高中信息技术沪教版（2019）选修2 网络基础2.上传作业与上网精品课件ppt

第一单元 计算机网络基础

项目三 试用计算网络——认识TCP/IP协议与基本网络设备

第二课时 上传作业与上网

❑教材分析

本节的主要内容是上传作业与上网。通过对本节内容的学习，让学生深入认识网络设备的功能、接入网络的方式，激发对信息社会生活的关注与向往。

❑教学目标

1.知识与技能：

①熟悉网卡和常见网络连接设备的功能及作用；

②了解常见网络连接设备的工作原理。

2.过程与方法：

①通过案例分析及图片展示，让学生认识网络设备有哪些；

②小组讨论。

3.情感态度与价值观：

①通过小组讨论的形式加深对网络的理解，提高交流能力。

②提升信息素养，激发信息技术学科的学习兴趣。

❑教学重点

1.了解常见网络连接设备的功能及作用；

❑教学难点

1.网络设备的连接。

❑教学方法

体验法、讲授法、讨论法、示例法

❑教学准备

计算机房、投影机、互联网、校园网站、常用的网络连接设备、教学课件。

❑教学过程

一、新课导入

检查上节课布置的任务，复习上一节课的内容，导入本节课。

二、上传作业与上网

校园网既可以让教师获取教学资源、了解学生学习情况，也可以让学生得到学习辅导、展示学习成果。学生在算机教室上传的作业，一般在经过多个网络设备后最终到达校园网的服务器。某中学校园网的部分结构如图1-19所。

图1-19某中学校园网部分结构

观察上面的结构图，可以看出，学生从计算机教室上传作业到服务器，要经过计算机教室交换机(图1-20)和网络中心核心交换机等网络连接设备。学生从计算机教室连联网，也需要经过包括路由器在内的一系列网络连接设备。

图1-20交换机

目前常用的网络连接设备主要有交换机、路由器等，计算机教室使用的网络连接设备通常是交换机，校园网使用的网络连接设备主要是交换机和路由器。早期的网络连接设备还有集线器、中继器等。

●核心概念

路由器( ( router)是一种连接多个网络或网段的网络设备。

路由器的工作方式与交换机不同。交换机利用物理地址（MAC地址）来确定转发数据的地址，而路由器则是利用IP地址来确定转发数据的地址。路由器有有线的，也有无线的。

思考与讨论

交换机与路由器长得有点像，它们的作用有什么不同？

三、服务器

服务器( server)是网络环境下为客户端计算机提供某种服务功能的专用计算机，它可以同时接受多个客户端计算机的访问。

1.服务器的分类

根据服务器提供的服务类型不同，分为文件服务器，数据库服务器，应用程序服务器，WEB服务器等。

①文件服务器

文件服务器（File server），又称档案伺服器，是指在计算机网络环境中，所有用户都可访问的文件存储设备，是一种专供其他电脑检索文件和存储的特殊电脑。 [1-2]  文件服务器通常比一般的个人电脑拥有更大的存储容量，并具有一些其他的功能，如磁盘镜像、多个网络接口卡、热备援多电源供应器。文件服务器已进化成带有RAID存储子系统和其他高可用特性的高性能系统。文件服务器增强了存储器的功能，简化了网络数据的管理。一方面改善了系统的性能，提高了数据的可用性，另一方面减少了管理的复杂程度，降低了运营费用。

②数据库服务器

联系Web服务器与DBMS的中间件是负责处理所有的应用程序服务器，包括在web服务器和后台的应用程序或数据库之间的事务处理和数据访问。

③应用程序服务器

应用服务器是指通过各种协议把商业逻辑曝露给客户端的程序。它提供了访问商业逻辑的途径以供客户端应用程序使用。应用服务器使用此商业逻辑就像调用对象的一个方法一样。

④WEB服务器

Web服务器一般指网站服务器，是指驻留于因特网上某种类型计算机的程序，可以处理浏览器等Web客户端的请求并返回相应响应，也可以放置网站文件，让全世界浏览；可以放置数据文件，让全世界下载。目前最主流的三个Web服务器是Apache、 Nginx 、IIS。

2.服务器的外型

服务器常见的外型有四种：塔式服务器、机架服务器(Rack)、刀片服务器（Blade Server）、机柜式。

3.服务器的特点

①可靠性

物理上的可靠性是保持可靠而一致的特性，数据完整性和在发生之前对硬件故障做出警告是可靠性的两个方面。冗余电源和风扇、可预报的硬盘和风扇故障以及RAID(独立磁盘冗余阵列)系统是常见的可靠性特性例子。

软件上的可靠性主要表现为令服务(service)更加稳定，不易于发生系统崩溃，不易于导致系统数据丢失，不易于导致连接被中断或者重置。从某种角度上说，软件的可靠性，同时也是系统稳定性（Stablity）的另一说法。

