2016年春季学期《宽带ip网络》课程教案(实时指导教案).pdf

1 北京邮电大学函授、远程教育北京邮电大学函授、远程教育 《宽带《宽带 IPIP 网络》课程教案网络》课程教案( (实时指导教案实时指导教案) ) 课程介绍课程介绍 一、使用教材名称、作者及出版社一、使用教材名称、作者及出版社 教材名称： 《宽带 IP 网络》 （第 2 版） 作 者：毛京丽 出版单位：人民邮电出版社 二二、教学目的、教学目的 《宽带 IP 网络》是通信工程专业的一门非常重要的必修的专业课程（核心课） 通过本 课程的学习能使同学们对宽带 IP 网络获得较完整的概念，并掌握宽带 IP 网络的基本技术和 应用,将会对从事通信和计算机等方面的工作有所帮助 三三、教学基本要、教学基本要求求 本实时指导教案所列内容为重点内容，详见《教学大纲》 四四、课程安排、课程安排 1、课程实时指导安排 本门课安排 2 次实时指导与答疑 具体安排： 第 1 次——课程介绍；第 1 章主要内容，第 2 章 2.1、2.2 主要内容 第 2 次——总复习 2、阶段作业 本门课安排 2 次阶段作业（在课程空间里某些章节后面） ，均是客观题，网上提交(每次 作业均可反复提交，并取最高分计入总评成绩)。

3、考核安排 2 次阶段作业，占总成绩的 40% 期末考试为开卷考试，卷面分数 100 分，占总成绩的 60% 五五、网上教学资料、网上教学资料 1、教学大纲 2、课程学习（课程空间）里的课程 3、综合练习题及答案（资源下载-学生学习资源） 4、课程教案（实时指导教案） （资源下载-学生学习资源） 5、实时指导课件 六六、学习方法、学习方法建议建议 1、按时下载网上各种教学资料 2、按照课程教学大纲要求的重点学习 3、认真学习课程空间里的课程 4、在学习完各章内容后认真做综合练习题 5、按时完成阶段作业 2 各章重点内容各章重点内容 第第 1 1 章章 概述概述 1.1 1.1 宽带宽带 IPIP 网络的概念网络的概念及发展过程及发展过程 1.1.11.1.1 宽带宽带 IPIP 网络的概念网络的概念 1 1、、IPIP 网络网络的概念的概念 P1 2 2、宽带、宽带 IPIP 网络的概念网络的概念 (1)窄带 IP 网络的概念 P1 （2）宽带 IP 网络的概念 P2 1.1.21.1.2 宽带宽带 IPIP 网络的网络的发展过程发展过程（了解）（了解） 1 1、、InternetInternet 发展的发展的三个阶段三个阶段 Internet 的基础结构大体上经历了三个阶段的演进（是有部分重叠的） 。

2 2、、宽带宽带 IPIP 网络的发展网络的发展 P4 1.2 1.2 宽带宽带 IPIP 网络的网络的组成组成 从宽带 IP 网络的工作方式上看，它可以划分为两大块：边缘部分和核心部分 P4 图 1-3 1.2.1 IP1.2.1 IP 网络网络的边缘部分的边缘部分 1 1、边缘部分的组成、边缘部分的组成 边缘部分由所有连接在 IP 网络上的主机组成， 这部分是用户直接使用的， 用来进行通信 和资源共享 2 2、通信方式、通信方式 ●客户服务器方式（C/S 方式） ●对等方式（P2P 方式） 讨论： ●IP 网边缘部分的主机可以组成局域网 1.2.2 IP1.2.2 IP 网络网络的的核心部分核心部分 组成及作用 P4 1 1、、核心部分的网络核心部分的网络 核心部分的网络根据覆盖范围可分为广域网（WAN）和城域网（MAN） 核心部分的网络根据采用的通信方式不同包括分组交换网、帧中继网、ATM 网等 2 2、、核心部分的路由器核心部分的路由器 路由器的作用 P10 1.3 1.3 宽带宽带 IPIP 网络的网络的特点特点 P10 1.4 1.4 宽带宽带 IPIP 网络的网络的 QoSQoS 3 1.4.11.4.1 宽带宽带 IPIP 网络的网络的 QoSQoS 性能指标性能指标 1 1、、IPIP 网服务质量网服务质量( (QoSQoS) )的概念的概念 IP网服务质量(QoS)是指IP数据包在一个或多个网络传输的过程中所表现的各种性能， 它 是对各种性能参数的具体描述。

