2.2 网络体系结构与TCP_IP协议-教学设计

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 ... ...