3.2 网络通信的工作原理
高中信息技术选修3教案-3
2.TCP/IP协议体系将网络体系结构成为哪几个层次？
3.与OSI模型对比，有什么区别？
【师讲】在网络中真正使用的是TCP/IP协议体系。它包含了上百种协议，其中的核心协议是TCP协议和IP协议，因此得名。
TCP/IP(传输控制协议/互联网络协议），是因特网中的“世界语”。
网上传电子贺卡
寄包裹
7
应用层
在网络应用程序之间传递信息
书本、化妆品、衣服等物品
6
表示层
处理文本格式化，显示代码转换
打包
5
会话层
建立、维持、协调通信
写地址，送邮局等
4
传输层
确保数据正确发送
检查包裹内容、大小等
3
网络层
决定传输路由，处理信息传递
决定优先顺序，选择分发地址
2
数据链路层
编码、编址、传输信息
确定稳定的运输线路
和老师共同分析， 慢慢形成分层解决问题的思想。
深入探究
（二）OSI参考模型
【师讲】如果在母亲节当天，你还想给母亲发一张电子贺卡来送上你对母亲的祝福，那么这个电子贺卡如何在网络中传输的呢?
为了保证贺卡在网络上传输准确高效，网络也模拟日常生活中的邮寄系统，也存在一个类似邮寄系统的U型结构，这就是OSI 参考模型（Open Systems Interconnection），即开放系统互联参考模型。
我们在玩拼图时如果给每一块写上编号，就能高效准确的完成拼图。同样，网络中发送的电子文件也是被分成许个小的数据包，并加上一些地址信息、控制信息、错误校验信息等包头信息，经由不同的路径传输到接收方。反过来，接收方在接受到文件时就是一个拼拼图的过程，由下向上不断地组合，去掉附加信息，最终还原为被始信息。如图所示
网络通信工作原理——数据的传输过程
网络通信工作原理——数据的传输过程1一、案例背景信息１．模块：高中信息技术基础（选修）２．年级：高中一年级３．所用教材版本：（请在教材版本前的括号内打“ ”）（ ）教育科学出版社（）中国地图出版社（）广东教育出版社（）浙江教育出版社（）上海科教出版社４．学时数：（两课时分钟）非上机时间分钟，上机操作时间分钟，其他活动（如：实地调查、访谈、课下调研等），请指出活动方式：，大约用分钟二、教学设计（一）教学目标要求学生理解模型及协议的基本知识，理解网络中数据传输的过程，感受通信技术在网络互联中的核心价值，体验人类在解决问题的过程中表现出来的智慧。
（二）内容分析教材分析、本节的作用和地位本节是网络通信工作原理两课时中的第一课时，内容比较抽象、深奥，但却是网络的基础内容。
只有在理解网络数据传输过程的基础上才能更好的理解数据的交换技术的作用，才可以更好的理解网络服务。
通过前两章的学习，学生对“网络能为我们做什么？”和“因特网是如何组织与管理？”有了一定了解，但对网络互联通信的工作原理还是比较模糊，只是停留在感性认识，因此通过本节课的学习可以加深学生对网络中数据传输工作原理的认识，从而为以后学习网络规划设计奠定基础。
、本节主要内容介绍教材借助于学生较熟悉的邮政系统中信件的传送过程来类比数据在网络中的传输过程，使学生对概念模型有个初步的形象认识。
在邮政系统传信件的过程中主要涉及三个子系统，即用户子系统、邮局子系统、运输子系统各系统之间在完成一个信件传送过程中必须遵守一定的约定，而且系统内部各功能层之间也要遵守相应的约定才能完成信件传送任务。
计算机网络中也需要有类似这样的层次型的数据传输系统才能更加有效的传输数据，而且各功能层之间也要遵守相应的约定，这个约定，在计算机网络传输数据的过程中称为“协议”。
为了1来源：雍桂春（银川唐中）， /bbs/showthread.asp?threadid=335实现各个不同类型的网络平台能够实现开放性的交流，就出现了“模型”，为不同类型网络协议的制定提供参考。
网络通信的工作原理
网络通信的工作原理网络通信的工作原理随着科技的发展，网络通信已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，它对人们的学习、工作、娱乐等各个方面都产生了重大影响。
而要理解网络通信的工作原理，需要从网络结构、传输协议和数据包传输等方面进行介绍。
首先，网络通信涉及到一个复杂的网络结构。
网络由多个设备和计算机组成，包括服务器、路由器、交换机和终端设备等。
这些设备通过物理连接（如光纤、网线等）或者无线连接（如Wi-Fi、蓝牙等）相互连接起来，形成一个庞大的网络。
同时，网络还分为局域网和广域网。
局域网通常在一个较小的范围内，如家庭、学校或者办公楼，而广域网则覆盖更大的范围，如城市、国家甚至全球。
其次，网络通信依靠传输协议进行数据传输。
