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《计算机网络与安全》课程教案课程名称计算机网络与安全任课教师欧莹元授课班级12计算与科学课序2授课内容第1章计算机网络基础1.3网络的功能与分类1.4网络的拓扑结构教学目的及要求1掌握计算机网络的分类2掌握计算机网络的拓扑结构教学重点与难点重点：计算机网络的定义难点：资源子网与通信子网的作用教学手段多媒体教学方法讲解法，演示法，案例分析法课时数2详案备注导入：平时大家经常使用网络，那么什么是网络，网络是怎么样组成的哪~！新授：1.1计算机网络定义通常对计算机网络的定义是：将地理位置不同的、具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信设备和线路连接起来，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，实现通信交往、资源共享和协同工作的计算机系统。计算机网络发展－分四个阶段1．面向终端的计算机通信网络2．计算机-计算机通信网络3．计算机网络标准化阶段4．高速网络阶段面向终端的计算机通信网络2计算机-计算机通信网络20世纪60年代后期，出现了通过通信线路将分散在各地的计算机系统连接起来的通信网络系统。这一阶段使计算机网络的通信方式由终端与计算机之间的通信发展到计算机与计算机之间的直接通信。从此，计算机网络的发展就进入了一个崭新的发展阶段，标志着现代通信时代的开始。这一阶段研究的典型代表是美国国防部高级研究计划局1969年12月投入运行的ARPANET，该网络是一个典型的以实现资源共享为目的的具有通信功能的多机系统。它为计算机网络的发展奠定了基础，其核心技术是分组交换技术。ARPANET于1990年6月停止运行，被因特网（Internet）取而代之，完成了它的历史使命。ARPANET的试验成功使计算机网络的概念发生了根本的变化。计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，它在结构上必然可以分成两个部分：负责数据处理的计算机终端和负责数据通信处理的通信控制处理机与通信线路。这个阶段，在计算机通信网络的基础上，人们完成了网络体系结构与协议的研究，形成了计算机网络。3计算机网络标准化阶段通信网络从仅具有通信功能的网络系统，发展为通过各种通信手段使分布在各地众多的各种计算机系统有机地连接在一起，以共享资源为目的，组成一个规模更大、功能更强、可靠性更高的、由网络操作系统管理的、遵循国际标准化网络体系结构的计算机网络。国际标准化组织ISO于1997年成立了研究计算机网络互连的专门机构，并提出了一个能使各种计算机在全世界范围内互连成网络的标准框架，即开放系统互连参考模型，简称OSI/RM。4高速网络阶段从20世纪80年代末开始，计算机网络开始进入其发展的第四代时期第四代主要标志：网络传输介质的光纤化、信息高速公路的建设；多媒体网络及宽带综合业务数字网的开发和应用；智能网络的发展；高速以太网、百兆光纤局域网FDDI、快速分组交换技术，包括帧中继、异步传输模式等。1.2计算机网络的组成完整的计算机网络系统是由网络硬件系统和网络软件系统组成的。根据不同应用的需要，网络可能有不同的软、硬件配置。1计算机网络的硬件组成服务器专用服务器的CPU速度快，内存和硬盘的容量高，较大规模应用系统需要配置多个服务器。工作站将计算机与网络连接起来就成为网络工作站。网卡服务器和工作站均需要安装网卡。网卡也称为网络适配器，它是计算机和网络缆线之间的物理接口。网卡的基本功能是：并行数据和串行信号之间的转换、数据帧的装配与拆装、网络访问控制和数据缓冲等。通信介质通信介质是计算机网络中发送方和接收方之间的物理通路。网络互连设备中继器、集线器、交换机和路由器等都用于网络互连。2计算机网络的软件组成独立的计算机必须有软件才能运行，计算机网络也必须有网络软件系统才能运行。计算机网络软件系统包括网络操作系统（NetworkOperatin8System，NOS）、网络应用服务系统等。1．网络操作系统网络操作系统是为计算机网络配置的操作系统，网络中的各台计算机都配置有各自的操作系统，而网络操作系统把它们有机地联系起来。网络操作系统除了具有常规操作系统所应具有的功能外，还应具有以下网络管理功能，即网络通信功能、网络范围内的资源管理功能和网络服务功能等。2．网络操作系统组成网络操作系统主要包括三个部分，即网络适配器驱动程序、子网协议和应用协议。网卡驱动程序介于网络适配器硬件和子网协议之间，起着中间联系作用，网卡驱动程序完成网卡接收和发送数据包的复杂处理过程，它直接对网卡的各种控制、状态寄存器、DMA和I／O端口进行硬件级操作。子网协议是在网络范围内发送应用和系统报文所必须的通信协议。子网协议的选择直接关系到网络操作系统的性能，高速子网协议会加速网络操作系统的处理速度，低速子网协议则相反。应用协议与子网协议进行通信，实现网络操作系统的高层服务。3通信子网和资源子网计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为网络的通信子网，计算机网络中实现资源共享的设备及其软件的集合称为资源子网资源子网资源子网主要是对信息进行加工和处理，面向用户，接受本地用户和网络用户提交的任务，最终完成信息的处理。它包括访问网络和处理数据的硬软件设施，主要有主计算机系统、终端控制器和终端、计算机外设、有关软件和可共享的数据（如公共数据库）等。通信子网通信子网主要负责计算机网络内部信息流的传递、交换、和控制，以及信号的变换和通信中的有关处理工作，间接地服务于用户。它主要包括网络结点、通信链路、交换机和信号变换设备等硬软件设施。总结：本次课主要学习了网络的定义与历史，认识了网络的基本组成。课后小结本节主要讲授什么是计算机网络，网络的组成主要是什么。作业熟悉网络的定义，掌握网络的组成。