X00010002 第2章 OSI参考模型与TCP IP模型讲课教案
《TCP IP协议分析与应用》课程教案
《TCP/IP协议分析与应用》课程教案一、课程定位计算机网络技术已经成为现代信息社会发展的基础，《TCP/IP协议分析与应用》是现代网络的核心内容之一。
本课程属高职高专计算机类专业的专业基础课或专业主干课，对于计算机专业而言，则是一门理论性和实践性都很强的专业课程。
本课程采用理论与实际相结合的方法，充分体现能力本位的思想，注重基础理论知识与学生实践能力的培养，力求理论与实践相结合，达到既有一定的理论体系，又能突出技能训练的目的。
二、课程总目标基于我院是一所培养应用型人才的高职院校，本课程为我院计算机专业的主干课，尤其是对学生对计算机网络的组建于应用起着至关重要的作用。
本课程通过使用协议分析软中队件，在各个应用场景中对网络数据帧进行捕获、帅选和分析，去学习ARP、ICMP、IP、IPSec、路由、TCP和HTTP等关键协议，使学生最终能建立一个面向应用、可拓展、体系化的计算机网络协议知识架构。
三、重点、难点章节及内容（一）重点章节及内容第一章中重点是讲解ISO/OSI参考模型、TCP/IP参考模型。
第二章重点是Microsoft Network Monitor工具的使用。
第三章中的重点是使用Microsoft Network Monitor分析ARP数据帧去捕获和分析数据包；CommView软件篡改ARP 数据桢的配置以及对数据包的捕获和篡改。
第四章中的重点掌握ICMP的实现流程、显示和差错报告报文。
第五章中的重点是TCP协议建立、断开、数据包乱序的处理、丢包的解决、流量控制以及针对HTTP协议的报文捕获与分析。
第六章中的重点是利用SSL技术对HTTP服务环境进行搭建，分析其安全性、利用ping 命令的ICMP请求和应答报文理解SSL技术。
第七章中的重点是IPsec的主要任务、应用场景、实现模式。
第八章中的重点是案例拓扑；NAT的配置；协议分析软件的配置；协议数据包的捕获。
（二）难点章节及内容第一章中讲解“ISO/OSI参考模型、TCP/IP参考模型的区别及其工作模式”是本章难点。
Tcpip模型及相关协议说课稿
Tcpip模型及相关协议说课稿说课稿首先，我对本节内容进行分析一、说教材人民邮电出版社计算机网络基础与应用是工业和信息化人才培养规划教材，作为中职生专业基础知识学习有很重要的作用，而本节作为该教材的一个难点内容二、说教学目标根据本教材的结构和内容分析，结合着中职生基础水平拟定了以下目标1、认知目标：认识tcp/ip协议是什么；了解tcp/ip的结构体系；了解里面每个层次包含的协议2、能力目标：通过参照前节课内容的对比学习学会对比学习的方法3、情感、态度、价值观目标：通过学习本节内容后对生活当中使用的网络有基本认识，对于网络相关的知识产生兴趣三、说教学的重、难点通过学习内容综合分析，我确定了以下的教学重点和难点教学重点：tcp/ip的结构；传输层的协议；网际层的协议教学难点：tcp；udp；ip四、说教法计算机网络是一门培养学生对计算机网络认知的重要学科。
因此，在教学过程中，会常用到生活当中的例子作为学习参考，方便学习。
考虑到我校学生的现状，我主要采取学生互动与讲解的教学方法，让学生对网络产生兴趣。
基于本节课内容的特点，我主要采用了以下的教学方法：1、讲授法：通过讲述让学生了解知识点内容，对tcp/ip结构有基本认知。
2、任务驱动法通过作业任务的驱动让学生在课时完成后对知识点进行巩固。
3、读书指导法引导学生在书本上寻找知识点，从而让学生会从书本中找知识，具备一定的自主学习能力。
五、说教学过程1、导入新课：由上节课学过的知识和教材开头的情景设置导入新课。
导语设计的依据：一是概括了旧知识，引出新知识，温故而知新，使学生能够知道新知识和旧知识之间的联系。
二是使学生明确本节课要讲述的内容，以激发起学生的求知欲望。
这是生物教学非常重要的一个环节。
2、讲授新课：在讲授新课的过程中，活用生活当中的实物举例使枯燥的知识生动化，乏味的知识兴趣化。
通过问答方式让学生牢记知识要点重视教材中的疑问，适当对题目进行引申,使它的作用更加突出，有利于学生对知识的串联、积累。
