫痪，结点过多时影响效率。 16 环状网络 计算机网络分类——按拓扑结构分类 总线型 树状拓扑结构也称为多级星状网络，可以看作是星状拓扑结构的扩展，形状像一棵倒置的树，顶端是树根，树根以下带分支，每个分支还可再带子分支。通常越靠近树的根部，对结点设备的性能要求越高，整个系统具有一定的分布控制和处理能力，如图1-5所示。 优点：连接简单，易于扩充，维护方便，适用于汇集信息的应用要求。 缺点：树状网络复杂，各个结点对树根的依赖性太大， 16 树状网络 计算机网络分类——按拓扑结构分类 总线型 网状拓扑结构中结点之间的连接是任意的，没有规律，每一个结点至少与其他两个结点相连，如图1-6所示。使用网状拓扑结构的网络必须采用路由选择算法与流量控制方法，目前主要在广域网中使用。 优点：系统可靠性高，易扩展，网内结点共享资源容易，可选择最佳路径，传输延迟小。缺点：结构复杂，控制复杂，软件复杂，系统维护困难，线路费用高。 16 网状网络 拓扑结构比较 总线型 结构简单、布线省；故障定位困难 星型 便于管理和扩展；中心设备关键 环型 首尾相连，环路特征明显 网状型 / 树状型 多路径高可靠 / 分层易扩展 先看连接关系，再看整体层次 17 计算机网络分类——按通信传输技术分类 广播式 辨析 应用 20 点对点式 多个站点共享一条信道通信，任何一个结点发送报文，其他所有结点都能收到。 每条物理线路只连接一对设备，采用分组存储转发和路由选择技术。 计算机网络分类——按信息交换方式分类 电路交换网络 电路交换又称线路交换，指在一对用户终端之间建立暂时连接电路的交换方式，该暂时连接独占一条通信路径直到用户主动释放为止。典型的电路交换网络是电话通信网。 报文交换网络 报文交换又称存储转发交换，指先将报文整体进行存储，然后再转发到目标结点的交换方式，每个报文中含有目的地址。典型的报文交换网络是电子邮件传输网。 21 分组交换网络 分组交换又称包（Packet）交换，指将用户传送的数据划分成一个个等长的单位（即分组），并将分组逐个由中间结点先进行存储，再选择路径转发出去。分组长度有限，每个分组都设有目的地址。这种网络兼有电路交换和报文交换的优点，目前的计算机网络就采用这种交换方式。 计算机网络分类——按工作模式分类 22 对等网络： 在对等网络中各台计算机具有相同的功能和地位，无主从之分。不需要专门的服务器，任何一台计算机既可以作为服务器，又可以作为11客户机。 客户机/服务器网络： 客户机/服务器网络指所有数据的存储和处理都在服务器上，输入和输出都在客户机上，客户机向服务器发出请求并以此获得服务的一种网络形式。 传输、交换与工作模式 广播式 一个节点发送，多个节点可能接收 点对点式 两个节点之间通信 电路交换 先建立专用通路 报文 / 分组交换 完整报文存储转发 / 分组后转发 工作模式 对等网络 / 客户机-服务器 分类维度不同，不能混用 18 判断依据 分类维度要分清 范围：覆盖多大 拓扑：节点怎么连 判定提示 判断顺序 先看分类依据 范围：覆盖多大 拓扑：节点怎么连 通信：信息怎么传 工作模式：谁提供服务 19 例题分析 1.从拓补结构上看，后家属院楼群的网络属于_____，理由______。 2.从工作模式上看，除CERNRT和Internet部分，该校园网的拓扑结构是_____，理由是______。 3.从信息交换方式上看，该校园网是_____网络，理由______。 解析： 1.树状拓扑， 理由：它采用了分层级联的连接方式，从核心层，汇聚层，到接入层，形成多级分支结构。 2. 客户/服务器模式，理由：网络中存在专门的服务器群（如连接防火墙的服务群），为各楼群的终端用户提供集中式的数据访问和服务，各终端作为客户端进行请求。 3.分组交换网络，理由：网络中的数据传输采用了存储转发机制，将数据报文分割成带有地址的分组（包），通过路由器等设备独立选择路径进行转发，而非建立独占的物理线路。 课堂问答 1. LAN、MAN、WAN 是按网络覆盖的 ______ 分类的。 2. 以交换机为中心的局域网，其拓扑结构是 ______ 拓扑。 3.（判断）分组交换中，各分组只能走同一条固定路径到达目的地。（　） 4. 下列属于分组交换特点的是（　） 　 A. 独占线路　　B. 各分组可走不同路径　　 C. 无需地址信息　　D. 无传输时延 24 解析： 1. 答案：覆盖范围 2.答案：星型 3. 答案：×（错误） 4. 答案：B（各分组可走不同路径） 点击显示答案 1. 答案：地理范围（作用范围/规模） 解析：局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）按覆盖的地理范围划分。 2. 答案：星型 解析：以交换机为中心、各设备单独连接到中心节点的结构是星型拓扑。 3. 答案：×（错误） 解析：分组交换中每个分组都带目的地址，可独立选择不同路径传送，到达后再重新组装，而不是只能走同一条固定路径。 4. 答案：B（各分组可走不同路径） 解析：分组交换的特点包括存储转发、各分组可走不同路径、线路利用率高、有一定传输时延；它不独占线路，且需要地址信息，也存在一定时延。 课堂小结：知识地图 概念 → 组成 → 分类 → 应用 28 课后任务：从认识网络到描述网络 基础 复述网络概念、组成和分类标准 实践 调查家庭或校园网络设备并绘制拓扑图 提升 说明覆盖范围、拓扑结构和通信方式 分类依据 提交证据：调查表 + 拓扑图 + 判断说明 33 29 谢谢观看 THANKS $