計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)教程教案

廣州華商職業(yè)學(xué)院教案2011/2012學(xué)年第二學(xué)期課程名稱計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)教程與實訓(xùn)教程課程類別專業(yè)必修課任課班級11計算機網(wǎng)絡(luò)1～３任課教師陳立軍教師所屬系部信息工程系二Ｏ一

學(xué)科計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與實訓(xùn)教程課題第一章：計算機網(wǎng)絡(luò)概述：周數(shù)1學(xué)時數(shù)4授課班級11計算機網(wǎng)絡(luò)1～3教學(xué)目標(biāo)及要求掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的一般概念；2、了解計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展概念教學(xué)重點1.掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的一般概念；教學(xué)難點1.了解計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展概念實驗儀器及教具多媒體教學(xué)系統(tǒng)備注教學(xué)過程詳見課件課后作業(yè)P13/1

學(xué)科計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與實訓(xùn)教程課題數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識周數(shù)3-6學(xué)時數(shù)8授課班級11計算機網(wǎng)絡(luò)1～3教學(xué)目標(biāo)及要求數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理、交換方式及適用范圍教學(xué)重點1．?dāng)?shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理教學(xué)難點1．交換方式及適用范圍實驗儀器及教具多媒體教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)過程備注1.數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理Dte是數(shù)據(jù)終端。數(shù)據(jù)終端有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組型終端有計算機、數(shù)字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設(shè)備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設(shè)備(VAP)、局域網(wǎng)(LAN)等各種專用終端設(shè)備;非分組型終端有個人計算機終端、可視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。數(shù)據(jù)電路由傳輸信道和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(DCE)組成，如果傳輸信道為模擬信道，DCE通常就是調(diào)制解調(diào)器(MODEM)，它的作用是進行模擬信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換;如果傳輸信道為數(shù)字信道，DCE的作用是實現(xiàn)信號碼型與電平的轉(zhuǎn)換，以及線路接續(xù)控制等。傳輸信道除有模擬和數(shù)字的區(qū)分外，還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網(wǎng)線路之分。交換網(wǎng)線路要通過呼叫過程建立連接，通信結(jié)束后再拆除;專線連接由于是固定連接就無需上述的呼叫建立與拆線過程。計算機系統(tǒng)中的通信控制器用于管理與數(shù)據(jù)終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)通信的交換方式通常數(shù)據(jù)通信有三種交換方式:(1)電路交換電路交換是指兩臺計算機或終端在相互通信時，使用同一條實際的物理鏈路，通信中自始至終使用該鏈路進行信息傳輸，且不允許其它計算機或終端同時共亨該電路。(2)報文交換報文交換是將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中(內(nèi)存或外存)，當(dāng)所需輸出電路空閑時，再將該報文發(fā)往需接收的交換機或終端。這種存儲_轉(zhuǎn)發(fā)的方式可以提高中繼線和電路的利用率。(3)分組交換分組交換是將用戶發(fā)來的整份報文分割成若于個定長的數(shù)據(jù)塊(稱為分組或打包)，將這些分組以存儲_轉(zhuǎn)發(fā)的方式在網(wǎng)內(nèi)傳輸。第一個分組信息都連有接收地址和發(fā)送地址的標(biāo)識。在分組交換網(wǎng)中，不同用戶的分組數(shù)據(jù)均采用動態(tài)復(fù)用的技術(shù)傳送，即網(wǎng)絡(luò)具有路由選擇，同一條路由可以有不同用戶的分組在傳送，所以線路利用率較高。3.各種交換方式的適用范圍(1)電路交換方式通常應(yīng)用于公用電話網(wǎng)、公用電報網(wǎng)及電路交換的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)(CSPDN)等通信網(wǎng)絡(luò)中。前兩種電路交換方式系傳統(tǒng)方式;后一種方式與公用電話網(wǎng)基本相似，但它是用四線或二線方式連接用戶，適用于較高速率的數(shù)據(jù)交換。正由于它是專用的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)，其接通率、工作速率、用戶線距離、線路均衡條件等均優(yōu)于公用電話網(wǎng)。其優(yōu)點是實時性強、延遲很小、交換成本較低;其缺點是線路利用率低。電路交換適用于一次接續(xù)后，長報文的通信。(2)報文交換方式適用于實現(xiàn)不同速率、不同協(xié)議、不同代碼終端的終端間或一點對多點的同文為單位進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)通信。由于這種方式，網(wǎng)絡(luò)傳輸時延大，并且占用了大量的內(nèi)存與外存空間，因而不適用于要求系統(tǒng)安全性高、網(wǎng)絡(luò)時延較小的數(shù)據(jù)通信。(3)分組交換是在存儲_轉(zhuǎn)發(fā)方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但它兼有電路交換及報文交換的優(yōu)點。它適用于對話式的計算機通信，如數(shù)據(jù)庫檢索、圖文信息存取、電子郵件傳遞和計算機間通信等各方面，傳輸質(zhì)量高、成本較低，并可在不同速率終端間通信。其缺點是不適宜于實時性要求高、信息量很大的業(yè)務(wù)使用。二、數(shù)據(jù)通信的分類1.有線數(shù)據(jù)通信(1)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)由用戶環(huán)路、DDN節(jié)點、數(shù)字信道和網(wǎng)絡(luò)控制管理中心組成，其網(wǎng)絡(luò)組成結(jié)構(gòu)如框圖2所示。DDN是利用光纖或數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道和數(shù)字交叉復(fù)用設(shè)備組成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。也可以說DDN是把數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、光遷通信技術(shù)以及數(shù)字交叉連接技術(shù)結(jié)合在一起的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字信道應(yīng)包括用戶到網(wǎng)絡(luò)的連接線路，即用戶環(huán)路的傳輸也應(yīng)該是數(shù)字的，但實際上也有普通電纜和雙絞線，但傳輸質(zhì)量不如前。DDN的主要特點是:①傳輸質(zhì)量高、誤碼率低:傳輸信道的誤碼率要求小。②信道利用率高。③要求全網(wǎng)的時鐘系統(tǒng)保持同步，才能保證DDN電路的傳輸質(zhì)量。④DDN的租用專線業(yè)務(wù)的速率可分為2.4-19.2kbit/s，N×64kbit/s(N=1-32);用戶入網(wǎng)速率最高不超過2Mbit/s。⑤DDN時延較小。(2)分組交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎(chǔ)的，所以又稱為X..25網(wǎng)。它是采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，將用戶送來的報文分成具用一定長度的數(shù)據(jù)段，并在每個數(shù)據(jù)段上加上控制信息，構(gòu)成一個帶有地址的分組組合群體，在網(wǎng)上傳輸。分組交換網(wǎng)最突出的優(yōu)點是在一條電路上同時可開放多條虛通路，為多個用戶同時使用，網(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能，但網(wǎng)絡(luò)性能較差。(3)幀中繼網(wǎng)幀中繼網(wǎng)絡(luò)通常由幀中繼存取設(shè)備、幀中繼交換設(shè)備和公共幀中繼服務(wù)網(wǎng)3部分組成，如框圖3所示。幀中繼網(wǎng)是從分組交換技術(shù)發(fā)展起來的。幀中繼技術(shù)是把不同長度的用戶數(shù)據(jù)組均包封在較大的幀中繼幀內(nèi)，加上尋址和控制信息后在網(wǎng)上傳輸。其功能特點為:①使用統(tǒng)計復(fù)用技術(shù)，按需分配帶寬，向用戶提供共亨的的網(wǎng)絡(luò)資源，每一條線路和網(wǎng)絡(luò)端口都可由多個終點按信息流共亨，大大提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。②采用虛電路技術(shù)，只有當(dāng)用戶準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)時，才把所需的帶寬分配給指定的虛電路，而且?guī)捲诰W(wǎng)絡(luò)里是按照分組動態(tài)分配，因而適合于突發(fā)性業(yè)務(wù)的使用。③幀中繼只使用了物理層和鏈路層的一部分來執(zhí)行其交換功能，利用用戶信息和控制信息分離的D信道連接來實施以幀為單位的信息傳送，簡化了中間節(jié)點的處理。幀中繼采用了可靠的ISDND信道的鏈路層(LAPD)協(xié)議，將流量控制、糾錯等功能留給智能終端去完成，從而大大簡化了處理過程，提高了效率。當(dāng)然，幀中繼傳輸線路質(zhì)量要求很高，其誤碼率應(yīng)小于10的負(fù)8次方。④幀中繼通常的幀長度比分組交換長，達到1024-4096字節(jié)/幀，因而其吞吐量非常高，其所提供的速率為2048Mbit/s。用戶速率一般為9.6、4.4、19.2、N×64kbist/s(N=1-31)，以及2Mbit/s。⑤)幀中繼沒有采用存儲_轉(zhuǎn)發(fā)功能，因而具有與快速分組交換相同的一些優(yōu)點。其時延小于15ms。2.無線數(shù)據(jù)通信無線數(shù)據(jù)通信也稱移動數(shù)據(jù)通信，它是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。有線數(shù)據(jù)通信依賴于有線傳輸，因此只適合于固定終端與計算機或計算機之間的通信。而移動數(shù)據(jù)通信是通過無線電波的傳播來傳送數(shù)據(jù)的，因而有可能實現(xiàn)移動狀態(tài)下的移動通信。狹義地說，移動數(shù)據(jù)通信就是計算機間或計算機與人之間的無線通信。它通過與有線數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)，把有線數(shù)據(jù)網(wǎng)路的應(yīng)用擴展到移動和便攜用戶。二、講解例題（10分鐘）無線數(shù)據(jù)通信（30分鐘）教學(xué)過程詳見課件課后作業(yè)P31/1。

