1、第 1 页 共 81 页河北传媒学院授课教案2014-2015 学年第 一 学期授课教师 刘正华 授课名称 宽带网络技术 职 称 教授 所 在 系 信息技术学院 第 2 页 共 81 页河北传媒学院授课教案周 次 1 时 间学时 3 授课方式 课堂讲授（ ） 实践课（ ）教学主题 数据通信基础教学目的要求掌握数据通信的基础知识。内容包括：数据通信的基本概念，数据通信网中常用的传输技术和交换技术，信道复用技术和数据的差错控制技术。教学手段多媒体课件讲解、图形解析、实物、实例、案例分析、数学表达式和习题剖析法；补充相关内容。重点数据通信系统的构成、特点和主要的性能指标，数据通信网中常用的传输技术和
2、交换技术，信道复用技术和数据的差错控制技术。难点分组交换技术和循环码。作业 做在书上的题：课后习题 一、填空题全部；二、选择题全部 理解掌握题：课后习题 三、简答题：5、6、7、8 笔答题：1、2、3、4、5、7教学内容与教学过程该单元的主要内容： 数据通信网的组成 数据通信网传输技术 数据通信网交换技术 数据差错控制技术一、单元的串讲部分1.1.1 数据通信的组成和分类1.1.3 数据通信的特点1.2.1 传输介质1.2.3 通信方式1.2.5 信道复用技术第 3 页 共 81 页教学内容与教学过程1.3.4 三种交换技术的比较1.4.1 差错类型及差错控制方法通过 PPT 课件讲解，用图形
3、分析法了解数据通信网的组成、分类和特点；掌握差错类型及差错控制方法；用实物（双绞线等）和实例等方法，让学生比较直观掌握传输介质、通信方式、信道复用技术类型、三种交换技术等，这部分是学生容易理解和掌握的部分。二、单元的重点部分（这部分是学生必须掌握的内容）1.1.2 数据通信系统的构成通过图解法（图 1.3）使学生明白什么是 DTE、DCE 和中央计算机系统，它们在通信过程中起什么作用。1.1.4 数据通信的主要性能指标通过详解分析、数学表达式方法讲解，使学生真正理解和记住表达式：有效性质指标（码元速率、信息速率、数据传送速率、功率利用率、频带利用率） 、可靠性质量指标（误码率、误比特率、误字符
4、率或误码组率）1.2.2 信道容量1有扰模拟信道的信道容量通过公式 讲明香农定律。2有扰数字信道的信道容量通过平稳、无记忆、对称、离散概念的详解，说明数字信道的信道容量的公式的产生。信道容量：C=1+ Pe log2Pe+（1Pe）log2（1Pe） Rb (bit/s)1.2.4 传输技术1、用图解法（参考教材图 1.13、1.14、1.15、1.16）讲明数据的串、并行传输；异步、同步传输；基带传输系统；频带传输基本结构。2、补充内容：编码技术用现代通信与网络工程实用教程图形。说明：该参考教材理论讲述各种编码，比较抽象，图形会易于理解。3、补充内容：数字数据编码为模拟信号三种调制技术用现代
5、通信与网络工程实用教程图形，更为形象地表述三种调制技术的不同。1.3.1 电路交换电话通信是电路交换的典型的实例，用图解法（参考教材 1.19）和实例讲解电路交换的建立、传输、拆除的三个特点。1.3.2 报文交换用图解法（参考教材 1.20）讲解报文交换不必要求交换网为通信的双方预先建立一条专用数据通路，因此也就不存在建立电路和拆除电路的过程。1.3.3 分组交换用图解法（参考教材 1.21、1.22）数据报分组交换和虚电路分组交换；逻辑信道与虚电路的区别。同时要补充相关的图形。Linux 是一个基于 POSIX 和 UNIX 的多用户、多任务、支持多线程和多 CPU 的操作系统；Linux
