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课题 任务1.4 TCP/IP 参考模型 课时
教学内容 1、TCP/IP参考模型的基本概念 2、TCP/IP参考模型的基本概念
教学目标 掌握TCP/IP参考模型的基本概念 掌握TCP/IP参考模型的基本概念 理解TCP/IP参考模型和OSI参考模型区别 理解TCP/IP参考模型中的主要协议的概念
教学重点 TCP/IP参考模型的基本概念 TCP/IP参考模型的基本概念
教学难点 TCP/ IP参考模型的基本概念 TCP/ IP参考模型的基本概念
教学活动及主要语言
一、创设意境，导入新课（设疑法、提问法） 导入： OSI参考模型分为哪几层？ 二、新课教学（讲解法、提问法、示范法） 1、TCP/IP参考模型的基本概念 （1）TCP/IP参考模型的发展 （2）TCP/IP 协议的特点 ① 开放的协议标准。 ② 独立于特定的计算机硬件与操作系统。 ③ 独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网中。 ④ 统一的网络地址分配方案，使得整个 TCP/IP 设备在网中都具有唯一的地址。 ⑤ 标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。 2. TCP/IP 参考模型与层次 TCP/IP 参考模型是将多个网络进行无差别连接的体系结构。 （1） TCP/IP 参考模型的 4 层 TCP/IP 参考模型由主机网络层、互连层、传输层和应用层 4 层组成，它与 OSI 7 层参考模型的关系如图 15所示。 图 15 OSI参考模型与TCP/IP参考模型对应关系 （2） TCP/IP 参考模型各层的服务和功能 下面简单介绍 TCP/IP 协议的各层所提供的服务和功能。 ① 主机网络层 TCP/IP 参考模型对互连层以下层未作定义，只是指出主机必须通过某种协议连接到网络，才能发送IP分组。 ② 互连层 互连层是网络互联的基础，它提供了无连接的分组交换服务。互连层是对大多数分组交换网所提供的服务的抽象。其任务是允许主机将分组发送到网络上，使每个分组能够独立地到达目的站点。与 OSI参考模型的网络层功能类似，分组的路径选择也是互连层的主要工作。 互连层主要包括以下4个协议： 网际协议（Internet Protocol ，IP）的主要任务是对数据报进行路由选择，并从一个网络转发至另外一个网络中。即为要传输的数据分配地址、打包、确定目的站点地址及路由，并提供端到端的无连接的数据报传输。IP 规定了计算机在 Internet 中通信时所必须遵守的一些基本规则，以确保路由选择的正确性和数据报传输的正确性。 Internet控制报文协议（Internet Control Message Protocol，ICMP）为IP协议提供差错报告。ICMP 用于处理路由路径，协助IP层实现报文传送的控制协议。例如，ICMP 能够传送控制信息以及提供错误信息报告等。 地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）用于实现从IP地址向物理地址的转换，即从远程网的 IP 地址映射到局域网的硬件地址。 反向地址解析协议（Reverse Address Resolution Protocol，RARP）用于完成从物理地址向IP地址的转换，这个转换过程是地址解析的逆过程。 ③ 传输层 在TCP/IP参考模型中，互连层之上的一层是传输层。与OSI参考模型中的传输层类似，在TCP/IP参考模型中，传输层允许源主机与目的主机之间的对等实体进行会话。传输层定义了两个端—端协议，对应了两种不同的传输控制机制。 传输控制协议（TCP）：TCP协议规定把输入的比特流分解为离散的报文传送给IP层。在目的端，TCP接收进程重新把接收到的报文组装成比特流。TCP协议是一种可靠的面向连接的协议，它可保证信息从某一机器准确地传送到另一机器上。为了保障数据的准确传输，TCP对从应用层传送到 TCP 实体的数据进行监管，提供了重发机制。在TCP层中，也需进行流量控制，便于发送方与接收方保持同步。 用户数据报协议(UDP，User Data Protocol)：UDP 提供无连接服务，无重发和纠错功能，不能保证数据的可靠传输。UDP 适用于那些不需要面向连接的顺序和流控制，并且自身能够对此加以处理的应用程序。UDP 在客户/服务器类型的请求响应查询模式中得到了广泛的应用，在诸如语音、视频应用等领域中也有广泛应用。IP、TCP 和 UDP 3 者之间的关系如图 16 所示。 TelnetFTPSMTPDNS其他TCPUDPIP（ICMP、ARP、RARP）Internet无线分组网LAN
图 16 IP、TCP 及 UDP 之间的关系 ④ 应用层 TCP/IP 参考模型中没有会话层和表示层。在 OSI 模型的实践中可以知道，大部分应用程序不涉及这两层，因此在 TCP/IP 参考模型中没有考虑会话层和表示层，在传输层之上就是应用层。在应用层中，包含了所有的高层协议。 远程登陆协议Telnet，用于实现互联网中远程登录功能。 文件传输协议FTP，用于实现互联网中交互式文件传输功能。 简单邮件传输协议SMTP，用于实现互联网中电子邮件传送功能。 域名解析协议DNS，用于实现网络设备名字到IP地址映射的网络服务。 超文本传输协议HTTP，用于WWW服务，HTML文件的传输。 （3）OSI 参考模型与 TCP/IP 参考模型的比较 OSI参考模型是迄今为止最完善的网络协议集，但是它太庞大，难以实现，而 TCP/IP协议却简单、灵活，所以用作实际的工业标准。 对 OSI 参考模型的评价： ① 层次数量与内容选择不是很好，会话层很少用到，表示层几乎是空的，数据链路层与网络层有很多子层插入。 ② OSI 参考模型将“服务”与“协议”的定义结合起来，使得参考模型变得格外复杂，实现困难。 ③ 寻址、流控与差错控制在每一层中都重复出现，降低系统效率。 ④ 数据安全性、加密与网络管理在参考模型的设计初期被忽略了。 ⑤ 参考模型的设计更多是被通信的思想所支配，不适用于计算机与软件的工作方式。 ⑥ 严格按照层次模型编程的软件效率很低。 对 TCP/IP 参考模型的评价： ① 在服务、接口与协议的区别上不明确，一个好的软件工程应该将功能与实现方法区分开，因而参考模型不适合于其他非 TCP/IP 协议族。 ② TCP/IP 参考模型的主机网络层本身并不是实际的一层。 ③ 物理层与数据链路层的划分是必要和合理的，但是 TCP/IP 参考模型却没有做到这点 三、扩展项目 同学们能自己总结一下TCPIP参考模型与OSI参考模型的区别和联系吗？

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