學(xué)科計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與實訓(xùn)教程課題計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議周數(shù)7-8學(xué)時數(shù)8授課班級11計算機網(wǎng)絡(luò)1～3教學(xué)目標(biāo)及要求通過通信信道和設(shè)備互連起來的多個不同地理位置的計算機系統(tǒng)，要使其能協(xié)同工作實現(xiàn)信息交換和資源共享，它們之間必須具有共同的語言。交流什么、怎樣交流及何時交流，都必須遵循某種互相都能接受的規(guī)則。教學(xué)重點1.通過通信信道和設(shè)備互連起來的多個不同地理位置的計算機系統(tǒng)，要使其能協(xié)同工作實現(xiàn)信息交換和資源共享，它們之間必須具有共同的語言。教學(xué)難點1.交流什么、怎樣交流及何時交流，都必須遵循某種互相都能接受的規(guī)則。實驗儀器及教具多媒體教學(xué)系統(tǒng)

教學(xué)過程備注一、教學(xué)導(dǎo)入（5分鐘）復(fù)習(xí)前面兩章，引入新課。二、講授新課1.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(Protocol)為進行計算機網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合。協(xié)議總是指某一層協(xié)議，準(zhǔn)確地說，它是對同等實體之間的通信制定的有關(guān)通信規(guī)則約定的集合。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三個要素：1)語義(Semantics)。涉及用于協(xié)調(diào)與差錯處理的控制信息。2)語法(Syntax)。涉及數(shù)據(jù)及控制信息的格式、編碼及信號電平等。3)定時(Timing)。涉及速度匹配和排序等。2.網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及其劃分所遵循的原則計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)。將一個復(fù)雜系統(tǒng)分解為若干個容易處理的子系統(tǒng)，然后“分而治之”，這種結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法是工程設(shè)計中常見的手段。分層就是系統(tǒng)分解的最好方法之一。在(圖3.1)所示的一般分層結(jié)構(gòu)中，n層是n-1層的用戶，又是n+1層的服務(wù)提供者。n+1層雖然只直接使用了n層提供的服務(wù)，實際上它通過n層還間接地使用了n-1層以及以下所有各層的服務(wù)。

圖3.1層次模型層次結(jié)構(gòu)的好處在于使每一層實現(xiàn)一種相對獨立的功能。分層結(jié)構(gòu)還有利于交流、理解和標(biāo)準(zhǔn)化。所謂網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(Architecture)就是計算機網(wǎng)絡(luò)各層次及其協(xié)議的集合。層次結(jié)構(gòu)一般以垂直分層模型來表示(圖3.2)。

圖3.2計算機網(wǎng)絡(luò)的層次模型層次結(jié)構(gòu)的要點：1)除了在物理媒體上進行的是實通信之外，其余各對等實體間進行的都是虛通信。2)對等層的虛通信必須遵循該層的協(xié)議。3)n層的虛通信是通過n/n-1層間接口處n-1層提供的服務(wù)以及n-1層的通信(通常也是虛通信)來實現(xiàn)的。層次結(jié)構(gòu)劃分的原則：1)每層的功能應(yīng)是明確的，并且是相互獨立的。當(dāng)某一層的具體實現(xiàn)方法更新時，只要保持上、下層的接口不變，便不會對鄰居產(chǎn)生影響。2)層間接口必須清晰，跨越接口的信息量應(yīng)盡可能少。3)層數(shù)應(yīng)適中。若層數(shù)太少，則造成每一層的協(xié)議太復(fù)雜;若層數(shù)太多，則體系結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，使描述和實現(xiàn)各層功能變得困難。網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)的特點是：1)以功能作為劃分層次的基礎(chǔ)。2)第n層的實體在實現(xiàn)自身定義的功能時，只能使用第n-1層提供的服務(wù)。3)第n層在向第n+1層提供的服務(wù)時，此服務(wù)不僅包含第n層本身的功能，還包含由下層服務(wù)提供的功能。4)僅在相鄰層間有接口，且所提供服務(wù)的具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)對上一層完全屏蔽。3.1.2OSI基本參考模型1.開放系統(tǒng)互連(OpenSystemInterconnection)基本參考模型是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定的標(biāo)準(zhǔn)化開放式計算機網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型，又稱ISO'sOSI參考模型?！伴_放”這個詞表示能使任何兩個遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進行互連。OSI包括了體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)定義和協(xié)議規(guī)范三級抽象。OSI的體系結(jié)構(gòu)定義了一個七層模型，用以進行進程間的通信，并作為一個框架來協(xié)調(diào)各層標(biāo)準(zhǔn)的制定;OSI的服務(wù)定義描述了各層所提供的服務(wù)，以及層與層之間的抽象接口和交互用的服務(wù)原語;OSI各層的協(xié)議規(guī)范，精確地定義了應(yīng)當(dāng)發(fā)送何種控制信息及何種過程來解釋該控制信息。需要強調(diào)的是，OSI參考模型并非具體實現(xiàn)的描述，它只是一個為制定標(biāo)準(zhǔn)機而提供的概念性框架。在OSI中，只有各種協(xié)議是可以實現(xiàn)的，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備只有與OSI和有關(guān)協(xié)議相一致時才能互連。如圖形3.3所示,OSI七層模型從下到上分別為物理層(PhysicalLayer,PH)、數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer,DL)、網(wǎng)絡(luò)層(NetworkLayer,N)、運輸層(TransportLayer,T)、會話層(SessionLayer,S)、表示層(PresentationLayer,P)和應(yīng)用層(ApplicationLayer,A)。

圖3.3ISO'sOSI參考模型從圖中可見，整個開放系統(tǒng)環(huán)境由作為信源和信宿的端開放系統(tǒng)及若干中繼開放系統(tǒng)通過物理媒體連接構(gòu)成。這里的端開放系統(tǒng)和中繼開放系統(tǒng)，都是國際標(biāo)準(zhǔn)OSI7498中使用的術(shù)語。通俗地說，它們變相當(dāng)于資源子網(wǎng)中的主機和通信子網(wǎng)中的節(jié)點機(IMP)。只有在主機中才可能需要包含所有七層的功能，而在通信子網(wǎng)中的IMP一般只需要最低三層甚至只要最低兩層的功能就可以了。2.層次結(jié)構(gòu)模型中數(shù)據(jù)的實際傳送過程如圖3.4所示。圖中發(fā)送進程送給接收進程和數(shù)據(jù)，實際上是經(jīng)過發(fā)送方各層從上到下傳遞到物理媒體;通過物理媒體傳輸?shù)浇邮辗胶?，再?jīng)過從下到上各層的傳遞，最后到達接收進程。在發(fā)送方從上到下逐層傳遞的過程中，每層都要加上適當(dāng)?shù)目刂菩畔?，即圖中和H7、H6、...、H1，統(tǒng)稱為報頭。到最底層成為由“0”或“1”組成和數(shù)據(jù)比特流，然后再轉(zhuǎn)換為電信號在物理媒體上傳輸至接收方。接收方在向上傳遞時過程正好相反，要逐層剝?nèi)グl(fā)送方相應(yīng)層加上的控制信息。因接收方的某一層不會收到底下各層的控制信息，而高層的控制信息對于它來說又只是透明的數(shù)據(jù)，所以它只閱讀和去除本層的控制信息，并進行相應(yīng)的協(xié)議操作。發(fā)送方和接收方的對等實體看到的信息是相同的，就好像這些信息通過虛通信直接給了對方一樣。

圖3.4數(shù)據(jù)的實際傳遞過程各層功能簡要介紹：(1)物理層----定義了為建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性，其作用是使原始的數(shù)據(jù)比特流能在物理媒體上傳輸。具體涉及接插件的規(guī)格、“0”、“1”信號的電平表示、收發(fā)雙方的協(xié)調(diào)等內(nèi)容。(2)數(shù)據(jù)鏈路層----比特流被組織成數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)單元(通常稱為幀)，并以其為單位進行傳輸，幀中包含地址、控制、數(shù)據(jù)及校驗碼等信息。數(shù)據(jù)鏈路層的主要作用是通過校驗、確認(rèn)和反饋重發(fā)等手段，將不可靠的物理鏈路改造成對網(wǎng)絡(luò)層來說無差錯的數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)鏈路層還要協(xié)調(diào)收發(fā)雙方的數(shù)據(jù)傳輸速率，即進行流量控制，以防止接收方因來不及處理發(fā)送方來的高速數(shù)據(jù)而導(dǎo)致緩沖器溢出及線路阻塞。(3)網(wǎng)絡(luò)層----數(shù)據(jù)以網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(分組)為單位進行傳輸。網(wǎng)絡(luò)層關(guān)心的是通信子網(wǎng)的運行控制，主要解決如何使數(shù)據(jù)分組跨越通信子網(wǎng)從源傳送到目的地的問題，這就需要在通信子網(wǎng)中進行路由選擇。另外，為避免通信子網(wǎng)中出現(xiàn)過多的分組而造成網(wǎng)絡(luò)阻塞，需要對流入的分組數(shù)量進行控制。當(dāng)分組要跨越多個通信子網(wǎng)才能到達目的地時，還要解決網(wǎng)際互連的問題。(4)運輸層----是第一個端--端，也即主機--主機的層次。運輸層提供的端到端的透明數(shù)據(jù)運輸服務(wù)，使高層用戶不必關(guān)心通信子網(wǎng)的存在，由此用統(tǒng)一的運輸原語書寫的高層軟件便可運行于任何通信子網(wǎng)上。運輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。(5)會話層----是進程--進程的層次，其主要功能是組織和同步不同的主機上各種進程間的通信(也稱為對話)。會話層負(fù)責(zé)在兩個會話層實體之間進行對話連接的建立和拆除。在半雙工情況下，會話層提供一種數(shù)據(jù)權(quán)標(biāo)來控制某一方何時有權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù)。會話層還提供在數(shù)據(jù)流中插入同步點的機制，使得數(shù)據(jù)傳輸因網(wǎng)絡(luò)故障而中斷后，可以不必從頭開始而僅重傳最近一個同步點以后的數(shù)據(jù)。(6)表示層----為上層用戶提供共同的數(shù)據(jù)或信息的語法表示變換。為了讓采用不同編碼方法的計算機在通信中能相互理解數(shù)據(jù)的內(nèi)容，可以采用抽象的標(biāo)準(zhǔn)方法來定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并采用標(biāo)準(zhǔn)的編碼表示形式。表示層管理這些抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將計算機內(nèi)部的表示形式轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)通信中采用的標(biāo)準(zhǔn)表示形式。數(shù)據(jù)壓縮和加密也是表示層可提供的表示變換功能。(7)應(yīng)用層是開放系統(tǒng)互連環(huán)境的最高層。不同的應(yīng)用層為特定類型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供訪問OSI環(huán)境的手段。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下不同主機間的文件傳送訪問和管理(FTAM)、傳送標(biāo)準(zhǔn)電子郵件的文電處理系統(tǒng)(MHS)、使不同類型的終端和主機通過網(wǎng)絡(luò)交互訪問的虛擬終端(VT)協(xié)議等都屬于應(yīng)用層的范疇。三、堂上提問及例題講解（10分鐘）OSI基本參考模型教學(xué)過程詳見課件課后作業(yè)P67/2

