網(wǎng)絡(luò)通信工作原理 公開課教學(xué)設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)通信工作原理——數(shù)據(jù)的傳輸過程一、教學(xué)設(shè)計（一）教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生理解OSI模型及TCP/IP協(xié)議的基本知識，理解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，感受通信技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中的核心價值，體驗人類在解決問題的過程中表現(xiàn)出來的智慧。（二）內(nèi)容分析1．本節(jié)的作用和地位本節(jié)是網(wǎng)絡(luò)通信工作原理兩課時中的第一課時，內(nèi)容比較抽象，但卻是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)內(nèi)容。只有在理解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程的基礎(chǔ)上才能更好地理解數(shù)據(jù)交換技術(shù)的作用，才可以更好地理解網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。通過前兩章的學(xué)習(xí)，學(xué)生對“網(wǎng)絡(luò)能為我們做什么”和“因特網(wǎng)是如何組織與管理的”有了一定了解，但對網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通信的工作原理還是比較模糊，只是停留在感性認(rèn)識的層面上。因此通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)可以加深學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸工作原理的認(rèn)識，從而為以后學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計奠定基礎(chǔ)。2．本節(jié)主要內(nèi)容介紹教材借助于學(xué)生較熟悉的郵政系統(tǒng)中信件的傳送過程來類比數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸過程，使學(xué)生對OSI概念模型有個初步的形象認(rèn)識。在郵政系統(tǒng)傳信件的過程中主要涉及三個子系統(tǒng)，即用戶子系統(tǒng)、郵局子系統(tǒng)、運(yùn)輸子系統(tǒng)。各系統(tǒng)之間在完成一個信件傳送過程中必須遵守一定的約定，而且系統(tǒng)內(nèi)部各功能層之間也要遵守相應(yīng)的約定才能完成信件傳送任務(wù)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也需要有類似的層次型的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)才能更加有效地傳輸數(shù)據(jù)，而且各功能層之間也要遵守相應(yīng)的約定，這個約定在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的過程中稱為“協(xié)議”。為了實現(xiàn)各個不同類型的網(wǎng)絡(luò)平臺能夠?qū)崿F(xiàn)開放性的交流，就出現(xiàn)了“OSI模型”，用于為不同類型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的制定提供參考。從實用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系和“網(wǎng)際網(wǎng)”的概念出發(fā)引出TCP/IP協(xié)議的產(chǎn)生背景及其特點，進(jìn)一步將OSI層次模型與TCP/IP層次模型進(jìn)行對照，介紹TCP/IP協(xié)議的各功能層。OSI層次模型僅僅是一種參考模型，在實用的領(lǐng)域里TCP/IP協(xié)議發(fā)揮著它強(qiáng)大的網(wǎng)際互聯(lián)、可靠的跨平臺通信的功能，而且在Internet中頻繁地使用，成為Internet中的“世界語”。3．重點難點分析教學(xué)重點：（1）讓學(xué)生體會郵政系統(tǒng)的工作過程。（2）讓學(xué)生了解OSI層次模型的基本結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)生的背景。（3）讓學(xué)生理解TCP/IP協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)的特點及其產(chǎn)生的背景。（4）讓學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，認(rèn)識網(wǎng)絡(luò)通信工作原理。（5）體驗人類在解決問題的過程中表現(xiàn)出來的智慧。教學(xué)難點：（1）網(wǎng)絡(luò)中分層次解決問題的根本思想。（2）讓學(xué)生理解OSI層次模型、TCP/IP協(xié)議層次結(jié)構(gòu)的特點及其意義。（三）學(xué)生分析隨著因特網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，現(xiàn)在高一的學(xué)生對于因特網(wǎng)提供的各種服務(wù)的應(yīng)用已經(jīng)比較熟練。學(xué)生們喜歡網(wǎng)絡(luò)游戲、喜歡QQ聊天，習(xí)慣于收發(fā)E-Mail，但是真正能了解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信工作原理的學(xué)生卻寥寥無幾。在學(xué)生的日常生活和學(xué)習(xí)中，應(yīng)該避免技術(shù)與應(yīng)用、理論與實踐相脫節(jié)的現(xiàn)象。教師需要向?qū)W生充分展示網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的指導(dǎo)思想，展示網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代社會生活的相互作用。（四）教學(xué)策略設(shè)計1．教學(xué)方法設(shè)計從教學(xué)內(nèi)容來看本節(jié)課是一節(jié)純理論的課程，而且內(nèi)容比較抽象。首先，在引課上要將郵政系統(tǒng)送信的例子分析透徹，通過“情境分析、問題設(shè)疑”的方式引出“約定”和“功能層”的概念為后面講解OSI的層次模型、TCP/IP協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)埋下伏筆。其次，采用事件驅(qū)動的方式。在理論內(nèi)容講授的過程中形式不能過于平緩，適當(dāng)?shù)刈寣W(xué)生參與到授課過程中能及時捕捉學(xué)生的情緒。從OSI層次模型到TCP/IP協(xié)議模型的過渡穿插一個由學(xué)生讀材料的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自己從閱讀材料中歸納總結(jié)出TCP/IP協(xié)議的產(chǎn)生背景、特點及其核心。教師在此基礎(chǔ)上具體講解TCP/IP協(xié)議的各功能層的作用及數(shù)據(jù)傳輸過程。最后，選擇學(xué)生最熟悉的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用E-Mail的傳送過程為例，通過演示文稿直觀地模擬數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的簡單傳輸過程，理解網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理。2．教學(xué)流程設(shè)計思路（1）引課?

