《网络通信基础》新大纲.docx
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《网络通信基础》新大纲
《网络通信基础》教学大纲
编写人:
一、课程教学目标:
(一)知识目标
1.理解网络的工作机制
2.熟悉各种以太网组网设备
3.理解网络里边的几个基本的层次模型
4.能够实现小型局域网的规划设计和搭建
5.合理规划网络中的网段和ip地址
6.实现对路由器和交换机的基本配置操作
7.运用路由协议保证网络的连通性
8.熟练运用网络里边的各种常用工具
(二)能力目标
要求学生能够理解网络的基本概念和原理,掌握网络中的几个重要模型标准,熟练运用ip地址来对网络进行合理的规划,了解常用的以太网组网设备及其工作的原理,掌握对路由器和交换机的简单配置,能够运用简单的路由协议保证网络的连通性。
并能够熟练运用网络里边的常用工具软件如:
tftp服务器、visio及sniffer等。
在学习过程中通过辅助大量的实战练习,锻炼学生的思考能力和动手的熟练程度。
通过学习小组讨论、交流、相互加错、排错的过程,能真正做到提高学生实际操作能力。
二、课程教学内容(体现核心知识点及重难点):
教学内容及考核要求
第一单元
计算机网络概述
(4课时)
1.1
计算机网络的起源
1.1.1网络的起源
1.1.2互联网络的发展
1.2
计算机网络的定义及其作用
1.3
构成计算机网络的三要素
1.3.1PC
1.3.2传输介质
1.3.3网络设备
1.4
常用以太网设备介绍
【考核要求】
1.计算机网络的起源
1)了解网络起源:
1969年最初应用于(军事领域)利用公共电话交换网络(PSTN)进行传输信息.
2)了解互联网络的发展:
最早起源于美国的军事网络,赛琪系统.
a)PSTN:
(publicswitchtelephonenet)公共交换电话网
b)DDN:
(datadigitnet)数据数字网络64KB/s
c)ISDN:
综合业务数字网
d)ADSL:
非对称式数字网络
e)HDSL:
高速ADSL
f)XDSL:
多条HDSL专线
2.计算机网络的定义及其功能
1)掌握网络的定义:
是通过网络设备和传输介质将PC互联在一起,以实现数据的通信和资源的共享。
2)掌握计算机网络的功能:
信息交换和资源共享
3.构成计算机网络的三要素
1)掌握网络的三要素分别是PC、传输介质、网络设备
a)PC:
指的是个人电脑
b)掌握传输介质的定义:
是电信号从一个部件传递到另一个部件所经过的实际路径,常见的网络介质类型包括同轴电缆、双绞线、光纤
c)传输介质:
有线介质(双绞线、光纤、电缆)和无线设备(电磁波、红外线)
d)网络设备:
交换机、路由器、中继器(淘汰)、pix(防火墙硬件设备)数据的转发和网络的互联作用。
4.常用网络设备介绍
1)掌握交换机不需要配置IP地址,根据MAC地址来进行数据转发。
2)掌握交换机的功能:
具有网络位相同的IP地址通讯。
交换机:
同网段使用交换机:
就是网络位相同的ip地址。
例如:
1.0.0.1255.0.0.0和1.0.0.2255.0.0.0
3)掌握网段的定义:
具有相同网络位的一组计算机的IP。
4)掌握网关的定义:
发送数据所经过的第一个路由器的接口
5)PhysicalAddress(物理地址(MAC地址)):
00-E0-B6-11-E6-3E:
前六位生产厂商号,后六位是生产序列号。
6)arp–a:
把IP地址解析成MAC地址。
7)掌握路由器每个接口都要有IP地址,路由器相当于PC机。
根据IP地址,进行选路转发数据的。
8)路由器:
不同网段的IP地址通讯。
例如:
1.0.0.1/8和100.0.0.2/8注意:
当计算机通讯跨网段时,必须设置网关。
第二单元
网络分类及数据通信
(4课时)
