1、辽宁工程技术大学教 案20112012 学年第 1 学期教学单位软件学院教研室(实验室)网络工程教研室课 程 名 称计算机网络授 课 班 级软件工程09级本科 36班主 讲 教 师李红霞职 称 讲师使 用 教 材计算机网络辽宁工程技术大学教务处制辽宁工程技术大学软件学院教案(首页)任课教师：李红霞职称：讲师课程名称计算机网络课程编号H200115164总学时： 64 学时授 课： 56学时上机： 学时实验：8学时学 分4课程类别（ ）理论课（ ） 公共课（ ） 必 修 课（）实验课（ ） 专业课（） 院级任选课（ ）授课对象专业班级： 软件工程专业 09级本科36班、软升本 11级 13班 共
2、7 个班教学目的要求在学生学完本课程后，使学生掌握计算机网络的基本概念、传输媒体、以太网、IP协议、子网划分、路由选择协议、TCP和UDP的报文格式和工作原理、DNS、FTP、SNMP、DHCP等，为后续专业课的学习奠定基础。教学重点难点教学重点：计算机网络体系结构、以太网、IP协议、子网划分、路由选择协议、UDP和TCP的报文格式、TCP的可靠传输、流量控制和拥塞控制、DNS、FTP教学难点：子网划分、RIP、TCP的可靠传输、TCP的流量控制和拥塞控制教材参考书教 材：计算机网络第5版 谢希仁编著 电子工业出版社参考书1：构建中小企业网络华为3Com技术有限公司编著、出版参考书2：数据通信
3、技术教程崔良海编著 北京大学出版社参考书3：计算机网络第二版 胡道元编著 清华大学出版社计算机网络课程教案授课时间第 三周 周 一 第 二大 节课次1授课方式（请打）理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2学时授课题目（教学章、节或主题）：第一章 计算机网络概述 1.11.4教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握计算机网络最重要的两个功能、主机间的两种通信方式、分组交换的过程和特点理解网络的组成、因特网的组成、电路交换的特点了解因特网的发展阶段和标准化工作、计算机网络在我国的发展教学重点及难点：主机间的两种通信方式、电路交换的特点、分组交换的过程和特点教 学 基 本 内 容方
4、法及手段1、计算机网络提供的最重要功能2、网络和互联网的组成3、因特网的发展阶段和标准化工作4、因特网的组成5、两种主机间的通信方式：客户服务器方式和对等连接方式6. 电路交换的过程和特点7. 分组交换的过程和特点8. 路由器处理分组的过程9. 电路交换、报文交换和分组交换的比较10. 计算机网络在我国的发展教学方法：课堂讲授，结合提问、讨论、启发教学手段：举例讲解、板书讲解作业和思考题：课后习题1、2、3、7本节参考资料：参考书1第一章、参考书3 第一章课后小结：通过对本次课的学习，使学生了解网络的作用、因特网的发展、我国计算机网络的发展，掌握电路交换和分组交换的原理、特点，为后续的学习打下
5、基础。计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点第1章 概述1.1 计算机网络在信息时代的作用21 世纪是一个以网络为核心的信息时代。网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。它们向用户提供不同的服务。发展最快的并起到核心作用的是计算机网络，且产生了“网络融合” 。 举例说明计算机网络给人们的生活、工作、学习和交往带来的便利。归纳起来，计算机网络向用户提供的最重要的功能是连通性、共享。1.2 因特网概述因特网起源于美国，已称为世界上最大的国际性计算机互联网。1.2.1 网络的网络网络(network)由若干结点(node)和连接这
6、些结点的链路(link)组成。互联网internet是“网络的网络”(network of networks) ，把许多网络连接在一起。分别举例说明。1.2.2 因特网发展的三个阶段第一阶段是从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。三级结构指主干网、地区网、校园网（或企业网）。第三阶段的特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。ISP为因特网服务提供商Internet Service Provider。根据其提供服务的覆盖面积大小和所拥有的IP地址数目多少，ISP分层不同层次。Web服务是因特网上最具活力的服务。1.2.3 关于因特网的标准化
7、工作国际上有专门的组织机构研究、制定因特网的标准，比如因特网协会、因特网体系机构委员会等。所有的因特网标准是以RFC（Request For Comments）文档的形式在因特网上发表。制订因特网的正式标准需要四个阶段：因特网草案、建议标准、草案标准、因特网标准。1.3 因特网的组成 从工作方式看，可以将因特网划分为两大部分：边缘部分和核心部分。计算机网络的最重要功能页数： 1-1计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点1.3.1 因特网的边缘部分边缘部分由所有连接在因特网上的主机（端系统）组成，用来进行主机间通信(传送数据、音频或视频)和资源共享。讲解“主机 A 和主机 B 进行通信”的确切