學(xué)科計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與實訓(xùn)教程課題網(wǎng)絡(luò)設(shè)備周數(shù)4學(xué)時數(shù)4授課班級11計算機網(wǎng)絡(luò)1～3教學(xué)目標(biāo)及要求4.1網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介4.2網(wǎng)絡(luò)接口卡4.3中繼器4.4集線器4.5網(wǎng)橋4.6交換機4.7路由器4.8網(wǎng)關(guān)4.9實訓(xùn)教學(xué)重點4.4集線器4.5網(wǎng)橋4.6交換機4.7路由器教學(xué)難點4.6交換機4.7路由器實驗儀器及教具多媒體教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)過程備注常用的網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介可分為兩類：一類是有線的；一類是無線的。有線傳輸媒介主要有同軸電纜、雙絞線及光纖；無線媒介有微波、無線電、激光和紅外線等。1.雙絞線雙絞線是由兩條導(dǎo)線按一定扭距相互絞合在一起的類似于電話線的傳輸媒體，每根線加絕緣層并有顏色來標(biāo)記，如下圖所示。成對線的扭絞旨在使電磁輻射和外部電磁干擾減到最小。雙絞線按其電氣特性分級或分類。圖1.3EIA/TIA（電氣工業(yè)協(xié)會/電信工業(yè)協(xié)會）第一類雙絞線通常不在LAN技術(shù)中使用，主要用于模擬話音。EIA/TIA第二類雙絞線可用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（數(shù)據(jù)），如數(shù)字話音、IBM3270等。這兩類雙絞線在LAN中很少使用。EIA/TIA第三類雙絞線是一種24WG的四對非屏蔽雙絞線，符合EIA/TIA568標(biāo)準(zhǔn)中確定的100歐姆水平布線電纜的要求，可用來進行10Mbps和IEEE802.310Base-T的話音和數(shù)據(jù)傳輸。EIA/TIA第四類雙絞線在性能上比第三類有一定改進，適用于包括16Mbps令牌環(huán)局域網(wǎng)在內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速率。其傳輸特性滿足EIA/TIATechnicalServicesBulletin定義的第四類電纜的規(guī)范，也滿足NEMA和ULTwisted-pairQualificationProgram定義的規(guī)范。這類雙絞線可以是UTP，也可以是STP。EIA/TIA第五類雙絞線是24AWG的四對電纜，比100歐姆低損耗電纜具有更好的傳輸特性，并適用于16Mbps以上的速率，最高可達100Mbps。150歐姆STP是另外一種高性能屏蔽式22AWG或24AWG的電纜，它支持的數(shù)據(jù)傳輸速率可達100Mbps或更高，并支持600MHz頻帶上的全息圖像。使用雙絞線組網(wǎng)，網(wǎng)卡必須帶有RJ-45接口，另外還需要一個非常重要的設(shè)備——集線器Hub。如下圖所示是RJ-45接頭示意圖。圖1.4根據(jù)AT&T接線標(biāo)準(zhǔn)，雙絞線與RJ-45接頭的連接方法在10Base-T和100Base-T是相同的。它需要四根導(dǎo)線通信，兩根用于發(fā)送數(shù)據(jù)，兩根用于接收數(shù)據(jù)。雙絞線（10Base-T）以太網(wǎng)技術(shù)規(guī)范可歸結(jié)為5-4-3-2-1規(guī)則：（1）允許5個網(wǎng)段，每網(wǎng)段最長100米。（2）在同一信道上允許連接4個中繼器或集線器。（3）在其中的3個網(wǎng)段上可以增加節(jié)點。（4）在另外2個網(wǎng)段上，除作中繼器鏈路外，不能接任何節(jié)點。（5）上述將組建1個大型的沖突域，最大站點數(shù)1024，網(wǎng)絡(luò)直徑達2500米。雙絞線組網(wǎng)的基本要求是網(wǎng)絡(luò)部件間延時滿足如下公式：（中繼器延時+電纜延時+網(wǎng)卡延時×2）×2<51.2ms2.同軸電纜同軸電纜可分為兩類：粗纜和細(xì)纜，不論粗纜還是細(xì)纜，其中央都是一根銅線，外面包有絕緣層，如下圖所示。由于同軸電纜絕緣效果佳、頻帶也寬、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、價格適中、性價比高，所以它是局域網(wǎng)中普遍采用的一種傳輸媒介。經(jīng)常提到的10Base-2以太網(wǎng)就是使用細(xì)同軸電纜組網(wǎng)的。使用同軸電纜組網(wǎng)，需要在兩端連接50歐的反射電阻，這就是通常所說的終端匹配器。（1）細(xì)纜連接設(shè)備及其技術(shù)參數(shù)。采用細(xì)纜組網(wǎng)，除需要電纜外，還需要BNC頭、T型頭及終端匹配器等，如下圖所示。同軸電纜組網(wǎng)的網(wǎng)卡必須帶有細(xì)纜連接接口（通常在網(wǎng)卡上標(biāo)有“BNC”字樣）。下面是細(xì)纜組網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)：最大的干線段長度：185米。最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長度：925米。每條干線段支持的最大節(jié)點數(shù)：30。BNC、T型連接器之間的最小距離：0.5米。（1）細(xì)纜連接設(shè)備及其技術(shù)參數(shù)。采用細(xì)纜組網(wǎng)，除需要電纜外，還需要BNC頭、T型頭及終端匹配器等，如下圖所示。同軸電纜組網(wǎng)的網(wǎng)卡必須帶有細(xì)纜連接接口（通常在網(wǎng)卡上標(biāo)有“BNC”字樣）。下面是細(xì)纜組網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)：最大的干線段長度：185米。最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長度：925米。每條干線段支持的最大節(jié)點數(shù)：30。BNC、T型連接器之間的最小距離：0.5米。（2）粗纜連接設(shè)備及其技術(shù)參數(shù)。包括轉(zhuǎn)換器、DIX連接器及電纜、N-系列插頭、N-系列匹配器，如下圖所示。使用粗纜組網(wǎng)，網(wǎng)卡必須有DIX接口（一般都標(biāo)有DIX字樣）。下面是采用粗纜組網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)：最大的干線長度：500米。最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長度：2500米。每條干線段支持的最大節(jié)點數(shù)：100個。收發(fā)器之間的最小距離：2.5米。收發(fā)器電纜的最大長度：50米。教學(xué)過程詳見課件課后作業(yè)P89/1。

學(xué)科計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與實訓(xùn)教程課題局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)技術(shù)周數(shù)9學(xué)時數(shù)4授課班級11計算機網(wǎng)絡(luò)1～3教學(xué)目標(biāo)及要求5.1局域網(wǎng)的基本概念5.2網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與工作站5.3介質(zhì)訪問控制方法5.4局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)5.5IEEE802.11與無線局域網(wǎng)5.6廣域網(wǎng)的基本概念5.7廣域網(wǎng)的組成5.8實訓(xùn)教學(xué)重點5.1局域網(wǎng)的基本概念5.2網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與工作站5.3介質(zhì)訪問控制方法5.4局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)教學(xué)難點5.6廣域網(wǎng)的基本概念5.7廣域網(wǎng)的組成實驗儀器及教具多媒體教學(xué)系統(tǒng)

