项目3 计算机网络体系结构与协议 （教案）-《计算机网络技术基础》同步教学（电子工业版）

内容提要 项目3 计算机网络体系结构与协议 任务1 了解网络体系结构及协议的概念 任务2 熟悉开放式系统互连参考模型的原理 任务3 掌握 TCP / IP 的体系结构与协议 教学目的 1.理解计算机网络的层次结构模型。 2.熟悉计算机网络中 OSI 参考模型各个层次的实现原理。 3.掌握 TCP / IP 网络体系结构及传输控制协议(TCP)和网际互连协议(IP)的作用。 知识能力 结构 1.能够区分 OSI 参考模型和 TCP / IP 模型的异同点。 2.能够理解 OSI 参考模型中各层之间的联系。 3.能够掌握 TCP / IP 协议集中的各个协议。 教学重点 难点 重点：能够理解 OSI 参考模型中各层之间的联系； 难点：能够掌握 TCP / IP 协议集中的各个协议。 教学手段 方法 教学方法：项目任务驱动法、启发式 教学手段：课堂讲授法、操作演示法、多媒体教学 思考题与 习题 1.简述开放式系统互联通信参考模型(OSI/ RM)的原理。 2.TCP / IP 参考模型包含几层,每一层主要完成的功能是什么? 3.简述 IP 地址的组成和分类。 4.简述三次握手协议的过程。 教学内容进程设计 任务1 了解网络体系结构及协议的概念 1.1 网络的分层结构 网络设计中采用的结构化设计方法是按照不同的功能将网络分成一系列的层次,每一层完成一个特定的功能,相邻层中的较高层可直接使用较低层提供的服务来实现本层的功能,同时向上一层提供服务,服务的提供和使用都是通过相邻层的接口来实现的。 1.2 协议、服务和接口 每一层中的活动元素称为实体。在某层上进行通信所使用的规则集合称为该层的协议。第 N 层实体向第 N + 1 层实体提供的在第 N 层上的通信能力称为第 N 层的服务。相邻实体间的通信是通过它们的边界进行的,该边界称为相邻层间的接口。 任务2 熟悉开放式系统互连参考模型的原理 2.1 OSI 参考模型概述 OSI 参考模型是根据分层原则参照已有的网络体系结构制定的,将网络通信的功能划分为 7 个层次,并规定了每层功能及不同层之间如何协作完成网络通信。 2.2 物理层 物理层位于 OSI 参考模型的最底层,其作用是传输原始的二进制比特流。 2.3 数据链路层 数据链路层的传输单位是帧,它在网络两点之间的链路上控制信息帧的传输,并进行差错检测。 2.4 网络层 网络层的传输单位是数据包(数据分组),它负责控制通信子网的工作,即控制报文分组的传输。 2.5 传输层 传输层通过通信线路在不同设备之间进行程序和数据的交换,主要负责端到端之间的数据传输和控制功能。 2.6 会话层 会话层的功能是,在两个节点间建立、维护和释放面向用户的连接,包括使用权、差错恢复和会话活动管理等。 2.7 表示层 表示层在网络内部实现不同语句格式和编码之间的转换和表示,为应用层提供服务。 2.8 应用层 应用层负责为用户的应用程序提供网络服务。 任务3 掌握 TCP / IP 的体系结构与协议 3.1 TCP / IP 模型与体系结构 TCP / IP 模型分为 4 层,自下而上分别为网络接口层、网际层、传输层和应用层。 TCP / IP 出现在 OSI 参考模型之前,两者之间不存在严格的对应关系 3.2 IP 协议 (一)IP 地址 IP 数据报是一个在因特网上传输,具有可变长度的数据包,由头部和数据两部分组成。 IP 地址结构包括两个标识码(ID),即网络 ID(网络地址)和主机 ID(主机地址)。 IP 地址分为 A 类地址、B 类地址、C 类地址、D 类地址和 E 类地址 5 种类型,其中只有 A 类、B 类和 C 类地址被分配给主机或路由器等。 (二)子网技术 应用子网编址的 IP 地址由 3 部分构成,分别为网络号、子网号和主机号(其中,子网号来自原来的 IP 地址中主机号的前若干位)。在子网掩码中,二进制位为 1 的部分表示网络编号,二进制位为 0 的部分表示主机编号。 3.3 用户数据报协议 用户数据报协议(UDP)是最简单的传输层协议,它和 IP 协议一样提供面向无连接的、不可靠的数据报传输服务。 UDP 产生的数据包称为用户数据报。 3.4 传输控制协议 (一)传输控制协议概念 传输控制协议(TCP)是一个面向连接的协议,提供有序的、可靠的、全双工的虚电路传输服务。 (二)TCP 提供服务的特征 (1)面向连接；(2)传输可靠性；(3)可靠的连接建立；(4)完美的连接终止；(5)点对点通信； (6)全双工通信；(7)流接口。 (三)TCP 的段格式 教学小结 本项目介绍了计算机网络体系结构及其各层功能、OSI 参考模型的原理、TCP / IP模型、TCP / IP 的体系结构、TCP / IP 协议集、IP 子网技术、IP 路由技术和 UDP 与 TCP 等内容。 网络体系结构是对构成计算机网络的各个组成部分及计算机网络本身所必需实现的功能的一个精确定义。 通过本项目的学习,学生应掌握 OSI 参考模型的物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层 7 个层次,以及 TCP / IP 的体系结构等内容。 学科网（北京）股份有限公司 $$