網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理（1）

1、【教材分析】網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理是教育科學出版社出版的普通高中實驗教材網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應用第三章第二節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)主要包括“數(shù)據(jù)的傳輸過程”、“數(shù)據(jù)交換技術(shù)”兩大塊內(nèi)容，考慮到此節(jié)內(nèi)容較多,我把這一節(jié)的內(nèi)容分為兩個課時上：第一課時講“數(shù)據(jù)的傳輸過程”；第二課時講“數(shù)據(jù)交換技術(shù)”。現(xiàn)在我針對第一課時來說課。本節(jié)內(nèi)容是對網(wǎng)絡(luò)進行了簡單的介紹，提出了協(xié)議和OSI模型的概念，屬于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的入門知識，通過對本章的學習，學生可以對網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)的認識，為將來深入學習網(wǎng)絡(luò)體系打下基礎(chǔ)?！緦W情分析】本節(jié)課的教學對象是高二的學生，其中部分學生家中有電腦可以使用，尤其是那些偏好游戲的男生，他們往往覺得自己在網(wǎng)上沖浪、

2、下載電影、聽音樂、聊天以及購物等已經(jīng)能體現(xiàn)出他們對計算機或者網(wǎng)絡(luò)的熟練操作和理解，從而產(chǎn)生“書上教的我都會了”的想法。因此在機房里經(jīng)常會有不聽課而玩游戲或聊天的學生。這部分學生會影響到其他對這部分知識不熟悉而想要學習的一般學生。所以，處理好這個問題將是本節(jié)內(nèi)容的一個重點。【教學目標】依據(jù)以上對教材和學情的分析，圍繞“以學生發(fā)展為本”的理念，以培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)為目的，根據(jù)學生現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)及教材內(nèi)容，我制定了以下教學目標：知識與技能：掌握協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中的重要作用，了解OSI模型的7個層次。過程與方法：通過對協(xié)議和OSI的學習培養(yǎng)學生的探究能力。情感態(tài)度與價值觀：通過教師對協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)體系OSI七層模

3、型的講解，使學生了解到他們以前所掌握的游戲、聊天、瀏覽網(wǎng)頁、下載電影和聽音樂等行為，僅僅只是7層中的第1層，即應用層。只有通過學習其他的6層，揭開網(wǎng)絡(luò)的神秘面紗，學生們才會體驗到整個網(wǎng)絡(luò)體系的博大，并提高其學習的興趣，激發(fā)自己的求知欲。而且，還能使他們從對游戲和上網(wǎng)的癡迷，轉(zhuǎn)變到對整個網(wǎng)絡(luò)的興趣上來，并通過研究性學習的形式，激發(fā)學生互相幫助和學習的興趣?！窘虒W重難點分析】OSI七層模型是整個網(wǎng)絡(luò)的入門基礎(chǔ)知識，但是在現(xiàn)階段，學生學習OSI七層模型并不是為了做開發(fā)研究，也不是為了使他們成為黑客，我們只需要讓學生對這部分內(nèi)容有所理解和體會即可。重點：1）、協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中的作用是什么2）、OSI七層模

4、型的含義難點：1）、對OSI七層模型的理解2）、了解協(xié)議如何在網(wǎng)絡(luò)中起到關(guān)鍵性作用【教法分析】教學是一門藝術(shù)，應變是教學藝術(shù)得以順利實施的重要前提。所謂應變，就是根據(jù)不同的班級、不同的授課內(nèi)容以及教學過程中出現(xiàn)的不同情況采取不同的教學方法和處置措施。因此，教師要本著“因材施教”以及“教學有法，但無定法”的原則，慎重地選擇行之有效的教學方法。根據(jù)該課的教學目標、教材特點和學生的年齡及心理特征，本課程主要采用講授法和情境教學法，以講述和創(chuàng)設(shè)情境來達到引導學生推理和突破重難點的目的?！緦W法分析】課程標準明確指出：高中信息技術(shù)課程鼓勵高中學生結(jié)合生活和學習實際，運用合適的信息技術(shù)，恰當?shù)乇磉_自己的思想

5、，進行廣泛的交流與合作，在此過程中共享思路、激發(fā)靈感、反思自我、增進友誼，共同建構(gòu)健康的信息文化。高二大部分學生對游戲非常癡迷。因此，在課堂上，誘發(fā)出他們對網(wǎng)絡(luò)的興趣非常重要。然后再通過教學過程中的分組討論，運用分析法及所學過的知識來鞏固新知識并處理問題。通過分組討論、研究性學習，使學生加深對OSI七層模型的理解，并能對協(xié)議的完善性提出疑慮。進一步引發(fā)學生的興趣，加強他們的思考能力，培養(yǎng)其探究精神。同時教師的啟發(fā)誘導貫穿始終，這樣就既突出了學生的主體地位又發(fā)揮了教師的主導作用?！窘虒W過程】一、新課導入：人們常說：“良好的開端是成功的一半”、“興趣是最好的老師”。所以，導入新課的開場白就顯得十分

