Web应用安全技术原理与实践教学教案.docx

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1、课题名称第1章计算机网络概述计划课时6课时内容分析本章将对计算机网络进行概要性描述。首先介绍计算机网络的定义、分类及性能；其次介绍计算机网络的形成与发展；然后介绍计算机网络的体系结构，包括ISO/OSI的体系结构、TCP/IP体系结构及五层的体系结构；最后介绍计算机网络在我国的发展。教学目标及基本要求1 .理解计算机网络的定义、分类及性能2 .了解计算机网络的形成与发展3 .理解计算机网络的体系结构4 .了解计算机网络在我国的发展教学重点1 .计算机网络的定义、分类及性能2 .计算机网络的体系结构教学难点1.计算机网络的体系结构教学方式以PPT讲授为主，并结合多媒体进行教学教学过程1.1 计算

2、机网络概述（3课时）对计算机网络进行总体概述。计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。计算机网络是信息收集、分配、存储、处理、消费的重要的载体，是网络经济的核心，其深刻地影响着经济、社会、文化、科技，是工作和生活的重要工具之一。掌握网络的基础知识是进行计算机网络应用的基础。通信技术是负责数据信号在底层的传输。1.1.1 计算机网络的定义对计算机网络，可以从以下角度理解。（1）从广义角度来看，只要是能实现远程信息处理的系统或进一步能达到资源共享的系统都可以称为计算机网络。（2）从资源共享角度来看，计算机网络必须是由具有独立功能的自治的计算机组成的，并能够实现资源共享的系统。（3）从用户透明

3、角度来看，计算机网络就是一台超级计算机，资源丰富、功能强大，其使用方式对用户透明，用户使用网络就像使用单一计算机一样，无须了解网络的存在、资源的位置等信息。1.1.2 计算机网络的组成从不同的角度对计算机网络的组成讲解。物理组成：（1）硬件（2）软件（3）协议工作方式：（1）边缘部分：由所有连接在网络上，供用户直接使用的主机组成，用来进行通信和资源共享，其工作方式主要为C/S方式和P2P方式。（2）核心部分：由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，它为边缘部分提供连通性和交换服务。主机之间的工作方式主要分为三种：客户服务器（CIient/Server,C/S）方式、对等连接（PeerToPee

4、r,P2P）方式和C/S-P2P混合方式。P2P亦称“点对点方式”或“点到点方式”。1.1.3计算机网络的分类计算机网络可以按不同的方法进行分类：1 .按网络覆盖的地理范围分类按网络覆盖的地理范围分类是最常用的分类方法，按照地理范围的大小，可以把计算机网络分为局域网、城域网和广域网3种类型。2 .按网络的拓扑结构分类按网络的拓扑结构，可以分为：总线型网络、环型网络、星型网络、树型网络、网状型网络和混合型网络。3 .按传输介质分类根据网络使用的传输介质，可以将网络分为两种：有线网络、无线网络。4 .按传播技术分类根据所使用的传播技术，可以将网络分为：广播式网络和点到点网络。1.1.4计算机网络的

5、性能1 .几种常见的性能指标1）速率2）带宽（BandWidth）3）吞吐量4）时延对四种时延进行解释。5）时延带宽积6）往返时间RTT7）利用率8）误码率2 .计算机网络的非性能特征D费用2）质量3）标准化4）可靠性5）可扩展性和升级性6）易于管理和维修1.1.5计算机网络的形成与发展着重介绍计算机网络的发展主要经历的几个阶段。1.2计算机网络的体系结构（3课时）1.2.1网络协议在计算机网络中要进行大量的数据传输和交换，这些行为必须遵守事先约定好的规则，为进行网络中的数据交换而制定的规则、标准或约定称为网络协议，简称协议。从这个角度上来说，学习计算机网络就是要学习网络中的许多协议。1.2.