传输协议是网络通信中的核心机制，它规定了数据的传输方式和数据包格式等。
常见的传输协议有TCP/IP协议和UDP协议。
TCP/IP协议是一种可靠的协议，它保证了数据包的完整性和可靠性，适用于重要的数据传输。
而UDP协议是一种不可靠的协议，它不保证数据包的完整性和顺序，但是传输速度较快，适用于实时性要求较高的应用，如视频和音频传输。
最后，网络通信的数据传输是以数据包为基本单位进行的。
数据包是将数据划分为一个个较小的单元进行传输的。
它包括了源地址、目标地址、数据内容和校验位等信息。
在数据传输过程中，数据包会经过多个设备和路由器，沿着网络的路径传输，直到到达目标设备。
在传输过程中，数据包可以通过路由器进行转发，以选择最优的路径进行传输。
同时，数据包还有可能会被分割成更小的单位进行传输，然后再在目标设备上进行重组。
这种分割和重组机制保证了数据的高效传输和完整性。
综上所述，网络通信的工作原理是基于网络结构、传输协议和数据包传输等几个关键要素。
网络通过连接设备和计算机构成，形成一个庞大的网络结构，而传输协议则规定了数据的传输方式和格式。
数据包作为数据传输的基本单位，在网络中沿着路径进行传输，通过路由器的转发和分割重组机制实现了高效的数据传输。
网络设备知识点汇总总结
网络设备知识点汇总总结一、网络设备概述1.1 网络设备的定义网络设备是指用于进行网络通信的设备，可以连接各种终端设备，实现数据的传输和交换。
网络设备包括路由器、交换机、防火墙、网关、网桥等。
1.2 网络设备的分类网络设备按照其功能和作用可以分为核心设备和边缘设备。
其中，核心设备包括路由器和交换机，用于提供网络的传输和转发功能；而边缘设备包括防火墙、网关、负载均衡器等，用于为用户提供安全和服务的功能。
1.3 网络设备的作用网络设备的作用是连接和管控网络，实现数据的传输和交换。
在网络中，不同类型的网络设备有不同的作用，如路由器用于将数据包从一个网络发送到另一个网络，交换机用于连接不同设备，防火墙用于保护网络安全等。
二、路由器2.1 路由器的定义路由器是一种网络设备，用于在不同的网络之间进行数据包的转发和传输，实现网络的互联和通信。
2.2 路由器的功能路由器的主要功能包括路由选择、数据包转发、网络地址转换、接口管理等。
通过路由器，不同网络之间可以进行数据的传输和交换。
2.3 路由器的工作原理路由器通过路由表和路由协议来确定数据包的转发路径，根据目的地址选择合适的出口接口进行数据的传输和转发。
2.4 路由器的类型根据其功能和规模，路由器可以分为边缘路由器和核心路由器。
边缘路由器用于连接不同网络，提供进出网关的功能；核心路由器用于在大规模网络中进行数据的交换和转发。
2.5 路由器产品的选购在选购路由器产品时，需要考虑其性能、接口类型、安全防护功能、服务质量等因素，以满足实际网络需求。
三、交换机3.1 交换机的定义交换机是一种网络设备，用于连接不同设备，实现数据的交换和传输，提高网络的传输效率和质量。
3.2 交换机的工作原理交换机通过学习MAC地址和构建MAC地址表，实现数据包的交换和传输。
当接收到数据包时，交换机会根据目的MAC地址在其MAC地址表中查找并转发数据包到相应的接口进行传输。
3.3 交换机的类型交换机可以分为以太网交换机、光纤交换机、工业交换机等，根据其传输介质和应用场景的不同。
网络通信的工作原理教案
第三章第二节课题：3.2 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：第一课时：数据传输过程一、OSI参考模型1、很多同学都非常喜欢玩网络游戏，比如魔兽世界，梦幻西游。
不知道同学们想不想了解这些网络游戏在网上的一个工作原理，了解游戏是如何在网上运作的。
2、在了解游戏之前，我们先来看看现实生活中的邮政系统，参照这个邮政系统能加快我们对网络游戏的一个理解。
课本上的P55页上3.2.1数据传输过程中，图3-3 邮政系统的分层模型。
大家可以想象一下我们平时的写信寄信的一个过程。
首先我们写好信后，要让这封信能寄出去，我们就得贴邮票。
而邮票，就是我们和邮政局的约定，我交8毛钱给你邮政局，那么你要负责帮我把信送到。
而邮政局呢，也和运输部门有个类似的约定。
通过这一系列的约定，我们可以保证我们所写的信能送到我们想要送到的目的地。
但是这里注意一个问题：邮票做为约定不是一成不变的。
比如说，刚刚解放前，也许送信只需要几分前。
而现在人民的生活富裕了，相应的，一封信是8毛钱。
也就是说，协议，或者约定完全是按照当时的情况做出的适当的处理。
