ZF17114网络工程规划与系统集成 课程教案1.docx

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ZF17114网络工程规划与系统集成课程教案1

《网络工程规划与系统集成》

课程教案

2014——2015学年第2学期

编写人：

凡少强

审核人：

安徽科技学院数理与信息工程学院

《网络工程规划与系统集成》课程教案

课程名称：

网络工程规划与系统集成

课程类型：

专业选修课

学时：

54学时（理论课学时36、实验课学时18）

学分：

3学分

授课对象：

网络工程专业

一、教学目标

通过本课程的教学，帮助学生掌握综合布线、网络设计以及第二层、第三层网络的逻辑设计。

培养学生实际的动手能力和为实际网络的设计、布线、验证测试等能力。

，使学生能够运用网络工程规划的思想去解决处理现实问题，启发学生的创新意识，提高学生在网络设计过程中分析问题和解决问题的实际动手能力，使学生的理论知识和实践技能得到共同发展。

二、教学内容及学时分配

教学内容

学时

第1章网络工程概述

2

第2章网络工程需求分析

4

第3章网络物理设计

14

第4章网络系统集成

8

第5章网络逻辑设计

6

第6章网络安全参考方案

2

总计

36

三、教学方法

1、复习引入

2、新课呈现

3、模仿操练

4、小结

四、考核方式

本课程不仅具有理论性，更具有较强的实践性，因此课程成绩的评定也应建立起以实践为主体的多元化考核评价体系。

课程考核采用平时考核和理论考核相结合方式进行，重点考核学生对相关理论理解程度，运用理论指导实践的能力，实际组建网络和管理网络的技能。

全面考核学生的理论学习效果和综合运用能力。

随堂考核：

由任课教师根据学生平时表现、课堂出勤、实践训练操作过程和回答课堂提问情况等综合衡量，占总成绩的20%。

理论考核：

全面综合考察学生的理论知识掌握情况。

成绩占总成绩的80%。

五、学习要求

本课程不仅具有理论性，更具有较强的实践性，因此不仅需要学生重点掌握相关理论的理解，还要求能运用理论指导实践的能力，以达到组件网络和管理网络的实际技能。

六、教材及主要参考书目

[1]王波.网络工程规划与设计[M].北京:

机械工业出版社,2014

[2]刘天华，孙阳.网络系统集成与综合布线[M].北京:

人民邮电出版社,2008

[3]王勇，刘晓辉著.网络系统集成与工程设计[M].科学出版社,2011.

[4]孙丽华，张坚林，危建国著.网络综合布线技术与工程实训教程[M].北京:

电子工业出版社,2014.

授课章节

第1章网络工程概述

授课学时

2

讲授方法

讲授法

教学条件

多媒体、板书教室

教学目标：

1．了解计算机网络的一些基本术语、概念；

2．掌握网络的OSI七层模型体系，并熟知各层的功能；

3．掌握网络工程招标过程。

教学重点、难点：

1．重点：

OSI七层模型

第七层：

应用层，定义用于网络通信和数据传输的用户接口程式；提供标准服务，比如虚拟终端、文档以及任务的传输和操作；

第六层：

表示层，定义不同体系间不同数据格式；具体说明独立结构的数据传输格式；编码和解码数据；加密和解密数据；压缩和解压数据；

第五层：

会话层，管理用户间的会话和对话；控制用户间的连接和挂断连接；报告上层错误；

第四层：

传输层，管理网络中首尾连接的信息传送；提供通过错误恢复和流控制装置传送可靠且有序的包；

第三层：

网络层，决定网络设备间如何传输数据；根据唯一的网络设备地址选择包；提供流和拥塞控制以阻止网络资源的损耗，提供无连接面向包的传送；

第二层：

数据链路层，定义控制通信连接的程序；封包；监测和改正包传输错误；

第一层：

物理层，定义通过网络设备发送数据的物理方式；网络媒介和设备间接口；定义光学、力学以及机械学上的特征。

2.难点：

TCP/IP模型

应用层，TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。

应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。

其中，有基于TCP协议的，如文件传输协议（FileTransferProtocol，FTP）、虚拟终端协议（TELNET）、超文本链接协议（HyperTextTransferProtocol，HTTP），也有基于UDP协议的。