6、2网络的分层结构详细解释分层结构。说明分层带来的好处。1.1.1 据在各分层间的传递及相关概念1.2.4 OSl参考模型OSI划分的七个层次由高到低依次为：Application（应用层）、Presentation（表示层）、Session（会话层）、Transport（运输层）、Network（网络层）、Datalink（数据链路层）和PhySiCal（物理层）。1.2.5 TCP/1P参考模型TCP/IP是一组用于实现网络互联的通信协议，Internet网络体系结构是以TCP/IP为核心的协议族，被称为TCP/IP参考模型。TCP/IP参考模型分为四个层次，从上到下分别是应用层、运输层、网

7、际层、网络接口层。1.2.6五层的体系结构OSI参考模型是网络技术的基础，尽管概念清楚，理论也较完整，但由于太复杂等种种原因，并没有得到市场的认可。真正占领市场并得到广泛应用的是TCP/IP体系结构，但其最下面的网络接口层并没有具体的内容，虽然这在当时的环境下非常快速地适应了市场的需求，将一些异构的网络都包容了进来，但缺少了对物理层和数据链路层内容的约定。因而本教材按照五层的模型来阐述计算机网络的体系结构，去掉OSl参考模型中的表示层和会话层，将TCP/IP参考模型中的网络接口层改为数据链路层和物理层，这样更加清晰、简洁、完整。三种体系结构的层次划分及对应关系如图1-22所不。OSI体系结构T

8、CP/IP体系结构五层体系结构应用层表示层会话层应用层应用层运输层运输层运输层网络层网际层网络层数据链路层网络接口层数据链路层物理层物理层1.3 计算机网络在我国的发展1.4 本章小结首先介绍了什么是计算机网络、计算机网络的发展历史及计算机网络的分类和各种性能指标。随后介绍了计算机网络的体系结构，包括OSl参考模型和TCP/IP参考模型，通过对两者的对比，引入了五层的体系结构。全书以五层的体系结构对计算机网络的知识体系进行了描述。思考题和习题教学后记课题名称第1章物理层计划课时8课时内容分析本章主要介绍了物理层的功能、作用与特性，讲述了数据通信的基础知识，描述了数据通信的三种方式。详细讲述了数

9、据交换的三种基本方式。描述了物理层之下的传输媒体并且介绍了每种传输介质的分类、特点以及性能参数指标。最后描述了同步光纤网与同步数字系列的概念和特点。教学目标及基本要求1 .理解数据通信基础知识2 .了解常见的传输媒体3 .理解同步光纤网与同步数字系列概念和特点教学重点1 .数据通信基础知识2 .常见传输媒体教学难点数据通信基础知识教学方式以PPT讲授为主，并结合多媒体进行教学教学过程2.1 数据通信的基础知识（4课时）对数据通信相关的基本概念，基本原理和技术进行描述。2.1.1 数据通信系统模型通信系统包括发送系统、传输系统和接收系统。（1）发送系统：包括信源和发送器。信源即产生数据的设备，比

10、如计算机或者其他终端设备。（2）传输系统：是传输数据时使用的通信通道，比如双绞线通信通道、光纤通信通道、微波通信通道和无线电波通信通道等。（3）接收系统：包括接收器和信宿。接收器即进行信号译码的设备，通常为调制解调器，译码使用其中的解调功能。信宿即最终接收数据的终端设备，比如计算机等设备。2.1.2 数据通信基本概念数据通信的基本概念包括信息、数据、信号和信道。（1）信息（information）：数据通信主要目的是信息交换，信息是数据经加工处理后得到的有意义的符号序列。（2）数据（dala）：数据是信息的载体，分为模拟数据和数字数据。计算机内部存储的二进制数据是数字数据，是由离散的电信号所表

