计算机网络技术第2单元教案本.docx

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1、广州市机电技师学院 广州市天河金领技工学校教师姓名：欧海明授课班级：1326课程名称:网络实用技术基础编号：版本：流水号:科目网络实用技术基础班级1326授课日期2013-9-26课题第二章局域网基础课时6课时授课方式讲授、任务驱动、模拟训练、小组合作学习法辅助教具多媒体学习目标通过学习完本课题，学生应当能够 1、了解局域网的定义和特点。2、掌握局域网的组成3、理解局域网的应用模式4、掌握局域网的设置及测试方法5、了解IEEE802标准系列作业布置重点掌握局域网的设置及测试方法难点局域网的组成及工作原理教 学 回 顾审阅签名:审阅日期:审阅签名:审阅日期:授课教师:提交日期:教学过程教学环节教

2、师活动学生活动资源准备课前准备根据该班人数分成5组,每组约5-6人。分组，推选一名组长分组教学能培养 学生的团队合作 能力导入任务复习前一章，引入新课。学生在教师的引导下 思考及回答问题设计意图：通过创 设情景，引出工作 任务，引导学生思 考（5分钟）资源准备：多媒体分析任务介绍局域网的特点、组成、工作原理及 共享式以太网组网核技术学生在教师的引导下 思考及回答问题多媒体相关知识局域网特点局域网组成局域网的应用模式局域网的设置与测试IEEE802 标准学生在教师的引导下 思考及回答问题多媒体任务实施理解局域网的应用模式掌握局域网的设置及测试方法学生在教师的引导下 思考及回答问题多媒体师生评议多

3、媒体小结反思多媒体教学过程教学环节与时间分配教学内容讲授新课局域网LAN (Local Area Network)是计算机通信网的重要组成部分，是 一种在一个局部地区范围内(例如一个学校、一个工厂、一家医院、一个机 关等)，把各种计算机、外围设备、数据库等相互连接起来组成的计算机通信 网。局域网的产生和发展为了共享软件、硬件资源和相互之间传送数据和文件，于是产生了近距离高 速通信的要求，这就是局域网产生的背景。1972年Bell (贝尔)公司提出了两种环型局域网技术。1983年，IEEE 802.3委员会以Ethernet V2.0为基础，正式制定并颁布了 IEEE 802.3以太网标准，这个

4、标准被称为标准以太网(10Base-5)。从此局域网开 始进入标准化进程。201983年，美国国家标准化委员会ANSI X3T9.5委员会提出了光纤分布式数据 接口(FDDI)标准，使局域网的传输速率提高到了 100Mbpso这一阶段的网 络技术是共享传输通道、共享带宽的共享式局域网技术。一、局域网的特点区别于一般的广域网，局域网通常具有如下特征：(1)地理分布范围小。一般为数百米至数千米，可以覆盖一幢大楼、一所学 校或者一个企业。局域网一般为一个机构所拥有。(2)数据传输速率高。一般为10Mbps-lOGbps,可以交换各类数字和非数 字(如语音、图像、视频等)信息。(3)误码率低。这是因为

5、局域网通常采用段距离基带传输，可以使用高质量 的传输媒体，从而提高了数据传输质量。(4)以PC为主体。包括各种终端及外设，网络中一般不设中央主机系统。(5)一般仅包含0SI参考模型中的最低二层功能，即仅涉及通信子网的内容。 所以连到局域网的数据通信设备必须加上高层协议和网络软件才能组成计算 机网络。(6)协议简单，结构灵活，建网成本低，周期短，便于管理和扩充。覆盖局域网和广域网之间的区域是城市区域网MAN,简称城域网。二、局域网的拓扑结构1.拓扑结构概念是用一些简单的几何图形来表示复杂的形式结构。在计算机网络中引用拓扑 结构的目的是利用它来表示网络传输介质的连接形式，即线路构成的几何形1）硬件