传输层，在TCP/IP模型中，传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。

在传输层定义了两种服务质量不同的协议。

即：

传输控制协议TCP（transmissioncontrolprotocol）和用户数据报协议UDP（userdatagramprotocol）。

TCP协议是一个面向连接的、可靠的协议。

它将一台主机发出的字节流无差错地发往互联网上的其他主机。

在发送端，它负责把上层传送下来的字节流分成报文段并传递给下层。

在接收端，它负责把收到的报文进行重组后递交给上层。

TCP协议还要处理端到端的流量控制，以避免缓慢接收的接收方没有足够的缓冲区接收发送方发送的大量数据。

UDP协议是一个不可靠的、无连接协议，主要适用于不需要对报文进行排序和流量控制的场合。

网络互连层，网络互连层是整个TCP/IP协议栈的核心。

它的功能是把分组发往目标网络或主机。

同时，为了尽快地发送分组，可能需要沿不同的路径同时进行分组传递。

因此，分组到达的顺序和发送的顺序可能不同，这就需要上层必须对分组进行排序。

网络互连层定义了分组格式和协议，即IP协议（InternetProtocol）。

网络互连层除了需要完成路由的功能外，也可以完成将不同类型的网络（异构网）互连的任务。

除此之外，网络互连层还需要完成拥塞控制的功能。

网络接口层，网络接口层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对应。

教学要点：

第一节网络工程概述类

●网络工程（NetworkEngineering，NE）是从整体出发，合理规划、设计、实施和运用计算机网络的工程技术。

●根据网络组建需求，综合应用计算机科学和管理科学中有关的思想、理论和方法，对网络系统结构、要素、功能和应用等进行分析，以达到最优规划、最优设计、最优实施和最优管理的目的。

●网络工程设计是按照用户组网需求，从网络综合布线、数据通信、系统集成等方面综合考虑，选用先进网络技术和成熟产品；为用户提供科学、合理，实用、好用、够用的网络系统解决方案；为网络系统集成提供技术文档和工程实施依据。