6、是使用最多的一种类 UNIX 操作系统，能免费使用并能自由传播；）NSBC1log2第 4 页 共 81 页教学内容与教学过程电话通信是电路交换的典型的实例，用图解法（参考教材 1.19）和实例讲解电路交换的建立、传输、拆除的三个特点。1.3.2 报文交换通过图解法（图 1.20）讲述报文交换的通信过程，使学生掌握报文交换的原理。1.3.3 分组交换通过 PPT 课件，用图解法（图 1.21、1.22）并附加 现代通信与网络工程实用教程的相关图形讲解，使学生掌握数据报分组交换和虚电路分组交换、逻辑信道与虚电路的区别。三、该单元的难点部分（也是重点）1.4.2 纠错编码的基本原理用理论分析法、图
7、解法（参考教材 1.24、1.25）和公式法码长、码重和码距的概念；纠错编码的基本原理；纠错编码的检错纠错能力；编码效率的计算方法以及纠错编码的分类。1.4.3 奇偶监督码用案例法讲解垂直奇偶校验；水平奇偶校验；垂直水平奇偶校验；斜奇偶校验的方法。1.4.4 循环码用习题剖析法，即课后习题：四、计算题 8 为例，板书和学生一起演练循环码的计算过程及校验的结果。第 5 页 共 81 页课后小结此项内容要求课后用黑色字迹签字笔或钢笔手填。课后小结第 6 页 共 81 页第 7 页 共 81 页河北传媒学院授课教案周 次 2 时 间学时 3 授课方式 课堂讲授（ ） 实践课（ ）教学主题 计算机网路
8、的体系结构；局域网的基本概念及参考模型教学目的了解计算机网络的产生与发展、定义与功能、组成与分类，掌握计算机网络体系结构的基本概念，OSI 网络体系结构、TCP/IP 网络体系结构、局域网的基本概念、局域网参考模型。教学手段 多媒体课件讲解、图形解析、案例引导法、补充相关内容。重点ISO/OSI 网络体系结构、 Internet 网络体系结构；局域网参考模型中的子层；难点网络体系结构的基本概念；局域网参考模型中的子层。作业 理解掌握课后习题 ：2、5、7、12 笔答题：课后习题 11、14教学内容与教学过程该单元的主要内容： 计算机网络的组成与分类 计算机网络的体系结构 局域网的基本概念和参考
9、模型一、该单元的串讲部分2.1.1 计算机网络的产生与发展2.1.2 计算机网络的定义与功能2.1.3 计算机网络的分类与应用2.3.1 局域网基本概念2.3.2 局域网参考模型用 PPT 课件讲解，使学生了解计算机网路产生与发展、定义与功能、分类与应用；用图形分析法讲解局域网的基本概念和局域网参考模型，使学生掌握局域网的概念、分类、拓扑结构及其各自特点和 IEEE 802 标准。第 8 页 共 81 页教学内容与教学过程二、单元的重点部分（这部分是学生必须掌握的内容）2.2.1 网络体系结构的基本概念1、通过 PPT 讲解和图形（图 2.3、2.4、2.5、2.6、 2.7）分析法，使学生掌
10、握层、子系统与实体的概念；掌握服务、协议和服务访问点；服务原语；数据单元在网络体系结构中的作用。2、补充讲解虚链接和实链接的概念，从而可以使学生对等实体间的通信；服务的类型等内容有一个比较清晰的理解。2.2.2 ISO/OSI 网络体系结构2.2.3 Internet 网络体系结构这两小节是讲解两种不同的网络体系结构。它们各层的对应关系可以用图 2.12 加以说明。1、首先用实例法：邮件的发送和接受的全过程引导出层的概念。2、用图解法（图 2.10、2.11）讲解开放系统互连环境、开放系统互连环境中的数据流，使学生掌握体系结构中各层之间的关系。3、再根据图 2.9 讲解各层的功能。使学生掌握网
11、络体系结构的概念。这样倒置讲，即先讲实例和过程，再讲各层的功能，学生会更容易理解。三、该单元的难点部分（也是重点）2.3.3 局域网逻辑链路控制（LLC）子层1、用 PPT 课件和图解法（图 2.19）详细阐述网络层 /LLC 子层界面服务规范和 LLC 子层/MAC 子层界面服务规范，使学生理解 IEEE 802.2 起到了什么功能。2、用 PPT 课件和图解法（图 2.20）剖析 LLC 帧格式，使学生理解LLC 子层使如何起到控制功能的。2.3.4 局域网媒体访问控制（MAC）子层1、该单元的 1、3 部分自学（内容过时，学生了解一下即可）2、该单元的 2 部分除了用课件讲解相关理论外，
