网络互联技术第二章网络体系结构电子教案.doc

(完整版)网络互联技术第二章网络体系结构电子教案
授课标题：网络体系结构 学时：理论2节 授课日期：2008—02—27

教学目的和要求
l 了解OSI/RM的诞生原因及发展状况
l 知道OSI/RM的层次结构
l 掌握OSI/RM的数据封装拆封
l 掌握OSI/RM各层的基本功能
l 知道TCP/IP协议体系的层次结构
l 了解TCP/IP协议族
l 知道TCP/UDP协议及其应用
教学手法
l 采用“案例驱动”教学方法：将围绕某一实践的所有理论知识综合讲解，并在理论基础上完成具体实践的操作。
l 注重理论与实践操作相结合;充分调动学生的积极性，以实现教师与学生的良性互动，一方面提高教师的教学效果,另一方面则提高学生的学习兴趣。并在此基础上培养学生分析问题和解决问题的实际能力。
l 采用多媒体教学手段+PPT多媒体课件
授 课 重点、难点
重点：1、OSI/RM各层的基本功能
2、TCP/IP协议族（各协议所在层的位置)
难点：1、OSI/RM的数据封装及拆封
2、TCP/UDP协议及其应用
授课要点与授课设计(注明授课时间安排）
1、(掌握）OSI/RM的形成与层次结构
2、(知道）OSI/RM的数据封装拆封
3、（领会)OSI/RM各层的功能
4、（知道）TCP/IP协议体系的层次结构
5、（了解）TCP/IP协议体系的协议分布
6、（掌握)TCP协议和UDP协议
教学设计：首先要让学生明白为什么会诞生OSI/RM参考模型；然后简要介绍OSI/RM的分层和各各层的功能；在了解OSI/RM参考模型后掌握目前Internet广泛使用的TCP/IP协议(掌握其分层及各层协议的分布)；最后掌握TCP/IP协议簇中传输层的两个重要协议：UDP协议和TCP协议。
作业
1、OSI/RM层将结构
2、OSI/RM各层的基本功能
3、请简述TCP协议和UDP协议
教学心得
真正要使学生掌握OSI/RM及TCP/IP，非常困难而且也不现实,教学的最终目的是让学生知道OSI/RM及TCP/IP的分层结构及每层的功能，及为什么要进行分层；最终让学生知道TCP和UDP工作的简单原理。

一、OSI/RM基础
1、OSI/RM的诞生
主要用于解决异构网络互联的问题。在OSI/RM诞生之前，众多的网络供应商提供了众多不同种类的网络，各种网络的设备、协议等均不相同，造成各个网络之间无法互通.OSI/RM诞生后,使得不同厂商的网络设备可以互联互通。
2、OSI/RM的发展状况
1982年国际标准化组织推出OSI参考模型，只要遵循 OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。但OSI并没有取得商业上的胜利，总得来说，在于OSI 的专家们在完成 OSI 标准后，缺乏强劲的商业驱动力.究其原因,主要有以下几条：
l OSI的协议在实现起来非常复杂，且运行效率很低（只描述做什么,没有具体说明怎么做)
l OSI 的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现
l OSI 标准的制定周期太长，因而使得按 OSI 标准生产的设备无法及时进入市场
l 在OSI正式推出时，TCP/IP协议体系已经成功大范围商用
二、OSI/RM的层次结构
1、网络分层的必要性
相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调"是相当复杂的.“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。
2、划分层次的优点
l 各层之间是独立的。灵活性好.结构上可分割开.易于实现和维护.能促进标准化工作
l 若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。
l 层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。
3、OSI/RM层次结构：其中下三层为通讯子网，上四层为资源子网。

三、OSI/RM的数据封装拆封
1、数据封装过程

2、数据拆封过程

四、OSI/RM各层的功能

l 物理层:规定数据传输时的物理特性，
l 数据链路层：查看及向数据上加入MAC地址；流量控制；差错检测。
l 网络层：向数据上加入网络地址；根据目的网络地址为数据选择网络路径。
l 传输层：将数据分段重组保证数据传输无误性。
l 会话层：建立、保持、结束会话.
l 表示层：翻译.
l 应用层:将用户请求交给相应应用程序
五、TCP/IP协议体系的层次结构
l TCP/IP协议族的前身是实验性分组交换网APRANET（由美国国防部高级研究计划署DoD ARPA所资助）.
l TCP/IP协议族包含了大量由Internet体系结构委员会（Internet Architecture Board， IAB）作为Internet标准发布的协议。

六、TCP/IP协议体系的协议分布
l 应用层：各种应用程序相关协议，如FTP、 SMTP、HTTP、DNS、TELNET等。
l 运输层:有TCP和UDP二个协议。TCP提供面向连接、有服务质量保证的可靠传输服务；UDP提供无连接、无服务质量保证的不可靠传输服务。
l 网际层：主要有IP、ICMP、ARP、RARP等。
l 网络接口层：(只是一个接口，主要取决于所接入的局域网)

七、TCP/IP协议体系的数据封装拆封

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八、TCP协议简介和UDP协议简介
在TCP/IP协议体系中有两个重要的协议:TCP和UDP。
1、TCP协议简介
TCP是传输控制协议，属于传输层协议.它使用IP并提供可靠的应用数据传输.TCP在两个或多个主机之间建立面向连接的通信。TCP支持数据流操作，提供流控和错误控制，甚至完成对乱序到达报文的重新排序。
(1)TCP协议首部结构

（2）TCP的功能
l 多路复用数据流
l 测试数据的完整性
l 重新排序
l 流量控制：TCP采用滑动窗口的方式来进行流量控制。它只能保证通信的端系统不会被接收的数据所淹没，窗口尺寸自身不会考虑网络上存在的拥塞情况.
l 计时机制
（3）拥塞控制与流量控制
l 流量机制：用来保证发送端不会以高于接收者能承受的速率传输数据,一般涉及到接收者向发送者发送反馈
l 拥塞控制：确保通信子网能够有效为主机传递分组，这是一个全局性的问题，涉及到所有主机、所有路由器、路由器中的存储—转发处理以及所有导致削弱通信子网能力的其他因素.
2、UDP简介
（1）UDP简介
UDP指的是用户数据报协议，是与TCP相相对应的协议。它是面向非连接的协议,它不与对方建立连接，而是直接把数据包发送过去。
UDP适用于对可靠性要求不高的应用环境。因为UDP协议没有连接的过程，所以它的通信效率高，但也正因为如此，它的可靠性不如TCP协议高.
(2）UDP首部结构

版权所有 ● 江西工业职业技术学院电子与信息工程分院赵怀明教师