8、含义。主机 A 和主机 B通信方式有两种：客户服务器方式和对等连接方式。1. 客户服务器方式客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。2. 对等连接方式对等连接(peer-to-peer，简写为 P2P)是指两个主机在通信时并不区分服务请求方或服务提供方。只要两个主机都运行了对等连接软件(P2P 软件)，它们就可以进行平等的、对等连接通信。1.3.2 因特网的核心部分 因特网的核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交
9、换)。在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。1. 电路交换的过程和特点从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。电路交换的三个阶段：建立连接(占用通信资源)、通信(一直占用通信资源)、释放连接(归还通信资源)。电路交换的特点是在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。因此，当使用电路交换来传送计算机数据时，其线路的传输效率往往很低。（？）2. 分组交换的过程和特点分组交换的过程如下：（1）在发送端把要发送的报
10、文分割为较短的数据块；（2）每个块增加带有控制信息的首部构成分组或包；（3）依次把各分组发送到接收端；（4）接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文。路由器处理分组的过程：（1）把收到的分组先放入缓存(暂时存储)；（2）查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；（3）把分组送到适当的端口转发出去。主机间通信方式电路交换的特点分组交换的过程页数： 1-2计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点分组交换的优点：高效、灵活、迅速、可靠分组交换的缺点：有一定的延迟和开销 分组交换采用了存储转发的思想。在 20 世纪 40 年代，电报通信就采用了基于存储转发原理的报文交换(message swit
11、ching)。电路交换、报文交换和分组交换的比较： （1）电路交换数据从源点直达终点，不需中间结点转发；（2）报文交换需要中间结点转发，且延迟较长。（3）分组交换需要中间结点转发，且延迟短。1.4 计算机网络在我国的发展我国广域网和局域网都有了快速的发展；1994年我国正式连入因特网。到目前为止，我国陆续建造了基于因特网技术的并可以和因特网互连的9个全国范围的公用计算机网络。分别是：(1) 中国公用计算机互联网 CHINANET(2) 中国教育和科研计算机网 CERNET(3) 中国科学技术网 CSTNET(4) 中国联通互联网 UNINET(5) 中国网通公用互联网 CNCNET(6) 中国
12、国际经济贸易互联网 CIETNET(7) 中国移动互联网 CMNET(8) 中国长城互联网 CGWNET(建设中)(9) 中国卫星集团互联网 CSNET(建设中)CNNIC中国互联网络信息中心，一年发布两次统计报告。电路交换、报文交换和分组交换的比较页数： 1-3计算机网络课程教案授课时间第 三 周 周 四 第 二大 节课次2授课方式（请打）理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2学时授课题目（教学章、节或主题）：1.5、1.6、1.7教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握计算机网络的分类、计算机网络的性能指标、计算机网络的层次划分和各层完成的功能熟悉计算机网络的定义、计算机
13、网络的非性能指标教学重点及难点：计算机网络的分类、时延、利用率、各层完成的功能教 学 基 本 内 容方法及手段1.计算机网络的定义、分类2. 计算机网络的性能指标3. 计算机网络的非性能指标4. 计算机网络的层次划分5. 计算机网络各层所要完成的功能教学方法：课堂讲授，结合提问、讨论、启发、自学教学手段：举例讲解、板书讲解、作业和思考题：第一章课后习题 8、13、14、17、20本节参考资料：参考书2 第一章课后小结：通过本次课的学习，使学生掌握计算机网络的定义、分类和性能指标；理解计算机网络分层的原因及各层所要完成的功能。计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点上次课主要内容计算机网络提供的