情境分析、問題設(shè)疑分析生活中郵政局發(fā)信的情境，并由學(xué)生歸納出圖示化的送信過程。?

提出問題①發(fā)信人寫的信收信人不會看不懂吧？②發(fā)信人把信送到郵政局，郵局能明白信封上寫的內(nèi)容嗎？③發(fā)信端與收信端，當(dāng)信到達(dá)同一層次時處理的過程一樣嗎？?

總結(jié)①當(dāng)然能懂，因為收信人和發(fā)信人有約定。如用同樣的語言，用同樣的語法結(jié)構(gòu)等。②用戶和郵局、郵局和運(yùn)輸部門都有事先的約定。如信封的書寫格式、送信所用的時間等。③在不同端的同一功能層，形式是一樣的，處理過程是可逆的。通過對疑問的解答，在學(xué)生腦海中建立在處理一件事情的過程中需要有約定和層次的概念。（2）授課?

類比概念，模型對照既然郵政系統(tǒng)送信與網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸有一定的相似之處，那么在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中為了有效地傳遞數(shù)據(jù)，傳輸過程中一定也需要一種共同的約定，這里的約定就是“協(xié)議”；為完成一次數(shù)據(jù)的傳輸過程，也可以將網(wǎng)絡(luò)的各部分功能劃分成功能層來完成一個任務(wù)。這樣處理就會將一個實際的物理的傳輸過程層次模型化，使學(xué)生更易于理解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程的層次型結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上再介紹OSI模型的產(chǎn)生背景及其特點，學(xué)生會更易于接受。板書：OSI，開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型。?

閱讀材料，發(fā)揮主觀能動性學(xué)習(xí)TCP/IP協(xié)議的核心內(nèi)容及其特點是本節(jié)的重點也是難點。在此部分設(shè)置問題，通過一段關(guān)于TCP/IP協(xié)議文章的閱讀，讓學(xué)生從中歸納總結(jié)出TCP/IP協(xié)議的核心內(nèi)容及其特點。?

提問①TCP/IP協(xié)議的核心內(nèi)容是什么？（TCP協(xié)議：傳輸控制協(xié)議，IP協(xié)議：網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議）②TCP/IP協(xié)議的產(chǎn)生背景是什么？（如何讓不同類型操作系統(tǒng)不同的計算機(jī)按照共同的工作方式和共同的標(biāo)準(zhǔn)連接起來的問題）③TCP/IP協(xié)議的特點是什么？（低成本、局域網(wǎng)間通信的可靠性）這樣做會有以下益處：A．通過聽同學(xué)讀這篇文章，學(xué)生會有很大的想像空間。學(xué)生想要表達(dá)信息必須經(jīng)過獲取信息，加工信息的過程，這樣會加深學(xué)生對這一信息的關(guān)注力。B．避免了只有老師平鋪直敘式的講授所帶來的情緒轉(zhuǎn)移，能夠起到激發(fā)學(xué)生注意力的作用。C．在純理論課中體現(xiàn)學(xué)生主動參與的學(xué)生方法。?

形象模擬，體會抽象概念做一個簡單動畫，形象模擬在TCP/IP協(xié)議組支持下一份E-Mail在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸過程，體會層次化的TCP/IP協(xié)議模型在實際應(yīng)用中的工作原理。使學(xué)生把學(xué)到的理論形象化建立在腦海中。（3）教學(xué)總結(jié)以本節(jié)課題為中心總結(jié)：在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中起到關(guān)鍵作用的是——TCP/IP傳輸協(xié)議。板書：TCP，傳輸控制協(xié)議。IP，網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議。3．學(xué)生上機(jī)操作安排和教師應(yīng)用信息技術(shù)的情況本節(jié)課中學(xué)生沒有上機(jī)操作任務(wù)，不安排學(xué)生上機(jī)。教師在上課過程中需要用到投影儀，另外還有教師為教學(xué)設(shè)計所做的課件資料。二、教與學(xué)的實際過程描述教學(xué)階段及所用時間教師活動學(xué)生活動對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的觀察和考查信息技術(shù)的應(yīng)用預(yù)期達(dá)到的效果引入課題