OSI参考模型与TCPIP模型
传输层
提供端到端的数据传输服务，包括建立和维护通 信会话、错误控制和流量控制等。主要的传输层 协议是TCP和UDP。
链路层
负责在相邻网络节点之间建立物理连接，并进行 数据帧的封装和解封装。该层的主要协议包括以 太网协议等。
03 OSI参考模型与TCP/IP模 型的比较
层次结构的比较
总结词
OSI参考模型和TCP/IP模型在层次结构上存在差异。
传输层
提供端到端的通信服务，确保数据按照发送顺序无错误地传输，主要协议有TCP和UDP。
会话层
负责建立、管理和终止会话，以及同步和对话控制等功能。
表示层
用于处理数据格式化，包括数据压缩、加密和解密等转换功能。
应用层
直接为用户提供服务，如文件传输、电子邮件和Web浏览等应用协议。
02 TCP/IP模型概述
应用场景的比较
总结词
OSI参考模型和TCP/IP模型的应用场景有所不同。
详细描述
OSI参考模型是一个理论模型，主要用于指导网络设计和开发。而TCP/IP模型在实际的 网络通信中得到了广泛应用，如互联网协议（IP）和传输控制协议（TCP）等，这些协
议已经成为互联网的标准协议。
04 OSI参考模型与TCP/IP模 型的应用
05 OSI参考模型与TCP/IP模 型的实践案例
基于OSI参考模型的案例
案例一
一个跨国公司的网络系统架构
案例四
一个在线购物平台的网络架构
案例二
一个大学校园网的设计
案例三
一个政府部门的网络安全解决方案
基于TCP/IP模型的案例
案例一
一个视频会议系统的实现
案例三
一个在线银行的网络服务架构
OSI与TCPIP通信模型ppt课件
DHCP ACK（NAK） DHCP DECLINE
忽略后收到的ACK
……
DHCP RELEASE
返回
Server2
2、对等通信
▪ 谁和谁通信，通信是逻辑的对等体通信。画数据流路线图。 ▪ （相同层的相同协议之间交换pdu）为完成协议功能， ▪ （1）主机和sina服务器必须交换http协议包，编码和解码的问题。 ▪ （2）DHCP的中继案例
ARP(地址解析协议)－典型在以太网中使用
▪ ARP作用
➢ 负责将已知IP地址解析为MAC地址
▪ ARP工作过程
➢ ARP请求报文：广播
➢ ARP应答报文：单播
▪ RARP协议
➢ 负责将已知MAC地址解析为IP地址
1
2
Address Resolution Protocol －ARP
我想要 172.16.3.2对应 的物理地址
➢ 层与层之间相互独立又相互依靠；
➢ 上层依赖于下层，下层为上层提供服务。
OSI七层通信参考模型
数据
7.应用层 6.表示层 5.会话层 4.传输层 3.网络层 2.数据链路层 1.物理层
3.网络层 2.数据链路层
1.物理层
3.网络层 2.数据链路层
1.物理层
7.应用层 6.表示层 5.会话层 4.传输层 3.网络层 2.数据链路层 1.物理层
▪ 封装的原因：是加入控制和地址信息。 ▪ 在这里面说明一个封装问题。建立封装意识。 ▪ 发送方的封装服务，接收方的拆封服务。
数据封装过程
数据（DATA） Data
段（Segment） TCP/UDP
Header
Data
包（Packet）
IP Header
第2章--ISOOSI和TCPIP模型PPT课件
信 学 院
—
计 算 机 系
6
• 分层设计的好处
– 复杂问题简单化
– 灵活性好
安
徽
– 结构上可分割开
建 筑
– 易于实现和维护
大 学
电
– 能促进标准化工作
信 学
院
—
计
例如：文件传输或电子邮件服务模块的设计，
算
不必关心底层通信线路是光纤还是双绞线
机 系
7
2.2 OSI网络参考模型概述
安
• 开放式系统互联模型（OSI）是1984年由国际标
徽 建
准化组织（ISO）提出的一个参考模型。作为一
筑 大
个概念性框架，它是不同制造商的设备和应用软
学 电
件在网络中进行通信的标准。
信
学
• 现在，此模型已成为计算机间和网络间进行通信
院
—
的主要结构模型。目前使用的一些网络通信协议
计
的结构都是基于OSI模型的。
算 机
系
8
2.1.1 OSI的标准制定与测试
• 涉及的内容：
安
徽
– 网络虚拟终端
建 筑