教學(xué)過程備注一、教學(xué)導(dǎo)入（5分鐘）復(fù)習(xí)前一章，引入新課。二、講授新課局域網(wǎng)LAN（LocalAreaNetwork）是計算機通信網(wǎng)的重要組成部分，是一種在一個局部地區(qū)范圍內(nèi)（例如一個學(xué)校、一個工廠、一家醫(yī)院、一個機關(guān)等），把各種計算機、外圍設(shè)備、數(shù)據(jù)庫等相互連接起來組成的計算機通信網(wǎng)。5.1.1局域網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展為了共享軟件、硬件資源和相互之間傳送數(shù)據(jù)和文件，于是產(chǎn)生了近距離高速通信的要求，這就是局域網(wǎng)產(chǎn)生的背景。1972年Bell（貝爾）公司提出了兩種環(huán)型局域網(wǎng)技術(shù)。1983年，IEEE802.3委員會以EthernetV2.0為基礎(chǔ)，正式制定并頒布了IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)被稱為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)（10Base-5）。從此局域網(wǎng)開始進入標(biāo)準(zhǔn)化進程。1983年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會ANSIX3T9.5委員會提出了光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）標(biāo)準(zhǔn)，使局域網(wǎng)的傳輸速率提高到了100Mbps。這一階段的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是共享傳輸通道、共享帶寬的共享式局域網(wǎng)技術(shù)。5.1.2局域網(wǎng)的特點區(qū)別于一般的廣域網(wǎng)，局域網(wǎng)通常具有如下特征：（1）地理分布范圍小。一般為數(shù)百米至數(shù)千米，可以覆蓋一幢大樓、一所學(xué)?；蛘咭粋€企業(yè)。局域網(wǎng)一般為一個機構(gòu)所擁有。（2）數(shù)據(jù)傳輸速率高。一般為10Mbps~10Gbps，可以交換各類數(shù)字和非數(shù)字（如語音、圖像、視頻等）信息。（3）誤碼率低。這是因為局域網(wǎng)通常采用段距離基帶傳輸，可以使用高質(zhì)量的傳輸媒體，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。（4）以PC為主體。包括各種終端及外設(shè)，網(wǎng)絡(luò)中一般不設(shè)中央主機系統(tǒng)。（5）一般僅包含OSI參考模型中的最低二層功能，即僅涉及通信子網(wǎng)的內(nèi)容。所以連到局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信設(shè)備必須加上高層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)軟件才能組成計算機網(wǎng)絡(luò)。（6）協(xié)議簡單，結(jié)構(gòu)靈活，建網(wǎng)成本低，周期短，便于管理和擴充。覆蓋局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的區(qū)域是城市區(qū)域網(wǎng)MAN，簡稱城域網(wǎng)。5.1.3局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)概念是用一些簡單的幾何圖形來表示復(fù)雜的形式結(jié)構(gòu)。在計算機網(wǎng)絡(luò)中引用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的目的是利用它來表示網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的連接形式，即線路構(gòu)成的幾何形狀。2.按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的地理分布和互連關(guān)系上的幾何構(gòu)形。這種分類方法是最常用的分類方法。局域網(wǎng)經(jīng)常采用總線型、環(huán)型、星型這幾種最常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此可以把局域網(wǎng)分為總線型局域網(wǎng)、環(huán)型局域網(wǎng)、星型局域網(wǎng)和混合型局域網(wǎng)等類型。3.局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇選擇局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要考慮如下諸多因素：（1）局域網(wǎng)既要易于安裝，又要易于擴展。（2）局域網(wǎng)的可靠性是考慮選擇局域網(wǎng)的重要因素。要易于故障診斷和隔離，以使得局域網(wǎng)的主體在局部發(fā)生故障時仍然能夠正常運行。（3）局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇還會影響傳輸媒體的選擇和媒體訪問控制方法的確定，這些因素又會影響各個節(jié)點運行速度和局域網(wǎng)軟、硬件接口的復(fù)雜性。5.2.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器服務(wù)器（Server）是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心，它就是為網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)并管理整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。根據(jù)客戶機/服務(wù)器交互模式中服務(wù)器提供的服務(wù)的類型的不同，可以將其分為文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、事務(wù)處理服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和對象服務(wù)器等幾種類型。其中，前兩種類型是最基本的，而后面的幾種類型都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。1.文件服務(wù)器文件服務(wù)器是最早出現(xiàn)的一種服務(wù)器類型，如圖5-1所示。它的工作過程是：如果用戶想要查詢或處理文件服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫文件，由客戶機向文件服務(wù)器發(fā)出文件查詢請求。文件服務(wù)器在接收到客戶機的請求后，在服務(wù)器硬盤中搜索用戶所需的數(shù)據(jù)庫文件，然后將該數(shù)據(jù)庫文件發(fā)送到客戶機?？蛻魴C運行客戶應(yīng)用程序，對數(shù)據(jù)庫文件進行處理，然后將修改過的數(shù)據(jù)庫文件發(fā)送回文件服務(wù)器。以這種服務(wù)器的工作過程可以看出其缺點是網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較大，致使網(wǎng)絡(luò)的工作效率較低。2.數(shù)據(jù)庫服務(wù)器在該服務(wù)器的工作模式中（如下圖所示），客戶機通過一條SQL命令將服務(wù)請求發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將每一條SQL命令的執(zhí)行結(jié)果回送給客戶機。服務(wù)器從外型來看，和普通的PC并沒有什么兩樣，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能卻與普通的個人PC機有著本質(zhì)的不同。體現(xiàn)在以下方面：1）硬件結(jié)構(gòu)2）性能5.2.2工作站工作站（workstation）是一種高性能計算機，它與普通計算機相比具備更強大的數(shù)據(jù)運算與圖形和圖像處理能力。根據(jù)所使用的領(lǐng)域不同，工作站在性能上也有所差別?，F(xiàn)在常見的工作站主要有：圖形工作站、文件工作站、程序開發(fā)等，它們所涉及的領(lǐng)域主要有工程設(shè)計、圖形處理、軟件開發(fā)和金融管理等。介質(zhì)訪問控制（MediaAccessControl，MAC）就是用于解決局域網(wǎng)中共用信道產(chǎn)生競爭時如何分配信道的使用權(quán)的問題。局域網(wǎng)目前常用的訪問控制方法有：（1）爭用型介質(zhì)訪問控制協(xié)議，即隨機型的介質(zhì)訪問控制協(xié)議，如以太網(wǎng)的CSMA/CD方式。（2）確定型訪問控制協(xié)議，即有序的訪問控制協(xié)議，如令牌方式。5.3.1以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法1.帶沖突監(jiān)測的載波偵聽多址訪問帶沖突檢測的載波偵聽多址訪問（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection，CSMA/CD），網(wǎng)絡(luò)中各個站點都具備一種對總線上所傳輸?shù)男盘柣蜉d波進行監(jiān)測的功能稱為載波監(jiān)聽CS；多址MA是指當(dāng)總線上一個站點占用總線發(fā)送信號時，所有連接到同一總線上的其他站點都可以通過各自的接收器收聽，只不過目標(biāo)結(jié)點會對所接收到的信號進行進一步處理，而非目標(biāo)結(jié)點則忽略所接收到的信號；沖突檢測CD是指一種檢測或識別沖突的機制，這是實現(xiàn)沖突退避的前提。在總線環(huán)境中，沖突的發(fā)生可能有兩種原因：一種是總線上兩個或兩個以上的接點同時發(fā)送信息；另一種是一個較遠(yuǎn)的接點已經(jīng)發(fā)送信息，但是由于線路較長，使之到達目的地時，另一個剛好發(fā)送了信息。CSMA/CD通常用于總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)中。2.載波偵聽多路訪問基本的載波偵聽多路訪問（CSMA）方法的算法如下：（1）一個站要發(fā)送信息時，首先需要監(jiān)聽總線，以確定是否有其他站發(fā)送的信號。（2）如果介質(zhì)是空閑的（沒有其他站點正在發(fā)送），則可以發(fā)送。（3）如果總線（傳輸介質(zhì)）是忙的，則等待一定時間后重試。根據(jù)信道忙時，對如何監(jiān)聽采取的處理方法不同，可以將CSMA分為不堅持CSMA、1-堅持CSMA和P-堅持CSMA三種不同的協(xié)議，如圖5-3所示。（1）不堅持CSMA。發(fā)送之前監(jiān)聽信道，如果信道空閑就發(fā)送數(shù)據(jù)；如果監(jiān)聽到信道忙，就不堅持監(jiān)聽，而是根據(jù)協(xié)議算法延遲一個隨機時間后再重新監(jiān)聽。不堅持CSMA的缺點是不能找到信道剛好變成空閑的時刻，這樣就會影響信道利用率的提高。（2）1-堅持CSMA。監(jiān)聽到信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽，知道信道空閑就立刻把數(shù)據(jù)發(fā)送出去，但若有兩個或兩個以上的站點正在同時監(jiān)聽信道，則一旦信道空閑就會發(fā)送沖突，反而不利于吞吐量的提高。（3）P-堅持CSMA。監(jiān)聽到信道空閑時，就以概率P（0<P<1）發(fā)送數(shù)據(jù)，而以概率（1-P）延遲一段時間，重新監(jiān)聽信道。P堅持CSMA可以減少沖突，提高信道的利用率，但P值的確認(rèn)十分復(fù)雜。3.帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD的工作過程可以為先聽后發(fā)、邊聽邊發(fā)、沖突停止、隨機延時重發(fā)，具體說明如下：（1）當(dāng)一個站點想要發(fā)送數(shù)據(jù)時，需檢測網(wǎng)絡(luò)是否有其他正在傳輸，即監(jiān)聽信道是否空閑。（2）如果信道忙，則等待，直到信道空閑。（3）在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，站點繼續(xù)偵聽網(wǎng)絡(luò)確信沒有其他站點在發(fā)送數(shù)據(jù)。因為有可能有兩個或更多的站點同時在檢測網(wǎng)絡(luò)空閑后，幾乎同一時刻開始傳輸數(shù)據(jù)。如果兩個或多個站點同時發(fā)送數(shù)據(jù)，則會發(fā)生沖突。（4）當(dāng)一個傳輸結(jié)點識別出一個沖突時，就發(fā)送一個擁塞信號，這個信號使得沖突的時間足夠長，讓其他的結(jié)點都能夠發(fā)現(xiàn)。5.3.2令牌總線訪問控制方法令牌總線訪問控制和CSMA/CD方式一樣，應(yīng)用于總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，但不同的是網(wǎng)絡(luò)上各工作站按一定順序形成一個邏輯環(huán)。每個工作站在環(huán)中均有一個指定邏輯位置，即首尾相連，每個站都了解其先行站和后繼站的地址，總線上各站的物理位置與邏輯位置無關(guān)。令牌總線網(wǎng)如下圖所示。令牌總線的MAC協(xié)議十分復(fù)雜，要求大量的維護工作。其中，下列功能是必不可少的，它們必須由總線上一個或多個站點來完成。1.環(huán)的初始化當(dāng)網(wǎng)絡(luò)開始啟動時，或邏輯環(huán)斷開后，必須重新進行初始化，每個工作站按地址從高到低插入邏輯環(huán)中，令牌也從地址高的工作站傳到地址低的工作站。2.加入環(huán)路環(huán)中每站都周期性地提供機會讓新節(jié)點加入環(huán)中。當(dāng)某站點持有令牌時，即發(fā)出一個“請求后繼站”的幀，邀請其他地址介于本站點及其后繼站之間的新站進入環(huán)中，然后等待一個響應(yīng)窗口或時間片（等于介質(zhì)的端到端延時）。接著發(fā)生下面四種情況之一：（1）無響應(yīng)。（2）收到了一個正確的響應(yīng)。（3）收到了碰撞響應(yīng)。（4）無效響應(yīng)。3.退出環(huán)路一個工作站須能將其自身從環(huán)路中退出，向其先行站發(fā)送一“置后繼站”幀，令它和后繼站相接，并將其先行站和后繼站連接起來，即將本站的后繼站變?yōu)橄刃姓镜暮罄^站。4.恢復(fù)對網(wǎng)絡(luò)中可能出現(xiàn)的差錯，特別是丟失令牌也能恢復(fù)，在多重令牌情況下能識別處理。令牌總線訪問控制已列為IEEE802.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)5.3.3令牌環(huán)訪問控制方法在用于環(huán)型和總線網(wǎng)絡(luò)中的令牌傳遞方案中，令牌沿網(wǎng)絡(luò)通道傳送，有規(guī)律地經(jīng)過每個節(jié)點，令牌通常是一個8位的包。以下是令牌傳遞過程的簡述：（1）當(dāng)一個節(jié)點有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送時，它首先等待令牌的經(jīng)過，當(dāng)令牌傳到本節(jié)點時，檢測令牌是否有空，如果有空，它奪取令牌將空閑標(biāo)志改為忙，緊接著忙令牌后面?zhèn)鬏斠粋€數(shù)據(jù)幀，此時環(huán)上沒有空閑令牌，其他要傳送數(shù)據(jù)的節(jié)點必須等待。（2）當(dāng)攜帶數(shù)據(jù)幀的令牌繼續(xù)環(huán)行時，后面的每個節(jié)點都校驗數(shù)據(jù)幀。檢查若不是發(fā)送給自己的幀，則傳到下一節(jié)點。（3）目的節(jié)點辨認(rèn)出此數(shù)據(jù)幀，接收它，并將一個收據(jù)信號附在令牌上，隨后令牌繼續(xù)環(huán)行。（4）當(dāng)源節(jié)點收到附有收據(jù)信號的令牌后，它就解除令牌的忙狀態(tài)，送出空閑令牌自由環(huán)行，過程又重新開始。如下圖所示表示令牌在環(huán)上的傳送過程。圖中（a）表示節(jié)點A要求獲得令牌發(fā)送數(shù)據(jù)；（b）表示節(jié)點A把“空閑”令牌置為“忙”令牌，并將數(shù)據(jù)幀附在后面沿環(huán)路傳到C，節(jié)點C開始復(fù)制數(shù)據(jù)至自己的緩沖區(qū)，附上收據(jù)信號后數(shù)據(jù)繼續(xù)沿環(huán)傳輸；（c）表示數(shù)據(jù)回到節(jié)點A，它把數(shù)據(jù)從環(huán)上移去，再發(fā)出空閑令牌。三、堂上提問及例題講解（10分鐘）跨國公司對發(fā)達國家發(fā)展外貿(mào)的影響教學(xué)過程詳見課件課后作業(yè)P117/1