1．引導(dǎo)學(xué)生分析郵政系統(tǒng)送信過程。2．分析送信過程中“約定”的重要性。分析郵政系統(tǒng)送信過程。

總結(jié)郵政系統(tǒng)送信過程，并能用文字和箭頭表達(dá)。

學(xué)生分析郵政系統(tǒng)送信過程到位并能表達(dá)，體會到送信成功與否跟“約定”很有關(guān)系。類比講解1．介紹網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸過程中的“約定”叫協(xié)議。2．OSI模型產(chǎn)生的背景及特點。學(xué)生看投影，記憶OSI模型的七層結(jié)構(gòu)。要求學(xué)生記住OSI模型有七個層，各層的名稱是什么。用幻燈片看OSI模型的結(jié)構(gòu)。能記住“協(xié)議”的概念，了解OSI模型的七個層次的名稱及其特點。閱讀材料組織學(xué)生認(rèn)真聽閱讀。聽閱讀組織信息，準(zhǔn)備回答問題。觀察學(xué)生，看其能否認(rèn)真聽閱讀，回答教師的提問。

能從閱讀材料中總結(jié)出TCP/IP協(xié)議產(chǎn)生的背景、特點及核心內(nèi)容。歸納講解1．講授TCP/IP協(xié)議的基本結(jié)構(gòu)、各功能層的名稱及其作用。2．TCP/IP模型與OSI模型的對照比較。體會TCP/IP協(xié)議的基本結(jié)構(gòu)及其與OSI模型的比較。提問學(xué)生：比較的結(jié)果，回答TCP/IP協(xié)議結(jié)構(gòu)與OSI模型結(jié)構(gòu)的異同。用幻燈片看TCP/IP協(xié)議結(jié)構(gòu)與OSI模型結(jié)構(gòu)的比較。能描述TCP/IP協(xié)議的層次數(shù)據(jù)及各層名稱。具體實例E-Mail的傳輸過程幻燈片。相互交流觀看。觀察學(xué)生，看其對E-Mail的傳輸過程是否感興趣，是否有愉快感。用幻燈片看E-Mail的傳輸過程。能初步體會在TCP/IP協(xié)議支持下數(shù)據(jù)的傳輸過程。總結(jié)

和學(xué)生一起總結(jié)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸過程。和教師一起總結(jié)?？磳W(xué)生在老師的引導(dǎo)下能不能自己總結(jié)出來。