– 文件传送、存取和管理
大 学
电
– 邮件服务
信 学
– 名录服务
—
院
计
算
机
系
23
安
徽
建
TCP/IP协议族简介
筑 大 学 电
信
学
院
—
计 算 机 系
24
TCP/IP协议族——物理层
•TCP/IP物理层没有任何特定的协议，但它支持所有
标准的和专用的协议。
安
•通信发生在两跳之间，可能是计算机和计算机，也
《计算机网络技术》教案OSI网络参考模型
《计算机网络技术》教学案教师活动内容、方式学生活动方式、内容③服务和功能的概念不一样并非在n层内完成的全部功能都称为n层服务，只有那些能够被高一层看得见的功能才能称为服务。
第n层功能的实现，是它向上一层提供服务的保证。
①服务访问点（SAP）：即：n层实体向上一层实体提供服务时，所使用的n与n+1层之间的接口。
②层间的接口方式原语调用是层间模块调用的一个重要方式。
共享数据结构和数据缓冲区。
发送端：各层将数据单元加上本层的控制信息，传递给下一层，直到物理传输介质。
接收端：将各层从其下一层接收数据单元，去掉与本层有关的控制信息后，递交上一层，依次类推。
三、OSI 参考模型概述1. OSI的分层结构2. 数据传送单元采用不同类型的数据单元来分别表示相邻层间和对等层间的不同的信息传送方式。
（1）协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）定义：指已建立连接的对等层实体（N）之间交换信息的数据单元。
组成教师活动内容、方式学生活动方式、内容（2）接口数据单元：IDU（Interface Data Unit）定义：在（N＋1）层和（N）层的接口上，（N＋1）-PDU和（N）- PDU之间需要进行信息交换的数据单位。
组成：（3）服务数据单元：SDU（Service Data Unit）定义：是相邻两层的下层向上层提供服务时所使用的数据单元。
SDU与PDU并不等同。
若PDU较短，而SDU较长时：SDU进行分段。
若PDU较长，而SDU较短时：SDU进行合并。
典型例题：网络协议实质上是一组约定或规则，但它不包括对（）的约定。
A、信息的传输顺序B、信息的格式C、信息量D、信息内容巩固练习：1、ISO/OSI网络参考模型共分（）层。
A、4B、5C、6D、72、在OSI模型中，第N层提供的服务是哪项与对等层实体交换信息来实现的（）A、利用N-1层提供的服务以及按N层协议B、利用N层提供的服务以及按N-1层协议C、利用N+1层提供的服务以及按N层协议。
课件2 第2章了解TCP
在这种情况下，必须由目的主机的TCP 协议将失序的数据报按原先发送的顺序 重新排序；在传输过程中，IP数据报也 可能因超时而发生丢失情况，TCP协议 也必须保证在此情况下要求源主机重发 已丢失的IP数据报。因此，TCP协议提 供了IP协议所不能保证的可靠性。另外， TCP协议也具有流量控制功能。
（6）分段偏移：指出在一个IP数据报中，本IP包的 偏移量是多少。 （7）存活时间（TTL）：用于在避免数据包在网络 中无休止地在网络中游荡。 （8）协议（PROTOCOL）：指明该IP包所负载的 传输协议。 （9）头校验和：用于保证IP报文头经过网络传输中 的完整性。 （10）源地址与目的地址的含义非常清楚。 （11）IP选项：用于负载额外信息，本字段可选， 从安全角度出发，需要防止用该字段成为隐蔽信道。
互连网层主要的协议就是无连接的互连 网协议IP（Internet Protocol）。数据传 输单位是数据报。与IP配合使用的还有 三个协议，就是Internet控制报文协议 ICMP(Internet Control Message Protocol)，地址转换协议ARP(Address Resolution Protocol)和反向地址转换协议 RARP(Reverse Address Resolution Protocol)。
本地主机上的TCP协议进程接收用户的 数据流，把数据流分解成不超过64KB的 数据段，并且将每一个数据段封装成一 个IP数据报发送出去。当IP数据报到达 目的主机后，其TCP协议进程重新组装 所收到的IP数据报中的数据段。在传输 过程中，IP数据报可能经不同的路由达 到目的端，因而达到目的主机的时间先 后就可能不同。
