2.2 网络体系结构与TCP_IP协议-教学设计
文档属性
| 名称 | 2.2 网络体系结构与TCP_IP协议-教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 373.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版（2019） | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2024-05-20 21:02:19 | ||
图片预览
文档简介
教学设计
课程基本信息
学科 信息技术 年级 高二 学期 春季
课题 网络体系结构与TCP/IP协议
教学目标
1. 了解OSI参考模型于TCPIP体系结构的关系 2. 理解网络体系结构分层的作用与必要性 3. 正确描述HTTP请求从浏览器到服务器层层封装与解封的过程 4. 了解TCP/IP协议簇中的主要协议与作用
教学内容
教学重点： 1. 了解OSI参考模型于TCPIP体系结构的关系 2. 理解网络体系结构分层的作用与必要性 3. 了解TCP/IP协议簇中的主要协议与作用 教学难点： 1. 正确描述HTTP请求从浏览器到服务器层层封装与解封的过程
教学过程
一、课堂导入 问题导入：以Flask网站应用，浏览器与服务器之间的数据传输为例，引出基于网络的数据传输亟待解决的问题并尝试罗列。 如采用什么传输媒体、如何标识网络中各主机、网络和主机如何共同编址、如何标识与网络通信相关的应用进程等。 二、网络分层思想与各层解决的问题 计算机网络是个非常复杂的系统，“分层”可将庞大复杂的问题，转化为若干较小的局部问题。这既是软件工程中高内聚、低耦合的概念，又是算法中分治思想的体现。 物理层解决使用何种信号来表示比特0和1的问题； 数据链路层，解决数据包在一个网络或一段链路上传输的问题； 网络层，解决数据包在多个网络之间传输和路由的问题； 传输层解决进程之间基于网络的通信问题； 应用层，解决通过应用进程的交互来实现特定网络应用的问题。 三、分层结构下，数据的具体传输过程 主机中的应用层根据HTTP协议的规定，构建一个HTTP请求报文。用来请求web服务器执行相应操作。应用层将构建好的HTTP请求报文向下依次交付给表示层、会话层、传输层。每层均会给HTTP请求报文添加一个“层标签”，其中传输层会添加一个TCP首部，将其封装成为TCP报文段。TCP首部的主要作用是区分应用进程和实现可靠传输。传输层将封装好的TCP报文段向下交付给网络层。网络层给TCP报文段添加一个IP首部。将其封装成为IP数据报。IP首部的主要作用是IP行驶和路由。网络层将封装好的IP数据报向下交付给数据链路层。数据链路层给IP数据报添加一个首部和一个尾部。将其封装成为帧。数据链路层将封装好的帧向下交付给物理层。物理层并不认识帧的结构。仅仅将其看作是比特流。以便将比特流转换成相应的电信号进行发送。 对于以太网，物理层还会在比特流前添加前导码。目的是使接收方的时钟同步，并做好接收准备。主机将电信号发送出去。路由器收到后，其物理层将电信号转换成比特流。物理层将前导码去掉后，将帧向上交付给数据链路层。数据链路层将帧首部和尾部去掉后，将IP数据报向上交付给网络层。网络层从IP数据报的首部中提取出目的IP地址。根据目的IP地址查找自己的转发表。以便决定从哪个接口转发该IP数据报。与此同时，还要对首部中的某些字段值，例如生存时间TTL字段的值进行相应的修改。然后将该IP数据报向下交付给数据链路层。数据链路层为IP数据报添加一个首部和一个尾部，将其封装成为帧。然后将帧向下交付给物理层。物理层将帧看作是比特流。给其添加前导码后，转变成相应的电信号发送出去。外部服务器收到数据包后，按网络体系结构自下而上的顺序对其进行逐层解封。解封出HTTP请求报文。