②高可用性

高可用性(High Availability)是指随时存在并且可以立即使用的特性。它既可以指系统本身，也可以指用户实时访问其所需内容的能力。高可用性的另一主要方面就是从系统故障中迅速恢复的能力。高可用性系统可能使用、也可能不使用冗余组件，但是它们应该具备运行关键热插拔组件的能力。热插拔是指在电源仍然接通且系统处于正常运行之中的情况下，用新组件替换故障组件的能力。

高可用性的典型范例是检测潜在故障并透明地重定向或将故障程序切换给其它地区或系统。例如，一些SCSI设备科研自动地将数据从难以读取的扇区传输到备用扇区，而且操作系统和用户都不会察觉到这一变化。

③可扩充性

可扩充性是指增加服务器容量(在合理范围内)的能力。不论服务器最初的容量有多大，您都可以放心，可以迅速实现容量的增加。由于访问互联网的用户越来越多，而且交易量日益增加，因而最终需要升级服务器。

可扩充性的因素包括:

增加内存的能力

增加处理器的能力

增加磁盘容量的能力

操作系统的限制

四、基本网络设备

网络设备是用于连接网络的物理实体，主要包括网络接口卡、网络连接设备和网络传输介质。网络连接设备是把网络中的线路连接起来的各种设备的总称，包括中继器、集线器、交换机和路由器等。

1.网络接口卡

网络接口卡简称网卡，或称网络适配器，它是计算机与网络传输介质进行连接的接电路板，用于执行计算机与网络之间的信号传输。每块网卡都有一个固有的硬件地址，称为MAC地址。

2.中继器

中继器是一种放大模拟信号或数字信号的网络连接设备，通常具有两个端口。它接收传输介质中的信号，将其复制、调整和放大后再发送出去，从而使信号能传输得更远，延长信号传输的距离。中继器不具备检查和纠正错误信号的功能，它只是转发信号。

3.集线器

集线器(图1-24)是构成局域网的最常用的连接设备之一，它的每一个端口可以连接一台计算机，局域网中的计算机可通过它来交换信息。集线器是一个总线结构的连接设备，可通过两端装有R45连接头的双绞线与计算机上的网卡相连，但每个时刻只让两台计算机通信。

4.交换机

交换机又称交换式集线器，是一种用于完成与它相连的路之间的数据转发的网络设备。交换机基于MAC(网卡的硬件地址)识别，完成封装、转发数据包功能。集线器不知道目标地址在何处，只能将数据发送到所有的端口；交换机中则会有一张地址表，通过查找表中的目标地址，把数据直接发送到指定端口。数据转发机制的不同，决定了交换机与集线器内部电路构造的不同。交换机的数据转发速度比集线器快得多。常用的交换机有5口、8口、16口、24、48口等。

5.路由器

路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备。路由器供的是一种路由寻址方案数据报分段转发机制，实现不同网络或网段间的互联互通，从而构成一个更大的网络。目前，路由器已成为各种骨干网络内部、骨干网络之间、骨干网络和互联网之间连接的枢纽。随着无线网络的日益普及，出现了无线接入点、无线路由器等无线网络设备。在用这些设备构建的局域网中，无线网卡、无线接入点、无线路由器取代了有线网络中的网卡、网线、集线器、交换机和路由器，给用户带来了极大的方便。

拓展阅读

互联网协议第六版(IPV6)

伴随着IPv4地址即将消耗殆尽，IPv6的推广和使用逐步提上日程。2017年底，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版(IP6)规模部署行动计划》，计划用5至10年的时间，全面普及P6,并使得网络规模、用户规模、流量规模等达到全球领先地位。

IP6是 Internet Protocol Version6的缩写，将地址从P的32位增大到了128位，地址空间扩大到2的128次方，这一数字极为庞大。IPv6地址由一个128位十六进制数表示，分成8段，格式为X:X:X:X:X:X:X:X,其中每个X表示一个1位的十六进制数，如FE80:DA81:800D:6789:ABCD:EF01:2345:6789.

大力发展基于IP6的下一代互联网，除了能够解决IPv4地址短缺的问题外，还有助于进一步创新网络安全保障手段，不断完善网络安全保障系，大幅提升重要数据资源和个人信息安全保护水平，进一步增强互联网的安全可信和综合治理能力。

摘自《科技智囊》2018年第2期“我国正式迎来IP6时代

五、课后活动

1.观察、分析家庭网络中用到的设备。

①观察自己家庭网络的连接结构，画出网络连接拓扑结构图，并分析家用路由器的功能与作用。

②观察家用路由器上所标注的网络接口(也称端口)标签，结合家庭网络的连接结构，分析“WAN接口”与“LAN接口”的意义与连接功能。

③列出家庭网络中的终端设备(如台式计算机、记本电脑、手机、平板电脑，以及其他智能家用电器的控制网关设备等)，观察并列它们接入网络的方式(有线、无线)以及传输介质类型。