12、补充现代通信与网络工程实用教程相关章节的内容，用图形的方式进一步讲解 CSMA/CD 的原理，使学生深入理解其工作原理。3、该单元的 4 部分，主要讲解无线局域网冲突避免是如何实现的。第 9 页 共 81 页教学内容与教学过程课后小结此项内容要求课后用黑色字迹签字笔或钢笔手填。第 10 页 共 81 页课后小结第 11 页 共 81 页河北传媒学院第 12 页 共 81 页授课教案周 次 3 时 间学时 3 授课方式 课堂讲授（ ） 实践课（ ）教学主题 局域网技术教学目的掌握 IEEE802.3 以太网和 IEEE802.5 令牌环网等几种典型的局域网技术。教学手段重点IEEE802.3 以
13、太网。虚拟局域网（VLAN） ；无线局域网。难点无线局域网。作业 理解掌握课后习题 ：15 笔答题：课后习题 17、19教学内容与教学过程该单元的主要内容： IEEE 802.3：以太网 IEEE 802.5：令牌环 光纤分布式数据接口（FDDI） 虚拟局域网（VLAN） 无线局域网一、该单元的串讲部分2.3.6 IEEE 802.5：令牌环2.3.7 光纤分布式数据接口（FDDI）这两种局域网目前在网络设计中很少再被采用，属于略讲范畴，只是根据课件串讲它们的物理结构特点和 MAC 子层的帧结构和功能。二、单元的重点部分（这部分是学生必须掌握的内容）2.3.5 IEEE 802.3：以太网1、
14、这一小节重点是以太网 MAC 子层，通过 PPT 课件和图解法（图2.27、2.28、2.29、2.30）的讲解，使学生掌握 MAC 子层功能、MAC 帧格式、二进制指数退避算法和 MAC 地址，理解冲突检测对 MAC 帧的要求。第 13 页 共 81 页教学内容与教学过程2、交换式以太网、快速以太网、千兆以太网、10 吉比特以太网它们的原理都是基于以太网，不侧重讲原理，主要侧重其特点和应用。补充现代通信与网络工程实用教程相关章节的内容。2.3.8 虚拟局域网（VLAN）1、用 PPT 课件讲解 VLAN 的信息交换方式和分类以及 VLAN 的路由和管理，使学生掌握 VLAN 的原理和实现方法
15、。2、用现代通信与网络工程实用教程3.6.2 项目实现进行演练。三、该单元的难点部分（也是重点）2.3.9 无线局域网1、这一节是第二版新添加的内容，使新的、热点的技术，必须重点地加以讲解。2、用 PPT 课件和图形（图 2.36、2.37）分析法深入进行讲解，使学生真正掌握无线局域网的基本概念、无线局域网标准、无线局域网物理层、无线局域网的 MAC 子层、无线局域网的帧结构的相关知识。3、为了使学生便于理解加入现代通信与网络工程实用教程相关章节的图形。第 14 页 共 81 页教学内容与教学过程课后小结此项内容要求课后用黑色字迹签字笔或钢笔手填。第 15 页 共 81 页课后小结第 16 页
16、 共 81 页河北传媒学院第 17 页 共 81 页授课教案周 次 4 时 间学时 3 授课方式 课堂讲授（ ） 实践课（ ）教学主题 TCP/IP 技术和网际协议教学目的掌握 TCP/IP 技术中所涉及到的协议、概念；网际协议功能、格式和地址。教学手段 简单知识 PPT 课件讲；重点和难点采用实例讲解法；补充相关知识点。重点IP 数据报格式；IP 地址中的子网划分、子网掩码；网际控制协议的实现。难点IP 地址中的子网划分；子网掩码的应用。作业 做在书上的题：课后习题 一、填空题全部；二、选择题全部 理解掌握题：课后习题 三、简答题：1 笔答题：课后习题 三、简答题：2、3教学内容与教学过程该