14、最重要功能；主机间的通信方式；电路交换的特点；分组交换的过程和特点；电路交换、报文交换和分组交换的比较本次课内容1.5 计算机网络的分类1.5.1 计算机网络的定义最简单的定义：计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。最简单的计算机网络(直连网线、交叉网线)1. 按照不同作用范围划分可分为广域网 WAN (Wide Area Network)、城域网 MAN (Metropolitan Area Network)、局域网 LAN (Local Area Network) 和个人区域网 PAN (Personal Area Network)或WPAN。2. 从网络的使用者进行分类可分为公
15、用网 (public network) 或公众网和专用网 (private network)。3. 接入网 AN (Access Network)又称为本地接入网或居民接入网。由ISP提供，起到让用户与因特网连接的“桥梁”作用。1.6 计算机网络的性能1.6.1 计算机网络的性能指标1. 速率速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标，指在一个数字信道上每秒钟传输的比特数。速率的单位是 b/s，kb/s, Mb/s, Gb/s 等。2. 带宽bandwidth指在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率” ，单位是“比特每秒
16、”，或b/s，bit/s。3. 吞吐量吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。单位是什么？吞吐量更经常地用于对现实世界中网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。计算机网络的分类页数： 2-1计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。例如对于100M以太网，额定速率是100Mb/s，吞吐量可能只有70Mb/s。4. 时延delay时延(延迟、迟延)：描述网络上数据从一个结点传送到另一个结点所经历的时间。时延=发送时延+传播时延+处理时延+ 排队时延发送时延(传输时延)：结点发送数据所需要的时间
17、，等于发送数据量除以信道带宽。传播时延指电磁波在信道中传播一定的距离而花费的时间，等于传输的距离除以电磁波在信道中的传播速率。传输时延和传播时延不同。处理时延指交换结点为存储转发分组而进行一些必要处理所花费的时间。比如差错校验、分析首部等。排队时延指在交换结点的缓存队列中分组排队所经历的时延。比如排队等待处理，排队等待转发等。思考四种时延所产生的地方。不能笼统地认为：“数据的发送速率高，传送得越快。”另外，对于高速网络链路和光纤信道，提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率，即减小了数据的发送时延。5. 时延带宽积时延带宽积=传播时延 * 带宽举例说明链路的时延带宽积表示链路可容
18、纳的比特数。6. 往返时间RTTRTT表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认(接收方收到数据后便立即发送确认)，总共经历的时间。7. 利用率利用率有信道利用率和网络利用率两种。信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。完全空闲的信道的利用率是零。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值结合高速公路，对比分析信道利用率并非越高越好。根据排队论的理论，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也就迅速增加。若令D0 表示网络空闲时的时延，D 表示网络当前的时延，则在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表示D 和D0之间的关系：D=D0/(1-U)时延利用率页
19、数： 2-2计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点其中U 是网络利用率，数值在 0 到 1 之间。1.6.2 计算机网络的非性能指标计算机网络的非性能指标包括费用、质量、可靠性、标准化、可扩展性和可升级性、可管理性和可维护性。1.7 计算机网络的体系结构1.7.1 计算机网络体系结构的形成考虑一个最简单的情况：连接在网络上的两台计算机要相互传送文件。需要做哪些事情？从上述最简单的例子可以得出，计算机网络是个非常复杂的系统。因此采用“分层”的方法研究和处理。开放系统互联参考模型OSI-RM应运而生，是由国际标准化组织ISO提出来的。在市场化方面OSI失败了。（？）非国际标准TCP/IP现在获得
