网络通信的工作原理教案

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1、第三章 第二节 课题：3.2 网络通信的工作原理教学目的：1.理解OSI模型中的各个层次；2.理解TCP/IP合同在OSI模型的位置；3.理解数据互换技术的电路互换、报文互换、分组互换的工作原理，能进行不同的数据互换技术比较；4.使用数据互换技术的电路互换、报文互换、分组互换的工作原理解释生活中技术问题，培养学生探究能力，合伙能力、观测能力；5.通过体验、感悟电路互换、报文互换、分组互换的工作原理的学习过程，体验技术发展的过程和思维，体验突破技术，改造技术、创新技术的成就感。教学重点：OSI模型的理解、TCP/IP合同的重要地位、电路互换、报文互换、分组互换三者的特点与区别教学难点：OSI模型

2、的理解学时安排：2学时教学措施：演示法，讲授法，任务驱动法教学过程：第一学时：数据传播过程一、OSI参照模型1、诸多同窗都非常喜欢玩网络游戏，例如魔兽世界，梦幻西游。不懂得同窗们想不想理解这些网络游戏在网上的一种工作原理，理解游戏是如何在网上运作的。2、在理解游戏之前，我们先来看看现实生活中的邮政系统，参照这个邮政系统能加快我们对网络游戏的一种理解。课本上的P55页上3.2.1数据传播过程中，图3-3 邮政系统的分层模型。人们可以想象一下我们平时的写信寄信的一种过程。一方面我们写好信后，要让这封信能寄出去，我们就得贴邮票。而邮票，就是我们和邮政局的商定，我交8毛钱给你邮政局，那么你要负责帮我把

3、信送到。而邮政局呢，也和运送部门有个类似的商定。通过这一系列的商定，我们可以保证我们所写的信能送到我们想要送到的目的地。但是这里注意一种问题：邮票做为商定不是一成不变的。例如说，刚刚解放前，也许送信只需要几分前。而目前人民的生活富裕了，相应的，一封信是8毛钱。也就是说，合同，或者商定完全是按照当时的状况做出的合适的解决。如果状况浮现变化，合同同样可以随着状况而做出变化。3、事实上，网络上数据的传播过程和现实中是非常类似的，我们可以来想象一下：我目前有一批水果，准备运到罗马。如果我想实现这个目的，我需要什么条件？（1）一方面我要有一条路，不管是马路还是铁路，这条路要能从出发点连接到目的点。（2）

4、路是有了，我要保证这条路是畅通的，不能说走进死胡同，我要保证这条路可以通车，假设我是用火车来运的话，不会浮现半路出轨的现象（3）路永远不会只有一条。条条道路通罗马，那么，我要保证我要走的道路能最快，最省钱的达到目的地。因此，我要选择一条近路。路已有了，基本条件已经具有，我们目前可以开始送东西了，但是是不是有了路就万无一失了。我们还需要有什么？（4）路是有了，我们目前坐火车把东西送过去，成果送到半中间被强盗打劫了，或者是被人偷了，因此我们要保证在送过去的途中要原封不动的送到，少一种都不行（5）好象一切都准备好了，目前我们准备出发了，但是等等，这条路上只能通一辆火车，万一罗马那正好也有一辆火车从那

5、边开过来，路上撞到了怎么办，那么我们要和她们先沟通好。（6）沟通好了，目前发货，我们坐着火车到了罗马，决定送过去，但是发现，我们听不懂罗马人的话，罗马人也不懂得我们在说什么，这个时候我们非常有必要带一种翻译官，固然这并不是最佳的选择，如果我们和罗马人说的是同样的语言就好了。不管怎么样，来接纳的人总算能和我们沟通了，固然，这是人和人的沟通，不是人和货品的沟通。（7）真正的货品终于送到了，完毕了。 把这相应的7层，放到网络游戏之中。我们就可以理解了一种游戏运作的原理。一方面，我要有一种游戏，这个游戏外表上看起来华丽无比，这就是第7层，应用层，也就是我们平时所用的所有的网络上的软件，游戏等等。接下来