理解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ髟怼?．關(guān)鍵環(huán)節(jié)提煉（1）引入網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層次性結(jié)構(gòu)是個非常抽象的概念，既然郵政系統(tǒng)的例子與之有相似之處，而郵政系統(tǒng)的工作過程又是我們所熟悉的，所以對郵政系統(tǒng)的例子一定要分析透徹，這樣才有助于學(xué)生理解OSI模型及TCP/IP協(xié)議。（2）閱讀材料講授TCP/IP協(xié)議這部分內(nèi)容時采用由一位同學(xué)讀閱讀材料其他同學(xué)聽，然后回答關(guān)鍵問題的方法可以有如下效果：①避免了純理論內(nèi)容的平鋪直敘，使學(xué)生更樂于接受。②給學(xué)生提供探究性學(xué)習(xí)的空間，更有利于知識的掌握。（3）具體實例這部分是對抽象內(nèi)容的形象化，有助于幫助學(xué)生理解TCP/IP協(xié)議的工作過程，也為學(xué)生平時使用互聯(lián)網(wǎng)收發(fā)E-Mail提供了更大的想像空間。三、教學(xué)反思1．教學(xué)設(shè)計在教學(xué)過程的第一個環(huán)節(jié)，郵政系統(tǒng)工作過程的講解是否到位是本節(jié)課能否成功的關(guān)鍵。因此一定要給學(xué)生將郵政系統(tǒng)的工作過程講透、講懂。除此之外需要盡可能多地讓學(xué)生的思維跟著老師動起來。在本節(jié)教學(xué)設(shè)計中OSI層次模型緊跟著郵政系統(tǒng)的工作過程自然引出，對TCP/IP協(xié)議的模型采用了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的方法，通過問題設(shè)問去尋找答案，老師總結(jié)強(qiáng)化這樣在知識的學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生起伏感。最后通過一個簡單動畫示意在TCP/IP協(xié)議組支持下E-Mail的傳送過程，達(dá)到提升的效果。2．感悟和提升本節(jié)課著眼于兩個與“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸”有關(guān)聯(lián)的生活實踐，第一個（郵政系統(tǒng)）起到類比的作用，第二個（E-Mail的收發(fā)）起到實踐強(qiáng)化的作用。將抽象的理論與實際生活建立起了連接，有助于學(xué)生理解抽象的理論，為學(xué)生理解網(wǎng)絡(luò)中的各種應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。3．不足在舉實例強(qiáng)化理論時顯得不夠豐滿，應(yīng)該更充實一些。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與OSI模型一、教學(xué)目標(biāo)1．理解用分層解決問題的方法，能描述網(wǎng)絡(luò)開放系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議（OSI）分層模型的基本思想。2．能描述因特網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的基本概念、思想與功能，并能描述與OSI分層對應(yīng)的異同。3．掌握對復(fù)雜問題逐步細(xì)化、求精的解決方法。二、教材分析對于復(fù)雜問題的解決，可以采用一種分層的思想方法來解決。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，學(xué)習(xí)OSI分層模型的知識并不在于對OSI中七層結(jié)構(gòu)的功能的記憶，而是通過對“為什么分層”、“分層設(shè)計有什么好處”等問題的認(rèn)識，讓學(xué)生掌握分層設(shè)計的思想方法。教材中給出七層模型的結(jié)構(gòu)圖，目的是說明這些層各實現(xiàn)什么樣的功能，而不是要讓學(xué)生機(jī)械地記住有這七層。教學(xué)的重點放在對分層作用的討論上。TCP/IP協(xié)議是因特網(wǎng)中最基本的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議簇。整個協(xié)議結(jié)構(gòu)分成應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層四層。應(yīng)用層協(xié)議直接支持應(yīng)用程序?qū)W(wǎng)絡(luò)通信的要求，如HTTP、FTP、SMTP和Telnet等。傳輸層中有兩個并列協(xié)議UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）和TCP（傳輸控制協(xié)議），TCP協(xié)議負(fù)責(zé)保證數(shù)據(jù)按次序、安全、無重復(fù)地傳遞，TCP協(xié)議層上的端口號是TCP協(xié)議層與應(yīng)用層打交道的訪問點，端口80是WWW的端口，21與20是FTP協(xié)議端口，23是Telnet服務(wù)的端口。網(wǎng)際層IP協(xié)議提供將一個數(shù)據(jù)報從一臺計算機(jī)或設(shè)備傳送到另一臺計算機(jī)或設(shè)備的方法以及網(wǎng)絡(luò)尋址的方法。三、重點難點分析教學(xué)重點：1．描述開放互聯(lián)系統(tǒng)（OSI）分層模型的思想。2．描述TCP/IP協(xié)議的基本概念與思想。教學(xué)難點：1．開放互聯(lián)系統(tǒng)分層模型的思想。2．TCP/IP協(xié)議與OSI體系結(jié)構(gòu)分層情況的比較。四、教學(xué)方法1．提煉關(guān)鍵詞法；2．實例對比法；3．課件演示法。五、學(xué)習(xí)環(huán)境計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室，采用TCP/IP協(xié)議聯(lián)網(wǎng)的Windows網(wǎng)絡(luò)。六、教學(xué)過程1．