20、了最广泛的应用，被称为事实上的国际标准。1.7.2 协议与层次划分网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。包括语法、语义和同步(语序)三个元素。（1）语法规定了数据与控制信息的结构或格式。（2）语义即收到一控制信息，应采取何种动作，做出何种响应。（3）同步即对事件实现顺序的详细说明。分析分层的好处：独立、灵活性好、易于实现和维护、促进标准化工作各层需要完成的功能：（1）差错控制（2）流量控制 调整发送端的速率，使得接收方能够来得及接收（3）分段和重装（4）复用和分用 发送端高层会话复用一条底层的连接，在接收端再进行分用（5）连
21、接的建立和释放各层需要完成的功能页数： 2-3计算机网络课程教案授课时间第 四周 周 四 第 二大 节课次3授课方式（请打）理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2学时授课题目（教学章、节或主题）：1.7、2.1、2.2教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握OSI-RM和TCP/IP的体系结构及各层的主要功能；数据在各层间传递的过程熟悉实体、协议、服务和服务访问点的概念；数据通信系统模型；数据通信的术语了解接口的一些特性教学重点及难点：OSI-RM和TCP/IP的体系结构及各层的主要功能；数据在各层间传递的过程；协议、服务和服务访问点教 学 基 本 内 容方法及手段1. OS
22、I-RM和TCP/IP的体系结构2. 五层体系结构中各层的功能3. 数据在各层传递的过程4. 实体、协议、服务、服务访问点5. 物理层的基本概念6. 数据通信系统模型7. 数据通信系统中的基本概念教学方法：课堂讲授，结合提问、讨论、启发教学手段：举例讲解、板书讲解作业和思考题：第一章课后习题 21、22、26、27本节参考资料：参考书2 第一章、参考书3 第二章课后小结：通过本次课的学习，使学生掌握OSI-RM和TCP/IP体系结构、各层的功能、数据在各层传递的过程、物理层和数据通信系统中的基本概念。计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点上次课主要内容计算机网络的定义、分类；时延、时延带宽积
23、、利用率；网络协议的定义及三要素本次课内容1.7.3 具有五层协议的体系结构OSI是一个七层协议体系结构，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。TCP/IP 是四层的体系结构，从上到下分别是：应用层、运输层、网际层和网络接口层。因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构。从上到下分别是：应用层、运输层、网络层和数据链路层和物理层。各层的主要功能： （1）应用层 直接为用户的应用进程提供服务。（2）传输层 为两个主机中进程间通信提供服务。有复用和分用的功能。传输层主要使用两个协议：面向连接的提供可靠交付的T
24、CP协议和无连接的提供尽最大努力交付的UDP协议。前者的数据传输单元是报文段，后者是用户数据报。（3）网络层 为分组交换网上的不同主机提供通信服务。选择合适的路由，使得数据能够通过路由器找到目的主机。数据传输单元是分组或数据包。（4）数据链路层 透明地传送帧中的数据。数据传输单元是数据帧。理解透明的含义。（5）物理层 透明地传输比特流。结合下图讲解数据在各层传输的过程。OSI-RM和TCP/IP体系结构各层的功能页数： 3-1计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点1.7.4 实体、协议、服务、服务访问点实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。协议是控制两个对等实体进行
25、通信的规则的集合。要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。下面的协议对上面的服务用户是透明的。协议是“水平的”，服务是“垂直的”。上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。OSI将层与层之间交换的数据单位称为服务数据单元SDU(Service Data Unit)。同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。通过举例说明协议很复杂。协议必须把所有不利的条件事先都估计到，而不能假定一切都是正常的和非常理想的。 1.7.5 TCP/IP的体系结构正确理解“IP Over Everythin
26、g”、“Everything Over IP”。第1章小结第2章 物理层2.1 物理层的基本概念物理层考虑的是怎样在连接各种计算机的传输媒体上传输比特流，屏蔽不同硬件设备、传输媒体和通信方式所带来的各种差异。物理层的主要任务：确定与传输媒体的接口的一些特性，即：（1）机械特性指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等等。（2）电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压范围（3）功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。（4）过程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序2.2 数据通信的基础知识结合下图讲解数据通信系统模型。数据通信系统的基本术语：数据(da