6、到第6层，游戏有了，在玩的过程中，我们要想把数据发送到服务器去，但是服务器不也许用眼睛看着我们玩游戏，因此我们要把游戏里的数据打包，包装好，用统一的格式发出去，这个叫“封包”。这就是第6层，表达层。我们在玩游戏的时候，有一种人从屏幕边上跑过来，我的游戏上为什么会显示？因素在于服务器把数据发给我，告诉我有一种人从那边过来了。因此，不光是我发数据给服务器，同步服务器也把数据发给我了。在这个时候，我们就需要控制一下路线，是服务器先发呢，还是我这先发，固然了，这个互换的状况是非常快的，并且新的技术可以同步发，但是我们还是要有一种能保证沟通的机制，保证不会出什么大问题。这就是第5层，会话层。万一网络上延

7、迟得厉害怎么办，万一有游戏这卡住了怎么办，我就需要有第4层，传播层，我要保证我的数据是对的的，完整的，如果有问题，随时纠正和重新发送，把上面3层传下来的东西，交到下一层网络层去传送。上面四层称之为网络上前四层，下面我们来看看下三层，也就是基本的部分我们游戏之中有南方的玩家，也有北方的玩家，一般状况下南方都是电信的路线，北方都是网通，不管是什么路线，我走啊走啊总能让封包走到服务器那。这就是我们的网络层。我要懂得我走哪条路能达到目的地，也就是一种路由的作用。再往下，我把数据发出去了，我怎么懂得数据到没到服务器，或者说我在玩游戏的时候，如果浮现卡了的状态，游戏怎么懂得我卡了，服务器怎么懂得我卡了？人

8、们均有用QQ的经历，目前的网络都不错了，不会浮现连接超时了，但是在网络不太好的时间里，就会浮现超时。事实上，在这里有一种计时器，比方说，我发一种数据包出去，30秒内没有返回，我就告诉你，超时了。这就是数据链路层，控制着我们数据的发送接受。最后的最后，不管怎么样，我们要有一根网线，并且有网卡，或者猫。所有的这些，都是合同，有同窗也许会说，这个网卡或者猫明明是硬件，怎么会是合同，是硬件没错，但是硬件设计的规格是根据合同来设计的，也许后来合同变了，硬件就不是这样设计了。这7个层次，称之为OSI模型。固然了，这个模型很抱负，事实上在这个网络运作的过程中起作用的是某些合同体系。例如前面说的IP合同。IP

9、合同负责的是网络层中的IP地址的分派和路由。而TCP合同，重要是作用于传播层中，控制数据的传播问题，把一种游戏，或者一种软件的不相似的东西，转换为可以在网络上传播的共同的内容。理解了整个OSI模型和我们的游戏了，人们应当明白，再怎么会玩游戏的，仅仅能接触到的是7层中的应用层而已，想懂得有黑客是怎么盗取帐号的吗？想学会如何在网络上保护自己吗？二、TCP/IP合同体系定义：网络中的多种计算机系统、网络设备之间进行互相通信而建立的规则、原则或商定。必要性：在计算机网络中，为了保证数据通信双方能对的有效地进行通信，针对通信过程的多种问题，制定了一整套商定，这就是网络系统的通信合同。简朴的通信合同使用简

10、介。常用的通信合同：TCP/IP “transmission Control Protocol/Internet Protocol” ）（传播控制合同/互联网络合同）合同， TCP/IP（传播控制合同/网间合同）是一种网络通信合同，它规范了网络上的所有通信设备，特别是一种主机与另一种主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是INTERNET的基本合同，也是一种电脑数据打包和寻址的原则措施。三、实践园地1OSI 模型和 TCP/IP 合同体系分别提成几层（ ） A7 和 7 B4 和 7 C7 和 4 D4 和 4 2、OSI 七层模型中，网卡的作用属于哪一层（ ） A应用层B表达层C传