2.1
计算机网络的分类
2.1.1.计算机网络的拓扑结构
2.1.2.计算机网络的覆盖地理范围
2.1.3.计算机网络的传输技术
2.2
数据通信的基本概念和传输方式
2.3
信号干扰的相关因素
2.3.1.噪音
2.3.2.衰减性
2.3.3.电磁干扰
2.4
传输介质的性能
2.5
几种常见的网络传输介质
2.5.1.双绞线
2.5.2.同轴电缆
2.5.3.光纤
【考核要求】
1.计算机网络的分类
1)掌握拓扑结构的定义:
计算机网络可以说是由节点和链路组成的,网络节点和链路的几何位置就是网络的拓扑结构。
2)掌握网络拓扑结构分类:
a)总线型
b)环型网络
c)星型网络(局域网:
Ethenrnet以太网)
d)树型
e)混合型
3)掌握拓扑结构的物理分类:
总线型、环型、星型
a)掌握总线型的定义:
总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输介质,所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到传输介质上。
b)掌握星型的定义:
星型拓扑是由中央节点和通过连接到中央节点的各站点构成的。
c)掌握环型的定义:
环型拓扑结构是把网上所有的节点通过电缆依次连接形成一个封闭的物理环。
4)按覆盖的地理范围分类:
局域网、城域网、广域网
5)按数据的传输技术分类
a)广播式网络broadcastnetwork点到多点
b)点到点网络point-to-pointnetwork例如:
拨号PPTP(p2p)
2.数据通信的基本概念和传输方式
1)掌握信息的定义:
使人们要通过通信系统传送的内容
2)数据:
只不过是数字化的信息。
3)信号:
则是数据的表现形式:
数字信号,模拟信号。
4)传输方式:
基带传输:
未经调制的信号直接传输。
调制传输:
将各种信号变换方式后传输的总称。
3.信号干扰的相关因素:
1)噪音
2)衰减性
3)电磁干扰
4.传输介质的性能
1)计算机网络的吞吐量和带宽2)成本
3)尺寸和可扩展性4)抗噪性
5.几种常见的网络传输介质
1)掌握双绞线100base-T传输速度100Mbps最长100米,无最短,8根不同颜色的线缆。
两两绞合在一起
2)掌握双绞线分类:
STP屏蔽双绞线和UTP非屏蔽双绞线(最大段长100米)
3)掌握组成网络架构的基本概念:
1)节点2)链路(传输介质)
4)掌握节点的定义:
将网络中的设备定义为节点。
5)掌握节点分类:
1)访问节点(PC、router(路由器)、modem(猫))2)转接节点(交换机、集线器HUB、中继器)
6)掌握链路的定义:
两个节点间的连线称为链路
7)掌握链路:
又叫传输介质(双绞线(stp、utp非屏蔽双绞线155base-Tx))(同轴电缆(细缆10base-2和粗缆10base-5))
a)细缆:
10base-2最大传输速度10Mbps实际最长距离185米理论传输200米。
最短线缆:
0.5米。
b)粗缆:
10base-5最大传输速度10Mbps实际最长距离500米最短线缆:
2.5米。
8)掌握光纤分类:
单模光纤:
光的直射原理;
多模光纤:
光的反射原理。
第三单元
以太网
(4课时)
3.1
以太网回顾
3.1.1冲突域
3.1.2广播域
3.1.3CSMA/CD
3.1.4半双工和全双工以太网
3.2
以太网布线
3.2.1直通电缆
3.2.2交叉电缆
3.2.3反转电缆
3.3
包含3层的Cisco层次模型
3.3.1核心层
3.3.2聚散层
3.3.3接入层
【考核要求】
1.以太网回顾
1)掌握以太网的定义:
是一种基于竟用的介质访问方法,可让一个网络中的所有主机共享链路带宽。
2)掌握冲突域的定义:
