網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理2

第三章第三、四課時總第九、十課時課題：網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理教學(xué)目標：1.了解OSI模型中的各個層次；2.了解TCP/IP協(xié)議在OSI模型的位置；3.了解數(shù)據(jù)交換技術(shù)的電路交換、報文交換、分組交換的工作原理，能進行不同的數(shù)據(jù)交換技術(shù)比較；4.使用數(shù)據(jù)交換技術(shù)的電路交換、報文交換、分組交換的工作原理解釋生活中技術(shù)問題，培養(yǎng)學(xué)生探究能力，合作能力、觀察能力；5.通過體驗、感悟電路交換、報文交換、分組交換的工作原理的學(xué)習過程，體驗技術(shù)發(fā)展的過程和思維，體驗突破技術(shù)，改造技術(shù)、創(chuàng)新技術(shù)的成就感。教學(xué)重點：OSI模型的理解、TCP/IP協(xié)議的重要地位、電路交換、報文交換、分組交換三者的特點與區(qū)別教學(xué)難點：OSI模型的理解課時安排：2課時教學(xué)方法：演示法，講授法，任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)過程：第二課時：數(shù)據(jù)交換技術(shù)一、導(dǎo)入（提出問題）師：前一節(jié)我們學(xué)習了數(shù)據(jù)的傳輸過程，知道數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸是以分層協(xié)議管理協(xié)作的基礎(chǔ)上進行的，知道數(shù)據(jù)從一臺計算機發(fā)送到遠程網(wǎng)絡(luò)上的另一臺計算機，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過層層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的到封裝成數(shù)據(jù)包，放到發(fā)送端口做好發(fā)送的準備，而另一臺計算機接收端將接到的數(shù)據(jù)逆向地將接收到的數(shù)據(jù)層層按到協(xié)議恢復(fù)到原發(fā)送的狀態(tài)。但是發(fā)送端的數(shù)據(jù)放到網(wǎng)絡(luò)發(fā)送端口后在網(wǎng)絡(luò)上又是如何傳輸?shù)哪?？這將是我們這節(jié)課要學(xué)習的內(nèi)容——數(shù)據(jù)交換技術(shù)。數(shù)據(jù)交換技術(shù)包含了電路交換技術(shù)、報文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)，我們先來學(xué)習電路交換。學(xué)生活動：回顧舊知識，思考新問題二、創(chuàng)設(shè)情景，開展探究、討論。師：我們都從電影中看到過戰(zhàn)爭年代的老式（手搖式呼叫人工連接）電話，它的傳輸過程類似網(wǎng)絡(luò)中電路交換技術(shù)。請看圖示1：教師講解引導(dǎo)學(xué)生思考電路交換的三個過程，通過流程的現(xiàn)象討論分析：1)電路建立：在用戶A向D用戶傳輸任何數(shù)據(jù)之前，要先經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端的電路。典型的做法是，A用戶向與其相連的B網(wǎng)絡(luò)交換平臺提出請求，然后B用戶呼叫C網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，然后手工連接C節(jié)點網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。C節(jié)點網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備向D用戶呼叫并建立連接，這樣A與D之間就有一條專用電路ABCD，用于A用戶與D用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸。2)數(shù)據(jù)傳輸：電路ABCD建立以后，數(shù)據(jù)就可以從A用戶發(fā)送到B網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，再由B交換到C；C向D發(fā)送數(shù)據(jù)。在整個數(shù)據(jù)傳輸過程中，所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)。3)電路拆除：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方（A或D）發(fā)出拆除請求，然后逐節(jié)拆除到對方節(jié)點。2.電路交換技術(shù)的優(yōu)缺點及其特點1)優(yōu)點：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會丟失且保持原來的序列。2)缺點：在某些情況下，電路空閑時的信道容易被浪費：在短時間數(shù)據(jù)傳輸時電路建立和拆除所用的時間得不償失。