網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理

第三章第三、四課時總第九、十課時課題：網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理教學(xué)目標(biāo)：1.了解OSI模型中的各個層次；2.了解TCP/IP協(xié)議在OSI模型的位置；3.了解數(shù)據(jù)交換技術(shù)的電路交換、報文交換、分組交換的工作原理，能進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)交換技術(shù)比較；4.使用數(shù)據(jù)交換技術(shù)的電路交換、報文交換、分組交換的工作原理解釋生活中技術(shù)問題，培養(yǎng)學(xué)生探究能力，合作能力、觀察能力；5.通過體驗、感悟電路交換、報文交換、分組交換的工作原理的學(xué)習(xí)過程，體驗技術(shù)發(fā)展的過程和思維，體驗突破技術(shù)，改造技術(shù)、創(chuàng)新技術(shù)的成就感。教學(xué)重點(diǎn)：OSI模型的理解、TCP/IP協(xié)議的重要地位、電路交換、報文交換、分組交換三者的特點(diǎn)與區(qū)別教學(xué)難點(diǎn)：OSI模型的理解課時安排：2課時教學(xué)方法：演示法，講授法，任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)過程：第一課時：數(shù)據(jù)傳輸過程一、OSI參考模型1、很多同學(xué)都非常喜歡玩網(wǎng)絡(luò)游戲，比如魔獸世界，夢幻西游。不知道同學(xué)們想不想了解這些網(wǎng)絡(luò)游戲在網(wǎng)上的一個工作原理，了解游戲是如何在網(wǎng)上運(yùn)作的。2、在了解游戲之前，我們先來看看現(xiàn)實生活中的郵政系統(tǒng)，參照這個郵政系統(tǒng)能加快我們對網(wǎng)絡(luò)游戲的一個理解。課本上的P55頁上3.2.1數(shù)據(jù)傳輸過程中，圖3-3郵政系統(tǒng)的分層模型。大家可以想象一下我們平時的寫信寄信的一個過程。首先我們寫好信后，要讓這封信能寄出去，我們就得貼郵票。而郵票，就是我們和郵政局的約定，我交8毛錢給你郵政局，那么你要負(fù)責(zé)幫我把信送到。而郵政局呢，也和運(yùn)輸部門有個類似的約定。通過這一系列的約定，我們可以保證我們所寫的信能送到我們想要送到的目的地。但是這里注意一個問題：郵票做為約定不是一成不變的。比如說，剛剛解放前，也許送信只需要幾分前。而現(xiàn)在人民的生活富裕了，相應(yīng)的，一封信是8毛錢。也就是說，協(xié)議，或者約定完全是按照當(dāng)時的情況做出的適當(dāng)?shù)奶幚怼Ｈ绻闆r出現(xiàn)變化，協(xié)議一樣可以隨著情況而做出改變。3、實際上，網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)的傳輸過程和現(xiàn)實中是非常類似的，我們可以來想象一下：我現(xiàn)在有一批水果，準(zhǔn)備運(yùn)到羅馬。如果我想實現(xiàn)這個目標(biāo)，我需要什么條件？（1）首先我要有一條路，不管是馬路還是鐵路，這條路要能從出發(fā)點(diǎn)連接到目標(biāo)點(diǎn)。（2）路是有了，我要保證這條路是通暢的，不能說走進(jìn)死胡同，我要保證這條路能夠通車，假設(shè)我是用火車來運(yùn)的話，不會出現(xiàn)半路出軌的現(xiàn)象（3）路永遠(yuǎn)不會只有一條。條條道路通羅馬，那么，我要保證我要走的道路能最快，最省錢的到達(dá)目的地。因此，我要選擇一條近路。路已經(jīng)有了，基本條件已經(jīng)具備，我們現(xiàn)在可以開始送東西了，但是是不是有了路就萬無一失了。我們還需要有什么？（4）路是有了，我們現(xiàn)在坐火車把東西送過去，結(jié)果送到半中間被強(qiáng)盜打劫了，或者是被人偷了，所以我們要保證在送過去的途中要原封不動的送到，少一個都不行（5）好象一切都準(zhǔn)備好了，現(xiàn)在我們準(zhǔn)備出發(fā)了，但是等等，這條路上只能通一輛火車，萬一羅馬那正好也有一輛火車從那邊開過來，路上撞到了怎么辦，那么我們要和他們先溝通好。（6）溝通好了，現(xiàn)在發(fā)貨，我們坐著火車到了羅馬，決定送過去，但是發(fā)現(xiàn)，我們聽不懂羅馬人的話，羅馬人也不知道我們在說什么，這個時候我們非常有必要帶一個翻譯官，當(dāng)然這并不是最好的選擇，如果我們和羅馬人說的是同樣的語言就好了。不管怎么樣，來接納的人總算能和我們溝通了，當(dāng)然，這是人和人的溝通，不是人和貨物的溝通。（7）真正的貨物終于送到了，完成了。把這對應(yīng)的7層，放到網(wǎng)絡(luò)游戲之中。我們就可以了解了一個游戲運(yùn)作的原理。首先，我要有一個游戲，這個游戲外表上看起來華麗無比，這就是第7層，應(yīng)用層，也就是我們平時所用的所有的網(wǎng)絡(luò)上的軟件，游戲等等。接下來到第6層，游戲有了，在玩的過程中，我們要想把數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器去，但是服務(wù)器不可能用眼睛看著我們玩游戲，因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，這個叫“封包”。