是一个以太网术语,指的是这样一种网络情形,即网段上的一台设备发送分组时,该物理网段上的其他所有设备都必须侦听它。
3)掌握广播域的定义:
指的是网段中的一组设备,它们侦听在该网段上发送的所有广播。
4)了解CSMA/CD又叫载波侦听多路访问/冲突检测,是一种帮助设备均衡地共享带宽的协议,可避免两台设备同时在网络介质上传输数据。
5)了解CSMA/CD网络持续发生严重冲突时,将导致如下结果:
延迟、低吞吐量、拥塞。
6)了解半双工以太网是在最初的以太网规范IEEE802.3中定义的,思科认为,半双工只使用一对导线,数字信号在导线中双向传输。
7)了解全双工以太网可用于下面6种情形:
a)交换机到主机的连接;
b)交换机到交换机的连接;
c)主机到主机的连接(使用交叉电缆);
d)交换机到路由器的连接(使用交叉电缆);
e)路由器到路由器的连接(使用交叉电缆);
f)路由器到主机的连接(使用交叉电缆)。
2.以太网布线
1)掌握以太网布线分类为直通电缆、交叉电缆、反转电缆(PC------路由器console口)
2)掌握直通电缆用于连接如下设备:
a)主机到交换机或者集线器;
b)路由器到交换机或者集线器。
3)掌握交叉电缆用于连接如下设备:
a)交换机到交换机;
b)集线器到集线器;
c)主机到主机;
d)集线器到交换机;
e)路由器到主机;
f)路由器到路由器(使用快速以太网端口)
4)虽然反转电缆不用于组建以太网,但可用于将主机的EIA-TIA232接口连接到路由器的串行通信端口。
5)T568B:
:
橙白橙绿白蓝蓝白绿棕白棕
6)T568A:
应用13,26规则:
绿白绿橙白蓝蓝白橙棕白棕
7)反转线:
一端12345678另一端87654321
3.包含3层的Cisco层次模型
1)掌握Cisco层次模型包含3层分别是核心层、集散层、接入层
2)掌握核心层的定义:
是网络的核心。
核心层位于层次结构顶端,负责快速而可靠地传输大量的数据流。
3)掌握核心层的功能:
高速转发来自内网的数据、流量(选取设备时,要注意设备的性能)
4)掌握集散层的定义:
也称为工作组层,它是接入层和核心层之间的通信点。
5)掌握聚散层的功能:
是提供路由选择、过滤和WAN接入,以及在必要时确定如何让分组进入核心层。
6)掌握接入层的定义:
接入层控制用户和工作组对互联网络资源的访问
7)掌握接入层的功能:
延续集散层的访问控制和策略、建立独立的冲突域、提供到集散层的工作组连接。
第四单元
网络互联
(4课时)
4.1
网络互联基础
4.2
网络互联模型
4.2.1分层方法
4.2.2参考模型的优点
4.3
OSI参考模型
4.3.1什么是OSI
4.3.2为什么开发OSI
4.3.3认识开放系统互联的七个层次
4.3.4Osi七层—应用层
4.3.5Osi七层—表示层
4.3.6Osi七层—会话层
【考核要求】
1.网络互联基础
1)在网络中使用路由器的优点有两个:
a)默认情况下,路由器不转发广播;
b)路由器可根据第三层(网络层)信息对网络进行过滤。
2)在网络中,路由器有如下4项功能:
a)分组交换;
b)分组过滤;
c)网络间通信;
d)路径选择。
2.网络互联模型
1)掌握OSI分层模型的主要优点:
a)将网络通信过程划分成更小、更简单的组件,这有助于组件的开发、设计和故障排除;
b)通过标准化网络组件,让多家厂商能够协作开发;
c)定义了模型每层执行的功能,从而鼓励了行业标准化;
d)让不同类型的网络硬件和软件能够彼此通信;
e)避免让对一层的修改,影响其它层,从而避免妨碍开发工作。
3.OSI参考模型
1)掌握OSI模型的定义:
是主要的网络架构模型,描述了数据和网络信息如何通过网络介质从一台计算机的应用程序传输到另一台计算机的应用程序。
2)ISO:
国际标准化组织。
OSI:
开放系统互联(OSI由ISO开发的)
3)了解为什么开发OSI?