11、示的。当采用电波表示数据时，则为模拟数据。信息与数据既有联系，又有区别。数据是信息的表现形式和载体，而信息是数据的内涵，信息是数据加工处理后得到的，对数据做出具有含义的解释。(3)信号：信号是数据的电子或电磁表现形式，分为模拟信号和数字信号。(4)信道：信道是通信双方以传输媒介为基础的传输信息的通道，表示某一个方向上传送信息的媒体。1.1.3 模拟信号数字化模拟信号转换为数字信号，即模拟信号的数字化编码。模拟数据数字化编码的常用方式是脉冲编码调制(PUISeCodeModulation,PCM)它在卫星通信，数字微波通信、光纤通信等领域得到广泛应用。模拟信号数字化流程包括采样、量化以及编码三个

12、环节。(1)采样(SamPIe)：采样作为模拟信号数字化的首要环节。每隔一定的时间，把连续变化的模拟信号所对应的电平幅度值抽取出来，作为样本基数，再根据样本基数将原信号表示出来，这个过程称为采样。(2)量化(QUamiZing)：即采样获得的样本幅度，依据量化级别进行取值的全过程，即取整。该环节完成之后，脉冲序列就转化为数字信号。(3)编码(EnCoding)：量化后，采样的样本用二进制码表示。编码是将一种数字信号转换为另一种数字信号。调制需要载波，载波把基带信号的频率范围提升到较高频段，将数字信号转换成模拟信号。常用的编码方式有归零码、不归零码、曼彻斯特、差分曼彻斯特编码。常用的调制方法有调

13、幅、调频和调相。1.1.4 编码与调制技术编码是将一种数字信号转换为另一种数字信号。调制需要载波，载波把基带信号的频率范围提升到较高频段，将数字信号转换成模拟信号。常用的编码方式有归零码、不归零码、曼彻斯特、差分曼彻斯特编码。(1)归零码(ReturntoZero,RZ)：通过编码在发送“0”或“1”时，单位码元时间内返回初始状态(零)的编码方式，正脉冲表示1,负脉冲表示0。(2)不归零码(Non-ReturntoZero,NRZ)：通过编码在发送“0”或“1”时，单位码元时间内，不返回初始状态(零)的编码方式。用正电平表示1,负电平表示0。(3)曼彻斯特编码(ManCheSterEncodi

14、ng)：即自同步码，是指用通过编码发送信息时，时钟同步信号一并传输。按照位周期中心的跳变方向表示0还是U如向上跳变表示0,向下的跳变表示1。(4)差分曼彻斯特编码(DifferentManchesterEncoding):是曼彻斯特编码的一种变形。该编码方式在每一位中心保持跳变，位起始边界有跳变表示0,位起始边界没有跳变表示K常用的调制方法有调幅、调频和调相。(1)调幅(AM)：载波信号的振幅伴随着基带信号的变化而变化。有载波输出对应1,反之对应0。(2)调频(FM)：载波信号的频率伴随着基带信号的变化而变化。0或1分别对应不同的频率。(3)调相(PM)：载波信号的初始相位随基带信号的变化而变

15、化。例如。或1分别对应相位。度或180度。1.1.5 信道的极限容量信道容量是衡量信道传输数字信号能力的重要指标，是单位时间内，理论上信道传输数据的最大值，单位是b/s。奈奎斯特(NyqUiSt)(简称奈氏)提出信道无噪声干扰的情况下，码元传输速率的最高值与信道带宽的关系进而给出表示信道传输数据能力的奈奎斯特公式：C=2VVlog2JV其中，N表示作为数据载体的码元实际能够取得的离散值的个数，C为信道最高数据传输率。要想提高信道的最高传输率C值，可以提高信道带宽，或者提高每个码元能够取得的离散值的个数，即N值。1948年，信息论创始人香农(ShamKm)在奈奎斯特的工作基础上，把奈奎斯特提出的无噪声干扰信道的传输容量，扩展到受噪声干扰情况下，信道的极限信息传输速率，即香农公式C=WIOg2(1+SN)其中，W为信道带宽(以HZ为单位)；S为信道内传输信号的奈氏准则和香农公式的主要区别：奈氏准则规定了码元传输速率是有限的，无法任意提高，