復(fù)習(xí)提問[上節(jié)知識點＜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議＞回顧]在網(wǎng)絡(luò)組建過程中，具體選擇哪一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議主要取決于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)的兼容性和網(wǎng)絡(luò)管理等幾個方面，通過下面的練習(xí)加強(qiáng)對通信協(xié)議的理解，在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，需選擇合適的通信協(xié)議。（1）小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，如果只進(jìn)行文件傳輸和設(shè)備共享，采用什么協(xié)議可獲得較快的網(wǎng)速？（2）若選用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是NovellNetware，應(yīng)選用什么協(xié)議？（3）若網(wǎng)絡(luò)要與Internet相連，什么協(xié)議是理想之選？A．IPX/SPXB．TCP/IPC．NETBEUID．UDPF．FTP2．引入新課（1）首先提煉關(guān)鍵詞，以引起學(xué)生興趣［師］本節(jié)概念性的東西較多，有些知識以前沒有接觸到，可能不太容易理解。先熟悉和認(rèn)識本節(jié)的主要關(guān)鍵詞：分層層對等層ISOOSI端口提問：這些名詞里有沒有同學(xué)們熟悉或曾經(jīng)見過的呢？［生］ISO，ISO9001；［師］大家一般都知道ISO9001，那么ISO是什么呢？國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，主要做什么工作？（制定標(biāo)準(zhǔn)）（2）看第一個關(guān)鍵詞，引入分層思想［師］我們這里講的分層主要指的是一種思想，對復(fù)雜的問題的解決和分析，可以采用分層的思想方法來解決。［生活實例說明］［寄信］［師］大家都寫過信吧，那么寄信的過程復(fù)雜不復(fù)雜呢？［生］不復(fù)雜。［師］其實對大家來說寄信好像很簡單，寫好信，扔郵筒里就行了，但實際上寄信是一個復(fù)雜的過程，有很多工作要做。我們來看寄信的過程。［師］雖然寄信的過程很復(fù)雜，但人們采用了分層分步的方法很好地解決了。我們仔細(xì)分析后可以看出寄信的過程具體3個特點：①發(fā)信時層層加包裝，收信時層層拆包裝；②對等層按照相同的規(guī)則，做相同的工作；例上面第二層關(guān)于地址的寫法，要用相同的規(guī)則，收信人在上，名字在中間，寄信人在下等等。［學(xué)生回答］③下層為上層提供服務(wù)。分層使每一步的操作具體化了，分工更明確，對每一層的處理或改進(jìn)不會影響到其他層。這個過程如圖3-2所示。圖3-2寄信的過程示意圖＜過渡＞［師］計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也是一個很復(fù)雜的信息系統(tǒng)，在20世紀(jì)80年代末90年代初，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模與數(shù)量都得到了迅猛增長。但是許多網(wǎng)絡(luò)都是基于不同硬件和軟件實現(xiàn)的，這使得它們之間不兼容，而且很難在不同標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行通信。（3）OSI層次模型這就有必要制定一個標(biāo)準(zhǔn)，所以ISO提出了開放系統(tǒng)互邊參考模型（OSI），OSI開放系統(tǒng)互連參考模型，所謂開放系統(tǒng)(OpenSystem)，是指任何信息系統(tǒng)（主要是指計算機(jī)系統(tǒng)）只要遵循這一國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行構(gòu)造，它就能與世界上所有遵循這同一標(biāo)準(zhǔn)的其他系統(tǒng)互相通信。我們可以看到如圖3-3所示，OSI層次模型把網(wǎng)絡(luò)按通信功能分成七層，分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層，每一層都有其獨立的功能。（不做具體要求，了解即可）圖3-3OSI參考模型分層示意圖［師］我們來分析一下在計算機(jī)中通信的過程，對照寄信的過程，數(shù)據(jù)在傳送過程中也具有相似的特點。如圖3-4所示。圖3-4數(shù)據(jù)傳輸過程示意圖［歸納總結(jié)］分層的基本思想：①對等層之間執(zhí)行相同的操作；②較低的層向它的上一層提供服務(wù)。＜學(xué)生活動＞閱讀教材P25，熟悉一下OSI層次模型的優(yōu)點。［師］雖然OSI層次模型具有很多優(yōu)點，但它只是一個參考模型，作為一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，它比較復(fù)雜，不實用，過于理想化。因此大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)投資商只是參照OSI標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計他們的產(chǎn)品，實際應(yīng)用中，TCP/IP協(xié)議應(yīng)用比較廣泛。（4）TCP/IP協(xié)議［師］我們來看一下TCP/IP與OSI參考模型的對應(yīng)關(guān)系，可以看到與OSI層次模型相比，TCP/IP協(xié)議簡化了層次，提高了通信效率。如圖3-5所示。圖3-5TCP/IP與OSI參考模型的對應(yīng)關(guān)系示意圖實際上，TCP/IP協(xié)議比OSI層次模型早10年出現(xiàn)，它是由TCP、IP協(xié)議以及其他100多個協(xié)議組成的協(xié)議簇。在TCP/IP協(xié)議簇中，對應(yīng)每一層有不同協(xié)議提供服務(wù)。如圖3-6所示。圖3-6TCP/IP協(xié)議對應(yīng)層功能表示應(yīng)用層定義了面向應(yīng)用的協(xié)議。例如，瀏覽網(wǎng)頁依賴于HTTP協(xié)議，發(fā)送和接收電子郵件依賴于SMTP和POP3協(xié)議，文件傳輸依賴于FTP協(xié)議，遠(yuǎn)程登錄依賴于Telnet協(xié)議。