网络功能二个基本功能：

数据交换，资源共享。

计算机网络传输的是二进制编码的数据文件，传输信道是数字信道或模拟信道。

计算机网络是一种数据通信网络。

数据通信—通信双方是计算机或数字终端。

数字通信—通信信道是数字信道。

●网络构成要素要素1——网络主机联网的计算机设备称为网络主机（简称主机）。

联网的PC、服务器、笔记本电脑、打印机、PDA、PLC（可编程逻辑控制器）、DDC（直接数字控制器）、智能家电等都是主机。

要素2——网络设备网络设备：

狭义地是指通信子网中使用的设备，包括连网设备、网络互联设备及网络配套设备。

广义地还包括资源子网设备——服务器和存储网络。

•连网设备：

是指把主机连接到计算机网络的设备，主要有网卡、中继器、集线器和L2交换机。

要素2——网络设备网络设备：

狭义地是指通信子网中使用的设备，包括连网设备、网络互联设备及网络配套设备。

广义地还包括资源子网设备——服务器和存储网络。

•连网设备：

是指把主机连接到计算机网络的设备，主要有网卡、中继器、集线器和L2交换机。

要素2——网络设备网络设备：

狭义地是指通信子网中使用的设备，包括连网设备、网络互联设备及网络配套设备。

广义地还包括资源子网设备——服务器和存储网络。

•连网设备：

是指把主机连接到计算机网络的设备，主要有网卡、中继器、集线器和L2交换机。

要素2——网络设备网络设备：

狭义地是指通信子网中使用的设备，包括连网设备、网络互联设备及网络配套设备。

广义地还包括资源子网设备——服务器和存储网络。

•连网设备：

是指把主机连接到计算机网络的设备，主要有网卡、中继器、集线器和L2交换机。

要素2——网络设备网络设备：

狭义地是指通信子网中使用的设备，包括连网设备、网络互联设备及网络配套设备。

广义地还包括资源子网设备——服务器和存储网络。

•连网设备：

是指把主机连接到计算机网络的设备，主要有网卡、中继器、集线器和L2交换机。

第二节OSI七层模型

●第七层：

应用层，定义用于网络通信和数据传输的用户接口程式；提供标准服务，比如虚拟终端、文档以及任务的传输和操作；

●第六层：

表示层，定义不同体系间不同数据格式；具体说明独立结构的数据传输格式；编码和解码数据；加密和解密数据；压缩和解压数据；

●第五层：

会话层，管理用户间的会话和对话；控制用户间的连接和挂断连接；报告上层错误；

●第四层：

传输层，管理网络中首尾连接的信息传送；提供通过错误恢复和流控制装置传送可靠且有序的包；

●第三层：

网络层，决定网络设备间如何传输数据；根据唯一的网络设备地址选择包；提供流和拥塞控制以阻止网络资源的损耗，提供无连接面向包的传送；

●第二层：

数据链路层，定义控制通信连接的程序；封包；监测和改正包传输错误；

●第一层：

物理层，定义通过网络设备发送数据的物理方式；网络媒介和设备间接口；定义光学、力学以及机械学上的特征。

TCP/IP模型

●应用层，TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。

●传输层，在TCP/IP模型中，传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。

在传输层定义了两种服务质量不同的协议。

即：

传输控制协议TCP（transmissioncontrolprotocol）和用户数据报协议UDP（userdatagramprotocol）。

●网络互连层，网络互连层是整个TCP/IP协议栈的核心。

它的功能是把分组发往目标网络或主机。

同时，为了尽快地发送分组，可能需要沿不同的路径同时进行分组传递。

因此，分组到达的顺序和发送的顺序可能不同，这就需要上层必须对分组进行排序。

●网络接口层，网络接口层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对应。

第三节网络工程招标

●

（1）需求分析。

在需求分析阶段，网络工程技术人员需要通过多种方式获取网络工程建设方关于新网络系统的商业目标和技术目标。

对于现有网络升级，可能需要对现有网络进行分析，以了解现有网络存在的问题。

阶段结束时，提交需求分析说明书。

（2）逻辑设计。

逻辑设计阶段的主要工作内容是，根据需求分析说明书，进行如下内容设计：

①网络架构设计②IP地址与域名设计③虚拟化设计⑧网络安全设计④第二层设计⑨网络管理设计⑤第三层设计⑩接入网设计⑥可靠性设计⑦QoS设计阶段结束时，提交逻辑设计说明书。

（3）物理设计在物理设计阶段，主要完成那些与具体物理设备和物理位置相关的设计内容。

在物理设计阶段，设计综合布线系统及无线局域网，优选能够实现逻辑设计方案的产品，最后提交物理设计说明书。

（4）模拟测试与优化网络建成后的网络性能指标能否达到设计要求。

利用网络模拟软件针对计算机网络设计方案进行模拟性能测试，然后进行优化修改。

（5）工程实施在计算机网络工程实施阶段，根据优化后的设计方案，进行布线施工和网络设备的安装、调试。

（6）试运行与验收试运行是在网络安装调试完毕后，根据合同要求对网络系统功能、性能进行的全面检测，试运行需达到规定的时间（一般为2~3个月）（7）运行与维护网络交付用户使用后，网络的运行与维护就成为网络技术人员的日常工作。

在该阶段，会逐步发现网络存在的一些问题，这些问题可能是该网络开始没有发现的，也可能是用户产生了新的需求，例如网络平台上运行新的业务软件、网络规模扩展、对网络安全要求更高等。

可通过网络升级改造或建新网络来解决上述问题，这就进入了新的网络生命周期。

●1.3.2网络工程招投标根据《中华人民共和国招投标法》，符合规定条件的网络工程应进行招投标。

招投标是在市场经济条件下，进行大宗货物的买卖，工程建设项目的发包与承包，以及服务项目的采购与提供时，所采取的一种交易方式。

招标人是提出招标项目、进行招标的法人或者其他组织。

投标人是响应招标、参加投标竞争的法人或者其他组织

（1）招标。

招标分为公开招标和邀请招标。

公开招标，是指招标人以招标公告的方式邀请不特定的法人或者其他组织投标。

邀请招标，是指招标人以投标邀请书的方式邀请特定的法人或者其他组织投标。

招标人有偿提供招标文件，招标文件描述招标项目的具体要求。

（2）投标投标人在规定时间内按招标书要求编制并递交投标文件，投标文件应当对招标文件提出的实质性要求和条件做出响应；（3）开标开标由招标人主持，邀请所有投标人参加。

开标时，当众宣读投标人名称、投标价格和投标文件的其他主要内容。

（4）评标评标由招标人依法组建的评标委员会负责。

评标委员会按照招标文件确定的评标标准和方法，对开标后的投标文件进行评审和比较。

评标委员会完成评标后，向招标人提出书面评标报告，并推荐合格的中标候选人。

（5）中标招标人根据评标委员会提出的书面评标报告和推荐的中标候选人确定中标人。

招标人也可以授权评标委员会直接确定中标人。

中标人确定后，招标人向中标人发出中标通知书，并同时将中标结果通知所有未中标的投标人。

中标通知书对招标人和中标人具有法律效力。

招标人和中标人自中标通知书发出之日起三十日内，按照招标文件和中标人的投标文件订立书面合同。

工程监理是建设领域的一种特殊行业。

就某个工程项目而言，监理方既不是投资者，也不是承包者，而是工程建设的第三方。

因此，其职能具有许多独特的性质。

工程建设监理的主体是具有相应资质（分为甲、乙、丙级）的专业化工程建设监理单位。

计算机网络工程监理是由监理单位受建设单位委托，在监理合同约定的范围内，依据监理规划和监理细则，结合网络工程的特点实施质量控制、进度控制、投资控制、合同管理、信息管理和协调（即“三控两管一协调”），实现监理目标。