以太网中IP地址与广播数据报中的IP地 址相同的主机将回答这个广播数据报， 并且在应答源主机的数据报中附上本机 的48位以太网地址。而以太网中主机的 IP地址与广播数据报中所询问的IP地址 不一致的其他主机，都不回答这个询问 广播数据报。这样ARP就完成了把32位 IP地址到48位物理地址的转换。
网络基础-OSI模型-TCP-IP协议
➢OSI模型每层都有自己的功能集 ➢层与层之间相互独立又相互依靠 ➢上层依赖于下层,下层为上层提供服务
TCP/IP参考模型
面向用户应用 面向数据传输
4.应用层
3.传输层 2.网络层 1.网络接口层
➢TCP/IP模型其实就是OSI模型的简化版 ➢上层依赖于下层,下层为上层提供服务
OSI、TCP/IP参考模型比较
公网IP必须从服务提供商或 者注册处获得。是要钱的！
5:NAT 地址转换
SNAT 将源地址（私有）转化为指定（公网）的IP地址
DNAT 将目的地址（公网）转化为指定（私有）的IP地址
深圳市南山区麒麟路1号 科技创业中心4楼
Add: 4th Floor, Incubation Center, No.1 Qilin Road, Nanshan District, Shenzhen P.C.:518052
53 110
25 69
协议号 网络层:用来标示上层使用什么协议（ TCP 6 UDP 17 ）
类型 数据链路层:用来标示上层使用什么类型网络（IP 0x0800）
发送数据的过程, 就是一个数据封装的过程
源IP+目的IP ＋上层协议
源MAC+目 的MAC
端口号
数据
传输层报头 数据
网络层报头 数据链路层报头
了解它的目的主要有:a，更加清楚的了解当 今网络如何运行。b，让你从一个低手变成一个高 手。
1、TCP/IP协议
2、应用层协议
HTTP （超文本传输协议） 客户端浏览器或其他程序与Web服务器之间的应用层通信协议 DNS （域名解析协议） 将域名地址解析成为IP地址
SMTP (简单邮件传输协议)
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OSI参考模型层次结构
提供应用程序间通信
7
处理数据式、数据加密等 6
建立、维护和管理会话
5
建立主机端到端连接
4
寻址和路由选择
3
提供介质访问、链路管理等 2
比特流传输
1
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
对等通信
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
APDU
第5 层头
第4 层头
Data
网络层
第3层 头
第4 层头
第5 层头
第6 层头
第7层 头
Data
+ 第2层 头
第7 层头
第6层 头
第5 层头
第4 层头
第3 层头
Data
数据链路层
第2 层头
第3层 头
第4 层头
第5 层头
第6 层头
第7层 头
Data
+ 第1层 头
第7 层头
第6层 头
第5 层头
第4 层头
第3 层头
PPDU SPDU Segment（段） Packet（包） Frame（帧） Bit（比特）
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
HostA
HostB
每一层都使用自己的协议 每一层都利用下层提供的服务与对等层通信
数据封装与解封装
+ 第7层 头
Data
应用层
第7层 头
Data
常见设备：中继器、集线器
广域网物理层
常见标准：RS-232、V.24、V.35 常见设备：Modem
数据链路层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
数据链路层的功能：
编帧和识别帧 数据链路的建立、维持和释放 传输资源控制 流量控制 差错验证 寻址 标识上层数据
网络层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
编址 路由 拥塞控制 异种网络互连
网络层地址
IP 地址
网络地址 10.