傳輸層有兩個并列的協(xié)議TCP和UDP協(xié)議，TCP（傳輸控制協(xié)議）負(fù)責(zé)保證數(shù)據(jù)按次序、安全、無重復(fù)地傳遞，是一個面向連接的協(xié)議，提供可靠的服務(wù)，用于一次傳輸要交換大量報文的情形，如文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄等。UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）提供高效率的服務(wù)，同學(xué)們經(jīng)常用的QQ就是在這個協(xié)議的支持下傳送消息的，由于它是無連接的協(xié)議，不能保證可靠的傳輸，所以有時會有收不到消息的情形。網(wǎng)際層也有很多協(xié)議，我們主要了解一下IP協(xié)議，它提供將一個數(shù)據(jù)報從計算機(jī)或設(shè)備傳送到另外一臺計算機(jī)或設(shè)備的方法以及網(wǎng)絡(luò)尋址的方法。IP協(xié)議的責(zé)任就是把數(shù)據(jù)從源傳送到目的地。它不負(fù)責(zé)保證傳送可靠性、流控制、包順序和其他對于主機(jī)到主機(jī)協(xié)議來說很普通的服務(wù)。傳輸層TCP和UDP協(xié)議與應(yīng)用層連接的訪問點我們叫端口。我們要知道一些常用的端口。例如80是WWW的端口，21和20是FTP的端口，23是Telnet的端口，25是SMTP的端口，110是POP3的端口，4000是QQ的端口等。如果不想讓別人使用某個應(yīng)用程序，可以把端口封掉。（有興趣的同學(xué)在剩下的時間里可以自己上網(wǎng)查詢一下）（5）小結(jié)［師］我們再回過頭來看這些關(guān)鍵詞，分層層對等層ISOOSI端口通過學(xué)習(xí)，這些詞的含義大家已經(jīng)熟悉了吧？［生］熟悉了。［師］那么我們現(xiàn)在來做一下練習(xí)。（6）練習(xí)①若你是網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)廠商，你會愿意采用OSI參考模型作為產(chǎn)品開發(fā)模型嗎？請說明一下原因。分析：（可舉例說明，公司部門的設(shè)置都是根據(jù)實際情況而定，沒有千篇一律的。）作為一個國際標(biāo)準(zhǔn)，要滿足所有用戶的要求，其開發(fā)周期勢必很長，并且完成的結(jié)果對于大多數(shù)用戶來說有許多地方是復(fù)雜且不必要的，最終OSI標(biāo)準(zhǔn)未能普及。但網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)廠商會在設(shè)計自己的產(chǎn)品時與OSI分層模型聯(lián)系起來，以它作為思考的出發(fā)點。②“從分層結(jié)構(gòu)圖看，TCP/IP體系結(jié)構(gòu)模型比OSI分層參考模型簡單”，這種描述正確嗎？“從分層結(jié)構(gòu)圖看，TCP/IP體系結(jié)構(gòu)模型比OSI分層參考模型簡單”，這種描述是不對的。從分層的數(shù)量上看，TCP/IP體系結(jié)構(gòu)模型的確比OSI分層參考模型少，但作為一個協(xié)議體系，不能從分層的數(shù)量多少說明其系統(tǒng)的復(fù)雜性。在實際開發(fā)過程中，由于OSI模型的分層較多，對于各層功能的定義相對比TCP/IP體系結(jié)構(gòu)分層要精確，在設(shè)計與實現(xiàn)過程中會容易完成。TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口層，要適應(yīng)于不同的子網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，消除不同子網(wǎng)體系差異，它的設(shè)計與實現(xiàn)是相對復(fù)雜的。最后，TCP/IP協(xié)議體系比OSI分層參考模型早10年推出并應(yīng)用，OSI分層參考模型是在參考了TCP/IP協(xié)議的分層思想后，對其各層功能再進(jìn)行細(xì)化的定義。因此，原命題的結(jié)論是不對的。（7）自我評價［師］參照圖3-7，看自己有沒有達(dá)到目標(biāo)。［生］達(dá)到了。［師］提問部分學(xué)生，看掌握情況。圖3-7自我評價表格示意圖（8）反思本節(jié)課理論東西很多，學(xué)習(xí)起來比較枯燥，要引起學(xué)生的興趣比較困難，一些名詞學(xué)生又是初次接觸，要一下記住也不容易，不易講解太多內(nèi)容。提煉關(guān)鍵詞可以引發(fā)他們的興趣，對后面的內(nèi)容就不至于感覺生疏，理解起來就方便了。數(shù)據(jù)交換技術(shù)一、教學(xué)目標(biāo)（1）了解三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)及用途；（2）能比較三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)缺點；（3）理解IP電話的工作原理；（4）培養(yǎng)學(xué)生分析、比較問題的能力。二、教材分析網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，數(shù)據(jù)的發(fā)送方與接收方通常不是直接連接在一起的，要經(jīng)過若干中間環(huán)節(jié)。本部分內(nèi)容分析了如何在發(fā)送方、中間環(huán)節(jié)、接收方之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的技術(shù)：數(shù)據(jù)交換技術(shù)。重點介紹了三種：電路交換、報文交換、分組交換。內(nèi)容不多，但難度較大，需要教師精心講解，每種技術(shù)都舉恰當(dāng)?shù)膶嵗齺碚f明。三、教學(xué)重點三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)。四、教學(xué)難點比較三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)缺點。五、教學(xué)方法講解法、演示法。六、教學(xué)用時1課時。七、教學(xué)過程設(shè)計1．創(chuàng)設(shè)情境，引入問題（數(shù)據(jù)交換技術(shù)是一個比較抽象的內(nèi)容，學(xué)生不易理解，以學(xué)生相對較熟悉的生活例子做為鋪墊，通過情境設(shè)計，先培養(yǎng)學(xué)生分析問題的思維方法，通過知識的類比、遷移，使學(xué)生對所學(xué)知識能有更深刻的認(rèn)識。）

