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数据通信网络技术 教案1 数据通信网络概述

2023-07-13 来源:钮旅网
项目一数据通信网络概述

【教学目标】

1. 知识目标:

(1) 理解网络的定义、功能、分类、网络性能指标。 (2) 掌握网络拓扑结构及特点、企业网络规划的方法与步骤。 (3) 了解数据通信的基本知识和各种通信方式。 2. 技能目标:

(1) 能够绘制不同的拓扑结构。

(2) 能根据网络实际选择合适的传输介质。 3. 素养目标

(1) 培养沟通交流及团队合作意识 (2) 养成规范操作的职业习惯 (3) 培养精益求精的工匠精神

【教学重点】

数据通信的基本知识和各种通信方式。 【教学难点】

企业网络规划的方法与步骤。 【教学方法】

项目教学法、启发式教学法、自主探究、合作探究。 【导入新课】

我们都在使用网络,哪什么是网络呢?网络的发展与通信技术有什么关系呢?我们一起 来学习。 【教学过程】

任务一:认识计算机网络

任务要求:理解计算机网络的定义、功能、分类,理解网络性能指标,能够根据指标判 断网络性能。

1. 计算机网络的定义

计算机网络的定义具有时代性,目前为止没有形成标准统一的定义,普遍定义是指将地 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,具备相互通信、共享外部设备(如 硬盘与打印机)、共享存储功能与处理能力,并可访问远程主机或其他网络。

计算机网络具备以下功能。

1) 资源共享

2) 信息传输与集中处理 3) 负载均衡与分布处理

4)综合信息服务 2. 网络的分类 1)按照作用范围分类

(1) 局域网 LAN (Local Area Network)。

局域网的作用范围一般只有几公里,它在较小的区域内将若干独立的数据设备连接起 来,形成一个传输速率在10Mbit/s以上的高速数据通信系统,使用户共享计算机资源。局 域网的基本组成包括服务器、

(2) 广域网 WAN (Wide Area Network)。

广域网的作用范围通常为几十到几千公里,广域网是互联网的核心部分,由终端设备、 节点交换设备和传输设备组成,其任务是通过长距离(如跨越不同的国家)运送终端设备所 发送的数据。

2)按照传输技术分类 (1)广播式网络。 (2)点到点式网络。 3. 网络性能的指标 1) 传输速率 2) 市兔 3) 吞吐量 4) 时延

任务二:拓扑结构与网络规划设计

任务要求:掌握网络拓扑结构,能够分析不同拓扑结构的特点,掌握企业网络规划的方 法与步骤。

1. 拓扑结构

网络通过网络中各个节点与通信线路之间的几何关系来表示网络结构,并反映出网络各 实体之间的结构关系。通常将网络中的主机、终端和其他设备抽象为节点,通信线路抽象为 线路,而将节点和线路连接而成的几何图形称为网络的拓扑结构。

1)总线形拓扑结构

终端电阻

□ LJ □

图1-2总线形拓扑结构

终端也阻

2)星形拓扑结构

o

3) 环形拓扑结构 4) 树形拓扑结构 5) 网形拓扑结构

2. 规划设计交换式企业网络 1) 网络的规划设计步骤

网络工程的首要工作就是要进行规划设计,通过科学合理的规划能够用最低的成本建立 最佳的网络,达到最高的性能,提供最优的服务,对网络进行规划设计和组建通常遵循以下 基本步骤:

(1) 用户需求分析。

网络规划设计前应与客户充分沟通交流,弄清客户的网络建设需求。

(2) 考察企业楼宇分布图与间距。

在与客户沟通交流的同时,应现场考察掌握企业的楼宇分布与各幢楼的间距,绘制或索 取企业的楼宇建设平面图,并在图中标注距离数据以及各幢楼的楼层数、中心机房的位置、 各幢楼的配线间和线井的位置。