學(xué)科計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與實訓(xùn)教程課題網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及布線組網(wǎng)周數(shù)9學(xué)時數(shù)6授課班級11計算機網(wǎng)絡(luò)1～3教學(xué)目標(biāo)及要求6.1網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的定義6.2布線技術(shù)6.3組網(wǎng)實例教學(xué)重點1.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的定義。教學(xué)難點6.2布線技術(shù)6.3組網(wǎng)實例實驗儀器及教具多媒體教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)過程備注應(yīng)用較為普遍的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Windows、NetWare、UNIX、Linux等。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)具有如下特征：（1）具有基本操作系統(tǒng)的特征，如支持處理機、協(xié)議、自動硬件監(jiān)測以及應(yīng)用程序的多重處理。（2）安全特征如認(rèn)證、授權(quán)、登錄限制和訪問控制。（3）提供服務(wù)名和目錄。（4）提供文件、打印、Web服務(wù)、支持和復(fù)制服務(wù)。（5）支持Internet網(wǎng)絡(luò)，如路由選擇和廣域網(wǎng)端口。（6）用戶管理并支持登錄和下載、遠(yuǎn)程訪問、系統(tǒng)管理、圖形接口的管理和審計工具。（7）聚集能力、容錯及高效性系統(tǒng)。6.1.1Windows網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)微軟的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要有：WindowsNTServer4.0、Windows2000Server以及WindowsServer2003等，個人操作系統(tǒng)主要有：Windows9X、WindowsME、WindowsXP等。1.WindowsNTWindowsNT最初采用OS/2的界面，后來因Windows3.1操作系統(tǒng)的開發(fā)成功而改為用Windows系列的界面。WindowsNT系列可支持IntelX86和部分精簡指令系統(tǒng)計算機的CPU。WindowsNT較好地實現(xiàn)了充分利用硬件新特性、可擴充性、可移植性、兼容性等設(shè)計目標(biāo)，WindowsNT支持對稱處理機結(jié)構(gòu)、內(nèi)核多線程、多個可裝卸文件系統(tǒng)（MSDOSFAT，OS/2HPFS，CDROMCDFS，NT可恢復(fù)文件系統(tǒng)NTFS等），還支持多種常用API和標(biāo)準(zhǔn)API（Win32，OS/2，DOS，POSIX等），提供源碼級兼容或二進制兼容、內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)和分布式計算、互操作性。WindowsNT系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上看，可以分成兩部分：（1）系統(tǒng)用戶態(tài)部分（NT保護子系統(tǒng)）。即NT的服務(wù)器進程，NT共有兩類保護子系統(tǒng)：①環(huán)境子系統(tǒng)。②集成子系統(tǒng)。（2）核心態(tài)部分（NT執(zhí)行體）。NT執(zhí)行體包括：內(nèi)核、硬件抽象層、LPC功能、對象管理程序、進程管理程序、虛存管理程序、I/O管理程序、安全訪問監(jiān)視器、Win32USER和GDI模塊。這里的內(nèi)核只是核心態(tài)程序的下層程序。內(nèi)核的主要工作有中斷和異常處理、線程調(diào)度和處理機同步、實現(xiàn)內(nèi)核對象等。2.Windows2000（1）Windows2000Professional。它其實是WindowsNTWorkstation的最新版本，是專為各種桌面計算機和便攜機開發(fā)的新一代操作系統(tǒng)。它繼承了WindowsNT的先進技術(shù)，提供了高層次的安全性、穩(wěn)定性和系統(tǒng)性能。同時，它幫助用戶更加容易地使用計算機、安裝和配置系統(tǒng)、脫機工作和使用Internet等。（2）Windows2000Server。它是在WindowsNTServer4.0的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。按照軟件版本的升級命名規(guī)則，將它命名為WindowsNTServer5.0更合適。Windows2000Server是為服務(wù)器開發(fā)的多用途操作系統(tǒng)，可為部門工作小組或中小型公司用戶提供文件打印、軟件應(yīng)用、Web功能和通信等各種服務(wù)。它是一個性能更好、工作更加穩(wěn)定、更容易管理的平臺。Windows2000Server最重要的改進是在活動目錄服務(wù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立了一套全面的和分布式的底層服務(wù)。3.WindowsXP（1）WindowsXP的新特性。①更豐富的交流功能。WindowsXP下實時的聲音、視頻和應(yīng)用共享，使人們的交流更有成效。②更強的移動性。在WindowsXP中，移動用戶隨時隨地訪問信息的能力進一步增強。③更好的幫助與支持。用戶遇到困難可以方便地連接到其他用戶或幫助資源，及時獲得幫助與支持。④更大的數(shù)碼影像功能。利用WindowsXP創(chuàng)建、管理、共享數(shù)碼影像將變得非常輕松。⑤令人激動的音樂和娛樂。WindowsXP將為尋找、下載、個性化和回放高質(zhì)量的音頻、視頻帶來最佳體驗。⑥建設(shè)“互聯(lián)家庭”。WindowsXP為人們提供了在家中共享信息、設(shè)備和Internet連接的簡易途徑。（2）WindowsXP核心技術(shù)。與Windows2000一樣，WindowsXP基于NT技術(shù)，是純32位操作系統(tǒng)，而不像Windows9X是16/32位混合操作系統(tǒng)。因此，WindowsXP更穩(wěn)定。4.WindowsServer2003WindowsServer2003的突出特點是具有可靠性、可用性、可伸縮性和安全性，是一個高度可靠的平臺。WindowsServer2003有四個版本，下面分別簡要闡述：（1）WindowsServer2003標(biāo)準(zhǔn)版。WindowsServer2003標(biāo)準(zhǔn)版是一個可靠的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，可迅速方便地提供企業(yè)解決方案。這種靈活的服務(wù)器是小型企業(yè)和部門應(yīng)用的理想選擇。①支持文件和打印機共享。②提供安全的Internet連接。③允許集中化的桌面應(yīng)用程序部署。（2）WindowsServer2003企業(yè)版。WindowsServer2003企業(yè)版是為滿足各種規(guī)模的企業(yè)的一般用途而設(shè)計的。它是各種應(yīng)用程序、Web服務(wù)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的理想平臺，它提供高度可靠性、高性能和出色的商業(yè)價值。①是一種全功能的服務(wù)器操作系統(tǒng)，支持多達8個處理器。②提供企業(yè)級功能，如8節(jié)點群集、支持高達32GB內(nèi)存等。③可用于基于IntelItanium系列的計算機。④將可用于能夠支持8個處理器和64GBRAM的64位計算平臺。（3）WindowsServer2003Datacenter版。WindowsServer2003Datacenter版是為運行企業(yè)和任務(wù)所倚重的應(yīng)用程序而設(shè)計的，這些應(yīng)用程序需要最高的可伸縮性和可用性。①是Microsoft迄今為止開發(fā)的功能最強大的服務(wù)器操作系統(tǒng)。②支持高達32路的SMP和64GB的RAM。③提供8節(jié)點群集和負(fù)載平衡服務(wù)是它的標(biāo)準(zhǔn)功能。④將可用于能夠支持32個處理器和128GBRAM的64位計算平臺。（4）WindowsServer2003Web版。Windows操作系統(tǒng)系列中的新產(chǎn)品，WindowsServer2003Web版用于Web服務(wù)和托管。①用于生成和承載Web應(yīng)用程序、Web頁面以及XMLWeb服務(wù)。②其主要目的是作為IIS6.0Web服務(wù)器使用。③提供一個快速開發(fā)和部署XMLWeb服務(wù)和應(yīng)用程序的平臺，這些服務(wù)和應(yīng)用程序使用ASP.NET技術(shù)，該技術(shù)是.NET框架的重要部分。④便于部署和管理。6.1.2UNIX系統(tǒng)UNIX操作系統(tǒng)是一種多用戶操作系統(tǒng)，它本是針對小型機主機環(huán)境開發(fā)的操作系統(tǒng)，是一種集中式分時多用戶體系結(jié)構(gòu)。UNIX操作系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)服務(wù)、提供數(shù)據(jù)等應(yīng)用，功能強大，由AT&T和SCO公司推出。小型局域網(wǎng)基本不使用UNIX作為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，UNIX一般用于大型的網(wǎng)站或大型的企、事業(yè)局域網(wǎng)中。目前常見的UNIX網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的版本主要有：AT&T、SCO的UNIXSVR3.2、SVR4.0和SVR4.2等。1.UNIX概述UNIX是一種多用戶操作系統(tǒng)，1969年誕生于貝爾（電話）實驗室，由于其最初的簡潔、易于移植等特點而很快得到注意、發(fā)展并普及，成為從微型機跨越到巨型機范圍的惟一操作系統(tǒng)。2.UNIX的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UNIX系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。UNIX系統(tǒng)分為核心層和實用層兩部分。內(nèi)核是UNIX的心臟，它劃分為44個源代碼文件，包括兩個匯編文件，28個C語言文件，14個C語言的全局變量文件。兩個匯編文件分為33個匯編子程序，共約占1000行代碼，主要用于系統(tǒng)初啟、中斷處理等與硬件細(xì)節(jié)密切相關(guān)的部分。28個C語言文件分為190個子程序，約占10000行代碼，這些源代碼文件是作為獨立編寫和編譯的單位的。整個內(nèi)核可以按其功能劃分為：存儲管理、進程管理、中斷、陷阱與系統(tǒng)調(diào)用、輸入/輸出管理、文件系統(tǒng)。硬件機構(gòu)支持核心態(tài)和用戶指針，都有自己的地址映射部件，所以，用戶態(tài)的程序不能直接訪問核心態(tài)的程序和數(shù)據(jù)，只能通過Trap指令自陷到核心內(nèi)的操作系統(tǒng)服務(wù)程序。在UNIX核心之外運行的是用戶態(tài)的程序，這包括用戶程序、大量的應(yīng)用程序和各種軟件包子系統(tǒng)，它們在Shell命令語言解釋程序管理之下，作為進程的用戶態(tài)的一部分來運行。所有用戶進程（或者說進程的用戶態(tài)）只能用陷阱方式，調(diào)用內(nèi)核提供的41個系統(tǒng)調(diào)用程序來請求內(nèi)核為之服務(wù)，而用戶只能通過Shell語言在終端上或后臺得到服務(wù)。3.UNIX的網(wǎng)絡(luò)功能UNIX操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)功能的實現(xiàn)處于OSI協(xié)議中的傳輸層以上的高層。它最基本的功能是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)點到點的郵件傳送、文件管理、用戶程序的分配和執(zhí)行。（1）文件管理。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)有多種不同的格式，有最簡單的文件復(fù)制和使用較為方便的聯(lián)合文件系統(tǒng)。①文件復(fù)制。網(wǎng)絡(luò)中的某一節(jié)點計算機要使用遠(yuǎn)程節(jié)點計算機上的文件時，必須使用顯式復(fù)制命令，把遠(yuǎn)程節(jié)點上的文件復(fù)制到本節(jié)點的文件系統(tǒng)中，然后再按本地文件的方式使用。三、講解例題（10分鐘）教學(xué)過程詳見課件課后作業(yè)P140/1