a)复杂问题简单化;
b)不同品牌的产品兼容化,统一化
4)了解OSI模型包含7层,他们分为两组:
上3层指定了终端中的应用程序如何彼此通信以及如何与用户交流;下4层指定了如何进行端到端的数据传输。
5)掌握OSI参考模型包含如下7层:
a)应用层(第7层);
b)表示层(第6层);
c)会话层(第5层);
d)传输层(第4层);
e)网络层(第3层);
f)数据链路层(第2层);
g)物理层(第1层)。
6)掌握应用层的功能:
是用户与计算机交流的场所。
7)应用层提供的服务包括文件传输、文件管理以及电子邮件的信息处理。
通常“人们”工作使用的协议工作在这一层:
httpftpdnsdhcppop3(邮件的接受协议)smtp(发邮件协议)等
8)掌握表示层的功能:
它向应用层提供数据,并负责数据转换和代码格式化。
9)掌握表示层如数据的加密解密、压缩、解压缩等数据的表达格式。
例如:
*.jpg*.doc*.rar*.ppt
10)掌握会话层的功能:
在表示层实体之间建立、管理和终止会话,还对设备或节点之间的对话进行控制。
11)掌握会话层3种不同的模式:
单工、半双工、全双工
第五单元
OSI参考模型
(4课时)
5.1
Osi七层—传输层
5.1.1流量控制
5.1.2面向接连的通信
5.1.3窗口技术
5.1.4确认
5.2
Osi七层—网络层
5.3
Osi七层—数据链路层
5.3.1介质访问控制(MAC)子层
5.3.2逻辑链路控制(LLC)子层
5.4
Osi七层—物理层
5.5
数据封装
【考核要求】
1.Osi七层—传输层
1)掌握传输层功能:
用来完成用户进程端到端口的可靠的或不可靠的传输。
2)可靠的(TCP)或不可靠的数据传输(UDP)
a)TCP:
对发送数据的通道做过测试叫面向连接协议。
b)UDP:
不可靠相当于邮寄。
面向非连接协议。
3)了解主要负责端口号:
源端口+目标端口。
工作设备:
网关工作单位:
数据段
4)数据完整性由传输层确保,这是通过流量控制以及允许应用程序请求在系统之间进行可靠的数据传输实现的。
2.Osi七层—网络层
1)掌握网络层的功能:
用来完成网络中主机的通讯,通过逻辑寻址和路径选择来完成。
2)了解工作设备:
路由器工作单位:
数据包
3)掌握IP:
信息协议
4)掌握ICMP:
信息控制报文协议用来测试IP地址
5)掌握ARP:
地址解析协议将IP----》MAC
6)掌握RARP:
逆向地址解析协议将MAC---》IP
3.Osi七层—数据链路层
1)掌握数据链路层的功能:
是提供数据的物理传输,并处理错误通知、网络拓扑和流量控制。
2)掌握以太网数据链路层包含两个子层:
介质访问控制(MAC)子层、逻辑链路控制(LLC)子层
3)将bit流封装成数据帧
4)封装(网卡是16进制,MAC地址:
00-50-56-C0-00-08)
5)工作的设备是:
交换机和网桥。
(交换机)可以级联,但是不超过4级工作单位:
数据帧
4.Osi七层—物理层
1)掌握物理层的功能:
发送和接收比特。
2)掌握物理层的定义:
要在终端系统之间激活、维护和断开物理链路,而需要满足的电气、机械、规程和功能需求,还让你能够确定DTE(数据终端设备)和DCE(数据通信设备)之间的接口。
3)按照通信信号的分类:
a)模拟信号(电视、收音机、音频和视频设备:
电话线传输模拟信号)
b)数字信号(只传输比特流10100010的通信设备)
c)基带传输(10101010),
d)频带传输(波形图范围)
4)网卡的接口:
BNC、RJ-45(电话线RJ-11)
a)Ethernet10M/s
b)FastEthernet100M/s
c)serial串口1.54M/s
d)console口(pc路由器反转线)
5)网络设备:
集线器(HUB)和中继器(信号的放大---线缆延长)
工作单位:
bit流(比特流)
5.数据封装
1)osi七层封装数据过程(发数据)
上三层:
上层数据
传输层:
TCP(UDP)+上层数据
网络层:
IP+TCP(UDP)+上层数据
数据链路层:
MAC+LLC+IP+TCP(UDP)+上层数据
物理层:
1001010110010010010
2)OSI七层解封装过程。
(接受数据过程)
第六单元
进制数之间的转换
(4课时)
6.1
存储容量单位的换算
6.2
二进制转换十进制
6.3
十进制转换二进制
6.4
十六进制的表示
6.5
点分十进制表示法
【考核要求】
1.掌握存储容量单位的换算
1)掌握常用存储容量单位:
TB、GB、MB、KB、
2)掌握存储容量之间的换算关系
1TB=1024GB
1GB=1024MB
1MB=1024KB
1KB=1024B
1B=8bit
2.掌握二进制转换十进制
1)掌握二进制的定义:
以2为基数的记数法,一个数用0和1的组合表示。
2)掌握十进制的定义:
以10为基数的记数法,一个数用0、1、3...9的组合表示。
3)了解二进制数字的组成:
01
4)了解十进制数字的组成:
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9
5)掌握二进制转换成十进制:
权值求法、拼凑法
3.掌握十进制转换成二进制:
倒除法、拼凑法
4.掌握十六进制的表示
1)掌握十六进制的定义:
以16为基数的记数法,使用阿拉伯数字0-9和字母A-F或a-f表示十进制中的0-15。
2)了解十六进制数字的组成:
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F
3)掌握二进制转换成十六进制
4)掌握十六进制转换成二进制
5.灵活运用点分十进制表示法
1)灵活运用点分十进制的表示方法
第七单元
ip地址介绍
(4课时)
7.1
Ip地址简介
7.2
Ip地址的构成
7.2.1网络位
7.2.2主机位
7.3
Ip地址的分类
8.3.1A类ip地址
8.3.2B类ip地址
8.3.3C类ip地址
8.3.4D类ip地址
8.3.5E类ip地址
7.4
特殊ip地址
7.5
私有ip地址
【考核要求】
1.Ip地址简介
1)掌握iP地址的定义:
是分配给ip网络中每台机器的数字标识符,他指出了设备在网络中的具体位置。
2)掌握ip地址简介IP地址由32bit组成,4个字节
2.Ip地址的构成
1)了解IP地址构成网络位+主机位=IP=4Byte=32bit
2)掌握每类IP地址包含的网络数量取决于网络位
3)掌握每类IP地址每个网段所包含的主机数量取决于主机位
4)怎么样判断网络位和主机位?