這就是第6層，表示層。我們在玩游戲的時候，有一個人從屏幕邊上跑過來，我的游戲上為什么會顯示？原因在于服務(wù)器把數(shù)據(jù)發(fā)給我，告訴我有一個人從那邊過來了。因此，不光是我發(fā)數(shù)據(jù)給服務(wù)器，同時服務(wù)器也把數(shù)據(jù)發(fā)給我了。在這個時候，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)，當(dāng)然了，這個交換的情況是非?？斓?，而且新的技術(shù)可以同時發(fā)，但是我們還是要有一個能保證溝通的機(jī)制，保證不會出什么大問題。這就是第5層，會話層。萬一網(wǎng)絡(luò)上延遲得厲害怎么辦，萬一有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，隨時糾正和重新發(fā)送，把上面3層傳下來的東西，交到下一層網(wǎng)絡(luò)層去傳送。上面四層稱之為網(wǎng)絡(luò)上前四層，下面我們來看看下三層，也就是基礎(chǔ)的部分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，也就是一個路由的作用。再往下，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？大家都有用QQ的經(jīng)歷，現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)都不錯了，不會出現(xiàn)連接超時了，但是在網(wǎng)絡(luò)不太好的時間里，就會出現(xiàn)超時。實際上，在這里有一個計時器，比方說，我發(fā)一個數(shù)據(jù)包出去，30秒內(nèi)沒有返回，我就告訴你，超時了。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。最后的最后，不管怎么樣，我們要有一根網(wǎng)線，并且有網(wǎng)卡，或者貓。所有的這些，都是協(xié)議，有同學(xué)可能會說，這個網(wǎng)卡或者貓明明是硬件，怎么會是協(xié)議，是硬件沒錯，但是硬件設(shè)計的規(guī)格是根據(jù)協(xié)議來設(shè)計的，也許以后協(xié)議變了，硬件就不是這樣設(shè)計了。這7個層次，稱之為OSI模型。當(dāng)然了，這個模型很理想，實際上在這個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作的過程中起作用的是一些協(xié)議體系。比如前面說的IP協(xié)議。IP協(xié)議負(fù)責(zé)的是網(wǎng)絡(luò)層中的IP地址的分配和路由。而TCP協(xié)議，主要是作用于傳輸層中，控制數(shù)據(jù)的傳輸問題，把一個游戲，或者一個軟件的不相同的東西，轉(zhuǎn)換為可以在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)墓餐膬?nèi)容。了解了整個OSI模型和我們的游戲了，大家應(yīng)該明白，再怎么會玩游戲的，僅僅能接觸到的是7層中的應(yīng)用層而已，想知道有黑客是怎么盜取帳號的嗎？想學(xué)會如何在網(wǎng)絡(luò)上保護(hù)自己嗎？二、TCP/IP協(xié)議體系定義：網(wǎng)絡(luò)中的各種計算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間進(jìn)行相互通信而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。必要性：在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，為了保證數(shù)據(jù)通信雙方能正確有效地進(jìn)行通信，針對通信過程的各種問題，制定了一整套約定，這就是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信協(xié)議。簡單的通信協(xié)議使用介紹。常用的通信協(xié)議：TCP/IP“transmissionControlProtocol/InternetProtocol”）（傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）協(xié)議，TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)間協(xié)議）是一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)上的所有通信設(shè)備，尤其是一個主機(jī)與另一個主機(jī)之間的數(shù)據(jù)往來格式以及傳送方式。TCP/IP是INTERNET的基礎(chǔ)協(xié)議，也是一種電腦數(shù)據(jù)打包和尋址的標(biāo)準(zhǔn)方法。三、實踐園地實踐1：1、學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，你是否認(rèn)為計算機(jī)網(wǎng)