2 2、、宽带宽带IPIP网络的网络的QoSQoS性能指标性能指标 反映宽带 IP 网络的 QoS 性能指标：P11 1.1.5 5 宽带宽带 IPIP 网络网络的关键的关键技术技术及及发展发展趋势趋势 1.5.1 1.5.1 宽带宽带 IPIP 网络的关键技术网络的关键技术 宽带 IP 网络的关键技术主要包括宽带传输技术、宽带接入技术和高速路由器技术 1 1、宽带传输技术、宽带传输技术 目前常用的宽带传输技术主要有 IP over ATM （POA） 、 IP over SDH （POS） 和 IP over DWDM 2 2、宽带接入技术、宽带接入技术 宽带接入技术主要有 ADSL、HFC、FTTX+LAN、EPON/GPON 和无线宽带接入等 1.5.2 1.5.2 宽带宽带 IPIP 网络技术的网络技术的发展趋势发展趋势（了解）（了解） 宽带 IP 网络技术向光互联网方向发展，具体地说，宽带 IP 网络的宽带传输技术将主要 采用 IP over DWDM 第第 2 2 章章 宽带宽带 IPIP 网络的体系结构网络的体系结构 2.1 TCP/IP2.1 TCP/IP 参考模型参考模型 2 2.1.1 .1.1 TCP/IPTCP/IP 分层模型分层模型 1 1、、OSIOSI参考模型参考模型 （1）OSI-RM 的分层结构 P20 图 2-1 （2）各层功能概述 各层功能、协议、数据传送单位 P19 （3）信息在 OSI 参考模型各层的传递过程 P21 图 2-2 2 2、、TCPTCP/ /IPIP分层模型分层模型 （1）TCP/IP分层模型 TCP/IP模型及与OSI参考模型的对应关系 P22图2-3 （2）TCP/IP 模型各层功能及协议 ①应用层 作用 P22 协议 P22 数据传送单位是报文。

②运输层 作用 P22 运输层提供了两个并列的协议： （特点及适用场合 P22） ●传输控制协议 TCP 4 ●用户数据报协议 UDP 数据传送单位是 TCP 报文段或 UDP 报文（统称为报文段） ③网络层（数据传送单位——IP 数据报） 作用 P22 网络层的核心协议是 IP 协议——特点 P23 网络层的辅助协议是协助 IP 协议更好地完成数据报传送，主要有： ●地址转换协议 ARP ●逆向地址转换协议 RARP ●Internet 控制报文协议 ICMP ●Internet 组管理协议 IGMP 各辅助协议的作用 P23 ④网络接口层(数据传送单位——物理网络帧，简称物理帧或帧） 主要功能 P23 网络接口层没有规定具体的协议 2.2 IP2.2 IP 及辅助协议及辅助协议 2.2.1 IP2.2.1 IP 协议协议（（IPv4IPv4）） 1 1、、IPIP 协议的特点协议的特点 P24 2 2、、IPIP 地址（分类的地址（分类的 IPIP 地址）地址） Internet 为每一个上网的主机分配一个唯一的标识符，即 IP 地址。