學(xué)科計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與實訓(xùn)教程課題WindowsServer2003基礎(chǔ)周數(shù)10-11學(xué)時數(shù)8授課班級11計算機網(wǎng)絡(luò)1～3教學(xué)目標(biāo)及要求7.1WindowsServer2003基礎(chǔ)知識7.2WindowsServer2003的安裝7.3WindowsServer2003的活動目錄7.4WindowsServer2003Web服務(wù)器7.5WindowsServer2003FTP服務(wù)器教學(xué)重點7.1WindowsServer2003基礎(chǔ)知識7.2WindowsServer2003的安裝教學(xué)難點7.3WindowsServer2003的活動目錄7.4WindowsServer2003Web服務(wù)器7.5WindowsServer2003FTP服務(wù)器實驗儀器及教具多媒體教學(xué)系統(tǒng)

教學(xué)過程備注一、教學(xué)導(dǎo)入（5分鐘）復(fù)習(xí)前一章，引入新課。二、講授新課7.1.1WindowsServer2003概述WindowsServer2003提供一個安全、可管理和靈活的平臺，可以以集中或分布的方式處理各種服務(wù)器角色，如Web服務(wù)器和Web應(yīng)用程序服務(wù)器、郵件服務(wù)器、終端服務(wù)器、遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）服務(wù)器、文件和打印服務(wù)器、目錄服務(wù)器、域名系統(tǒng)（DNS）、動態(tài)主機配置協(xié)議（DHCP）服務(wù)器、WindowsInternet命名服務(wù)（WINS）、流媒體服務(wù)器。1.WindowsServer2003家族WindowsServer2003是個系列版本，包括Datacenter版、企業(yè)版、標(biāo)準(zhǔn)版和Web版。（1）WindowsDatacenter版。這是Microsoft迄今為止開發(fā)的功能最強大的服務(wù)器操作系統(tǒng)，是專為要求強伸縮性和高可用性的企業(yè)中關(guān)鍵業(yè)務(wù)而建立的。支持32路SMP、64GB的RAM、8節(jié)點群集和負(fù)載平衡服務(wù)，以及支持64位處理器和512GBRAM的64位計算平臺。其前期版本是2001年6月微軟發(fā)布的WindowsAdvancedServer，LimitedEdition。（2）Windows企業(yè)版。能夠滿足各種規(guī)模的企業(yè)的一般用途，是一種全功能的服務(wù)器操作系統(tǒng)，支持8路SMP、8節(jié)點群集、32GB內(nèi)存，以及支持64位處理器和64GBRAM計算平臺。其前期版本是Windows2000AdvancedServer。（3）Windows標(biāo)準(zhǔn)版。面向小型企業(yè)和部門級應(yīng)用，重點加強了文件服務(wù)、打印服務(wù)、安全的Internet連接等基本功能。其前期版本是Windows2000Server。（4）WindowsWeb版。針對僅有Web應(yīng)用服務(wù)的企業(yè)，使用.NET框架的關(guān)鍵技術(shù)，提供一個快速開發(fā)和部署XMLWeb服務(wù)應(yīng)用程序、Web托管與服務(wù)系統(tǒng)的平臺。2.WindowsServer2003特點1）易于部署、管理和使用從改善管理工具、增強和改進的功能、使用新向?qū)У确矫妫筗indowsServer2003更易部署、管理和使用。2）可用性、可靠性、可擴展性WindowsServer2003使用支持高于8個節(jié)點的群集以及地理散布的節(jié)點群集服務(wù)提高系統(tǒng)更高的可用性；使用應(yīng)用程序驗證、操作系統(tǒng)更新管理、內(nèi)存鏡像、IIS6.0狀態(tài)檢測、熱添加內(nèi)存等功能增強了系統(tǒng)的可靠性；支持32位和64位處理器、單處理器到32路處理器系統(tǒng)，以及非惟一內(nèi)存訪問（NUMA）、Intel超線程技術(shù)和多路輸入/輸出等有助于服務(wù)器擴展性的提高。3）安全性WindowsServer2003通過部署MicrosoftActiveDirectory中交叉信任等保障用戶訪問，使用ActiveDirectory標(biāo)識管理功能確保整個企業(yè)的安全；新增IEEE802.1X無線安全標(biāo)準(zhǔn)；默認(rèn)包含強大的控制訪問列表和安全策略設(shè)置，對密碼為空的賬戶拒絕身份驗證；使用軟件限制策略防止病毒和其他惡意代碼造成的破壞；加密數(shù)據(jù)容易；提供公鑰結(jié)構(gòu)（PKI）部署，且其自動注冊和自動更新功能使部署智能卡和證書變得簡單。4）快速部署內(nèi)部或外部Web站點利用WindowsServer2003內(nèi)置的IIS6.0網(wǎng)站服務(wù)器和MicrosoftWindowsMedia服務(wù)器，能夠很容易部署內(nèi)部或外部Web站點，提供強大的流媒體服務(wù)。同時Microsoft將.NETFramework整合到WindowsServer2003，支持多種開發(fā)語言，如C#、VisualBasic.NET，還提供了ASP.NETWeb應(yīng)用開發(fā)模型，通過ASP.NET中Web窗體控件和其他工具，可以快速建立高性能的Web應(yīng)用程序和服務(wù)。5）XMLWeb服務(wù)WindowsServer2003包含了企業(yè)通用描述、發(fā)現(xiàn)與整合（EnterpriseUniversalDescription,Discovery,andIntegration,UDDI）的服務(wù)。它可以使開發(fā)人員、系統(tǒng)管理員快速地搜尋并重復(fù)使用XMLWeb服務(wù)，使資料能夠輕易采用或轉(zhuǎn)換。6）專業(yè)認(rèn)證與技術(shù)支持Microsoft在全球擁有450000名Microsoft認(rèn)證專家（MCP），以及750000家提供硬件、軟件和服務(wù)的合作伙伴?？梢蕴峁V泛的解決方案和專門技術(shù)支持。7）采用新技術(shù)，增強用戶功能，降低成本W(wǎng)indowsServer2003提供許多先進技術(shù)增強用戶功能，幫助企業(yè)降低總成本（TCO）。利用網(wǎng)絡(luò)附加存儲（NAS）合并文件服務(wù)；利用非惟一內(nèi)存訪問（NUMA）、Intel超線程技術(shù)和多路輸入/輸出技術(shù)有助于支持服務(wù)器擴展；利用影像復(fù)制功能，可立即檢索到以前版本的文件；利用分布式文件系統(tǒng)（DFS）和文件復(fù)制服務(wù)（FRS）能夠使用戶在任何地方都能訪問其文件；利用遠(yuǎn)程訪問連接管理器，可以配置用戶對虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）的訪問權(quán)限，而不需要這些用戶了解連接技術(shù)配置信息。3.WindowsServer2003新增功能相對于Windows2000，WindowsServer2003新增和改進了許多新的功能。舉例如下：（1）ActiveDirectory。（2）應(yīng)用服務(wù)器。（3）遠(yuǎn)程管理。（4）文件和磁盤管理。（5）網(wǎng)絡(luò)通信。7.1.2WindowsServer2003體系結(jié)構(gòu)WindowsServer2003的體系結(jié)構(gòu)如下圖所示，包括用戶模式和內(nèi)核模式。IntelCPU支持4個運行模式，從ring0（最高優(yōu)先級，ring稱計算環(huán)）到ring3（最低優(yōu)先級）。WindowsServer2003只使用ring0（內(nèi)核模式）和ring3（用戶模式），其體系結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了層次性，內(nèi)核模式可對硬件進行完全訪問，用戶模式的進程要經(jīng)過進程間的通信再通過內(nèi)核訪問硬件。內(nèi)核模式包括硬件抽象層、文件系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動、I/O管理器、對象管理器、SRM管理器、本地過程調(diào)用、進程和線程、虛擬內(nèi)存、P&P（即插即拔設(shè)備管理）、配置管理器（注冊表）、GDI和圖像設(shè)備驅(qū)動等。內(nèi)核模式提供完整的應(yīng)用程序接口（API）和用戶模式連接，內(nèi)核程序在文件NTOSKRNL.EXE中執(zhí)行。用戶模式包括安全子系統(tǒng)、Win32子系統(tǒng)、OS/2子系統(tǒng)或Posix（PortableOperatingSystemInterface，可移植操作系統(tǒng)接口）子系統(tǒng)。7.2.1硬件配置在開始安裝WindowsServer2003之前，為保證安裝的順利和成功，必須保證硬件符合下列最低的需求：（1）CPU主頻不低于550MHz（支持最低主頻為133MHz）。（2）內(nèi)存在256MB以上（最小支持128MB，最大支持64GB）。（3）硬盤分區(qū)要在2GB以上、VGA或更高分辨率的監(jiān)視器（建議使用SVGA800×600或更高）、鍵盤、鼠標(biāo)和光驅(qū)。除了要滿足最低硬件配置需求外，還要考慮用戶的硬件和軟件是否與WindowsServer2003兼容，如果計算機中有一些舊的設(shè)備，如ISA接口的設(shè)備等，最好進行更新。