6、结构状。2.按拓扑结构分类计算机网络的拓扑结构是指网络节点的地理分布和互连关系上的几何构形。 这种分类方法是最常用的分类方法。局域网经常采用总线型、环型、星型这 几种最常见的拓扑结构，因此可以把局域网分为总线型局域网、环型局域网、 星型局域网和混合型局域网等类型。3,局域网拓扑结构的选择选择局域网拓扑结构需要考虑如下诸多因素：(1)局域网既要易于安装，又要易于扩展。(2)局域网的可靠性是考虑选择局域网的重要因素。要易于故障诊断和隔离， 以使得局域网的主体在局部发生故障时仍然能够正常运行。(3)局域网拓扑结构的选择还会影响传输媒体的选择和媒体访问控制方法的 确定，这些因素又会影响各个节点运行速度

7、和局域网软、硬件接口的复杂性。 三、网络服务器服务器(Server)是整个网络系统的核心，它就是为网络用户提供服务并管理 整个网络的设备。根据客户机/服务器交互模式中服务器提供的服务的类型的不同，可以将其分 为文件服务器、数据库服务器、事务处理服务器、应用服务器和对象服务器 等几种类型。其中，前两种类型是最基本的，而后面的几种类型都是在此基 础上发展起来的。1 .文件服务器文件服务器是最早出现的一种服务器类型，如图5-1所示。它的工作过程是：如果用户想要查询或处理文件服务器中的数据库文件，由 客户机向文件服务器发出文件查询请求。文件服务器在接收到客户机的请求 后，在服务器硬盘中搜索用户所需的数

8、据库文件，然后将该数据库文件发送 到客户机。客户机运行客户应用程序，对数据库文件进行处理，然后将修改 过的数据库文件发送回文件服务器。以这种服务器的工作过程可以看出其缺 点是网络负荷较大，致使网络的工作效率较低。2 .数据库服务器在该服务器的工作模式中(如下图所示)，客户机通过一条SQL命令将服务 请求发送到数据库服务器，数据库服务器将每一条SQL命令的执行结果回送 给客户机。服务器从外型来看，和普通的PC并没有什么两样，但其内部结构和性能却 与普通的个人PC机有着本质的不同。体现在以下方面：2）性能四、工作站工作站（workstation）是一种高性能计算机，它与普通计算机相比具备更 强大的

9、数据运算与图形和图像处理能力。根据所使用的领域不同，工作站在性能上也有所差别。现在常见的工作站主 要有：图形工作站、文件工作站、程序开发等，它们所涉及的领域主要有工 程设计、图形处理、软件开发和金融管理等。介质访问控制（Media Access Control, MAC）就是用于解决局域网中共用信 道产生竞争时如何分配信道的使用权的问题。局域网目前常用的访问控制方 法有：（1）争用型介质访问控制协议，即随机型的介质访问控制协议，如以太网的 CSMA/CD 方式。（2）确定型访问控制协议，即有序的访问控制协议，如令牌方式。五、以太网介质访问控制方法1 .带冲突监测的载波侦听多址访问带冲突检测的载

10、波侦听多址访问（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection, CSMA/CD）,网络中各个站点都具备一种对总线上所传输的信号 或载波进行监测的功能称为载波监听CS；多址MA是指当总线上一个站点占 用总线发送信号时，所有连接到同一总线上的其他站点都可以通过各自的接 收器收听，只不过目标结点会对所接收到的信号进行进一步处理，而非目标 结点则忽略所接收到的信号；冲突检测CD是指一种检测或识别冲突的机制, 这是实现冲突退避的前提。在总线环境中，冲突的发生可能有两种原因：一种是总线上两个或两个以上 的接点同时发送信息；另一种是一个较远的接点已经发送

11、信息，但是由于线 路较长，使之到达目的地时，另一个刚好发送了信息。CSMA/CD通常用于 总线型拓扑结构和星型拓扑结构的局域网中。2 .载波侦听多路访问基本的载波侦听多路访问（CSMA）方法的算法如下：（1） 一个站要发送信息时，首先需要监听总线，以确定是否有其他站发送的 信号。（2）如果介质是空闲的（没有其他站点正在发送），则可以发送。（3）如果总线（传输介质）是忙的，则等待一定时间后重试。根据信道忙时，对如何监听采取的处理方法不同，可以将CSMA分为不坚持CSMA、1-坚持CSMA和P-坚持CSMA三种不同的协议，如图5-3所示。(1)不坚持CSMA。发送之前监听信道，如果信道空闲就发送数

