网络协议教学设计

1甲地乙地运输部门间约定邮局间约定用户间约定邮局/运输部门约定运输部门运输部门邮局：B收信人：乙发件人：甲用户/邮局约定邮局：A网络协议教学设计济源四中赵传丽一、教学目标1．知识与技能（1）理解网络协议的基本概念；（2）了解网络的开放系统互联分层模型的基本思想；（3）理解因特网协议的基本概念、思想与功能；2．过程与方法通过大量的实例和类比，让学生理解抽象的分层结构和数据传输的过程，从而加深对网络的进一步认识。3．情感态度价值观（1）观看短片、模型的转换、数据传输的演示过程锻炼了学生的观察能力，相似点的挖掘，能增强自己的理解能力和分析能力。（2）各功能层的类比，又使学生关注到了日常生活的细节与计算机网络的联系，进一步了解了计算机网络。养成能把复杂问题简单化、抽象内容具体化的习惯。二、重点与难点对OSI分层模型的基本思想、TCP/IP协议的基本思想的理解三、教学策略处处类比、层层深入、不断追问；理论和实践结合；分析与探索结合。四、教具多媒体教室，教学幻灯片五、教学过程（一）、引入新课1、巩固知新：复习组建局域网的硬件及其作用2、利用生活中常见的寄信这个活动引发学生思考分析教师活动：让学生看短片蜡笔小新《寄信的故事》，并回答以下问题。问题1：寄信时如何保证对方看得懂？（语言相通）问题2：要使信能够顺利寄出应注意什么？（贴邮票、正确填写信封）问题3：由谁把信送到异地（运输子系统）问题4：如果信件丢失了怎么办？（如果一旦发生故障，就可以迅速定位故障所处层次，便于查找和纠错）学生活动：看短片，从中找出在寄信中应该注意的事项。也就是说注意哪些环节可以使信顺利寄出，并且保证对方看得懂（二）、新课讲解1、整个邮政系统从而引出协议的概念2给出邮政系统的层次结构，说明相应的约定，并说明层与层之间的关系。把信件比喻成网络中传输的数据，把整个邮政系统比喻成计算机网络，数据要安全可靠的传输离不开各层之间的约定，从而引出协议的概念和OSI模型。2、介绍OSI模型的特点（1）为什么要提出OSI模型？（2）给出OSI模型的一般效果图4、利用网络游戏的工作原理来详细讲解各层的功能（1）首先，我们要打开网络游戏这个应用软件，这个游戏外表上看起来吸引力无比，这也就我们能接触的应用层，也就是我们平时所用的所有的网络上的软件，游戏等。应用层：为应用程序进程（比如文字处理、邮件、电子表格）提供网络服务。它包含所有高层协议。例如，虚拟终端协议TELNET（远程登录）、文件传输协议FTP、电子邮件协议SMTP（简单邮件传输协议）、域名系统服务DNS、网络新闻传输协议NNTP、超文本传输协议HTTP等。我们假设A向B发送了一封电子邮件，因此主机A会使用smtp协议来处理该数据，即在数据前加上SMTP的标记，以便使对端在收到后知道使用什么软件来处理该数据。（2）在玩的过程中，我们要想把数据发送给同时在网络中玩游戏的主机，屏幕上我们看到的是图形、声音等，我们要先把它们转换成计算机能识别的数据，但是自己与对方的机子可能型号，使用的编码可能不同。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，表示层。表示层：表示层的作用之一是为异种机通信提供一种公用语言，以便能进行互操作。这种类型的服务之所以需要，是因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同。例如，IBM主机使用EBCDIC编码，而大部分PC机使用的是ASCII码。在这种情况下。主要是进行对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩等表示层会进行必要的格式转换，使用一种通信双方都能识别的编码来处理该数据。同时将处理数据的方法添加在数据中，以便对端知道怎样处理数据。（3）我们在玩游戏的时候，有一个人从屏幕边上跑过来，我的游戏上为什么会显示？原因在于服务器把数据发给我，告诉我有一个人从那边过来了。因此，不光是我发数据给服务器，同时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，还是同时发数据，所以要有一个能保证沟通的机制，是建立通信还是终止通信。