网络通信的工作原理2

第三章第三、四课时总第九、十课时课题：网络通信的工作原理教学目标：1.了解OSI模型中的各个层次；2.了解TCP/IP协议在OSI模型的位置；3.了解数据交换技术的电路交换、报文交换、分组交换的工作原理，能进行不同的数据交换技术比较；4.使用数据交换技术的电路交换、报文交换、分组交换的工作原理解释生活中技术问题，培养学生探究能力，合作能力、观察能力；5.通过体验、感悟电路交换、报文交换、分组交换的工作原理的学习过程，体验技术发展的过程和思维，体验突破技术，改造技术、创新技术的成就感。教学重点：OSI模型的理解、TCP/IP协议的重要地位、电路交换、报文交换、分组交换三者的特点与区别教学难点：OSI模型的理解课时安排：2课时教学方法：演示法，讲授法，任务驱动法教学过程：第二课时：数据交换技术一、导入（提出问题）师：前一节我们学习了数据的传输过程，知道数据在网络中传输是以分层协议管理协作的基础上进行的，知道数据从一台计算机发送到远程网络上的另一台计算机，原始数据经过层层网络协议的到封装成数据包，放到发送端口做好发送的准备，而另一台计算机接收端将接到的数据逆向地将接收到的数据层层按到协议恢复到原发送的状态。但是发送端的数据放到网络发送端口后在网络上又是如何传输的呢？这将是我们这节课要学习的内容——数据交换技术。数据交换技术包含了电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术，我们先来学习电路交换。学生活动：回顾旧知识，思考新问题二、创设情景，开展探究、讨论。师：我们都从电影中看到过战争年代的老式（手摇式呼叫人工连接）电话，它的传输过程类似网络中电路交换技术。请看图示1：教师讲解引导学生思考电路交换的三个过程，通过流程的现象讨论分析：1)电路建立：在用户A向D用户传输任何数据之前，要先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。典型的做法是，A用户向与其相连的B网络交换平台提出请求，然后B用户呼叫C网络交换设备，然后手工连接C节点网络交换设备。C节点网络交换设备向D用户呼叫并建立连接，这样A与D之间就有一条专用电路ABCD，用于A用户与D用户之间的数据传输。2)数据传输：电路ABCD建立以后，数据就可以从A用户发送到B网络交换设备，再由B交换到C；C向D发送数据。在整个数据传输过程中，所建立的电路必须始终保持连接状态。3)电路拆除：数据传输结束后，由某一方（A或D）发出拆除请求，然后逐节拆除到对方节点。2.电路交换技术的优缺点及其特点1)优点：数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。2)缺点：在某些情况下，电路空闲时的信道容易被浪费：在短时间数据传输时电路建立和拆除所用的时间得不偿失。因此，它适用于系统间要求高质量的大量数据传输的情况。3)特点：在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。电路交换效率不高。电路交换技术还可以用日常生活中打电话的例子来简单进行说明:小明打电话给小刚,首先是小明拨打小刚的电话,此时等候小刚接电话,一旦小刚接起电话后,表示已经建立连接;其次双方进行交流,即数据传输,最后双方挂掉电话,即电路拆除.三、设计活动，开展探究，类比移植，理论发现，自我知识构建与内化师：我们请八位同学模拟一个信息传输的教学活动：如图1：（说明场景：网络交换平台是一张桌子，A、B、C、D由四位同学代替，图中的黑线可以由一条绳代替，形象的连起每个结点，两个活动，由两组同学组成）规则说明：教师给A一首现代诗（不要太长四十字数左右就可），要求A同学将这首诗的内容传到D同学，如果图中有线连接的就可以直接将纸上的内容传下一个目标，如果没有线连接的，必需抄一份，然后将抄好那一份的传给下一个目标点。每个点上的同学只要接到上一节点同学的任务，就不能停歇，并将抄完的传给下个目标点，直到没有任务完成为止。四个同学演示，其它同学观察过程。活动方案1、A同学将整首诗传给B结点的同学活动方案2、A同学将整首诗分为五段，并且按顺序一段一段的传给B结点同学1、学生通过现象思考问题：哪一种方案传输这首诗到目标点最快，为什么？2、学生阅读教材思考这两个活动与报文交换技术、分组交换技术有什么相似之处？探究结论：1、活动方案1让信息在抄送的过程中当某个同学忙时，其它同学都在闲着等待，造成资源浪费。信息不能连续的传送到目标结点，出现信息断断续续，造成信息延时——即“网络延时”2、活动方案2使得信息在抄送的过程中尽可能是让每个结点上的同学都有事做而忙碌不停，直到信息抄送完。信息绵绵不断的传送到目标结点，提高了信息在整个网络中的传输速度。深入问题假设，学生大胆设想，深入讨论：1、如果下一结点发现信息有抄错现象，怎么处理？2、假设代表不仅是中间设备两个，而是多个呢？如果中间的C结点或B结点出现故障呢？（如图3）教师引导理解概念：1、存储——转发2、网络延时3、差错检测，以及信息重发4、多路径选择，以确保单一路径的不可靠性四、独立思考、合作交流、综合比较，应用理论分析现实问题师：分组交换使得数据在网络中传输速度和信息的吞吐量大大提高，虽然比不上电路交换速度快，但是语音信息数据以分组交换方式在网络上传输效果接近了电路交换的效果。现实中的IP电话就是使用数据分组交换技术的具体体现。讨论为什么打IP电话便宜？请做下面一道数学应用题，并展开讨论：题目：假设图中网络交换平台是电信部门，A与D是用户，用户的连接线是从用户家连接到电信部门，用户每月都向电信部门交纳有一定的线路租用费（电话月租5元/月），用户还要上网，也按使用网络时间交费，网络信息使用费2元/小时。现实中电信部门是这样工作的：网络交换平台具有服务功能：1、为用户提供数据线路连接服务2、为用户提供数模转化服务（数字信号与模拟信号转换，为什么要转换？不言而喻吧！）收费标准：1、如果你使用连接电路传输信息方式那么，B、C结点为用户连接一次，费用10元/小时。2、如果你使用数模转化服务，B、C结点为用户服务每小时1元/小时。问题：现在A欲与D打一小时的电话？除了线路租用费外，使用不同的方式进行打电话，各需多少钱？（老师只要引导学生充分理解题意，此题一解，不言而喻，为什么IP电话便宜？）五、学生开展课堂学习过程反思通过学习，我们了解了传统电话、电报和IP电话分别采用的是不同的数