6、重要。好的導入語，能營造適宜的課堂氛圍，集中學生的注意力，使學生對學習內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的興趣。本課的導入采用開門見山的問題引入法。通過兩個學生比較關(guān)心的平時電腦使用中容易出現(xiàn)的 “黑客是怎么盜取帳號密碼”的及“游戲外掛的原理是什么”這兩個問題展開，意圖在于激發(fā)學生的興趣。二、情境設(shè)置：情境1：郵局的收發(fā)系統(tǒng)。通過課本上對郵局系統(tǒng)的講解，讓學生大致了解到協(xié)議的重要作用，沒有協(xié)議，即使是有郵局也不能使郵件流通。第一個情境設(shè)置的目的是通過類比法來讓學生大致了解郵局的分層結(jié)構(gòu)和原理，并通過早期和現(xiàn)期的郵資對比來讓學生了解協(xié)議的可變型。情境2：從北京去羅馬的貿(mào)易商人這一部分是對OSI七層模型理解的重點部分，

7、這個情境的創(chuàng)設(shè)，能夠通過層層結(jié)構(gòu)讓學生理解為什么OSI目前設(shè)置為7個層次，并做出相應的解釋。主要的方式為通過類比法，用一個“從北京去羅馬的貿(mào)易商人”的情境設(shè)置使學生能體會到為什么要給網(wǎng)絡(luò)分成這7個層次。主要的目的是讓學生知道這個參考模型存在的意義，但并不對每一層的詳細功能做過多的介紹。1、要想貿(mào)易獲得成功，首先要有至少一條路，能夠從北京通向羅馬。此層為物理層。2、有了路是不是就能去貿(mào)易了？還要保證路上不會把商人的貨物給磕壞了，要有一層保護的包裝。引出第二層，數(shù)據(jù)鏈路層。3、所謂條條道路通羅馬。并不只有一條路能夠到達羅馬，那么在那么多的選擇中選一條最短的，或者路費的成本最少的，這才符合商人的利益

8、。引出第三層，網(wǎng)絡(luò)層。以上三層為網(wǎng)絡(luò)中的下三層，叫媒體層，讓我們來看看另外4層。4、貿(mào)易出門前要先檢查一下自己的貨，有沒有拿錯了，事先要檢查過，如果錯了要重新取貨，引出第四層，傳輸層。5、是不是可以上路了？還不行。我們要和羅馬聯(lián)系好， 如果我們這邊的貨物到了那邊賣不出去怎么辦？我們首先要交流、協(xié)商一下，看看羅馬的市場情況，能和那邊的另外一個商人合作的話就更好了，這就需要一些外交的關(guān)系。叫做會話層。6、好象所有的事情都準備好了，但是商人到了羅馬以后突然發(fā)現(xiàn)，他的商隊里沒有人能聽懂羅馬人的話，羅馬人也沒有人能聽懂漢語，這個時候，還需要一個翻譯，要么把兩種語言都轉(zhuǎn)換成一種國際通用語言，比如說英語，要

9、么至少能讓雙方能交流。這里就是表示層。7、到了羅馬了，最終需要在交易所中把商品賣掉，這個交易所就是一個交易平臺,相當于各個軟件平臺，引出最后一層，應用層。對情境2的引出和講解，引發(fā)學生的自主思考和想象。讓學生在對“從北京去羅馬的貿(mào)易商人”的情境理解上轉(zhuǎn)換為對OSI各個層次的理解。這時，學生對OSI便有了一個大致的了解，能從基本上把握分層的原因和各個層次的特點。通過幾個分組討論來加深對OSI的理解。1）、運用上節(jié)課學過的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的知識，分組討論哪些設(shè)備是分別屬于下三層物理層的。2）、通過對在去羅馬貿(mào)易的路途中可能出現(xiàn)的問題，比如說天氣災難、過期、被盜等等問題引導學生討論如何加入某些協(xié)議，讓整個貿(mào)

10、易過程中得到一些有效的保護，使得貿(mào)易能夠順利的完成。通過對情境2的過程的理解和對此處協(xié)議的討論，能讓學生理解到協(xié)議在整個網(wǎng)絡(luò)通信過程中的重要性及如何起到重要作用。這里可以引出網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于協(xié)議最重要的一層為傳輸層。引出TCP協(xié)議的重要作用，并解釋TCP協(xié)議在傳輸層的作用與在表示層中其他協(xié)議作用的區(qū)別。并讓學生思考IP協(xié)議在哪一個網(wǎng)絡(luò)層中起到作用。此處采用分組討論的形式展開，目的在于加深學生對協(xié)議重要性的理解，教師在此處適當?shù)难a充黑客對協(xié)議漏洞的利用和網(wǎng)絡(luò)游戲外掛的運行模式等內(nèi)容。以提高學生進一步自主學習的興趣。最后，我們再次鞏固這部分知識內(nèi)容，對各個層次的重要性，尤其是傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層做