27、ta)信息的数据化形式。信号(signal)数据电气的或电磁的表现，或数据的物理量编码。模拟信号在时间域上幅度取值连续的信号数字信号在时间域上幅度取值离散的信号协议、服务、服务访问点页数： 3-2计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点码元(code)在使用时间域(或简称为时域)的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。页数： 3-3计算机网络课程教案授课时间第 五周 周 一 第 二大 节课次4授课方式（请打）理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2学时授课题目（教学章、节或主题）：2.2、2.3、2.4教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握三种通信方式、限制码元在信
28、道上的传输速率的因素、香农公式的含义、频分复用技术、时分复用技术、统计时分复用技术熟悉三种带通调制方法、导向传输媒体了解非导向传输媒体、波分复用、码分复用教学重点及难点：教学重点：三种通信方式、香浓公式、复用技术、传输媒体教学难点：统计时分复用技术教 学 基 本 内 容方法及手段1. 三种通信方式2. 调制和三种带通调制3. 限制码元在信道上的传输速率的因素4. 香农公式及其含义5. 导向传输媒体双绞线、同轴电缆和光纤6. 频分复用技术、时分复用技术和统计时分复用技术7. 波分复用和码分复用教学方法：课堂讲授，结合提问、讨论、启发教学手段：举例讲解、板书讲解作业和思考题：课后习题 7、8、10
29、、13本节参考资料：参考书2 第五章课后小结：本次课主要讲解了三种通信方式、三种带通调制、香农公式、传输媒体、复用技术。计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点上次课主要内容OSI-RM和TCP/IP体系结构、五层体系结构中各层的功能及基本传输单位、数据在各层间传输的过程、服务访问点、码元本次课内容2.2.2 有关信道的几个基本概念信道是向某一个方向传输信息的媒体。根据通信双方交换信息的方式，通信方式可以分为三种：（1）单向通信（单工通信）（2）双向交替通信（半双工通信）（3）双向通信（双工通信）基带信号（基本频带信号）：来自信源的信号。基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多
30、信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号进行调制(modulation)。调制分为两大类：基带调制和带通调制。最基本的带通调制方法有：调幅（AM，幅度调制）、调频（FM，频率调制）、调相（PM，相位调制）。2.2.3 信道的极限容量任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生各种失真。码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，或噪声干扰越大，或传输媒体质量越差，在信道输出端的波形的失真就越严重。 限制码元在信道上的传输速率的因素有两个：信道能够通过的频率范围和信噪比。（1）信道能够通过的频率范围码间串扰：如果信号中的高频分量在传输时受到衰减，那么接收端收到的波形前沿和后沿就变
31、得不那么陡峭了，每个码元所占的时间界限不再很明确，前后都拖了“尾巴”。也就是说，扩散了的码元波形所占的时间变得更宽了。这样，在接收端收到的信号波形就失去了码元之间的清晰界限。1924 年，奈奎斯特(Nyquist)推导出了著名的奈氏准则。他给出了在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输速率的上限值。在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不出现码间串扰。（2）信噪比 信噪比S/N，单位是db分贝，1dB=10 log10（S/N）三
32、种通信方式三种基本的带通调制方法码间串扰页数： 4-1计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点香农公式指出：信道的极限信息传输速率(极限容量) C 可表达为 C = W log2(1+S/N) b/s 对于频带宽度已确定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且码元传输速率也达到了上限值，可以用编码的方法让每一个码元携带更多比特的信息量提高信息的传输速率。2.3 物理层下面的传输媒体传输媒体也称为传输介质或传输媒介，是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理线路。传输媒体分为两大类：导向传输媒体和非导向传输媒体。在导向传输媒体中，电磁波被导向沿着固定媒体(铜线或光纤)传播；非导向传输媒体就是指自由空