这就是第5层，会话层。会话层：负责在网络中的两节点之间建立、维持和终止通信。会话层的功能包括：建立通信链接，保持会话过程通信链接的畅通，同步两个节点之间的对话，决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。（4）打游戏时，网络上延迟得厉害怎么办，游戏这卡住了怎么办，我就需要有第4层，传输层，我要保证我的数据是正确的，完整的，如果有问题，随时纠正和重新发送，并且保证是远程主机上运行的网络游戏这个应用程序接收到了这个信息，而不是qq或其它应用程序接收到这个信息。把上面3层传下来的东西，交到下一层网络层去传送。传输层：☆传输连接服务：通常，对会话层要求的每个传输连接，传输层都要在网络层上建立相应的连接。☆传输层必须要标志目的应用程序，应用程序向传输层传递大量数据。☆传输层必须将数据拆分成小的片段，更适合传送。这些小的片段被称为分段。☆数据传输服务：强调提供面向连接的可靠服务（很晚OSI才开始制定无连接服务的有关标准），并提供流量控制、差错控制和序列控制，以实现两个终端系统间传输的报文无差错、无丢失、无重复、无乱序。（进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。）3（5）我们游戏之中有南方的玩家，也有北方的玩家，一般情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。我要知道我走哪条路能到达目的地，也就是一个路由的作用。网络层：其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点Ａ到另一个网络中节点Ｂ的最佳路径网络层是实际传输数据的层次，在网络层中必须要将传输层中处理完成的数据再次封装，添加上自己的地址信息和对端接受者的地址信息，并且要在网络中找到一条由自己到接收者最好的路径。然后按照最佳路径发送到网络中。（6）我把数据发出去了，我怎么知道数据到没到服务器，或者说我在玩游戏的时候，如果出现卡了的状态，游戏怎么知道我卡了，服务器怎么知道我卡了？实际上，在这里有一个计时器，比方说，我发一个数据包出去，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收。数据链路层——主要将数据进行MAC地址（网卡的地址）的封装与解封装。负责在两个相邻结点间的线路上，无差错的传送以帧为单位的数据。必需解决由于帧的损坏、丢失和重复所带来的问题。在这一层，数据的单位称为帧（frame）。处理的地址：硬件的物理地址。如：交换机（7）不管怎么样，我们要有一根网线，并且有网卡，或者猫。物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是实现相邻节点之间比特数据流的透明传送，尽可能屏蔽具体传输介质和物理设备的差异。利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接(物理信道)，为数据链路层提供比特流服务。3、设置货物运输情境理解OSI参考模型各层的功能(1)在水果批发市场要运输的水果如何运输？（水果相当于网络中要传送的数据，水果批发市场相当于应用程序，如何把它运送到另外一个目的地去就是我们关注的问题所在。妥当地包装好数据，对应于OSI参考模型中的应用层）(2)是否需要标签和说明？是否要翻译成多国语言？（包装箱上标明一些说明信息，并按需要翻译成两国语言，对应于OSI参考模型中的表示层）(3)运输前双方是否需要沟通？（事先和对方沟通协调运输事宜，准备运输，对应于OSI参考模型中的会话层）(4)运输的途中是否要保证货物的安全？保证货物不会遗失？（采取一定的保护措施，确保货物的安全，对应于OSI参考模型中的传输层）(5)需要根据实际情况选择一条最佳的路径送货。（最佳运输路线的确立，保证货物最快运送，对应于OSI参考模型中的网络层）(6)发货之前最后核对检查货物及相关信息。