2.4.3-分组交换 （教案）-《计算机网络技术基础》同步教学（清华大学出版社）

教案 编号：PTGZ-269 流水号：068 （首页）共 4页 课程 《计算机网络技术基础》 一体化 理论 章节（课题）及内容 分组交换 班级日期 中职 2024.04 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 了解分组交换的基本概念和工作原理。 · 掌握分组交换的特点和在计算机网络中的应用。 · 理解分组交换与电路交换、报文交换的比较。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 · 分组交换的定义和基本工作原理。 · 分组交换的特点，包括分组的概念、存储转发机制和路由选择。 · 分组交换在计算机网络中的应用。 教学难点 1. 分组交换中分组的形成和重组过程。 2. 分组交换在处理不同大小和延迟的分组时的效率问题。 3. 如何在实际应用中根据需求选择合适的交换技术。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 · 讲授法：通过讲解分组交换的基本概念和原理，引导学生理解分组交换的工作方式。 · 案例分析法：通过分析具体的分组交换案例，帮助学生掌握相关技术和原理。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 提问：大家知道互联网是如何传输数据的？它与传统的电话网络有何不同？ 2. 简要介绍计算机网络中数据交换技术的发展背景和分组交换在其中扮演的角色。 2分钟 讲授新课 练习指导 分组交换（Packet Switching）是一种数据交换技术，它允许数据被分割成小的数据块，称为“分组”（packets），并且每个分组独立地在网络中传输。以下是分组交换的基本概念和工作原理的详细解释： ### 基本概念 1. **分组（Packet）**：分组是分组交换中的基本传输单位。每个分组包含了要传输的数据以及有关该数据如何被路由到其目的地的信息（如源地址、目的地址和序列号）。 2. **节点（Node）**：网络中的交换设备，负责接收、存储和转发分组。在分组交换网络中，节点可以是路由器、交换机或其他类型的中间设备。 3. **路由（Routing）**：分组通过网络中的节点传输到目的地的过程。路由选择决定了分组应该通过哪个节点传输。 4. **虚电路（Virtual Circuit）**：虽然分组交换本身是无连接的，但在某些分组交换实现中，可以为特定的通信会话建立一条逻辑上的连接，称为虚电路。 ### 工作原理 1. **数据分割**：发送方将数据分割成固定大小或可变大小的块，每个块成为一分组。 2. **分组封装**：每个分组被封装在一个头部（header）中，头部包含了控制信息和路由信息。 3. **路由选择**：每个节点根据分组头部的路由信息决定下一步将分组发送到哪个节点。 4. **存储转发**：节点接收到分组后，先将分组存储起来，直到有足够的资源可以将分组转发到下一个节点。 5. **分组转发**：一旦确定了下一个节点，当前节点会将分组转发出去。这个过程在每个节点上重复进行，直到分组到达目的地。 6. **重组**：在目的地，分组被重新组装成原始的数据流。 分组交换是现代互联网的基础，它提供了灵活、高效的数据传输方式，特别适合于突发性的数据流量和多样化的数据传输需求。与电路交换和报文交换相比，分组交换在资源利用率和网络扩展性方面具有显著优势。 分组交换是一种以分组为单位进行运输和交换的通信方式，其基本组成包括分组头和其后的用户数据。分组头包含接收地址和控制信息，而用户数据部分的长度通常是固定的。分组交换的核心思想是存储转发，即交换机在接收到分组后，会根据分组头中的地址信息将其转发到目的地。 在计算机网络中，分组交换被广泛应用于互联网和局域网中，支持数据的传输和通信。与电路交换相比，分组交换是无连接的，即通信双方不需要预先建立一条专用的物理通路。这使得分组交换能够更灵活地利用网络资源，适应不同速率和类型的通信需求。 与报文交换相比，分组交换同样采用存储转发的方式，但将报文划分为更小的数据单位——分组。这使得分组交换在传输时延、处理能力和多目标服务方面具有优势。 分组交换的主要优点包括： 1. **灵活性**：无需预先建立连接，可以根据网络状况动态选择路由。 2. **高效性**：通过分组化和复用技术，可以充分利用网络资源。 3. **可扩展性**：支持大规模网络，适应不同速率和类型的通信需求。 4. **多目标服务**：一个分组可以同时发送到多个目的地址。 分组交换的主要缺点包括： 1. **时延**：由于存储转发机制。