33、间，在非导向传输媒体中电磁波的传输常称为无线传输。2.3.1 导向传输媒体1. 双绞线双绞线的分类根据屏蔽干扰能力的不同，双绞线可分为屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)和无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) ；根据绞合度的不同，双绞线可分为3类、4类、5类、超5类、6类、7类双绞线。2. 同轴电缆同轴电缆具有很好的抗干扰特性，被广泛应用于传输较高速率的数据。目前同轴电缆主要用于有线电视网的居民小区。3. 光纤光纤通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝，由纤芯和包层构成，直径仅有8至100um。光脉冲通过纤芯传导，在纤芯中发生全反射。
34、由于光纤非常细，因此必须将光纤做成很结实的光缆。优点：通信容量非常大；传输损耗小，对远距离传输特别经济；抗雷电和电磁干扰性能好；无串音干扰，保密性好，不易被窃听和截取数据；体积小，重量轻。缺点：将两根光纤精确地连接需要专用设备；光接口连接器较贵。2.3.2 非导向传输媒体无线传输所使用的频段很广。有短波通信、卫星通信和地面微波通信等。2.4 信道复用技术复用(multiplexing)是通信技术中的基本概念，即多个信息源共享一个公共信道。复用的目的在于提高线路利用率。香浓公式页数： 4-2计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点1. 频分复用 FDM(Frequency Division Mu
35、ltiplexing)频分复用原理：整个传输频带被划分为若干个频带，每路信号占用一个频带进行传输。频带之间留有防护频带以防相互干扰。用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。因此，频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。频分复用适用于模拟信号的传输。2. 时分复用TDM(Time Division Multiplexing)时分复用原理：将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM 帧)。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现(其周期就是 TDM 帧的长度)。因此TDM 信号也称为等时(isochronou
36、s)信号。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。时分复用适合于数字信号的传输。使用时分复用系统传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性质，用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的。 3. 统计时分复用 STDM(Statistic TDM)统计时分复用在时分复用技术的基础上增加了集中器。各用户有了数据就随时发往集中器的输入缓存，然后集中器按顺序依次扫描输入缓存，把缓存中的输入数据放入STDM帧中，对于没有数据的缓存就跳过去，从而提高信道利用率。4. 波分复用 WDM波分复用就是光的频分复用。即在一根光纤上复用多路波长接近的光载波信号。5. 码分复用CDM码分复用中，各用户使用经过
37、特殊挑选的不同码型，使得各用户之间不会造成干扰。因此，每个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。码分复用系统现在广泛用在民用的移动通信中。采用CDMA(码分多址)可提高通信的话音质量和数据传输的可靠性，减少干扰对通信的影响，增大通信容量(是GSM的45倍)，降低手机的平均发射功率等等。页数： 4-3计算机网络课程教案授课时间第 五 周 周 四 第 二大 节课次5授课方式（请打）理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2学时授课题目（教学章、节或主题）：第二章 2.5、2.6、3.1教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握ADSL的特点、数据链路层的两种信道类型、链路层三个基