同時，還要了解硬件的驅(qū)動程序是否適用于WindowsServer2003。7.2.2WindowsServer2003安裝步驟（1）進入計算機BIOS，把計算機設(shè)置成從光盤啟動。（2）如果硬盤還沒有分區(qū)，就會出現(xiàn)提示分區(qū)的畫面，（3）計算機重啟之后，會自動檢測計算機的硬件配置。（4）配置完成之后，就會開始復(fù)制文件并且對系統(tǒng)進行配置，然后系統(tǒng)就會進行自動引導(dǎo)。重新啟動完成之后，就會彈出歡迎窗口，按照要求按下Ctrl＋Alt＋Delete組合鍵之后，就可以打開登錄窗口，進入WindowsServer2003系統(tǒng)之后，就會彈出“管理您的服務(wù)器”窗口。這已經(jīng)代表WindowsServer2003已經(jīng)成功安裝好了。7.3WindowsServer2003的活動目錄7.3.1什么是ActiveDirectoryActiveDirectory（活動目錄）是一種分布式的目錄服務(wù)，表現(xiàn)在目錄服務(wù)方面，就是在目錄中存儲著網(wǎng)絡(luò)上各種對象或資源的有關(guān)信息，并使這些信息發(fā)揮作用，實現(xiàn)如用戶和資源管理、基于目錄的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用管理等。表現(xiàn)在分布式方面，就是活動目錄使用結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲作為目錄信息的邏輯層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，信息可以分散在多臺不同的計算機上，可以提高信息安全性并保證快速訪問和容錯。而且，不管用戶從何處訪問或信息處在何處，對用戶都能提供統(tǒng)一的視圖。ActiveDirectory集成了Internet服務(wù)和應(yīng)用，如域名服務(wù)（DNS）、消息隊列服務(wù)（MSMQ）、事務(wù)服務(wù)（MTS）、電子郵件等；同時還集成了一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)訪問，如ADSL和OLEDB等。7.3.2ActiveDirectory的邏輯層次結(jié)構(gòu)WindowsServer2003的活動目錄在邏輯上是由對象、組織單位、域、域樹和域林構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)。這種邏輯層次結(jié)構(gòu)是由下而上的方法建立起來的，首先，是一個單一的域，為了便于管理，劃分了許多組織單位，活動目錄為每個域建立一個目錄數(shù)據(jù)庫的副本，這個副本只存儲用于這個域的對象，如下圖所示。當(dāng)組織單位或其中的對象很龐大，又劃分多個域，這些有相互關(guān)系的域組成一棵域樹。在每棵域樹中，每個域都擁有自己的目錄數(shù)據(jù)庫副本存儲自己的對象，并且可以查找域樹中其他目錄數(shù)據(jù)庫的副本。如果再將域樹結(jié)合，則可構(gòu)成域林，如下圖所示。1.對象對象（Object）是活動目錄組織的基本單元，可以是用戶、計算機、文件以及打印機等網(wǎng)絡(luò)資源。對象是對象類（ObjectClass）的一個實例，而每個對象類都有很多屬性，每個對象必須有一個全局惟一的標(biāo)識名，這個標(biāo)識名被稱為DN（DistinguishedName）。2.組織單位組織單位（OrganizationalUnits，OU）是組織、管理一個域內(nèi)的對象的容器，它可以包容用戶、組、打印機、計算機和其他組織單位，但是組織單位不能包括來自其他域的對象。3.域域（Domain）是由集中共享賬戶數(shù)據(jù)庫管理的用戶和計算機的邏輯分組。4.域樹域樹（DomainTree）也稱域目錄樹是由一個以上的域所組成的層次排列，域樹實現(xiàn)了連續(xù)的域名空間，域樹上的域共享相同的DNS域名后綴。5.域林域林（Forest）是由多棵域樹構(gòu)成的，域林中的域樹不共享連續(xù)的域名空間，它的每一域樹擁有它自己的惟一的域名空間。7.3.3ActiveDirectory的物理結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)中有幾個重要概念，即站點、域控制器和復(fù)制，它們之間的關(guān)系如下圖所示。1.站點站點（Site）是由一個或多個通過高速連接的IP子網(wǎng)構(gòu)成，并允許配置目錄訪問和復(fù)制的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一般是指一個LAN。2.域控制器域控制器（DomainController）指運行WindowsServer2003版本的服務(wù)器，它保存了活動目錄信息的副本。3.復(fù)制復(fù)制（Replication）是將目錄信息從存放裝置或文件系統(tǒng)復(fù)制到多重計算機來同步處理數(shù)據(jù)的過程。在一個站點內(nèi)的復(fù)制是當(dāng)域控制器的對象發(fā)生了變化，產(chǎn)生一個Changenotification進程，預(yù)設(shè)復(fù)制時間是5分鐘，之后便發(fā)送復(fù)制消息給其他域控制器，復(fù)制采用的協(xié)議是RPC（RemoteProcedureCall）overIP。7.3.4ActiveDirectory備份與還原1.ActiveDirectory備份NTBackup程序支持5種方法備份計算機或網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)，即副本備份、每日備份、差異備份、增量備份和普通備份。增量備份只備份上一次普通或增量備份之后所創(chuàng)建或改變的文件。備份后標(biāo)記文件（即清除存檔屬性，說明已備份）。如果使用普通和增量備份的組合，需要具有上一次普通備份集和所有增量備份集，以便還原數(shù)據(jù)。2.ActiveDirectory還原在網(wǎng)絡(luò)中只有一個域控制器的情況，很容易利用域控制器本身的備份文件對ActiveDirectory數(shù)據(jù)進行恢復(fù)。這時，由于備份的數(shù)據(jù)比當(dāng)前的狀態(tài)數(shù)據(jù)較舊，對ActiveDirectory備份之后所做的任何修改將被覆蓋。ActiveDirectory提供非授權(quán)（nonauthoritativerestore）和授權(quán)（authoritativerestore）兩種恢復(fù)模式。ActiveDirectory非授權(quán)恢復(fù)模式是利用備份介質(zhì)進行恢復(fù)后，域內(nèi)其他控制器會在復(fù)制過程時把域中新的數(shù)據(jù)覆蓋到使用備份恢復(fù)的舊數(shù)據(jù)上，從而令還原失效。當(dāng)然，這對于單域控制器則無需考慮。采用這種方式恢復(fù)，所有恢復(fù)的數(shù)據(jù)都會根據(jù)比較升級序號（USN）收到網(wǎng)絡(luò)上最新的更新，同一域中，ActiveDirectory通過比較升級序號來識別最新的修改。ActiveDirectory授權(quán)恢復(fù)模式是先從備份介質(zhì)恢復(fù)數(shù)據(jù)，再把恢復(fù)的數(shù)據(jù)強行地復(fù)制到其他域控制器上，而無論備份以后數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化。當(dāng)其他域中包含了錯誤數(shù)據(jù)，且這些錯誤數(shù)據(jù)已經(jīng)復(fù)制到其他域控制器時，應(yīng)該采用該授權(quán)模式。ActiveDirectory授權(quán)恢復(fù)模式能夠提高整個ActiveDirectory中所有對象、子樹中所有對象或單個對象的屬性和版本號，從而顯得比域中其他控制器的版本號更高，從而實現(xiàn)從當(dāng)前還原的ActiveDirectory狀態(tài)到其他控制器的復(fù)制。7.3.5ActiveDirectory整理和修復(fù)1.ActiveDirectory數(shù)據(jù)庫整理當(dāng)ActiveDirectory數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)問題或當(dāng)其占用空間過大時，或為了優(yōu)化數(shù)據(jù)庫性能時，需要對ActiveDirectory數(shù)據(jù)庫進行整理。ActiveDirectory的整理分為在線整理和離線整理兩種方式。ActiveDirectory數(shù)據(jù)庫是由系統(tǒng)自動完成的，無需人工干預(yù)。整理周期一般為12小時。在線整理方式只是對數(shù)據(jù)庫進行碎片整理，對于縮減數(shù)據(jù)庫的空間大小方面幫助不大。離線整理方式可以對數(shù)據(jù)庫進行壓縮，從而有效地減小數(shù)據(jù)庫的大小和提高ActiveDirectory的性能。2.ActiveDirectory修復(fù)ActiveDirectory故障一般可以從系統(tǒng)的報錯信息、系統(tǒng)日志或其他應(yīng)用程序的報錯信息中得以判斷。當(dāng)域控制器上的ActiveDirectory出現(xiàn)錯誤無法有效排除，又沒有有效的備份文件時，可以利用ntdsutil的修復(fù)工具對其進行修復(fù)。三、堂上提問及例題講解（10分鐘）教學(xué)過程詳見課件課后作業(yè)P1691