11、播层D物理层 3在TCP/IP合同体系中HTTP是通过哪一层使用网络的（ ）A应用层 B传播层 C网际层 D网络接口4、在OSI参照模型中，将网络构造自上而下划分为七层（1）应用层（2）表达层（3）会话层（4）传播层（5）网络层（6）数据链路层（7）物理层。工作时（ ）。A、接受方从上层向下层传播数据，每通过一层增长一种合同控制信息。B、发送方从上层向下层传播数据，每通过一层去掉一种合同控制信息。C、接受方从下层向上层传播数据，每通过一层去掉一种合同控制信息。D、发送方从下层向上层传播数据，每通过一层附加一种合同控制信息。5、网络合同是支撑网络运营的通信规则，因特网上最基本的通信合同是（ ）。

12、A、HTTP合同B、TCP/IP合同C、POP3合同D、FTP合同6：思考1、 学习本节内容之前，你与否觉得计算机网络就是因特网，谈谈你的见解。2、浏览网页、收发邮件、网络聊天就是计算机网络的功能，请你谈谈这种说法对的吗？为什么？第二学时：数据互换技术一、 导入（提出问题）师：前一节我们学习了数据的传播过程，懂得数据在网络中传播是以分层合同管理协作的基本上进行的，懂得数据从一台计算机发送到远程网络上的另一台计算机，原始数据通过层层网络合同的到封装成数据包，放到发送端口做好发送的准备，而另一台计算机接受端将接到的数据逆向地将接受到的数据层层按到合同恢复到原发送的状态。但是发送端的数据放到网络发送

13、端口后在网络上又是如何传播的呢？这将是我们这节课要学习的内容 数据互换技术。数据互换技术涉及了电路互换技术、报文互换技术、分组互换技术，我们先来学习电路互换。学生活动：回忆旧知识，思考新问题二、创设情景，开展探究、讨论。 师：我们都从电影中看到过战争年代的老式（手摇式呼喊人工连接）电话，它的传播过程类似网络中电路互换技术。请看图示1： 教师解说引导学生思考电路互换的三个过程，通过流程的现象讨论分析：1)电路建立：在顾客A向D顾客传播任何数据之前，要先通过呼喊过程建立一条端到端的电路。典型的做法是，A顾客向与其相连的B网络互换平台提出祈求，然后B顾客呼喊C网络互换设备，然后手工连接C节点网络互换

14、设备。C节点网络互换设备向D顾客呼喊并建立连接，这样A与D之间就有一条专用电路ABCD，用于A顾客与D顾客之间的数据传播。2)数据传播：电路ABCD建立后来，数据就可以从A顾客发送到B网络互换设备，再由B互换到C；C向D发送数据。在整个数据传播过程中，所建立的电路必须始终保持连接状态。3)电路拆除：数据传播结束后，由某一方（A或D）发出拆除祈求，然后逐节拆除到对方节点。2.电路互换技术的优缺陷及其特点1)长处：数据传播可靠、迅速，数据不会丢失且保持本来的序列。2)缺陷：在某些状况下，电路空闲时的信道容易被挥霍：在短时间数据传播时电路建立和拆除所用的时间得不偿失。因此，它合用于系统间规定高质量的

15、大量数据传播的状况。3)特点：在数据传送开始之前必须先设立一条专用的通路。在线路释放之前，该通路由一对顾客完全占用。电路互换效率不高。电路互换技术还可以用平常生活中打电话的例子来简朴进行阐明:小明打电话给小刚,一方面是小明拨打小刚的电话,此时等待小刚接电话,一旦小刚接起电话后,表达已经建立连接;另一方面双方进行交流,即数据传播,最后双方挂掉电话,即电路拆除.三、设计活动，开展探究，类比移植，理论发现，自我知识构建与内化师：我们请八位同窗模拟一种信息传播的教学活动：如图1：（阐明场景：网络互换平台是一张桌子，A、B、C、D由四位同窗替代，图中的黑线可以由一条绳替代，形象的连起每个结点，两个活动，