（运输前的最后检查，如地址信息、货物检错等，对应于OSI参考模型中的数据链路层）(7)检查正确后，按选择好的路径实际进行运输。（对应OSI参考模型中的物理层）4、归纳特点（1）把一般效果图变换成地下通道图（2）在教师引导下归纳出OSI模型的特点：①没有底层，上层无从存在；②上一层对下一层提出服务请求，下一层完成上一层提出的请求，同时继续对下层提出服务请求；③先下楼，再上楼梯（一级一级）；45、学生分组讨论(1)运用上节课学过的网络设备知识，分组讨论哪些设备是分别属于下三层物理层的。(2)以qq为例描述计算机中数据的传输过程及各层在传输过程中对应起到的作用。两个人通过qq聊天：应用层：打开qq软件，输入信息；表示层：用什么编码传输数据，可能还加密；会话层：与对方建立连接或断开；传输层：识别双方的qq软件，只有qq能收到信息，而不是其它聊天工具；网络层：指明数据走哪条路；数据链路层：指明数据具体到哪台计算机；物理层：以比特流方式传输6、通过连线小游戏，归纳各层功能。如下图7、抛砖引玉：TCP/IP的产生教师：如果把需要在网络上传输的数据比喻成货物，那么协议就是能够运送货物的汽车，而OSI参考模型就是设计汽车的蓝图。但蓝图和具体实践往往有差别，TCP/IP协议是计算机网络中真正发挥作用的协议体系，它是因特网上的“世界语”，是目前因特网中使用最频繁的协议。结合图片，让学生自己发现其中的相同点和不同处。实践：学生：打开“网上邻居”“属性”，打开“本地连接”“属性”。取消Internet协议（TCP/IP）复选项，尝试打开Google首页。勾选Internet协议（TCP/IP）复选项，再次打开Google首页。网际层IP协议和传输层TCP协议分别和OSI模型中的网络层与传输层相对比理解。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层路途中安全吗？怎么才能认出对方？到达该处最佳路径是哪条？做什么？什么时候走，什么时候停？每一步应该怎样走？，不能错啊！开始出发？在网络应用程序之间传递信息转换数据建立、维持、协调通信决定传输路径确保数据正确发送编码、编址、传输管理硬件连接5（1）应用层（2）IP协议层：主要保证网络中计算机到计算机的数据通信。主要功能：ip地址的转换，数据传输路由选择，数据流量控制、传输差错报号等方面的功能。(3)传输层TCP协议：主要为上层的应用层提供“端”到“端”的通信服务。对数据包进行管理和校核，保证数据包的正确性。（三）、课下研究性学习（1）黑客和网络协议的关系。（2）网络游戏的运行原理是什么。（3）你对现在的协议的漏洞的想法和补充（四）小结与学生共同进行知识性内容的小结。（五）小试牛刀1、(选修)网络协议是计算机交换信息所使用的规则和约定，因特网上最基本的通信协议是（）。A、TCP/IP协议B、HTTP协议C、SMTP协议D、FTP协议注：B是浏览互联网和上网必须的超文本传输协议，C是发送电子邮件必须的简单邮件传输协议，D是网上传送文件必须的文件传输协议。这些可以根据字母相对应的英文单词记忆。2、(选修)利用计算机网络远程登录到另一台计算机，这使用了（）协议。A、FTPB、HTTPC、TELNETD、UDP3．IP协议的主要功能是_________。A．连接因特网B．自动为每台计算机分配IP地址C．确保数据传输的无差错D．数据封包，发送并选择合适的路径4．TCP/IP协同工作，其中确保数据无差错传输工作是由____。A．IP协议完成B．TCP协议完成C．TCP/IP协同完成D．FTP协议完成5．IP称为_________。A．传输控制协议B．网际协议C．文件传输协议D．超文本传输协议6．TCP称为_________。A．传输控制协议B．网际协议C．文件传输协议D．超文本传输协议六、总结与反思：1、本节的内容涉及网络的工作原理，较为抽象。如果单纯以讲授法教学，难以吸引学生的注意力,且学生缺乏自主探究的知识基础，因此教学难度较大。因此，我在讲授的过程中巧用生活中的实例、类比等方法使枯燥的内容转为易于