Web服务器的应用层收到HTTP请求报文后，执行相应的操作，然后给主机发送包含有浏览器请求内容的HTTP响应报文。与浏览器发送HTTP请求报文的过程类似。HTTP响应报文需要在外部服务器层层封装后才能发送。数据包经过路由器的转发到达主机。主机对收到的数据包按网络体系结构自下而上的顺序逐层解封，解封出HTTP响应报文。 四、OSI与TIP/IP OSI参考模型是一个七层协议的体系结构，是由国际标准化组织于1978年提出的国际标准。到了20世纪90年代初期，尽管整套的OSI国际标准都已经制定出来了，但这时，因特网已抢先在全世界覆盖了相当大的范围。因特网从1983年开始使用TCP/IP协议族，并逐渐演变成TCP/IP参考模型。TCP/IP参考模型是一个四层协议的体系结构。自下而上依次是网络接口层、网络层、传输层以及应用层。TCP/IP参考模型是事实上的国际标准。 对比这两个体系结构可以看出，TCP/IP体系结构相当于将OSI体系结构的物理层和数据链路层合并为了网络接口层。将会话层和表示层合并到了应用层。 五、TIP/IP协议簇中的主要协议 网际协议IP是TCP/IP体系结构网际层的核心协议。传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP是TCP/IP体系结构传输层的两个重要协议。TCP/IP体系结构的应用层包含了大量的应用层协议。例如，超文本传送协议HTTP。简单邮件传送协议，SMTP。域名系统DNS以及实时运输协议RTP等。 即便同学们是计算机网络的初学者。对HTTP这个英文缩写词可能也不会陌生。因为每当我们打开浏览器，在地址栏输入网址时就会看到它。IP协议可以将不同的网络接口进行互联。并向其上的TCP协议和UDP协议提供网络互联服务。TCP协议在享受IP协议提供的网络互联服务的基础上，可向应用层的某些协议提供可靠传输的服务。UDP协议在享受IP协议提供的网络互联服务的基础上和向应用层的某些协议提供不可靠传输的服务。IP协议作为TCP/IP体系结构中的核心协议。一方面负责互联不同的网络接口。也就是IP over Everything。另一方面，为各种网络应用提供服务。也就是Everything over IP。 六、课堂练习与总结 快速回顾本节课知识，完成练习并整理笔记
课程基本信息
学科 信息技术 年级 高二 学期 春季
课题 网络体系结构与TCP/IP协议
教学目标
1. 了解OSI参考模型于TCPIP体系结构的关系 2. 理解网络体系结构分层的作用与必要性 3. 正确描述HTTP请求从浏览器到服务器层层封装与解封的过程 4. 了解TCP/IP协议簇中的主要协议与作用
教学内容
教学重点： 1. 了解OSI参考模型于TCPIP体系结构的关系 2. 理解网络体系结构分层的作用与必要性 3. 了解TCP/IP协议簇中的主要协议与作用 教学难点： 1. 正确描述HTTP请求从浏览器到服务器层层封装与解封的过程
教学过程
一、课堂导入 问题导入：以Flask网站应用，浏览器与服务器之间的数据传输为例，引出基于网络的数据传输亟待解决的问题并尝试罗列。 如采用什么传输媒体、如何标识网络中各主机、网络和主机如何共同编址、如何标识与网络通信相关的应用进程等。 二、网络分层思想与各层解决的问题 计算机网络是个非常复杂的系统，“分层”可将庞大复杂的问题，转化为若干较小的局部问题。这既是软件工程中高内聚、低耦合的概念，又是算法中分治思想的体现。 物理层解决使用何种信号来表示比特0和1的问题； 数据链路层，解决数据包在一个网络或一段链路上传输的问题； 网络层，解决数据包在多个网络之间传输和路由的问题； 传输层解决进程之间基于网络的通信问题； 应用层，解决通过应用进程的交互来实现特定网络应用的问题。 三、分层结构下，数据的具体传输过程 主机中的应用层根据HTTP协议的规定，构建一个HTTP请求报文。用来请求web服务器执行相应操作。