因此，它適用于系統(tǒng)間要求高質(zhì)量的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。3)特點：在數(shù)據(jù)傳送開始之前必須先設(shè)置一條專用的通路。在線路釋放之前，該通路由一對用戶完全占用。電路交換效率不高。電路交換技術(shù)還可以用日常生活中打電話的例子來簡單進行說明:小明打電話給小剛,首先是小明撥打小剛的電話,此時等候小剛接電話,一旦小剛接起電話后,表示已經(jīng)建立連接;其次雙方進行交流,即數(shù)據(jù)傳輸,最后雙方掛掉電話,即電路拆除.三、設(shè)計活動，開展探究，類比移植，理論發(fā)現(xiàn)，自我知識構(gòu)建與內(nèi)化師：我們請八位同學(xué)模擬一個信息傳輸?shù)慕虒W(xué)活動：如圖1：（說明場景：網(wǎng)絡(luò)交換平臺是一張桌子，A、B、C、D由四位同學(xué)代替，圖中的黑線可以由一條繩代替，形象的連起每個結(jié)點，兩個活動，由兩組同學(xué)組成）規(guī)則說明：教師給A一首現(xiàn)代詩（不要太長四十字數(shù)左右就可），要求A同學(xué)將這首詩的內(nèi)容傳到D同學(xué)，如果圖中有線連接的就可以直接將紙上的內(nèi)容傳下一個目標，如果沒有線連接的，必需抄一份，然后將抄好那一份的傳給下一個目標點。每個點上的同學(xué)只要接到上一節(jié)點同學(xué)的任務(wù)，就不能停歇，并將抄完的傳給下個目標點，直到?jīng)]有任務(wù)完成為止。四個同學(xué)演示，其它同學(xué)觀察過程?；顒臃桨?、A同學(xué)將整首詩傳給B結(jié)點的同學(xué)活動方案2、A同學(xué)將整首詩分為五段，并且按順序一段一段的傳給B結(jié)點同學(xué)1、學(xué)生通過現(xiàn)象思考問題：哪一種方案傳輸這首詩到目標點最快，為什么？2、學(xué)生閱讀教材思考這兩個活動與報文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)有什么相似之處？探究結(jié)論：1、活動方案1讓信息在抄送的過程中當某個同學(xué)忙時，其它同學(xué)都在閑著等待，造成資源浪費。信息不能連續(xù)的傳送到目標結(jié)點，出現(xiàn)信息斷斷續(xù)續(xù)，造成信息延時——即“網(wǎng)絡(luò)延時”2、活動方案2使得信息在抄送的過程中盡可能是讓每個結(jié)點上的同學(xué)都有事做而忙碌不停，直到信息抄送完。信息綿綿不斷的傳送到目標結(jié)點，提高了信息在整個網(wǎng)絡(luò)中的傳輸速度。深入問題假設(shè)，學(xué)生大膽設(shè)想，深入討論：1、如果下一結(jié)點發(fā)現(xiàn)信息有抄錯現(xiàn)象，怎么處理？2、假設(shè)代表不僅是中間設(shè)備兩個，而是多個呢？如果中間的C結(jié)點或B結(jié)點出現(xiàn)故障呢？（如圖3）教師引導(dǎo)理解概念：1、存儲——轉(zhuǎn)發(fā)2、網(wǎng)絡(luò)延時3、差錯檢測，以及信息重發(fā)4、多路徑選擇，以確保單一路徑的不可靠性四、獨立思考、合作交流、綜合比較，應(yīng)用理論分析現(xiàn)實問題師：分組交換使得數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸速度和信息的吞吐量大大提高，雖然比不上電路交換速度快，但是語音信息數(shù)據(jù)以分組交換方式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸效果接近了電路交換的效果?，F(xiàn)實中的IP電話就是使用數(shù)據(jù)分組交換技術(shù)的具體體現(xiàn)。討論為什么打IP電話便宜？請做下面一道數(shù)學(xué)應(yīng)用題，并展開討論：題目：假設(shè)圖中網(wǎng)絡(luò)交換平臺是電信部門，A與D是用戶，用戶的連接線是從用戶家連接到電信部門，用戶每月都向電信部門交納有一定的線路租用費（電話月租5元/月），用戶還要上網(wǎng)，也按使用網(wǎng)絡(luò)時間交費，網(wǎng)絡(luò)信息使用費2元/小時。現(xiàn)實中電信部門是這樣工作的：網(wǎng)絡(luò)交換平臺具有服務(wù)功能：1、為用戶提供數(shù)據(jù)線路連接服務(wù)2、為用戶提供數(shù)模轉(zhuǎn)化服務(wù)（數(shù)字信號與模擬信號轉(zhuǎn)換，為什么要轉(zhuǎn)換？不言而喻吧！）收費標準：1、如果你使用連接電路傳輸信息方式那么，B、C結(jié)點為用戶連接一次，費用10元/小時。2、如果你使用數(shù)模轉(zhuǎn)化服務(wù)，B、C結(jié)點為用戶服務(wù)每小時1元/小時。問題：現(xiàn)在A欲與D打一小時的電話？除了線路租用費外，使用不同的方式進行打電話，各需多少錢？（老師只要引導(dǎo)學(xué)生充分理解題意，此題一解，不言而喻，為什么IP電話便宜？）五、學(xué)生開展課堂學(xué)習過程反思通過學(xué)習，我們了解了傳統(tǒng)電話、電報和IP電話分別采用的是不同的數(shù)