16、由两组同窗构成）规则阐明：教师给A一首现代诗（不要太长四十字数左右就可），规定A同窗将这首诗的内容传到D同窗，如果图中有线连接的就可以直接将纸上的内容传下一种目的，如果没有线连接的，必需抄一份，然后将抄好那一份的传给下一种目的点。每个点上的同窗只要接到上一节点同窗的任务，就不能停歇，并将抄完的传给下个目的点，直到没有任务完毕为止。四个同窗演示，其他同窗观测过程。活动方案1、A同窗将整首诗传给B结点的同窗活动方案2、A同窗将整首诗分为五段，并且按顺序一段一段的传给B结点同窗1、学生通过现象思考问题：哪一种方案传播这首诗到目的点最快，为什么？2、学生阅读教材思考这两个活动与报文互换技术、分组互换技

17、术有什么相似之处？探究结论：1、 活动方案1让信息在抄送的过程中当某个同窗忙时，其他同窗都在闲着等待，导致资源挥霍。信息不能持续的传送到目的结点，浮现信息断断续续，导致信息延时即“网络延时”2、 活动方案2使得信息在抄送的过程中尽量是让每个结点上的同窗均有事做而忙碌不断，直到信息抄送完。信息绵绵不断的传送到目的结点，提高了信息在整个网络中的传播速度。进一步问题假设，学生大胆设想，进一步讨论：1、 如果下一结点发现信息有抄错现象，怎么解决？2、 假设代表不仅是中间设备两个，而是多种呢？如果中间的C结点或B结点浮现故障呢？（如图3）教师引导理解概念：1、 存储转发2、 网络延时3、 差错检测，以及

18、信息重发4、 多途径选择，以保证单一途径的不可靠性四、独立思考、合伙交流、综合比较，应用理论分析现实问题师：分组互换使得数据在网络中传播速度和信息的吞吐量大大提高，虽然比不上电路互换速度快，但是语音信息数据以分组互换方式在网络上传播效果接近了电路互换的效果。现实中的IP电话就是使用数据分组互换技术的具体体现。讨论为什么打IP电话便宜？请做下面一道数学应用题，并展开讨论：题目：假设图中网络互换平台是电信部门，A与D是顾客，顾客的连接线是从顾客家连接到电信部门，顾客每月都向电信部门交纳有一定的线路租用费（电话月租5元/月），顾客还要上网，也按使用网络时间交费，网络信息使用费2元/小时。现实中电信部

19、门是这样工作的：网络互换平台具有服务功能：1、 为顾客提供数据线路连接服务2、 为顾客提供数模转化服务（数字信号与模拟信号转换，为什么要转换？不言而喻吧！）收费原则：1、如果你使用连接电路传播信息方式那么，B、C结点为顾客连接一次，费用10元/小时。2、 如果你使用数模转化服务，B、C结点为顾客服务每小时1元/小时。问题：目前A欲与D打一小时的电话？除了线路租用费外，使用不同的方式进行打电话，各需多少钱？（教师只要引导学生充足理解题意，此题一解，不言而喻，为什么IP电话便宜？）五、学生开展课堂学习过程反思通过学习，我们理解了老式电话、电报和IP电话分别采用的是不同的数据互换技术。思考这三种技术的优缺陷，填表：通讯方式 数据互换技术 长处 缺陷 老式电话 电报 IP 电话 教师提示：可从如下几种方面来比较三种数据互换技术的优缺陷，通讯速度、线路使用率、对中间设备的规定。 学生活动：学生代表上台陈述。教师点评、小结。教后记：