17、单元的主要内容： TCP/IP 技术 网际协议一、该单元的串讲部分3.1.1 TCP/IP 简介3.1.2 常用的 TCP/IP 3.1.3 TCP/IP 中的几个概念 3.2.1 IP 的功能在讲完网络体系结构的基础上，讲解上述前三小节是比较容易的事情，只是要在不同的层上添加不同的协议，完成相关的功能而已；上述第 4 小节，已知 IP 工作在网络层，完成寻址和转发功能是可以理解的。所以这 4 个小节均列入串讲范畴，用 PPT 课件讲解即可。二、单元的重点部分（这部分是学生必须掌握的内容）3.2.2 IP 数据报格式1、IP 数据报为什么能够完成路由和寻址等功能，关键是 IP 数据报第 18
18、页 共 81 页教学内容与教学过程中包含着很多的控制字段，由这些字段的控制，决定数据报应该沿着何路径传输以及如何完成相关的功能，所以每个字段的含义必须让学生掌握。2、如图 3.4 所示，IP 报头共 12 个字段，不必每个都讲解，首先引导学生自己动脑筋，先看懂容易理解的字段：版本、总长度、标识、生存时间、协议、源 IP 地址、目标 IP 地址。3、难于理解的由老师启发式的讲解（先讲后问） 头标长：以 4B 为基本单位，其长是 4bit，为什么 IP 报头最长是60B? 服务类型：D、T、R、C 参数的含义明确后，问这些参数都可以同时具备吗？ 标志：讲明分割与重组的概念，再讲 DF、MF 两个参
19、数的含义。 片偏移：记住片偏移的基本单位是 8B，举例让学生完成计算。 头标校验和：讲明计算校验和的目的和验证的方法。举例计算。4、选项与填充：该参考教材一带而过，其实选项的内容很多，也很有意义。补充TCP/IP 原理与应用的相关内容。三、该单元的难点部分（也是重点）3.2.3 IP 地址1、该小节的网络 ID、主机 ID 的规则和 IP 地址的分类两部分易于理解，按 PPT 课件讲解即可。2、子网划分和子网掩码是重点，也是难点，和在一起讲： 子网掩码的作用 IP 地址的不合理性以及 IPv4 面临地址匮乏的问题 解决的方法就是子网和超网的实现 先讲实现的方法，再做具体的案例（现代中的 6 道
20、题）3、补充：可变长子网掩码 VLSM 和无类别域间路由 CIDR （现代 ）3.2.4 网际控制协议（ICMP）1、首先要讲明 ICMP 协议的重要功能：ICMP 属于在网际层运作的协议，当 IP 数据报发送不出去的时候，必须要有一种机制通知源端，这个任务由 ICMP 来完成。2、用图表法（图 3.7、表 3.3）讲明 ICMP 的报文格式。3、第 19 页 共 81 页教学内容与教学过程ICMP 属于网际层运作的协议。当 IP 数据报发送不出去的时候，必须有一种机制来通知 IP 数据报的源端，ICMP 承担了这项任务。2、用图表法（图 3.7、表 3.3）讲明 ICMP 报文格式和类型3、
21、补充TCP/IP 的原理和应用中的表格，说明差错报文和控制报文的区别。课后小结此项内容要求课后用黑色字迹签字笔或钢笔手填。第 20 页 共 81 页课后小结第 21 页 共 81 页河北传媒学院周 次 5 时 间学时 3 授课方式 课堂讲授（ ） 实践课（ ）教学主题 传输层协议和路由协议教学目的 掌握 TCP、UDP，路由选择协议的传输机制、工作原理和特点教学手段重点TCP 的报文格式、路由器的工作原理、RIP/OSPF/IS-ISD 路由协议的基本原理。难点路由选择协议作业 理解掌握题：课后习题 三、简答题：4 笔答题：课后习题 三、简答题：5教学内容与教学过程该单元的主要内容： 传输控制
