網(wǎng)絡(luò)協(xié)議教學(xué)設(shè)計(jì)

1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議教學(xué)設(shè)計(jì) 濟(jì)源四中 趙傳麗一、 教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)與技能（1）理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念；（2）了解網(wǎng)絡(luò)的開放系統(tǒng)互聯(lián)分層模型的基本思想；（3）理解因特網(wǎng)協(xié)議的基本概念、思想與功能；2過程與方法通過大量的實(shí)例和類比，讓學(xué)生理解抽象的分層結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，從而加深對(duì)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。3情感態(tài)度價(jià)值觀（1）觀看短片、模型的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸?shù)难菔具^程鍛煉了學(xué)生的觀察能力，相似點(diǎn)的挖掘，能增強(qiáng)自己的理解能力和分析能力。（2）各功能層的類比，又使學(xué)生關(guān)注到了日常生活的細(xì)節(jié)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系，進(jìn)一步了解了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。養(yǎng)成能把復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化、抽象內(nèi)容具體化的習(xí)慣。二、重點(diǎn)與難點(diǎn)對(duì)osi分層模型的基本思想、

2、tcp/ip協(xié)議的基本思想的理解三、教學(xué)策略處處類比、層層深入、不斷追問；理論和實(shí)踐結(jié)合；分析與探索結(jié)合。四、教具多媒體教室，教學(xué)幻燈片五、教學(xué)過程（一）、引入新課1、鞏固知新：復(fù)習(xí)組建局域網(wǎng)的硬件及其作用2、利用生活中常見的寄信這個(gè)活動(dòng)引發(fā)學(xué)生思考分析教師活動(dòng)：讓學(xué)生看短片蠟筆小新寄信的故事，并回答以下問題。問題1：寄信時(shí)如何保證對(duì)方看得懂？（語言相通）問題2：要使信能夠順利寄出應(yīng)注意什么？（貼郵票、正確填寫信封）問題3：由誰把信送到異地（運(yùn)輸子系統(tǒng)）問題4：如果信件丟失了怎么辦？（如果一旦發(fā)生故障，就可以迅速定位故障所處層次，便于查找和糾錯(cuò)）學(xué)生活動(dòng)：看短片，從中找出在寄信中應(yīng)該注意的事項(xiàng)

3、。也就是說注意哪些環(huán)節(jié)可以使信順利寄出，并且保證對(duì)方看得懂（二）、新課講解1、整個(gè)郵政系統(tǒng)從而引出協(xié)議的概念給出郵政系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，說明相應(yīng)的約定，并說明層與層之間的關(guān)系。把信件比喻成網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，把整個(gè)郵政系統(tǒng)比喻成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)要安全可靠的傳輸離不開各層之間的約定，從而引出協(xié)議的概念和osi模型。2、介紹osi模型的特點(diǎn)（1）為什么要提出osi模型？（2）給出osi模型的一般效果圖4、利用網(wǎng)絡(luò)游戲的工作原理來詳細(xì)講解各層的功能（1）首先，我們要打開網(wǎng)絡(luò)游戲這個(gè)應(yīng)用軟件，這個(gè)游戲外表上看起來吸引力無比，這也就我們能接觸的應(yīng)用層，也就是我們平時(shí)所用的所有的網(wǎng)絡(luò)上的軟件，游戲等。應(yīng)用層：為

4、應(yīng)用程序進(jìn)程（比如文字處理、郵件、電子表格）提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。它包含所有高層協(xié)議。例如，虛擬終端協(xié)議telnet（遠(yuǎn)程登錄）、文件傳輸協(xié)議ftp、電子郵件協(xié)議smtp（簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議）、域名系統(tǒng)服務(wù)dns、網(wǎng)絡(luò)新聞傳輸協(xié)議nntp、超文本傳輸協(xié)議http等。我們假設(shè)a向b發(fā)送了一封電子郵件，因此主機(jī)a會(huì)使用smtp協(xié)議來處理該數(shù)據(jù)，即在數(shù)據(jù)前加上smtp的標(biāo)記，以便使對(duì)端在收到后知道使用什么軟件來處理該數(shù)據(jù)。（2）在玩的過程中，我們要想把數(shù)據(jù)發(fā)送給同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中玩游戲的主機(jī)，屏幕上我們看到的是圖形、聲音等，我們要先把它們轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)據(jù)，但是自己與對(duì)方的機(jī)子可能型號(hào)，使用的編碼可能不同。因