主机地址 8.2.48
IPX 地址
网络地址
主机地址
1aceb0b1. 0000.0c00.6e25
网络层地址通常由两部分组成
网络地址 主机地址
网络层地址是全局唯一的
双绞线（twisted pair）：UTP、STP
光纤（fiber）：单模、多模
无线（wireless）：红外线、蓝牙 Blue Tooth、WLAN技术
典型物理层标准和设备
物理层介质
双绞线、同轴电缆、光纤、无线电信号等
局域网物理层
常见标准：10Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、 1000Base-SX/LX
+ 第6层 头
第7 层头
Data
表示层
第6 层头
第7层 头
Data
+ 第5层 头
第7 层头
第6层 头
Data
封装
+ 第4层 头
第7 层头
第6层 头
第5 层头
Data
会话层 传输层
解封装
第5 层头
第6 层头
第7层 头
Data
第4 层头
第5 层头
第6 层头
第7层 头
Data
+ 第3层 头
第7 层头
第6层 头
BGP
OSPF
2.1.1.1
IP网络
面向连接和无连接的服务
面向连接的服务
通信之前先建立连接，通信完成后断开连接 有序传递 应答确认 差错重传 适合于对可靠性要求高的应用
无连接的服务
尽力而为的服务 无需建立连接 无序列号机制，无确认机制，无重传机制 适合于对延迟敏感的应用
网络层协议操作
OSI参考模型与TCP/IP模型
ISSUE 1.0
引入
伴随着计算机网络的飞跃发展，各大厂商根据自己的 协议生产出了不同的硬件和软件
为了实现网络设备间的互相通讯，ISO和IEEE相继提 出了OSI参考模型及其TCP/IP模型。
课程目标
学习完本课程，您应该能够：
了解OSI参考模型和TCP/IP模型的产 生背景
路由协议与可路由协议
可路由协议（routed protocol）定义数据包内各个字 段的格式和用途，对数据进行网络层封装
路由协议（routing protocol）在路由器之间传递信息， 计算路由并形成路由表，为可路由协议选择路径
1.1.1.1 1.1.2.1
IP网络
RIP
可路由协议：IP 路由协议： RIP、OSPF、BGP
HostA
RTA
RTD
RTE
RTC
HostB
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 HostA
网络层 数据链路层
物理层 RTA
RTB
网络层 数据链路层
物理层 RTB
网络层 数据链路层
物理层 RTC
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 HostB
传输层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
第2层 头
Data
物理层
第1 层头
第2 层头
第3层 第4 头 层头
第5 层头
第6 层头
第7层 头
Data
二进制的数据流
物理层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
物理层：定义电压、接口、线 缆标准、传输距离等
物理层介质：
同轴电缆（coaxial cable）：细缆和 粗缆
SQL、NFS、RPC等
表示层协议：
定义数据格式与结构 协商上层数据格式 ASCII、MPEG、JPEG等
会话层协议：
主机间通信 建立、维护、终结应用程序之间的会话 文字处理、邮件、电子表格等
理解OSI参考模型和TCP/IP模型的层 次结构及相关概念
理解OSI参考模型和TCP/IP模型各层 的功能
目录
OSI参考模型 TCP/IP模型
OSI参考模型
OSI参考模型定义了网络中设备所遵守的 层次结构
分层结构的优点：
开放的标准化接口 多厂商兼容性 易于理解、学习和更新协议标准 实现模块化工程，降低了开发实现的复杂度 便于故障排除
局域网数据链路层分为LLC 子层和MAC子层
典型数据链路层标准
局域网数据链路层标准
IEEE802.1 基本局域网问题 IEEE802.2 定义LLC子层 IEEE802.3 以太网标准 IEEE802.4 令牌总线网 IEEE802.5 令牌环网
广域网数据链路层标准
HDLC PPP Frame Relay
传输层功能：
分段上层数据 建立端到端连接 透明、可靠传输 流量控制
传输层协议：
主要有TCP/IP协议族的TCP协 议和UDP协议，以及IPX/SPX 协议组的SPX协议等。
会话层、表示层和应用层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
应用层协议：
为应用程序进程（比如文字处理、邮件、 电子表格）提供网络服务