12、据；如果监 听到信道忙，就不坚持监听，而是根据协议算法延迟一个随机时间后再重新 监听。不坚持CSMA的缺点是不能找到信道刚好变成空闲的时刻，这样就会 影响信道利用率的提高。(2) 1-坚持CSMA。监听到信道忙，则继续监听，知道信道空闲就立刻把数 据发送出去，但若启两个或两个以上的站点正在同时监听信道，则一旦信道 空闲就会发送冲突，反而不利于吞吐量的提高。(3) P-坚持CSMA。监听到信道空闲时，就以概率P (OP1)发送数据， 而以概率(1.P)延迟一段时间，重新监听信道。P坚持CSMA可以减少冲突， 提高信道的利用率，但P值的确认十分复杂。(4) 冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD

13、的工作过程可以为先听后发、边听边发、冲突停止、随机延时重 发，具体说明如下：(1)当一个站点想要发送数据时，需检测网络是否有其他正在传输，即监听 信道是否空闲。(2)如果信道忙，则等待，直到信道空闲。(3)在发送数据的同时，站点继续侦听网络确信没有其他站点在发送数据。 因为有可能有两个或更多的站点同时在检测网络空闲后，几乎同一时刻开始 传输数据。如果两个或多个站点同时发送数据，则会发生冲突。(4)当一个传输结点识别出一个冲突时，就发送一个拥塞信号，这个信号使 得冲突的时间足够长，让其他的结点都能够发现。六、令牌总线访问控制方法令牌总线访问控制和CSMA/CD方式一样，应用于总线网络拓扑结构中，

14、但 不同的是网络上各工作站按一定顺序形成一个逻辑环。每个工作站在环中均 有一个指定逻辑位置，即首尾相连，每个站都了解其先行站和后继站的地址， 总线上各站的物理位置与逻辑位置无关。令牌总线网如下图所示。令牌总线的MAC协议十分复杂，要求大量的维护工作。其中，下列功能是 必不可少的，它们必须由总线上一个或多个站点来完成。1.环的初始化当网络开始启动时，或逻辑环断开后，必须重新进行初始化，每个工作站按 地址从高到低插入逻辑环中，令牌也从地址高的工作站传到地址低的工作站。 2.加入环路环中每站都周期性地提供机会让新节点加入环中。当某站点持有令牌时，即发出一个“请求后继站”的帧，邀请其他地址介于本站点及

15、其后继站之同的新 站进入环中，然后等待一个响应窗口或时间片(等于介质的端到端延时)。接 着发生下面四种情况之一：(1)无响应。(2)收到了一个正确的响应。(3)收到了碰撞响应。(4)无效响应。3 .退出环路一个工作站须能将其自身从环路中退出，向其先行站发送一“置后继站”帧， 令它和后继站相接，并将其先行站和后继站连接起来，即将本站的后继站变 为先行站的后继站。4 .恢复对网络中可能出现的差错，特别是丢失令牌也能恢复，在多重令牌情况下能 识别处理。令牌总线访问控制已列为IEEE 802.4协议标准 七、令牌环访问控制方法在用于环型和总线网络中的令牌传递方案中，令牌沿网络通道传送，有规律 地经过每

16、个节点，令牌通常是一个8位的包。以下是令牌传递过程的简述：(1)当一个节点有数据帧要发送时，它首先等待令牌的经过，当令牌传到本 节点时，检测令牌是否有空，如果有空，它夺取令牌将空闲标志改为忙，紧 接着忙令牌后面传输一个数据帧，此时环上没有空闲令牌，其他要传送数据 的节点必须等待。(2)当携带数据帧的令牌继续环行时，后面的每个节点都校验数据帧。检查 若不是发送给自己的帧，则传到下一节点。(3)目的节点辨认出此数据帧，接收它，并将一个收据信号附在令牌上，随 后令牌继续环行。(4)当源节点收到附有收据信号的令牌后，它就解除令牌的忙状态，送出空 闲令牌自由环行，过程又重新开始。如下图所示表示令牌在环上的传送过程。图中(a)表示节点A要求获得令 牌发送数据；(b)表示节点A把“空闲”令牌置为“忙”令牌，并将数据帧附在 后面沿环路传到C,节点C开始复制数据至自己的缓冲区，附上收据信号后 数据继续沿环传输；(c)表示数据回到节点A,它把数据从环上移去，再发 出空闲令牌。