如果情况出现变化，协议一样可以随着情况而做出改变。
3、实际上，网络上数据的传输过程和现实中是非常类似的，我们可以来想象一下：我现在有一批水果，准备运到罗马。
网络是如何工作的
精品PPT
(二)、网络(wǎngluò)中的软件
精品PPT
练一练：
1、因特网是指( )
A、国际互联网 B、内部网 C、校园网 D、邮电网
2、以交换机等网络设备为中央节点，其他计算机都与该中央节点 相连接的网络拓扑结构( )
网络通信的工作原理
网络通信是信息传输的基础，了解其工作原理对于理解现代通信技术至关重 要。
网络通信概述
网络通信指的是通过计算机网络进行数据传输和信息交流的过程。它涉及到 多个设备和协议，确保数据能够从发送方到达接收方。
OSI网络参考模型
1
数据链路层
2
提供可靠的数据传输和错误纠正功
能。
3
传输层
4
确保端到端通信的可靠性和可靠性。
人工智能
网络智能化和自动化，提供 更好的用户体验。
物联网
互联设备之间的无缝连接， 实现智能化生活。
传输媒介的分类及特点
有线传输
通过电缆进行传输，稳定可靠，受距离限制。
无线传输
使用无线信号进行传输，便于移动，但受干扰影响。
光纤传输
使用光纤进行传输，高速稳定，成本较高。
网络通信的安全问题
• 数据泄露和信息安全 • 网络攻击和黑客入侵 • 恶意软件和病毒传播
网络通信的未来发展方向
5G技术
更快的速度和更低的延迟， 支持更多连接。
物理层
处理物理介质的传输和数据编码。
网络层
负责数据包路由和节点之间的通信。
TCP/IP协议
TCP
传输控制协议，提供可靠的数据传输和连接 管理。 NhomakorabeaIP
互联网协议，负责数据包的路由和寻址。
数据包的传输过程
1
发送
2
通过网络将数据包发送到目标设备。
3
封装
将数据划分为小的数据包，并添加 相应的协议头。
接收
目标设备接收到数据包并进行解析。
无线通信工作原理
无线通信工作原理无线通信已成为现代社会中不可或缺的一部分。
它通过空中传输信息，将人们连接在一起，促进了信息的传递和交流。
那么，无线通信是如何实现的呢？本文将介绍无线通信的工作原理，从电磁波的产生到信号的传输，以及无线通信的基本技术和应用。
一、无线通信的基本原理无线通信的基本原理是利用电磁波在空间中传播信息。
电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的波动现象，它具有波长、频率和振幅等特性。
在无线通信系统中，首先需要产生电磁波，然后通过无线信道将信息传输到接收端。
1.1 电磁波的产生电磁波可以通过多种方式产生，其中最常用的是通过天线进行辐射。
无线通信系统通常会使用发射器将电信号转换为电磁波，并通过天线将其辐射到空间中。
1.2 电磁波的传输一旦电磁波产生后，它会在空间中传播。
电磁波的传输受到频率、功率和距离等因素的影响。
在传输过程中，电磁波可能会受到衰减、多径效应和噪声等干扰，这可能导致信号质量下降。
1.3 电磁波的接收接收端的天线接收到经过传输后的电磁波，并将其转换为电信号。
接收端根据电信号的特征进行信号处理，如滤波、放大和解调等操作，以恢复原始的信息信号。
二、无线通信的技术和应用无线通信涉及到丰富的技术和应用，如无线电通信、移动通信、卫星通信等。
下面将分别介绍这些无线通信的基本原理和应用。
2.1 无线电通信无线电通信是最早应用于无线通信的技术之一。
无线电通信使用无线电波进行信号传输，主要包括无线电广播、无线电导航和无线电对讲等。
通过不同频率的无线电波，可以实现不同类型的通信。
2.2 移动通信移动通信是目前无线通信最广泛应用的领域之一。
它利用移动通信网络通过无线电波实现人与人、人与物之间的通信。
移动通信系统包括手机网络、卫星通信等，可以实现语音通话、短信、数据传输等功能。
2.3 卫星通信卫星通信是利用卫星作为中继器进行信号传输的通信方式。
卫星通信系统由地面站、卫星和用户终端组成。
信号从发射站发送到卫星，再由卫星转发到接收站，最后传输到用户终端，实现远距离的通信。
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提供临时的专用通道 中间交换设备 将数据进行分组操作
数据交换技术
(1)电路(线路)交换 )电路(线路) 通过中间交换点在两个站点之间建立一条专用,临 通过中间交换点在两个站点之间建立一条专用 , 时的通信线路. 实例: 时的通信线路. 实例:电话通信系统 Host Switch
过程:建立电路 传输数据 拆除电路. 传输数据→ 过程:建立电路→传输数据 拆除电路.
