资源简介

网络技术基础 导学案
1.2.1 OSI与TCP/IP
【学习目标】
（1）理解OSI参考模型的各层次及功能，会识别相应设备所在层级；
（2）理解TCP/IP的层次与功能，会识别相关设备所在的层级；
（3）理解TCP/IP与OSI的关系；
【重点难点】
（1）理解TCP/IP与OSI的关系
（2）认识OSI模型通信模型软硬件
【学习过程】
环节 内容
导入 小明在学校在网络中心兼职做网络管理员，帮助网络中心的工程师做简单的校园网管理和维护工作，为了让小明在学校的网络中心承担更多的网络管理和维护工作，需要他懂得更多的专业知识。因此，网络中心的工程师建议小明系统地学习一下网络通信协议，熟悉通信模型。
环节一 知识储备 什么是网络通信协议？网络通信协议是一种网络通用语言，为连接不同操作系统和不同硬件体系结构的互联网络引提供通信支持，是一种网络通用语言。例如，网络中一个微机用户和一个大型主机的操作员进行通信，由于这两个数据终端所用字符集不同，因此操作员所输入的命令彼此不认识。为了能进行通信，规定每个终端都要将各自字符集中的字符先变换为标准字符集的字符后，才进入网络传送，到达目的终端之后，再变换为该终端字符集的字符。因此，网络通信协议也可以理解为网络上各台计算机之间进行交流的一种语言。网络通信协议由三个要素组成：语义，解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出什么样的响应。语法，用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序。时序，对事件发生顺序的详细说明。可以形象地把这三个要素描述为：语义表示要做什么，语法表示要怎么做，时序表示做的顺序。常见协议常见的网络通信协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。什么是OSI参考模型？即开放式系统互联。 一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模型。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层），即ISO开放系统互连参考模型。在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。第7层应用层：OSI中的最高层。为特定类型的网络应用提供了访问OSI环境的手段。应用层确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括：文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造报文规范MMS、目录服务DS等协议；应用层能与应用程序界面沟通，以达到展示给用户的目的。 在此常见的协议有:HTTP，HTTPS，FTP，TELNET，SSH，SMTP，POP3等。第6层表示层：主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。为上层用户解决用户信息的语法问题。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与终端类型的转换。第5层会话层：在两个节点之间建立端连接。为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层4中处理双工方式 ；会话层管理登入和注销过程。它具体管理两个用户和进程之间的对话。如果在某一时刻只允许一个用户执行一项特定的操作，会话层协议就会管理这些操作，如阻止两个用户同时更新数据库中的同一组数据。第4层传输层：—常规数据递送－面向连接或无连接。为会话层用户提供一个端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务；传输层把消息分成若干个分组，并在接收端对它们进行重组。不同的分组可以通过不同的连接传送到主机。这样既能获得较高的带宽，又不影响会话层。在建立连接时传输层可以请求服务质量，该服务质量指定可接受的误码率、延迟量、安全性等参数，还可以实现基于端到端的流量控制功能。第3层网络层：本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，为源端的运输层送来的分组，选择合适的路由和交换节点，正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。它包括通过互连网络来路由和中继数据 ；除了选择路由之外，网络层还负责建立和维护连接，控制网络上的拥塞以及在必要的时候生成计费信息。第2层数据链路层：在此层将数据分帧，并处理流控制。屏蔽物理层，为网络层提供一个数据链路的连接，在一条有可能出差错的物理连接上，进行几乎无差错的数据传输（差错控制）。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址。常用设备有网桥、交换机；第1层物理层：处于OSI参考模型的最底层。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。常用设备有（各种物理设备）网卡、集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。数据发送时，从第七层传到第一层，接收数据则相反。上三层总称应用层，用来控制软件方面。下四层总称数据流层，用来管理硬件。除了物理层之外其他层都是用软件实现的。数据在发至数据流层的时候将被拆分。什么是TCP/IP模型？TCP/IP是一组用于实现网络互连的通信协议。Internet网络体系结构以TCP/IP为核心。基于TCP/IP的参考模型将协议分成四个层次，它们分别是：网络访问层、网际互联层、传输层（主机到主机）、和应用层。1. 应用层应用层对应于OSI参考模型的高层，为用户提供所需要的各种服务，例如：FTP、Telnet、DNS、SMTP等.2. 传输层传输层对应于OSI参考模型的传输层，为应用层实体提供端到端的通信功能，保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。该层定义了两个主要的协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP).TCP协议提供的是一种可靠的、通过“三次握手”来连接的数据传输服务；而UDP协议提供的则是不保证可靠的（并不是不可靠）、无连接的数据传输服务.3. 网际互联层网际互联层对应于OSI参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输。注重重新赋予主机一个IP地址来完成对主机的寻址，它还负责数据包在多种网络中的路由。该层有三个主要协议：网际协议（IP）、互联网组管理协议（IGMP）和互联网控制报文协议（ICMP）。IP协议是网际互联层最重要的协议，它提供的是一个可靠、无连接的数据报传递服务。4. 网络接入层（即主机-网络层）网络接入层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对应。它负责监视数据在主机和网络之间的交换。事实上，TCP/IP本身并未定义该层的协议，而由参与互连的各网络使用自己的物理层和数据链路层协议，然后与TCP/IP的网络接入层进行连接。地址解析协议（ARP）工作在此层，即OSI参考模型的数据链路层。
笔记与疑问：
环节二比较归纳 任务描述：查阅资料和网络，归纳各网络分类的特点TCP/IP与OSI的比较？共同点：不同点：画图比较TCP/IP与OSI模型：
提示：获取途径有网络搜索、参考教材、相互讨论等
笔记与疑问：
环节三动手实践 任务一 认识OSI模型通信模型软硬件序号OSI软硬件1物理层2链路层3网络层4传输层5会话层6表示层7应用层
笔记与疑问：
知识链接 ( https: / / baike. / pic / Cisco%20Packet%20Tracer / 1423859 / 0 / 279759ee3d6d55fb52df17b46c224f4a20a4dd03 fr=lemma&ct=single" \o "" \t "_blank ) TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中，它完成第四层传输层所指定的功能，用户数据报协议（UDP）是同一层内另一个重要的传输协议。在因特网协议族（Internet protocol suite）中，TCP层是位于IP层之上，应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。 应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分区成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元（MTU）的限制）。之后TCP把结果包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。TCP为了保证不发生丢包，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进行重传。TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。
【课堂小结】
（1）理解OSI参考模型的各层次及功能，会识别相应设备所在层级；
（2）理解TCP/IP的层次与功能，会识别相关设备所在的层级；
（3）理解TCP/IP与OSI的关系；
【课后作业】
使用wireshark查看IP数据包
WWW服务
电子邮件
QQ
Zip压缩文件
防火墙
路由器
网桥
集线器
网卡
PAGE
用最多的梦面对未来，用最少的浪费面对现在。

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