22、协议 用户数据报协议 路由选择协议一、该单元的串讲部分3.3.1 TCP 的特点3.4.1 UDP 的应用3.4.2 UDP 报文的格式3.4.3 TCP/UDP 端口3.5.2 路由选择方式3.5.3 路由协议分类 这些小节均属于易于理解和掌握的知识， TCP 的特点所涉及的技术术语在数据通信等章节中已经介绍过；UDP 协议是在 TCP 学习之后进行，知识有类同之处，只是它不存在可靠性验证，应用环境不同而已。路由选择方式和路由协议分类都是路由区域的概念，所以这些小节采用 PPT课件串讲的方式。第 22 页 共 81 页授课教案第 23 页 共 81 页教学内容与教学过程二、单元的重点部分（这
23、部分是学生必须掌握的内容）3.3.2 TCP 数据报格式1、讲过 IP 数据报格式后，对 TCP 数据报格式的概念应该比较清楚，只是数据报格式中的字段不同，在数据传输中的作用也就不了，其中源端口、目的端口、序号、确认号、偏移、保留、校验和等易于理解，属于串讲的范畴。2、6 个标志位是属于重点讲授的范畴，因为 TCP 传输层的可靠性主要体现在这几个控制位上，要讲明英语缩略语的含义以及其控制功能是如何实现的。3、 “窗口的大小”要讲明它是接受方设置的，可调节发送数据的速率。4、 “紧急指针”要讲明它和 URG 的关系。3.3.3 TCP 连接机制 1、用图解法（图 3.10）讲述 3 次握手的过程
24、，使学生深刻理解 TCP协议是可靠的传输层协议的原因。2、终止连网必须讲明只有双方都发送了 FIN 命令后才能终止通信。三、该单元的难点部分（也是重点）3.5.1 路由器的工作原理1、首先要讲明路由器的功能。2、要讲明路由表的作用。3、用邮件的实例和表 3.5 讲明路由器的工作原理。3.5.4 路由选择算法3.5.5 路由信息协议（RIP）3.5.6 开放最短路径优先协议（OSPF）该参考教材对距离向量算法和链路状态算法两种算法；RIP 和OSPF 协议讲解得太简单，均参考TCP/IP 原理及应用教材进行讲解。1、用图解法讲解距离向量算法2、用图解法讲解距离向量算法存在的问题及解决的方法3、用
25、图表法讲解链路状态算法4、对 RIP 和 OSPF 两种协议报文格式及所包含的协议进行讲解，使学生掌握其两种协议的工作特点。3.5.7 中间系统-中间系统路由协议第 24 页 共 81 页教学内容与教学过程3.5.7 中间系统-中间系统路由协议该协议与 OSPF 功能类似，让学生自学。3.5.8 边界网关协议（BGP）1、首先补充讲解什么是自治域系统2、BGP 实现的功能和所使用的算法3、BGP 和 RIP 都使用 V-D 算法，它们的区别是什么4、BGP 的路由计算和选择基于的 5 个路由信息库通过上述的讲解和分析，使学生能理解和掌握 BGP 协议通过交换可达性信息可以构建一张自治系统连接拓
26、扑图，从而消除路由环路并在自治系统级别上实施用户配置的路由策略。课后小结此项内容要求课后用黑色字迹签字笔或钢笔手填。第 25 页 共 81 页课后小结第 26 页 共 81 页河北传媒学院第 27 页 共 81 页授课教案周 次 6 时 间学时 3 授课方式 课堂讲授（ ） 实践课（ ）教学主题 组播协议、IPv6、QoS 技术教学目的这 3 项技术均为第二版新增和更新的热点技术知识，要使学生全面掌握。教学手段重点组播协议、IPv6、QoS 技术难点IPv4 向 IPv6 过渡；QoS 服务模型作业 理解掌握题：课后习题 三、简答题：7 笔答题：课后习题 三、简答题：6、8教学内容与教学过程该
27、单元的主要内容： 组播协议 IPv6 协议 Qos 技术一、该单元的串讲部分这 3 节的内容均为第二版新增的热点的技术知识，理应全部列入重点和难点的知识范畴，但为了加强重点和难点的讲解，有些易于理解的小节和小节中的部分知识点列入串讲部分：3.6.1 IP 分组类型这一小节只要求学生掌握永久性和临时性组播地址的区别；表 3.7IP分组类型即可。3.7.2 IPv6 扩展首部重点部分 IPv6 数据报格式中已做讲解，详细内容学生自学。3.7.4 移动 IPv6 小节中的 3、移动 IPv6 相对于 IPv4 的优势和 4、移动 IPv6 的发展前景。了解 8 项优势和移动 IPv6 实现规模应用尚