5、此我們要把游戲里的數(shù)據(jù)打包，包裝好，用統(tǒng)一的格式發(fā)出去，這個(gè)叫“封包”。這就是第6層，表示層。表示層：表示層的作用之一是為異種機(jī)通信提供一種公用語言，以便能進(jìn)行互操作。這種類型的服務(wù)之所以需要，是因?yàn)椴煌挠?jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)使用的數(shù)據(jù)表示法不同。例如， ibm主機(jī)使用ebcdic編碼，而大部分pc機(jī)使用的是ascii碼。在這種情況下。主要是進(jìn)行對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋、加密與解密、壓縮與解壓縮等表示層會(huì)進(jìn)行必要的格式轉(zhuǎn)換，使用一種通信雙方都能識(shí)別的編碼來處理該數(shù)據(jù)。同時(shí)將處理數(shù)據(jù)的方法添加在數(shù)據(jù)中，以便對(duì)端知道怎樣處理數(shù)據(jù)。（3）我們?cè)谕嬗螒虻臅r(shí)候，有一個(gè)人從屏幕邊上跑過來，我的游戲上為什么會(huì)顯示？原

6、因在于服務(wù)器把數(shù)據(jù)發(fā)給我，告訴我有一個(gè)人從那邊過來了。因此，不光是我發(fā)數(shù)據(jù)給服務(wù)器，同時(shí)服務(wù)器也把數(shù)據(jù)發(fā)給我了。在這個(gè)時(shí)候，我們就需要控制一下路線，是服務(wù)器先發(fā)呢，還是我這先發(fā)，還是同時(shí)發(fā)數(shù)據(jù)，所以要有一個(gè)能保證溝通的機(jī)制，是建立通信還是終止通信。這就是第5層，會(huì)話層。會(huì)話層：負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中的兩節(jié)點(diǎn)之間建立、維持和終止通信。 會(huì)話層的功能包括：建立通信鏈接，保持會(huì)話過程通信鏈接的暢通，同步兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì) 話，決定通信是否被中斷以及通信中斷時(shí)決定從何處重新發(fā)送。 （4）打游戲時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上延遲得厲害怎么辦，游戲這卡住了怎么辦，我就需要有第4層，傳輸層，我要保證我的數(shù)據(jù)是正確的，完整的，如果有問題，隨

7、時(shí)糾正和重新發(fā)送，并且保證是遠(yuǎn)程主機(jī)上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)游戲這個(gè)應(yīng)用程序接收到了這個(gè)信息，而不是qq或其它應(yīng)用程序接收到這個(gè)信息。把上面3層傳下來的東西，交到下一層網(wǎng)絡(luò)層去傳送。傳輸層： 傳輸連接服務(wù)：通常，對(duì)會(huì)話層要求的每個(gè)傳輸連接，傳輸層都要在網(wǎng)絡(luò)層上建立相應(yīng)的連接。 傳輸層必須要標(biāo)志目的應(yīng)用程序，應(yīng)用程序向傳輸層傳遞大量數(shù)據(jù)。 傳輸層必須將數(shù)據(jù)拆分成小的片段，更適合傳送。這些小的片段被稱為分段。 數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)：強(qiáng)調(diào)提供面向連接的可靠服務(wù)（很晚osi才開始制定無連接服務(wù)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)），并提供流量控制、差錯(cuò)控制和序列控制，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)終端系統(tǒng)間傳輸?shù)膱?bào)文無差錯(cuò)、無丟失、無重復(fù)、無亂序。（進(jìn)行流量控制或是

8、基于接收方可接收數(shù)據(jù)的快慢程度規(guī)定適當(dāng)?shù)陌l(fā)送速率。）（5）我們游戲之中有南方的玩家，也有北方的玩家，一般情況下南方都是電信的路線，北方都是網(wǎng)通，不管是什么路線，我走啊走啊總能讓封包走到服務(wù)器那。這就是我們的網(wǎng)絡(luò)層。我要知道我走哪條路能到達(dá)目的地，也就是一個(gè)路由的作用。網(wǎng)絡(luò)層：其主要功能是將網(wǎng)絡(luò)地址翻譯成對(duì)應(yīng)的物理地址，并決定如何將數(shù)據(jù)從發(fā)送方路由到接收方。網(wǎng)絡(luò)層通過綜合考慮發(fā)送優(yōu)先權(quán)、網(wǎng)絡(luò)擁塞程度、服務(wù)質(zhì)量以及可選路由的花費(fèi)來決定從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn) 到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn) 的最佳路徑 網(wǎng)絡(luò)層是實(shí)際傳輸數(shù)據(jù)的層次，在網(wǎng)絡(luò)層中必須要將傳輸層中處理完成的數(shù)據(jù)再次封裝，添加上自己的地址信息和對(duì)端接受者的地址