圖3-8火車運(yùn)輸線路示意圖（1）問題提出問題：假設(shè)有一火箭需通過鐵路從制造廠運(yùn)到發(fā)射場，現(xiàn)有三種方案：專列專線、專列非專線、非專列非專線，（如圖3-8）現(xiàn)要求大家一起討論這三種方案的優(yōu)劣。（2）問題分析（在講這部分時，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生對速度、對火車頭的依賴、鐵路利用率（即費用）進(jìn)行比較，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，為后面的實踐題打下基礎(chǔ)。）甲線：專門使用一列火車來運(yùn)輸火箭，并使用專線，其他車次不得占用。乙線：專門使用一列火車來運(yùn)輸火箭，但不使用專線，該火車按照正常的火車時刻表，服從鐵路部門的調(diào)度。如：現(xiàn)按照正常的車次進(jìn)入第一個站點?？浚牶蛘{(diào)度，有合適的火車頭和線路才能繼續(xù)往下一站點，如此循環(huán)，直至將火箭運(yùn)到目的地。與甲線相比，使用乙線的優(yōu)點、缺點有哪些？大家一起來分析（速度：比甲線慢；費用：由于與其他火車共用一條線，可降低費用；對火車頭的依賴：火箭整體總量較大，需要較大功率的火車頭才能推動，所以對火車頭的依賴較大。）丙線：不使用專門的火車來運(yùn)輸，而是將火箭進(jìn)行拆分，拆分之后火箭與普通貨物一樣進(jìn)行運(yùn)輸?？梢娺@是在乙線運(yùn)輸方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，由于火箭拆分之后可看成與普通貨物同等對待，對火車頭的依賴較小，可掛靠在任一火車頭上。一來可以有效地提高運(yùn)輸速度，二來可以提高鐵路的利用率，與其他貨物均擔(dān)費用，降低了運(yùn)輸火箭的費用。由此可見，相對于乙線，丙線的方式更加靈活。但相比之下它也有個缺點：運(yùn)輸前后需要對火箭進(jìn)行拆分和組裝。下面我們通過表格3-2來比較這三種運(yùn)輸方式的優(yōu)劣。表3-2三種運(yùn)輸方式優(yōu)劣比較特點優(yōu)點缺點甲線速度最快費用最高乙線費用較低速度最慢、對火車頭要求較高丙線費用最低、速度較快，對火車頭要求低運(yùn)輸前后需對火箭進(jìn)行拆分、復(fù)原工作（小結(jié)：在這三種方案中是通過提高線路的利用率來有效地降低費用的。）在現(xiàn)實生活中要運(yùn)輸貨物，同樣，在網(wǎng)絡(luò)中要傳輸大量的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)是通過什么樣的方式來進(jìn)行傳輸?shù)哪?？下面我們來學(xué)習(xí)三種網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸方式，他們的工作原理和我們剛才討論的三種運(yùn)輸方案有許多相似的地方，大家在學(xué)習(xí)的時候可以用來做類比。2．三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)（1）電路交換技術(shù)①介紹工作原理：電路交換技術(shù)即為已對需要進(jìn)行通信的裝置之間提供一條臨時的專用傳輸通道，如圖3-9所示。（引導(dǎo)學(xué)生讓其與甲線的運(yùn)輸方式進(jìn)行類比）圖3-9電話交換技術(shù)②舉例（如圖3-10所示）：圖3-10電路交換技術(shù)舉例（2）報文交換技術(shù)①介紹工作原理：報文交換技術(shù)不需要事先建立物理線路，它將發(fā)送的數(shù)據(jù)作為一個整體發(fā)給中間交換設(shè)備。中間交換設(shè)備先將數(shù)據(jù)存儲起來，然后選擇一條合適的空閑線路將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給下一個交換設(shè)備，如此循環(huán)直至數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點。如圖3-11所示。圖3-11報文交換技術(shù)（引導(dǎo)學(xué)生讓其與乙線的運(yùn)輸方式進(jìn)行類比）說明：在這里報文交換技術(shù)采用“存儲－轉(zhuǎn)發(fā)”機(jī)制。②報文與電路進(jìn)行對比。③舉例：電報系統(tǒng)。（3）分組交換技術(shù)①介紹工作原理：分組交換技術(shù)是報文交換技術(shù)的改進(jìn)，它是將用戶傳送的數(shù)據(jù)劃分成一定的長度，每個部分叫做一個分組。在每個分組的前面加上一個分組頭，用以指明該分組發(fā)往何地址，然后由交換機(jī)根據(jù)每個分組的地址標(biāo)志，將它們轉(zhuǎn)發(fā)至目的地，這一過程稱為分組交換，如圖3-12所示。（引導(dǎo)學(xué)生讓其與丙線的運(yùn)輸方式進(jìn)行類比。）圖3-12分組交換技術(shù)分組交換技術(shù)是在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中最廣泛使用的一種交換技術(shù)。②與報文交換技術(shù)進(jìn)行對比③舉例：IP電話小結(jié)：這三種數(shù)據(jù)交換方式都是通過對技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提高線路的利用率。3．三種交換技術(shù)的比較（1）三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)與三種火箭運(yùn)輸方案的對應(yīng)關(guān)系。?