a)由子网掩码中255对应的IP地址部分为网络位。
子网掩码变成二进制后,“1”代码对应的IP地址的是网络位
b)由子网掩码中的0对应IP地址的部分为主机位。
子网掩码变成二进制后,“0”代码对应的IP地址的是主机位
5)任何IP地址都有网络位和主机位。
3.Ip地址的分类
1)掌握A类网络地址:
网络位8位,且第一个8位组最高一位为固定值0,因此A类网络地址范围为0—127.其中两个网络段有特殊用途(全0网段表示任意网络;127网段用于回环测试地址)所以A类地址范围得到1—126;共128个网段,每一个网段下有2的24次方个主机,因此A类地址共有2的31次幂个。
2)掌握B类网络地址:
网络位16位,且第一个8位组最高两位为固定值10,因此B类网络地址范围为128—191,共有
个不同网络,每个网络有主机
个,共计
个IP地址。
3)掌握C类网络地址:
网络位24位,且第一个8位组最高三位为固定值110,因此C类网络地址范围为192—223,共有
个不同网络,每个网络有主机
个,共计
个IP地址。
4)掌握D类网络地址:
第一个8位组最高四位为固定值1110,网络地址范围为224-239,主要用于组播(一对部分)
5)掌握E类网络地址:
第一个8位组最高四位固定值为1111,网络地址范围为240-254,主要用于科研。
4.特殊ip地址
1)掌握网络位全0网络,是不合法的网络地址,表示“未知网络或地址”;
2)掌握主机位全0时,指示一个网络,而不是网络上的特定主机;
3)掌握主机位全1时,表示面向本网络中的所有主机的广播,也称为直接广播;
4)掌握回路地址:
127.x.x.x提供对本主机的网络配置的测试;
5)掌握本地广播:
IP地址中所有位设置为1时,产生地址255.255.255.255,代表一个广播地址,代表一个网络中的所有主机,用于向本地网络中的所有主机发送广播消息;
6)掌握面向所有子网的广播:
所有的子网地址位设置为1(直接广播的另一种类型)。
5.私有ip地址
1)掌握私有地址的定义:
只能用于内部局域网,这些地址永远不出现在Internet中
2)掌握A类:
10.0.0.0—10.255.255.2551个A类网络
个ip地址
3)掌握B类:
172.16.0.0—172.31.255.25516个B类网络
个ip地址
4)掌握C类:
192.168.0.0—192.168.255.255256个C类网络
个ip地址
第八单元
子网掩码及变长子网掩码(VLSM)
(4课时)
8.1
子网掩码
8.1.1子网掩码的定义及其作用
8.1.2CIDR
8.2
什么是网络ID,如何求解网络ID
8.3
什么是广播地址,如何求解广播地址
8.4
什么是vlsm及vlsm的引入有什么好处
8.5
变长子网掩码的求法
【考核要求】
1.子网掩码
1)掌握子网掩码的定义:
它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。
子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。
2)掌握默认子网掩码
a)A类地址默认子网掩码255.0.0.0
b)B类地址默认子网掩码255.255.0.0
c)C类地址默认子网掩码255.255.255.0
3)掌握子网掩码的作用:
主要用于区分网络位及主机位
4)掌握CIDR值
子网掩码CIDR值
255.0.0.0/8
255.128.0.0/9
255.192.0.0./10
255.224.0.0/11
255
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