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计算机网络基础与应用教案完整版

计算机网络概述

网络通信基础

局域网技术

广域网技术

网络应用与服务

网络安全与管理

目录

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计算机网络概述

VS

计算机网络是指将地理位置不同，具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

发展

计算机网络的发展可分为四个阶段。第一阶段是20世纪60年代的ARPANET，它是计算机网络的雏形；第二阶段是20世纪70年代到80年代初期，这是计算机网络的初级阶段，以局域网和广域网的出现为标志；第三阶段是20世纪80年代中后期到90年代初期，这是计算机网络的互联阶段，以Internet的出现为标志；第四阶段是20世纪90年代至今，这是计算机网络的飞速发展阶段，以Web技术的出现和广泛应用为标志。

定义

包括计算机、网络设备（如路由器、交换机等）、传输介质（如光纤、电缆等）等。

网络硬件

网络软件

网络数据

包括网络操作系统、网络协议、网络管理软件等。

包括在网络上传输的各种数据和信息。

03

02

01

可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。

可分为星型网络、环型网络、总线型网络、树型网络和网状网络等。

可分为广播式网络和点对点网络。

可分为公用网和专用网。

按地理范围分类

按拓扑结构分类

按传输技术分类

按使用范围分类

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网络通信基础

数据通信的定义

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数据通信是指在不同计算机或终端之间，通过传输介质和通信协议进行信息交换的过程。

数据通信系统的组成

02

数据通信系统通常由数据源、数据通信网和数据宿三部分组成。其中，数据源是产生和发送数据的设备，数据通信网是传输数据的通道，数据宿是接收数据的设备。

数据通信的基本方式

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数据通信的基本方式包括并行通信和串行通信。并行通信是指同时传输多个比特，而串行通信则是逐位传输。

常见的传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线传输介质等。

传输介质类型

根据数据传输的方向和时间关系，通信方式可分为单工、半双工和全双工三种。单工通信只允许数据在一个方向上传输，半双工通信允许数据在两个方向上交替传输，而全双工通信则允许数据在两个方向上同时传输。

通信方式

网络协议是计算机之间进行通信所必须遵循的规则和约定，包括语法、语义和时序三个要素。

网络协议的定义

OSI（OpenSystemsInterconnection）模型是一个开放性的网络互连参考模型，它将网络通信的功能划分为七个层次，从下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。每个层次都有其特定的功能和服务，通过层次间的接口实现通信。

OSI模型

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局域网技术

局域网的特点

高数据传输速率、低误码率、短距离通信、通常采用广播式通信方式。

局域网的定义

局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是一种在小范围内实现计算机之间通信的网络，通常覆盖一个建筑物、校园或企业园区等。

局域网的拓扑结构

星型、环型、总线型、树型等。

以太网的发展历程

从10BASE5、10BASE2到10BASE-T，再到100BASE-TX、1000BASE-T等。

以太网的工作原理

采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议，实现网络中的计算机在共享传输介质的同时进行数据传输。

以太网的帧格式

包括前导码、帧起始定界符、目的地址、源地址、类型/长度字段、数据字段、填充字段和帧校验序列等。

无线局域网的安全问题

包括数据加密、身份认证和访问控制等，常见的安全技术有WEP、WPA和WPA2等。

无线局域网的定义

无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）利用无线通信技术实现计算机之间的通信，无需铺设线缆。

无线局域网的标准

IEEE802.11系列标准，包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。

无线局域网的工作原理

通过无线网卡和无线接入点（AP）或无线路由器实现数据传输，采用CSMA/CA（载波监听多路访问/冲突避免）协议进行信道访问控制。

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广域网技术

广域网（WideAreaNetwork，WAN）是一种覆盖地理范围较大的计算机网络，通常跨越不同的城市、地区或国家。

定义

广域网的主要特点是覆盖范围广、传输距离长、通信速率相对较低、网络结构复杂。

特点

广域网主要由路由器、交换机、通信线路等网络设备组成，实现不同局域网或城域网之间的互联。

组成

路由器

路由器是广域网中的核心设备，负责接收、存储和转发网络中的数据包。路由器根据网络层地址（IP地址）进行路由选择，将数据包从一个网络转发到另一个网络。

路由表

路由器中保存有路由表，用于