9、信息，并且要在網(wǎng)絡(luò)中找到一條由自己到接收者最好的路徑。然后按照最佳路徑發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中。（6）我把數(shù)據(jù)發(fā)出去了，我怎么知道數(shù)據(jù)到?jīng)]到服務(wù)器，或者說我在玩游戲的時(shí)候，如果出現(xiàn)卡了的狀態(tài)，游戲怎么知道我卡了，服務(wù)器怎么知道我卡了？實(shí)際上，在這里有一個(gè)計(jì)時(shí)器，比方說，我發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包出去，30秒內(nèi)沒有返回，我就告訴你，超時(shí)了。這就是數(shù)據(jù)鏈路層，控制著我們數(shù)據(jù)的發(fā)送接收。數(shù)據(jù)鏈路層主要將數(shù)據(jù)進(jìn)行mac地址（網(wǎng)卡的地址）的封裝與解封裝。負(fù)責(zé)在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間的線路上，無差錯(cuò)的傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。必需解決由于幀的損壞、丟失和重復(fù)所帶來的問題。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為幀（frame）。處理的地址：硬件的物理地址。

10、如：交換機(jī)（7）不管怎么樣，我們要有一根網(wǎng)線，并且有網(wǎng)卡，或者貓。物理層：主要定義物理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，如網(wǎng)線的接口類型、光纖的接口類型、各種傳輸介質(zhì)的傳輸速率等。它的主要作用是實(shí)現(xiàn)相鄰節(jié)點(diǎn)之間比特?cái)?shù)據(jù)流的透明傳送，盡可能屏蔽具體傳輸介質(zhì)和物理設(shè)備的差異。利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接(物理信道)，為數(shù)據(jù)鏈路層提供比特流服務(wù)。3、設(shè)置貨物運(yùn)輸情境理解osi參考模型各層的功能(1)在水果批發(fā)市場(chǎng)要運(yùn)輸?shù)乃绾芜\(yùn)輸？（水果相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)中要傳送的數(shù)據(jù)，水果批發(fā)市場(chǎng)相當(dāng)于應(yīng)用程序，如何把它運(yùn)送到另外一個(gè)目的地去就是我們關(guān)注的問題所在。妥當(dāng)?shù)匕b好數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)于osi參考模型中的應(yīng)用層）(2)是否需要標(biāo)

11、簽和說明？是否要翻譯成多國(guó)語言？（包裝箱上標(biāo)明一些說明信息，并按需要翻譯成兩國(guó)語言，對(duì)應(yīng)于osi參考模型中的表示層）(3)運(yùn)輸前雙方是否需要溝通？（事先和對(duì)方溝通協(xié)調(diào)運(yùn)輸事宜，準(zhǔn)備運(yùn)輸，對(duì)應(yīng)于osi參考模型中的會(huì)話層）(4)運(yùn)輸?shù)耐局惺欠褚ＷC貨物的安全？保證貨物不會(huì)遺失？（采取一定的保護(hù)措施，確保貨物的安全，對(duì)應(yīng)于osi參考模型中的傳輸層）(5)需要根據(jù)實(shí)際情況選擇一條最佳的路徑送貨。（最佳運(yùn)輸路線的確立，保證貨物最快運(yùn)送，對(duì)應(yīng)于osi參考模型中的網(wǎng)絡(luò)層）(6)發(fā)貨之前最后核對(duì)檢查貨物及相關(guān)信息。（運(yùn)輸前的最后檢查，如地址信息、貨物檢錯(cuò)等，對(duì)應(yīng)于osi參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層）(7)檢查正確后

12、，按選擇好的路徑實(shí)際進(jìn)行運(yùn)輸。（對(duì)應(yīng)osi參考模型中的物理層）4、歸納特點(diǎn)（1）把一般效果圖變換成地下通道圖（2）在教師引導(dǎo)下歸納出osi模型的特點(diǎn)：沒有底層，上層無從存在；上一層對(duì)下一層提出服務(wù)請(qǐng)求，下一層完成上一層提出的請(qǐng)求，同時(shí)繼續(xù)對(duì)下層提出服務(wù)請(qǐng)求；先下樓，再上樓梯（一級(jí)一級(jí)）；5、學(xué)生分組討論(1) 運(yùn)用上節(jié)課學(xué)過的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備知識(shí)，分組討論哪些設(shè)備是分別屬于下三層物理層的。(2) 以qq為例描述計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的傳輸過程及各層在傳輸過程中對(duì)應(yīng)起到的作用。兩個(gè)人通過qq聊天：應(yīng)用層：打開qq軟件，輸入信息；表示層：用什么編碼傳輸數(shù)據(jù)，可能還加密；會(huì)話層：與對(duì)方建立連接或斷開；傳輸層：識(shí)別雙方