11、一個解釋。三、實踐部分：研究性學習論文 黑客和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的關(guān)系。 網(wǎng)絡(luò)游戲的運行原理是什么。 你對現(xiàn)在的協(xié)議的漏洞的想法和補充?！窘虒W評價】通過學生的研究性學習的報告及其實踐活動，來考察學生對本節(jié)的掌握程度，并將其中較優(yōu)秀的作品展示給大家，共同來學習進步。教學目的    1、了解OSI模型中的各個層次2、了解TCP/IP協(xié)議在OSI模型的位置教學重點    1、OSI模型的理解2、TCP/IP協(xié)議的重要地位教學難點 ：OSI模型的理解教學過程1、很多同學都非常喜歡玩網(wǎng)絡(luò)游戲，比如魔獸世界，夢幻西游。不知道同學們想不想了解這些網(wǎng)

12、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，那么你要負責幫我把信送到。而郵政局呢，也和運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

13、信只需要幾分前。而現(xiàn)在人民的生活富裕了，相應的，一封信是8毛錢。也就是說，協(xié)議，或者約定完全是按照當時的情況做出的適當?shù)奶幚?。如果情況出現(xiàn)變化，協(xié)議一樣可以隨著情況而做出改變，這是因為，協(xié)議完全是人為約定的。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，我們可以來比擬一下：我現(xiàn)在有一批水果，準備運到羅馬。（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)點連接到目標點。（2）路是有了，我要保證這條路是通暢的，不能說走進死胡同，我要保證這條路能夠通車，假設(shè)我是用火車來運的話，不會出現(xiàn)半路出軌的現(xiàn)象（3）路永遠不會只有一條。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

14、的到達目的地。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）好象一切都準備好了，現(xiàn)在我們準備出發(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

15、翻譯官，當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。我們從現(xiàn)實生活中的例子到同學們喜歡的網(wǎng)絡(luò)游戲中去看看它們又是如何運作的？把這對應的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作的原理。首先，我要有一個游戲，這個游戲外表上看起來吸引力無比，這也就我們能接觸的應用層，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

16、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)，當然了，這個交換的情況是非?？斓模倚碌募夹g(shù)可以同時發(fā)，但是我們還是要有一個能保證溝通的機制，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

17、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，

18、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。當然了，這個模型很理想，實際上在這個網(wǎng)絡(luò)運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)議負責的是網(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

19、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，大家應該明白，再怎么會玩游戲的，僅僅能接觸到的是7層中的應用層而已，想知道有黑客是怎么盜取帳號的嗎？想學會如何在網(wǎng)絡(luò)上保護自己嗎？實踐協(xié)議并不是一層不變的，我們看圖3-5，TCP/IP概念層中去掉了表示層和會話層，又把物理層和數(shù)據(jù)鏈路層并在了一起，變成了一個4層模型，另外還有8層的模型，甚至包括有9層的模型，大家可以到網(wǎng)上去搜索一下相關(guān)的資料。并思考，黑客是在哪一層攻擊你？練習1、在TCP/IP協(xié)議體系中，將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自上而下劃分為四層，1）應用層2）傳輸層3）網(wǎng)絡(luò)層4）網(wǎng)絡(luò)接口，工作時（  

20、  ）A、接受方從下層向上層傳輸數(shù)據(jù)，每經(jīng)過一層附加協(xié)議控制信息B、發(fā)送方從下層向上層傳輸數(shù)據(jù)，每經(jīng)過一層附加協(xié)議控制信息C、發(fā)送方從上層向下層傳輸數(shù)據(jù)，每經(jīng)過一層去掉協(xié)議控制信息D、發(fā)送方從下層向上層傳輸數(shù)據(jù)，每經(jīng)過一層去掉協(xié)議控制信息2、互聯(lián)網(wǎng)計算機在相互通信時必須遵循同一規(guī)則稱為（   ）A、軟件規(guī)范  B、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議C、路由算法  C、安全規(guī)范3、因特網(wǎng)中最基本的通訊協(xié)議是（   ）協(xié)議A、FTP B、DHCP C、HTTP D、TCP/IP教學目標：1、知識與技能目標

21、：（1）理解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕具^程。（2）了解OSI模型的基本知識（3）了解TCP/IP協(xié)議的基本知識，簡單分析TCP/IP協(xié)議被廣泛采用的原因。2、過程方法、情感態(tài)度與價值觀目標：（1）通過將技術(shù)原理與日常生活經(jīng)驗的類比，感受科學技術(shù)思想。（2）通過“國際標準與事實標準”的學習（增加介紹CISCO公司的事實“交換標準”），感受科技競爭中的話語權(quán)問題。重點難點：網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕具^程。課程標準：（1）理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念，能描述網(wǎng)絡(luò)的開放系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議（OSI）分層模型的基本思想，能描述因特網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的基本概念、思想與功能。（2）能列舉并解釋網(wǎng)絡(luò)通信中常用的信息交換技術(shù)及其用途。學生分析：（1）學生對于網(wǎng)絡(luò)應用比較熟悉，大多數(shù)學生都能列舉多種網(wǎng)絡(luò)應用。但對于網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理，絕大