应用层将构建好的HTTP请求报文向下依次交付给表示层、会话层、传输层。每层均会给HTTP请求报文添加一个“层标签”，其中传输层会添加一个TCP首部，将其封装成为TCP报文段。TCP首部的主要作用是区分应用进程和实现可靠传输。传输层将封装好的TCP报文段向下交付给网络层。网络层给TCP报文段添加一个IP首部。将其封装成为IP数据报。IP首部的主要作用是IP行驶和路由。网络层将封装好的IP数据报向下交付给数据链路层。数据链路层给IP数据报添加一个首部和一个尾部。将其封装成为帧。数据链路层将封装好的帧向下交付给物理层。物理层并不认识帧的结构。仅仅将其看作是比特流。以便将比特流转换成相应的电信号进行发送。 对于以太网，物理层还会在比特流前添加前导码。目的是使接收方的时钟同步，并做好接收准备。主机将电信号发送出去。路由器收到后，其物理层将电信号转换成比特流。物理层将前导码去掉后，将帧向上交付给数据链路层。数据链路层将帧首部和尾部去掉后，将IP数据报向上交付给网络层。网络层从IP数据报的首部中提取出目的IP地址。根据目的IP地址查找自己的转发表。以便决定从哪个接口转发该IP数据报。与此同时，还要对首部中的某些字段值，例如生存时间TTL字段的值进行相应的修改。然后将该IP数据报向下交付给数据链路层。数据链路层为IP数据报添加一个首部和一个尾部，将其封装成为帧。然后将帧向下交付给物理层。物理层将帧看作是比特流。给其添加前导码后，转变成相应的电信号发送出去。外部服务器收到数据包后，按网络体系结构自下而上的顺序对其进行逐层解封。解封出HTTP请求报文。Web服务器的应用层收到HTTP请求报文后，执行相应的操作，然后给主机发送包含有浏览器请求内容的HTTP响应报文。与浏览器发送HTTP请求报文的过程类似。HTTP响应报文需要在外部服务器层层封装后才能发送。数据包经过路由器的转发到达主机。主机对收到的数据包按网络体系结构自下而上的顺序逐层解封，解封出HTTP响应报文。 四、OSI与TIP/IP OSI参考模型是一个七层协议的体系结构，是由国际标准化组织于1978年提出的国际标准。到了20世纪90年代初期，尽管整套的OSI国际标准都已经制定出来了，但这时，因特网已抢先在全世界覆盖了相当大的范围。因特网从1983年开始使用TCP/IP协议族，并逐渐演变成TCP/IP参考模型。TCP/IP参考模型是一个四层协议的体系结构。自下而上依次是网络接口层、网络层、传输层以及应用层。TCP/IP参考模型是事实上的国际标准。 对比这两个体系结构可以看出，TCP/IP体系结构相当于将OSI体系结构的物理层和数据链路层合并为了网络接口层。将会话层和表示层合并到了应用层。 五、TIP/IP协议簇中的主要协议 网际协议IP是TCP/IP体系结构网际层的核心协议。传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP是TCP/IP体系结构传输层的两个重要协议。TCP/IP体系结构的应用层包含了大量的应用层协议。例如，超文本传送协议HTTP。简单邮件传送协议，SMTP。域名系统DNS以及实时运输协议RTP等。 即便同学们是计算机网络的初学者。对HTTP这个英文缩写词可能也不会陌生。因为每当我们打开浏览器，在地址栏输入网址时就会看到它。IP协议可以将不同的网络接口进行互联。并向其上的TCP协议和UDP协议提供网络互联服务。TCP协议在享受IP协议提供的网络互联服务的基础上，可向应用层的某些协议提供可靠传输的服务。UDP协议在享受IP协议提供的网络互联服务的基础上和向应用层的某些协议提供不可靠传输的服务。IP协议作为TCP/IP体系结构中的核心协议。一方面负责互联不同的网络接口。也就是IP over Everything。另一方面，为各种网络应用提供服务。也就是Everything over IP。 六、课堂练习与总结 快速回顾本节课知识，完成练习并整理笔记