28、需解决的技术问题。第 28 页 共 81 页教学内容与教学过程3.8.1 QoS 概述掌握 QoSD 的定义；掌握端到端的 QoS 的概念；掌握要提高服务质量能力的要素。二、单元的重点部分（这部分是学生必须掌握的内容）3.6.2 密集模式1、对于理论性较强的知识点要有针对性，指出它的应用范畴。如讲明密集拓扑结构的特点后，再讲它的应用环境是交换式 LAN 和校园网络，学生易于接受。2、重要指出的一点：组播路由协议在设计时就针对某种拓扑结构，再讲解表 3.8 密集模式和稀疏模式组播路由协议就比较轻松。3、通过本小节的学习，学生应该掌握协议无关组播（ProtocolIndependent Multi
29、cast，PIM）两个版本的区别；协议无关组播密集模式（PIM-Dense Model）的特点。3.6.3 稀疏模式1、用对照比较法（和 PIM-Dense Model 对照）讲解协议无关组播稀疏模式（PIM-Sparse Model）的特点。2、根据上述讲解的 PIM-Sparse Model 的特点，用 PPT 课件讲解其所支持的相关技术。3、根据这两种模式使用的 PIMv2 消息讲述它们的相同点和不同点。3.7.1 IPv6 数据报格式1、首先概述 IPv6 的优点，使学生了解 IPv6 的重大变化。 更大的地址空间： 地址空间增大了 296 倍 简化了首部格式： 基本首部变为固定的 4
30、0 字节 灵活的协议 允许对网络资源的预分配 允许协议继续演变和增加新的功能2、重点讲解数据报格式的变化，使学生掌握 IPv6 的可控性和安全性。 优先级：根据业务的不同，划分不同等级的优先级。 流标识：标识同一信源发送的具有不同处理要求的多个数据流。 下一扩展报头：有六种可选的类型。第 29 页 共 81 页教学内容与教学过程3、地址：通过讲解地址表达方式、三种类型的地址和内嵌 IPv4 地址格式的讲解使使学生了解 IPv6 具有海量的存储空间和灵活可用的特点。3.7.3 IPv6 的安全机制 1、首先讲明因特网的安全问题一直是人们关注的焦点之一，IPv4缺乏行之有效的安全手段。2、用图解法
31、（图 3.21、3.22）讲解 IPv6 通过两个专用的扩展报头来实现认证报头（AH）和加密安全净荷报头（ESP）的过程，使学生掌握IPv6 的安全机制所使用的安全技术。3.7.4 移动 IPv61、首先指明从 IPv4 到 IPv6，移动 IP 技术自身放生了革命性的变化，IPv6 协议具有地址自动配置、邻居发现特点，并简化了重组的步骤。2、讲解移动 IPv6 工作过程： 第一种情况：当移动节点连接在家乡链路时。 第二种情况：移动节点离开家乡链路连结到外地链路时。分析移动 IPv6 的工作原理。3、讲解移动 IPv6 的关键技术，使学生掌握移动 IPv6 的全部知识。三、该单元的难点部分（也是重点）3.7.5 IPv4 向 IPv6 过渡 1、用启发式让学生思考要解决 IPv4 向 IPv6 的过度都需要解决那些问题，从而使学生认识到这种过度需要比较长的时间，因此在这段时间里必须提供两个版本的兼容方案。2、双协议栈、隧道技术和首部转换三种兼容方案理解起来有一定的难度，采用讨论式让学生掌握它们的工作原理：先有学生预习，然后老师提问题，由学生们根据课件给出的图形自由解答。3.8.2 QoS 服务模型使用上述同样的方法，用预习、启发、讨论式使学生掌握尽力而为、集成服务和区分服务三种模式。第 30 页 共 81 页课后小结此项内容要求课后用黑色字迹签字笔或钢笔手填。课后小结