電路交換技術(shù)——甲線?

報文交換技術(shù)——乙線?

分組交換技術(shù)——丙線?

可進(jìn)行類比的項目：數(shù)據(jù)——火箭（即所需運(yùn)輸?shù)呢浳铮?

中間交換設(shè)備——火車頭?

線路——鐵路?

線路利用率——鐵路的使用率（2）三種交換技術(shù)的比較任務(wù)：全班學(xué)生分為三個大組，分別選擇一種數(shù)據(jù)交換技術(shù)來研究，完成課本第60頁的實踐。表3-3常見通訊方式的原理及優(yōu)缺點通訊方式數(shù)據(jù)交換技術(shù)優(yōu)點缺點傳統(tǒng)電話

電報

IP電話

教師提示：可從以下幾個方面來比較三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)缺點，通訊速度、線路使用率、對中間設(shè)備的要求。（3）學(xué)生代表上臺陳述，教師小結(jié)。4．課堂小結(jié)（1）了解電路交換技術(shù)、報文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)的工作原理；（2）能夠比較三種交換技術(shù)的優(yōu)缺點；（3）理解IP電話為什么會比較便宜。為什么IP話吧如雨后春筍般涌起？——數(shù)據(jù)交換技術(shù)一、教學(xué)目標(biāo)（1）理解IP電話的工作原理；（2）了解三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)及用途；（3）能比較三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)缺點。二、教材分析數(shù)據(jù)交換技術(shù)重點分析了數(shù)據(jù)是如何在發(fā)送方、中間環(huán)節(jié)、接收方之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的。重點介紹了三種：電路交換、報文交換、分組交換。內(nèi)容精煉，難度較大，可以三種技術(shù)對比講解，也可以提前布置作業(yè)，讓學(xué)生分組獨立分析（查找相關(guān)資料，分析比較），課上分別介紹三種技術(shù)的原理、作用、優(yōu)缺點。三、教學(xué)重點三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)。四、教學(xué)難點比較三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)缺點。五、教學(xué)方法講解法、演示法、任務(wù)驅(qū)動（分3組）在學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)的傳輸過程之后，學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊话氵^程有了一定的認(rèn)識，本案例從貼近學(xué)生生活的角度出發(fā)，進(jìn)一步介紹發(fā)送方數(shù)據(jù)以何種方式經(jīng)過若干個中間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到達(dá)接受方，即數(shù)據(jù)交換技術(shù)。六、教學(xué)過程設(shè)計1．問題情境創(chuàng)設(shè)：如果需要和其他城市的親戚朋友聯(lián)系，你會首選哪種通信方式？我們來簡單回顧一下生活中通訊技術(shù)的發(fā)展史（播放從影視中截取的老式電話通話片段、發(fā)電報片段、IP話吧的圖片）。同學(xué)們可能都在電影電視中見過老式電話和電報的使用，現(xiàn)在，在生活中還經(jīng)常使用嗎？2．教學(xué)過程：過程一：通過設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生回憶老式電話的特點——需要建立實際物理連接。在此基礎(chǔ)上介紹線路交換技術(shù)及其工作原理。[模擬情境]學(xué)生：老式電話已被完全淘汰，現(xiàn)在我們使用的電話不需要接線員，而電報也基本不再使用。有些學(xué)生會提出如果是長途，可以打IP電話。教師：為什么老式電話需要接線員呢？我們再來回顧一下通話過程的片段，同學(xué)們想一想它是實現(xiàn)聲音數(shù)據(jù)傳送的第一步工作是什么？學(xué)生：討論并回答，需要連接電話線。教師：為什么一定要連接電話線呢？介紹傳統(tǒng)電話所應(yīng)用的數(shù)據(jù)通信技術(shù)——電路交換技術(shù)，并說明其特點。過程二：設(shè)置問題，從學(xué)生對IP電話與傳統(tǒng)電話的費用差別的認(rèn)識出發(fā)，激發(fā)起學(xué)生的興趣，再進(jìn)一步介紹分組交換技術(shù)的工作原理，并可適當(dāng)拓展到兩者通話質(zhì)量的比較。[模擬情境]教師：近年來，IP話吧、IP業(yè)務(wù)越來越熱，為什么呢？學(xué)生：IP電話比較便宜。教師：為什么呢？我們來看一下IP電話的數(shù)據(jù)傳送過程。詳細(xì)講解分組交換技術(shù)，并與電路交換技術(shù)相比較，分析IP費用低的原因。(老式電話與IP電話的本質(zhì)區(qū)別在于所采用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)不同，老式電話采用的是電路交換技術(shù)，通話過程中獨占線路；IP電話采用的是分組交換技術(shù)，資源占用更加合理，所以費用較低。各分組不一定以順序的方式到達(dá)接受方，所以，通話質(zhì)量不如傳統(tǒng)電話。)過程三：有了電路交換和分組交換的基礎(chǔ)后，介于兩者之間的報文交換技術(shù)就比較容易理解了，可讓學(xué)生結(jié)合教材中的示意圖，思考并討論報文交換技術(shù)的工作原理。教師：那么，電報又是怎樣工作的呢？電報所使用的是報文交換技術(shù)，它介于電路交換技術(shù)和分組交換技術(shù)之間。給出報文交換的過程圖。請大家嘗試分析報文交換技術(shù)的工作原理。學(xué)生：討論，回答。教師：歸納總結(jié)，報文交換不需要事先建立物理線路，數(shù)據(jù)作為一個整體轉(zhuǎn)發(fā)。請大家思考三種交換技術(shù)的優(yōu)缺點，完成教材中的實踐表3-6。教師提供數(shù)據(jù)交換技術(shù)方面的資料，供有興趣的學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)使用。

李藝評析：本案例從學(xué)生自身使用經(jīng)驗出發(fā)，以逐步深入的提問調(diào)動了學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生思考身邊數(shù)據(jù)交換技術(shù)應(yīng)用的業(yè)務(wù)的工作原理，從形象到抽象，從個別到一般，總結(jié)出三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的一般工作過程，打破了簡單的教材呈現(xiàn)的模式，讓學(xué)生感受到了數(shù)據(jù)交換技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中的重要性，同時也培養(yǎng)了學(xué)生借助自身使用經(jīng)驗，思考原理、領(lǐng)悟原理、關(guān)注技術(shù)的意識。教學(xué)中注意提問后預(yù)留適當(dāng)?shù)臅r間給學(xué)生思考、討論，并視學(xué)生討論的實際情況調(diào)整提問的方式，確