（1）IP 地址的结构 P24 图 2-5 （2）IP 地址的表示方法 IP 地址用点分十进制表示 例题 P24 讨论： ●点分十进制表示的好处 P25 （3）IP 地址的类别 P25 图 2-6 A、B、C 三类地址归纳 P25 表 2-1 几点说明： P25 （4）子网地址和子网掩码 ①划分子网和子网地址 ●划分子网的目的 P26 ●子网编址技术的概念 P26 ②子网掩码 子网掩码的作用： P26 子网掩码的长度也为 32 比特，与 IP 地址一样用点分十进制表示 子网掩码 32 比特的二进制:“1”代表网络地址和子网地址字段；“0”代表主机地址字 段 例题 P26、P27 3 3、、IPIP 数据报格式数据报格式 P29 图 2-8 首部各字段的作用： P29 5 4 4、、IPIP 数据报的传输数据报的传输 （1）在发送端 源主机在网络层将运输层送下来的报文组装成 IP 数据报，然后将 IP 数据报送到网络接 口层 在网络接口层对 IP 数据报进行封装， 形成可以在物理网络中传输的帧， 然后送到物理网 络上传输。

讨论： ●每个物理网络都规定了物理帧的大小，物理网络不同，帧的大小限制也不同，物理帧 的最大长度称为最大传输单元 MTU一个物理网络的 MTU 由硬件决定，通常情况下是保持不 变的 （2）在网络中传输 源主机所发送的 IP 数据报在到达目的主机前， 可能要经过由若干个路由器连接的许多不 同种类的物理网络路由器对 IP 数据报要进行以下处理： ●路由选择 ●传输延迟控制 ●进行分片（可选） ①路由选择 每个路由器都要根据目的主机的 IP 地址对 IP 数据报进行路由选择 ②传输延迟控制 传输延迟控制的原因及方法 P31 ③分片 ●分片的概念 P31 分片——是在 MTU 不同的两个网络交界处路由器中进行的 片重组——是由目的主机完成 ●分片方法 每片与原始数据报具有相同的格式，每片中包括片头和部分数据报数据其中，片头大 部分是复制原始数据报的报头，只增加了少量表示分片信息的比特（我们认为片头=报头） ； 而片数据≤MTU-片头，另外在求片数据大小时，注意分片必须发生在 8 字节的整倍数 例题 P32 偏移量是指在原始数据报中每片数据首字节与报头最后一个字节的间隔。

●分片控制 数据报报头中，与控制分片和重组有关的三个字段为标识、标志和片偏移各部分的作 用: P32 （3）在接收端 当所传数据流到达目的主机时，首先在网络接口层识别出物理帧，然后去掉帧头，抽出 IP 数据报送给网络层 如果 IP 数据报在传输过程中进行了分片，目的主机要进行重组 2.2.2 2.2.2 InternetInternet 控制报文协议（控制报文协议（ICMPICMP）） 1 1、、ICMPICMP 的作用的作用 ICMP 是 IP 协议正常工作的辅助协议， 是 TCP/IP 提供的用以解决差错报告与控制的主要 手段 ICMP 的控制功能包括： P33 2 2、、ICMPICMP 报文的封装及格式报文的封装及格式 （1）ICMP 报文的封装 P33 图 2-13 6 （2）ICMP 报文格式 P33 图 2-14 各部分的作用 P33 3 3、、ICMPICMP 报文的类型报文的类型 ICMP 报文包括两种类型：ICMP 差错报告报文和 ICMP 询问报文 P34 2.2.3 2.2.3 ARPARP 和和 RARPRARP 1 1、地址转换协议、地址转换协议 ARPARP 地址转换协议 ARP 的作用是将 IP 地址转换为物理地址。

2 2、逆向地址转换协议、逆向地址转换协议 RARPRARP 逆地址解析协议 RARP 的作用是将物理地址转换为 IP 地址 2.2.4 IP2.2.4 IP 多播及多播及 IGMPIGMP （了解）（了解） 1 1、、IPIP 多播的基本概念多播的基本概念 IP 多播就是在 IP 网上进行一对多的通信，即由一个源点发送到许多个终点 IP 多播可以分为两种：一种是只在本局域网上进行硬件多播，另一种是在 IP 网的范围 进行多播 2 2、、InternetInternet 组管理协议组管理协议。