38、本问题及其解决方法熟悉xDSL技术、光纤混合网HFC、链路和数据链路的概念了解PCM、同步光纤网SONET、同步数字序列SDH、FTTx技术教学重点及难点：重点：ADSL的特点、数据链路层的两种信道类型难点：链路层三个基本问题的解决方法教 学 基 本 内 容方法及手段1.简单介绍数字传输系统PCM、SONET、SDH。2. 讲解xDSL技术的原理、ADSL的特点。3. 讲解HFC的原理和主要特点。4. 简单介绍FTTx技术。5. 讲解链路层使用的两种信道及其特点。6. 介绍链路、数据链路的概念7. 介绍链路层的三个基本问题，详细讲解封装成帧的方法及好处。8. 详细讲解透明传输的含义及其实现透明
39、传输的方法，并举例。9. 介绍差错检测的必要性，详细讲解实现差错检测的循环冗余校验CRC法教学方法：课堂讲授，结合提问、讨论、启发教学手段：举例讲解、板书讲解作业和思考题：课后习题2-17、2-18、3-1、3-4、3-5本节参考资料：参考书3 第二章课后小结：本次课简单介绍了几种数字传输系统和宽带接入技术，主要讲解了链路层的三个基本问题及其解决方法。计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点上次课主要内容根据通信双方信息交互的方式，通信方式的分类、3种基本的带通调制方法、香农公式、传输媒体的分类、双绞线的分类、光纤的分类、复用技术的含义及其分类本次课内容2.5 数字传输系统 简单介绍三种数字传
40、输系统：脉码调制PCM体制、同步光纤网SONET和同步数字序列SDH。2.6 宽带接入技术2.6.1 xDSL技术xDSL 技术的原理：用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。xDSL 技术把 04 kHz 低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。DSL 就是数字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写。而 DSL 的前缀 x 则表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。 xDSL技术中最为常见的是ADSL（非对称数字用户线）技术。 ADSL技术的特点：上行和下行带宽不对称，下行带宽大于上行带宽。上行指从用户到 ISP，
41、而下行指从 ISP 到用户。2.6.2 光纤同轴混合网HFCHFC 网是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV的基础上开发的一种居民宽带接入网。HFC的主要特点：（1）HFC网的主干线路采用光纤（2）HFC网采用结点体系结构（3）HFC网具有比CATV网更宽的频谱，且具有双向传输功能。（4）每个家庭要安装一个用户接口盒。2.6.3 FTTx技术FTTx技术包括光纤到家FTTH技术、光纤到大楼FTTB技术和光纤到路边FTTC技术。第2章小结xDSL技术的原理、ADSL技术的特点页数： 5-1计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点第3章 数据链路层数据链路层使用的两种主要的信道：（1）点对点信道
42、：使用一对一的点对点的通信方式。（2）广播信道：使用一对多的广播通信方式，需要使用专用的共享信道协议来协调主机间数据的发送。3.1 使用点对点信道的数据链路层3.1.1 数据链路和帧链路(link)是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，中间没有任何其他的交换结点。数据链路(data link)：若把实现通信协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。现在最常用的方法是使用适配器(网卡)来实现这些协议的硬件和软件。一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。3.1.2 三个基本问题 链路层的三个基本问题是：封装成帧、透明传输、差错检测。1. 封装成帧封装成帧(framing)就是在一段
43、数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。为了提高帧的传输效率，希望数据部分远远大于首部和尾部之和。同时帧数据部分的长度不能超过MTU（链路层规定的帧数据部分的上限）。 可以用控制字符进行帧定界。如下图所示：SOH装在帧中的数据部分帧帧开始符 帧结束符 发送在前EOT举例说明当数据在传输中出现差错时，帧定界符的作用更加明显。2. 透明传输 思考：若数据部分恰好出现与SOH或EOT一样的代码，会出现什么情况？进而引出透明传输的问题。透明传输的含义：无论数据部分是什么样的比特组合，链路都能将其正确地传输到接收方，接收方都能传输到正确的数据。解决方法：链路层使用的两种信道封装成帧的方法透明传输的含义页数： 5-2计算机网络课程教案教学详细内容重点与难点字节填充法（字符填充法）：发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 0x1B)。若ESC也出现在数据中，那么应在ESC前面再插入一个ESC。接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符