學(xué)科計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與實訓(xùn)教程課題Internet基礎(chǔ)應(yīng)用周數(shù)12學(xué)時數(shù)4授課班級11計算機網(wǎng)絡(luò)1～3教學(xué)目標(biāo)及要求8.1Internet概述8.2Internet基本工作原理8.3Internet的接入方式8.4Internet瀏覽器8.5信息檢索和電子郵件的使用8.6Internet的其他應(yīng)用教學(xué)重點8.1Internet概述8.2Internet基本工作原理教學(xué)難點8.3Internet的接入方式8.4Internet瀏覽器8.5信息檢索和電子郵件的使用8.6Internet的其他應(yīng)用實驗儀器及教具多媒體教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)過程備注8.1.1Internet的起源（1）形成階段。（2）發(fā)展階段。（3）商業(yè)化階段。Internet在中國的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下三個階段：（1）起步階段。（2）發(fā)展階段。（3）目前發(fā)展?fàn)顩r。8.1.2Internet的發(fā)展從業(yè)務(wù)的角度來看，Internet的發(fā)展呈現(xiàn)出以下的趨勢和特征。1.數(shù)據(jù)超越語音2.Internet邁入后帶寬時代3.業(yè)務(wù)種類的多樣化和個性化8.2.1Internet的組成Internet是由物理網(wǎng)絡(luò)、通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)工具組成的。1.物理網(wǎng)絡(luò)Internet最基本的部件是物理網(wǎng)絡(luò)，Internet上的所有計算機是通過成千上萬根電纜、光纜或無線通信設(shè)備以及連接器組成的一個有機的物理網(wǎng)絡(luò)，物理網(wǎng)絡(luò)是傳播信息的真實載體。2.通信協(xié)議通信協(xié)議是實體間控制和數(shù)據(jù)交換的規(guī)則的集合。在Internet上傳送的每個消息至少通過三層協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（NetworkProtocol），它負(fù)責(zé)將消息從一個地方傳送到另一個地方；傳輸協(xié)議（TransportProtocol），它管理被傳送內(nèi)容的完整性；應(yīng)用程序協(xié)議（ApplicationProtocol），作為對通過網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序發(fā)出的一個請求的應(yīng)答，它將傳輸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成人類能識別的形式。3.網(wǎng)絡(luò)工具要進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，必須借助一定的工具，經(jīng)常使用的基本工具有：遠(yuǎn)程登錄、文件傳輸、網(wǎng)絡(luò)漫游和資源挖掘工具、電子郵件工具、網(wǎng)絡(luò)聊天工具以及流媒體播放工具。8.2.2IP地址和域名解析1.IP地址Internet的網(wǎng)絡(luò)地址是指連入Internet網(wǎng)絡(luò)的計算機的地址編號。所以，在Internet網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)地址惟一地標(biāo)識一臺計算機。這個地址就叫做IP地址，即用Internet協(xié)議語言表示的地址。（1）它是Internet網(wǎng)運行的通用地址。在Internet網(wǎng)上，每個網(wǎng)絡(luò)中的每一臺計算機都被分配一個IP地址，這個IP地址在整個網(wǎng)絡(luò)中是惟一的。（2）它是全球認(rèn)可的通用地址格式。在Internet上通信必須有一個32位的二進制地址，采用這種32位的通用地址格式，才能保證Internet網(wǎng)成為向全世界開放的、可互操作的通信系統(tǒng)。（3）它是微機、服務(wù)器和路由器的端口地址。在Internet網(wǎng)上，任何一臺服務(wù)器和路由器的每一個端口必須有一個IP地址。（4）它是運行TCP/IP協(xié)議的惟一標(biāo)識符。TCP/IP協(xié)議與Novell的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的區(qū)別就在于它是上層協(xié)議，這是在Internet發(fā)展中形成的。目前，在Internet里，IP地址是一個32位的二進制地址，為了便于記憶，將它們分為4組，每組8位，由小數(shù)點分開，用四個字節(jié)來表示，而且，用點分開的每個字節(jié)的數(shù)值范圍是0~255，如，這種書寫方法叫做點分十進制表示法。IP地址具有以下一些重要特點：（1）一個IP地址都由網(wǎng)絡(luò)號和主機號兩部分組成。從這個意義上來說，IP地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)。分兩個等級的好處是：第一，IP地址管理機構(gòu)在分配IP地址時只分配網(wǎng)絡(luò)號（第一級），而剩下的主機號（第二級）則由得到該網(wǎng)絡(luò)號的單位自行分配，這樣就方便了IP地址的管理。第二，路由器僅根據(jù)目的主機所連接的網(wǎng)絡(luò)號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機號），這樣就可以使路由表中的項目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲空間。（2）實際上IP地址是標(biāo)志一個主機（或路由器）和一條鏈路的接口。當(dāng)一個主機同時連接到兩個網(wǎng)絡(luò)上時，該主機就必須同時具有兩個相應(yīng)的IP地址，兩個IP地址必須是不同的，這種主機稱為多接口主機。由于一個路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個網(wǎng)絡(luò)，因此一個路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個不同的IP地址。（3）按照因特網(wǎng)的觀點，用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個局域網(wǎng)仍為一個網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號。（4）在IP地址中，所有分配了網(wǎng)絡(luò)號的網(wǎng)絡(luò)都是對等的。2.主機名、域名和域名系統(tǒng)人們喜歡使用字母而不是IP地址來命名計算機。在局域網(wǎng)中，人們常用主機名（HostName）為特定的主機命名。Internet允許每個用戶命名自己的計算機，也允許用戶輸入主機名以代替計算機的IP地址。TCP/IP協(xié)議開發(fā)了一種對計算機進行層次式命名的協(xié)議，這就是域名系統(tǒng)。域名系統(tǒng)有兩個要點在概念上是相互獨立的。第一點是抽象的，它指明了名字語法和名字授權(quán)管理規(guī)則。第二點是具體的，它用于高效地實現(xiàn)主機名和主機IP地址的映射。在域名系統(tǒng)中提到的主機名即是主機域名，簡稱域名。計算機的名字通常由三部分組成：本機名、組織名和組織類型，它們中間由分界符“.”隔開。此外，Internet命名方案允許計算機名字包括更多的部分，如在組織后面加一個后綴，而組織內(nèi)部可以為計算機名字選擇其他的后綴。組織在命名計算機時，常在計算機名字后附加一個部門的名字作為組織的后綴。3.主機名字與IP地址之間的轉(zhuǎn)換如下圖中名為host-a的主機要與名為host-b的主機進行通信，host-a主機在本機的hosts文件中找到host-b主機對應(yīng)的IP地址是，地址轉(zhuǎn)換協(xié)議ARP再把host-b主機的IP地址轉(zhuǎn)換成物理地址08002B00EE0A。4.域名解析將域名翻譯為對應(yīng)的IP地址的過程稱為域名解析，完成這項翻譯工作的軟件稱為域名解析器。解析器是在客戶端，負(fù)責(zé)查詢域名服務(wù)器，解釋域名服務(wù)器的應(yīng)答，并將查詢到的有關(guān)信息返回給請求程序。域名系統(tǒng)在兩個方面遵從訪問的