思考题/作业：

教学小结：

授课章节

第二章设备基础知识

授课学时

2

讲授方法

讲授法

教学条件

多媒体网络实验室

教学目标：

1．了解物理层的设备中继器（repeater）和集线器（HUB）；

2．熟悉数据链路层设备交换机，掌握网络冲突域与广播域；

3．熟悉网络层设备路由器。

教学重点、难点：

1．重点：

数据链路层设备交换机和网络层设备路由器

2.难点：

区分冲突域和广播域

教学要点：

第一节物理层设备与冲突域

●中继器（REPEATER）：

中继器是网络物理层上面的连接设备。

适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离。

中继器是对信号进行再生和还原的网络设备。

它的作用是放大信号，补偿信号衰减，支持远距离的通信

●集线器（HUB）：

集线器实际就是一种多端口的中继器。

●冲突域：

HUB所有端口都在同一个冲突域内、广播域。

第二节数据链路层设备与广播域

●二层交换机：

交换机也叫交换式集线器，它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用，由于交换机根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，避免了和其他端口发生碰撞。

广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。

二层交换技术是发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。

●广播域：

交换机所有端口都在同一个广播域内，而每一个端口就是一个冲突域。

第三节网络层设备

●路由器：

路由器是网络中进行网间连接的关键设备。

作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于TCP/IP的国际互连网络Internet的主体脉络。

思考题/作业：

教学小结：

授课章节

第三章交换机设备基础

授课学时

10

讲授方法

讲授法

教学条件

多媒体网络实验室

教学目标：

1．了解物理层的设备中继器（repeater）和集线器（HUB）；

2．熟悉数据链路层设备交换机，掌握网络冲突域与广播域；

3．熟悉网络层设备路由器。

教学重点、难点：

1．重点：

数据链路层设备交换机和网络层设备路由器

2.难点：

区分冲突域和广播域

教学要点：

第四节物理层设备与冲突域

●XXXXX

●XXXXX

●XXXXX

●XXXXX

……

第五节XXXXX

●XXXXX

●XXXXX

●XXXXX

●XXXXX

……

思考题/作业：

教学小结：

授课章节

第二章设备基础知识

授课学时

2

讲授方法

讲授法

教学条件

多媒体网络实验室

教学目标：

1．了解物理层的设备中继器（repeater）和集线器（HUB）；

2．熟悉数据链路层设备交换机，掌握网络冲突域与广播域；

3．熟悉网络层设备路由器。

教学重点、难点：

1．重点：

数据链路层设备交换机和网络层设备路由器

2.难点：

区分冲突域和广播域

教学要点：

第六节物理层设备与冲突域

●XXXXX

●XXXXX

●XXXXX

●XXXXX

……

第七节XXXXX

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●XXXXX

●XXXXX

●XXXXX

……

思考题/作业：

教学小结：

授课章节

第二章设备基础知识

授课学时

2

讲授方法

讲授法

教学条件

多媒体网络实验室

教学目标：

1．了解物理层的设备中继器（repeater）和集线器（HUB）；

2．熟悉数据链路层设备交换机，掌握网络冲突域与广播域；

3．熟悉网络层设备路由器。

教学重点、难点：

1．重点：

数据链路层设备交换机和网络层设备路由器

2.难点：

区分冲突域和广播域

教学要点：

第八节物理层设备与冲突域

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……

第九节XXXXX

●XXXXX

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●XXXXX

●XXXXX

……

思考题/作业：

教学小结：

授课章节

第二章设备基础知识

授课学时

2

讲授方法

讲授法

教学条件

多媒体网络实验室

教学目标：

1．了解物理层的设备中继器（repeater）和集线器（HUB）；

2．熟悉数据链路层设备交换机，掌握网络冲突域与广播域；

3．熟悉网络层设备路由器。

教学重点、难点：

1．重点：

数据链路层设备交换机和网络层设备路由器

2.难点：

区分冲突域和广播域

教学要点：

第一十节物理层设备与冲突域

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……

第一十一节XXXXX

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●XXXXX

●XXXXX

……

思考题/作业：

教学小结：

授课章节

第二章设备基础知识

授课学时

2

讲授方法

讲授法

教学条件

多媒体网络实验室

教学目标：

1．了解物理层的设备中继器（repeater）和集线器（HUB）；

2．熟悉数据链路层设备交换机，掌握网络冲突域与广播域；

3．熟悉网络层设备路由器。

教学重点、难点：

1．重点：

数据链路层设备交换机和网络层设备路由器

2.难点：

区分冲突域和广播域

教学要点：

第一十二节物理层设备与冲突域

●XXXXX

●XXXXX

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……

第一十三节XXXXX

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●XXXXX

……

思考题/作业：

教学小结：