2019-2020年高一信息技术《网络通信原理》学案.doc

2019-2020年高一信息技术网络通信原理学案学习目标：1. 了解OSI模型中的各个层次；2. 了解TCP/IP协议在OSI模型的位置；重点: OSI模型的理解、TCP/IP协议的重要地位难点：OSI模型的理解一、理解OSI参考模型1、很多同学都非常喜欢玩网络游戏，比如魔兽世界，梦幻西游。不知道同学们想不想了解这些网络游戏在网上的一个工作原理，了解游戏是如何在网上运作的。2、在了解游戏之前，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个理解。课本上的P55页上3.2.1数据传输过程中，图3-3 邮政系统的分层模型。大家可以想象一下我们平时的写信寄信的一个过程。首先我们写好信后，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约定，我交8毛钱给你邮政局，那么你要负责帮我把信送到。而邮政局呢，也和运输部门有个类似的约定。通过这一系列的约定，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。但是这里注意一个问题：邮票做为约定不是一成不变的。比如说，刚刚解放前，也许送信只需要几分钱。而现在人民的生活富裕了，相应的，一封信是8毛钱。也就是说，协议，或者约定完全是按照当时的情况做出的适当的处理。如果情况出现变化，协议一样可以随着情况而做出改变。3、实际上，网络上数据的传输过程和现实中是非常类似的，我们可以来想象一下：我现在有一批水果，准备运到罗马。如果我想实现这个目标，我需要什么条件？（1）首先我要有一条路，不管是马路还是铁路，这条路要能从出发点连接到目标点。（2）路是有了，我要保证这条路是通畅的，不能说走进死胡同，我要保证这条路能够通车，假设我是用火车来运的话，不会出现半路出轨的现象（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，最省钱的到达目的地。因此，我要选择一条近路。路已经有了，基本条件已经具备，我们现在可以开始送东西了，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，我们现在坐火车把东西送过去，结果送到半中间被强盗打劫了，或者是被人偷了，所以我们要保证在送过去的途中要原封不动的送到，少一个都不行（5）好象一切都准备好了，现在我们准备出发了，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边开过来，路上撞到了怎么办，那么我们要和他们先沟通好。（6）沟通好了，现在发货，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，罗马人也不知道我们在说什么，这个时候我们非常有必要带一个翻译官，当然这并不是最好的选择，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，当然，这是人和人的沟通，不是人和货物的沟通。（7）真正的货物终于送到了，完成了。 把这对应的7层，放到网络游戏之中。我们就可以了解了一个游戏运作的原理。首先，我要有一个游戏，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，但是服务器不可能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，表示层。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，当然了，这个交换的情况是非常快的，而且新的技术可以同时发，但是我们还是要有一个能保证沟通的机制，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，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，也就是基础的部分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。再往下，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？大家都有用QQ的经历，现在的网络都不错了，不会出现连接超时了，但是在网络不太好的时间里，就会出现超时。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。了解了整个OSI模型和我们的游戏了，大家应该明白，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。OSI参考模型中各层的主要作用为：物理层 为数据链路层提供物理连接，在其上串行传送比特流，即所传送数据的单位是比特。此外，该层中还具有确定连接设备的电气特性和物理特性等功能。数据链路层 负责在网络节点间的线路上通过检测、流量控制和重发等手段，无差错地传送以帧为单位的数据。为做到这一点，在每一帧中必须同时带有同步、地址、差错控制及流量控制等控制信息。网络层 为了将数据分组从源（源端系统）送到目的地（目标端系统），网络层的任务就是选择合适的路由和交换节点，使源的传输层传下来的分组信息能够正确无误地按照地址找到目的地，并交付给相应的传输层，即完成网络的寻址功能传输层 传输层是高低层之间衔接的接口层。数据传输的单位是报文，当报文较长时将它分割成若干分组,然后交给网络层进行传输。传输层是计算机网络协议分层中的最关键一层，该层以上各层将不再管理信息传输问题。会话层 该层对传输的报文提供同步管理服务。在两个不同系统的互相通信的应用进程之间建立、组织和协调交互。例如，确定是双工还是半双工工作。表示层 该层的主要任务是把所传送的数据的抽象语法变换为传送语法，即把不同计算机内部的不同表示形式转换成网络通信中的标准表示形式。此外，对传送的数据加密（或解密）、正文压缩（或还原）也是表示层的任务。应用层 该层直接面向用户，是OSI中的最高层。它的主要任务是为用户提供应用的接口，即提供不同计算机间的文件传送、访问与管理，电子邮件的内容处理，不同计算机通过网络交互访问的虚拟终端功能等。任务一：阅读以上内容，思考以下几个问题：浏览网页、收发邮件、网络聊天就些计算机网络的功能，工作在OSI的哪层？2、 仔细观察下面的TOP图，说说网卡，集线器，交换机各工作在OSI哪一层？我们学校网络中心的中心交换机，你觉得它应该工作在哪一层？二、TCP/IP协议体系定义：网络中的各种计算机系统、网络设备之间进行相互通信而建立的规则、标准或约定。必要性：在计算机网络中，为了保证数据通信双方能正确有效地进行通信，针对通信过程的各种问题，制定了一整套约定，这就是网络系统的通信协议。简单的通信协议使用介绍。常用的通信协议：TCP/IP “transmission Control Protocol/Internet Protocol” ）（传输控制协议/互联网络协议）协议， TCP/IP（传输控制协议/网间协议）是一种网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是INTERNET的基础协议，也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。任务二：阅读以上内容，思考以下问题：1、 TCP协议工作在OSI参考模型的哪一层？负责什么功能？2、 IP协议工作在OSI参考模型的哪一层？负责什么功能？3、网页浏览和收发邮件是TCP/IP协议中哪一层的体现？