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数据交换技术
(2)报文(存储转发)交换 )报文(存储转发) 交换设备可控制输入信息存入缓冲区; 交换设备可控制输入信息存入缓冲区 ; 等待出口空 闲时,接通输出并传送信息. 闲时,接通输出并传送信息.
以报文( 为单位交换信息, 以报文(Packet )为单位交换信息,每个报文包括报 报文正文和报尾三部分. 头,报文正文和报尾三部分.
3.2 网络通信的工作原理
发信者 书写信件 贴邮票 送邮箱 收集信件 盖邮戳 信件分拣
收信者
通信者活动
通信者活动
阅读信件
邮局服务业务
邮局服务业务
信件投递 信件分拣
信件打包 送运输部门
邮局转送业务
邮局转送业务
分发邮件 邮件拆包
路由选择 运输
运输部门的邮件运输业务
转送邮局 接收邮包
实际邮政系统信件发送, 实际邮政系统信件发送,接收过程示意图
TCP/IP是Internet上所有网络和主机之间进行交流所使用得共同"语 是 上所有网络和主机之间进行交流所使用得共同" 上所有网络和主机之间进行交流所使用得共同 上使用得一组完整的标准网络连接协议. 言",是Internet上使用得一组完整的标准网络连接协议. 上使用得一组完整的标准网络连接协议 通常所说的TCP/IP协议实际上包含了大量的协议和应用,且由多 协议实际上包含了大量的协议和应用, 通常所说的 协议实际上包含了大量的协议和应用 个独力定义的协议组合在一起,因此,更确切地说, 个独力定义的协议组合在一起,因此,更确切地说,应该称其为 TCP/IP协议集. 协议集. 协议集
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数据交换技术
(3)分组交换 ) 以报文分组为单位进行暂存,处理和转发. 以报文分组为单位进行暂存,处理和转发. 每个报文分组按格式必须附加收发地址标志, 每个报文分组按格式必须附加收发地址标志 , 分组 编号, 编号,分组的起始和结束标志以及差错校验信号等
计算机网络常常使用分组交换技术 !!!
IPX/ SPX
一组工业标准协议,简称为TCP/IP协议.它具体包括了100多 TCP/IP 个不同功能的协议,是互联网络上的"交通规则".其中最主 要的是TCP和IP协议. 协议包 TCP/ IP协议的主要特点:标准化,几乎任何网络软件或设备都 能在该协议下运行;可路由性,这使得用户可以将多个局域网 连成一个大型互联网络.
OSI与TCP/IP的比较
TCP/IP协议集中最重要的2个协议
TCP(Transmission Control Protocol)传 TCP 输控制协议用于保证被传送信息的完整性. IP(Internet Protocol)网际互连协议负 IP 责将消息从一个地方传送到另一个地方. 国际标准化组织和国际电工委员会的英文缩 写
3.2.4 数据交换技术
将数据从一个节点送达下一个节点(中间网络或交换网 将数据从一个节点送达下一个节点( ),直至目的地的技术 络),直至目的地的技术 . 数据交换是多节点网络中实现数据传输的有效手段.常用 数据交换是多节点网络中实现数据传输的有效手段. 的数据交换方式有 :
1,电路交换技术 老式电话 2,报文交换技术 电报系统 3,分组交换技术 IP电话
3.2.1 数据的传输过程
3.2.2 OSI模型
OSI各层中的关系
资 源 子 网
通 信 子 网
完整的OSI数据传递与流动过程 数据传递与流动过程 完整的
3.2.3 TCP/IP协议
网上流行的传输协议有:
NetBEUI(NetBIOS Extend User Interface)是网络基本输入输 NetBEUI 出系统扩展用户接口.是一个小但效率高的通信协议. IPX(Internet Packet Exchange Protocol)是在网络层运行互连 网包交换协议.使应用程序能在互连网络上发送包和接收包. SPX(Sequenced Packet Protocol)为运行在传输层上的顺序包 交换协议,在通信用户之间建立并使用应答进行差错检测.
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