(3) 规划设计网络拓扑结构和综合布线系统。

在弄清客户组网需求和企业楼宇颁布图之后,就可以开始规划设计网络拓扑结构和综合 布线系统,进行网络设备选型,并设计网络工程预算与投标书。

(4) 组织综合布线施工与验收。

工程中标后,订购相关网络设备和器材,并组织综合布线施工与验收。

(5) 安装网络设备,规划VLAN与IP地址,然后对网络设备(交换机和路由器)按规

划进行配置和调试运行。

(6) 网络试运行,试运行期结束后进行网络工程验收。 (7) 对客户进行网络管理与维护培训,然后进入售后服务阶段。 2) 交换式局域网的规划设计方法

交换式局域网采用星型结构布线和组网,但网络总体结构呈层次结构。三层交换式结构 中的“三层”分别是接入层、汇聚层和核心层。

三层交换式组网结构如图1-7所示。

核心层

汇聚层

接入层

图1-7三层交换式组网结构

(1)接入层。

接入层位于整个网络结构的最底层,接入层交换机用于连接最终用户,提供网络接入服 务。

(2) 汇聚层。

汇聚层交换机用于汇聚接入层交换机的流量,提供VLAN间的互访,并上连到核心层交 换机。

(3) 核心层。

核心层交换机是整个网络的中心交换机,具有最高的交换机性能,用于连接和汇聚各汇 聚层交换机的流量。核心交换机一般采用中高档的三层交换机,这类交换机具有很高的交换 背板带宽和较多的高速端口,能提供高性能的交换和IP包的转发服务。

任务三:数据通信

任务要求:掌握数据通信中信号、数据、信息等概念,理解数据通信模型,了解不同的 数据通信方式。

1. 信息、数据与信号 1) 信息

通信的目的就是传输信息。对于收信者来说未知的、待传送、交换、存储或提取的内容, 包括语音、图像、文字等,都称为信息。

2) 数据

消息进行传输时,运送消息的实体实际上是数据,数据是使用特定方式表示信息,通常 是有意义的符号序列。

3) 信号

信号是数据的电编码、电磁编码或其他编码,

信号可以分为模拟信号和数字信号。

(a)模拟信号 (b)数字信号

2. 数据通信过程

数据从发送端被发送到接收端被接收的整个过程称为通信过程。每次通信包含两个方面 的内容,即传输数据和通信控制。通信控制主要执行各种辅助操作,并不交换数据,但这种 辅助操作对于交换数据而言

此以只使用交换机的传输系统为例,说明数据通信的基本过程。该过程通常被划分为5 个阶段,5个阶段如下:

第1阶段:建立物理连接。 第2阶段:建立数据传输链路。 第3阶段:数据传送。 第4阶段:数据传输结束。 第5阶段:拆除物理连接。

3. 数据通信方式 1) 单工通信

在单工通信方式中,数据在任何时刻只能沿着一个方向传输,即收发双方的通信线路是 单向的,例如广播就是采用这种通信方式。

2) 半双工通信

在半双工通信方式中,数据可以沿任一方向传输,但不允许同时沿两个方向传输,即在 任一给定时间,传输仅能沿某一方向进行,例如无线对讲机就是采用这种通信方式,只有当 一方讲完并按结束键后,另一方才能讲话。

3) 全双工通信

在全双工通信方式中,数据则可以同时沿两个方向传输,我们平时使用的固定电话和手 机就是采用这种通信方式,即通信双方能同时讲话,可以讨论和争辩。图1-10中,图(a) 为单工通信方式,图(b)为半双工通信方式,图(c)为全双工通信方式。

图1-10单工、半双工与全双工通信方式比较

【项目小结】

本任务主要学习了:

1) 网络的定义、功能、分类、网络性能指标。

2) 网络拓扑结构及特点、企业网络规划的方法与步骤。

3)数据通信的基本知识和各种通信方式。

任务评价表

学生: 项目名称 评价内容 任务一 级 班 数据通信网络概述 主要评价标准 星期 日期 组长 分数 小组评价 教师评价 理解网络的定义、功能、分类,理 解网络性能主要指标 掌握网络拓扑结构及特点,掌握企 业网络规划的方法与步骤 30分 任务二 任务三 40分 掌握数据通信中的概念,理解各种 通信方式 30分 总分 合计 项目总结 (心得体会)

说明:(1)从设备选择、设备连线、设备配置、连通测试等方面对任务进行评价。

(2)满分100分,总分二组长评价x40%+教师评价x60%o

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