13、的qq軟件，只有qq能收到信息，而不是其它聊天工具；網(wǎng)絡(luò)層：指明數(shù)據(jù)走哪條路；數(shù)據(jù)鏈路層：指明數(shù)據(jù)具體到哪臺(tái)計(jì)算機(jī)；物理層：以比特流方式傳輸6、通過連線小游戲，歸納各層功能。如下圖應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層路途中安全嗎？怎么才能認(rèn)出對(duì)方？到達(dá)該處最佳路徑是哪條？做什么？什么時(shí)候走，什么時(shí)候停？每一步應(yīng)該怎樣走？，不能錯(cuò)啊！開始出發(fā)？在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序之間傳遞信息轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)建立、維持、協(xié)調(diào)通信決定傳輸路徑確保數(shù)據(jù)正確發(fā)送編碼、編址、傳輸管理硬件連接7、拋磚引玉：tcp/ip的產(chǎn)生教師：如果把需要在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比喻成貨物，那么協(xié)議就是能夠運(yùn)送貨物的汽車，而osi參考模型就是設(shè)計(jì)汽

14、車的藍(lán)圖。但藍(lán)圖和具體實(shí)踐往往有差別，tcp/ip協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中真正發(fā)揮作用的協(xié)議體系，它是因特網(wǎng)上的“世界語”，是目前因特網(wǎng)中使用最頻繁的協(xié)議。結(jié)合圖片，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)其中的相同點(diǎn)和不同處。實(shí)踐：學(xué)生：打開“網(wǎng)上鄰居”“屬性”，打開“本地連接”“屬性”。取消internet協(xié)議（ tcp/ip ）復(fù)選項(xiàng)，嘗試打開google首頁。勾選internet協(xié)議（ tcp/ip ）復(fù)選項(xiàng)，再次打開google首頁。網(wǎng)際層ip協(xié)議和傳輸層tcp協(xié)議分別和osi模型中的網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層相對(duì)比理解。（1）應(yīng)用層（2）ip協(xié)議層：主要保證網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信。主要功能：ip地址的轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)傳輸路

15、由選擇，數(shù)據(jù)流量控制、傳輸差錯(cuò)報(bào)號(hào)等方面的功能。(3)傳輸層tcp協(xié)議：主要為上層的應(yīng)用層提供“端”到“端”的通信服務(wù)。對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行管理和校核，保證數(shù)據(jù)包的正確性。（三）、課下研究性學(xué)習(xí)（1）黑客和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的關(guān)系。（2）網(wǎng)絡(luò)游戲的運(yùn)行原理是什么。（3）你對(duì)現(xiàn)在的協(xié)議的漏洞的想法和補(bǔ)充（四）小結(jié)與學(xué)生共同進(jìn)行知識(shí)性內(nèi)容的小結(jié)。（五）小試牛刀1、(選修)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)交換信息所使用的規(guī)則和約定，因特網(wǎng)上最基本的通信協(xié)議是（ ）。 a、tcp/ip協(xié)議 b、http協(xié)議 c、smtp協(xié)議 d、ftp協(xié)議 注：b是瀏覽互聯(lián)網(wǎng)和上網(wǎng)必須的超文本傳輸協(xié)議，c是發(fā)送電子郵件必須的簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議，d是網(wǎng)上

16、傳送文件必須的文件傳輸協(xié)議。這些可以根據(jù)字母相對(duì)應(yīng)的英文單詞記憶。2、(選修)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登錄到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，這使用了（ ）協(xié)議。 a、ftp b、http c、telnet d、udp 3ip協(xié)議的主要功能是_。a連接因特網(wǎng) b自動(dòng)為每臺(tái)計(jì)算機(jī)分配ip地址c確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o差錯(cuò)d數(shù)據(jù)封包，發(fā)送并選擇合適的路徑4tcp/ip協(xié)同工作，其中確保數(shù)據(jù)無差錯(cuò)傳輸工作是由_。aip協(xié)議完成btcp協(xié)議完成ctcp/ip協(xié)同完成dftp協(xié)議完成5ip稱為_。a傳輸控制協(xié)議b網(wǎng)際協(xié)議c文件傳輸協(xié)議d超文本傳輸協(xié)議6tcp稱為_。a傳輸控制協(xié)議b網(wǎng)際協(xié)議c文件傳輸協(xié)議d超文本傳輸協(xié)議六、總結(jié)與反思：1、本節(jié)的內(nèi)容涉及網(wǎng)絡(luò)的工作原理，較為抽象。如果單純以講授法教學(xué)，難以吸引學(xué)生的注意力,且學(xué)生缺乏自主探究的知識(shí)基礎(chǔ)，因此教學(xué)難度較大。因此，