资源简介

(共40张PPT)
第15课
理解互联网的协议
（河北大学出版社）七年级
01
教学目标
02
问题情境
03
实践与探究
04
拓展与深化
05
拓展延伸
06
课堂练习
07
课堂小结
08
板书设计
01
教学目标
1、信息意识：能够认识互联网上的各种网络协议，理解互联网协议规定哪方面的规则，学习与模拟网络模型的层次结构。
2、计算思维：彼此交流，遵循相同的规则。进行分组的信息传输，上一层对下一层提出要求，保证最后的整合信息正确性。
3、数字化学习与创新：能够将网络协议规则应用于实际场景中，提高效率和效果。
4、信息社会责任：能够理解信息技术对社会的影响，并鼓励他们思考如何以信息整合的方式使用技术。
02
问题情景
虽然网络中的众多设备硬件配置不同、操作系统不同、所装的应用软件更是千差万别，但它们可以相互“聊天”，彼此通信。这究竟是如何实现的呢？
02
问题情景
知识拓展
03
实践与探究—理解互联网协议就是一组规则
网络上的计算机之间要彼此交流，也需要遵循相同的交流规则，这样它们才能彼此理解、相互通信。这种网络设备之间彼此通信的规则就是网络协议。网络协议就像网络通信中的通用语言，能保证通信的顺利进行。互联网上有哪些重要的网络协议呢？它们分别规定了哪方面的规则？请你尝试上网查询一下，仿照样例填写在表3-4中。
03
实践与探究—理解互联网协议就是一组规则
协议名称 中文名称 作用
TCP 传输控制协议 控制两台计算机之间的数据传输。
IP 网际协议 数据包的寻址和路由，确保数据包能够在网络中正确传输。
HTTP 超文本传输协议 用于在Web浏览器和Web服务器之间传输HTML页面。
SMTP 简单邮件传输协议 用于发送电子邮件。
POP3 邮局协议版本3 从邮件服务器上下载邮件到本地计算机进行阅读和管理。
FTP 文件传输协议 用于在网络中传输文件，提供文件上传和下载功能。
ICMP 互联网控制报文协议 勇于在主机和路由器之间传递控制信息。
（表3-4 互联网常用的网络协议）
03
实践与探究—理解互联网协议就是一组规则
知识拓展
互联网协议在生活中的应用：
1、网页浏览：当我们使用浏览器访问网站时，HTTP（超文本传输协议）负责客户端与服务器之间的数据传输。
2、电子邮件：SMTP（简单邮件传输协议）负责电子邮件的发送，而IMAP（Internet Message Access Protocol）和POP3（Post Office Protocol version 3）则用于电子邮件的接收。这些协议确保了电子邮件的可靠传输和存储。
03
实践与探究—理解互联网协议就是一组规则
知识拓展
互联网协议在生活中的应用:
3、文件传输：FTP（文件传输协议）允许我们在不同计算机之间传输文件，支持文件的上传和下载。这使得文件的共享和备份变得更加便捷。
4、远程办公与通信：通过TCP/IP协议，我们可以使用远程桌面、视频会议等应用进行远程办公和实时通信。这些应用依赖于网络协议的稳定性和高效性。
03
实践与探究—TCP/IP协议
大家都玩过传声筒游戏吧。将一段话（大于50个字）拆分后由发送者传递给接受者，完成最快且最准确的组获胜。每组至少7人，1人为发送者，1人为接收者，其余的人为传送者，每名传送者必须至少传递一个字。
03
实践与探究—TCP/IP协议
要想快速准确地完成游戏，每个传送者除了要记住自己负责传送的文字以外，还需要记住哪些信息呢？接收者在不与发送者交流的情况下，要想确认收到的信息准确还需要哪些信息呢？
本组的传递规则：
口头语言加以手势、表情，规定从左到右的顺序。
答：传送者还需记住传递顺序，并进行非语言提示；接收者还需要信息的原始性，传递的上下文。
03
实践与探究—TCP/IP协议
和我们所做的游戏相似，网络中的数据一般要被分组运输，到达目的地后再进行重组。那么，如何确保接收到的数据完整、准确呢？
要确保在网络中传输的数据完整、准确，需要借助一些协议和规范。其中，TCP/IP协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/网际协议)就是一种常用的网络协议，它是指一个由TCP、IP、HTTP协议（超文本传输协议）、FTP(文件传输协议)、POP3(邮局协议版本3)、SMTP(简单邮件传输协议)等协议构成的协议簇。
03
实践与探究—TCP/IP协议
TCP协议负责控制网络中两台设备之间的数据传输，确保数据传输可靠、无差错。它把原始数据分割为若干等长的分组，每个分组都携带源地址、目的地址和分组序号，独立地在网络中传输，并在接收数据的设备上进行数据重组，同时检查所有分组是否都已收到，是否有分组存在差错，如有丢失或差错则要求发送方重新发送。
IP协议要为每个分组选择最佳路径并将分组数据送达目的地。
03
实践与探究—TCP/IP协议
HTTP协议是在互联网上客户端（如网页浏览器）和服务器间传递信息的协议。当你输入网址时，浏览器通过HTTP协议向服务器请求资源（网页或媒体)，服务器找到资源后，会将资源发送给浏览器。HTTP协议确保了日常在线活动的信息传输，但这种数据传输的过程如同两人在公共场合的谈话，很容易被第三方监听到。
03
实践与探究—TCP/IP协议
因此，所传数据容易受到中间人攻击，数据在传输过程中的隐私和完整性无法得到保证。为了解决这个问题，HTTPS协议应运而生，它对数据进行加密，保护信息不被窃听，并通过数字证书验证服务器身份，防止恶意网站伪装。简而言之，HTTPS协议是HTTP协议的安全升级版，它保障了传输过程的安全和数据的完整性。
03
实践与探究—TCP/IP协议
FTP协议是一种用于在网络中传输文件的协议。它允许用户在两台计算机之间上传和下载文件。为了使用FTP上传或下载文件，需要在计算机上安装FTP客户端软件，然后通过输入FTP服务器的地址、用户名和密码来登录FTP服务器，这样就可以进行文件的传输操作了。
03
实践与探究—TCP/IP协议
POP3协议是一种用于接收电子邮件的协议。它允许用户从远程邮件服务器上把邮件下载到自己的本地设备，比如计算机或手机上，这样用户就可以在这些设备上阅读邮件了。
03
实践与探究—TCP/IP协议
SMTP协议是一种用于发送电子邮件的协议。它规定了邮件服务器之间如何相互发送和接收邮件，确保邮件能够从发送方的服务器传输到接收方的服务器。形象地说，SMTP协议就像是一名邮递员，它负责把邮件从你的邮箱安全传输到指定邮箱中。
03
实践与探究—TCP/IP协议
知识拓展
TCP和UDP协议的主要区别有哪些？
1、连接性：TCP是面向连接的协议，在数据传输之前需要先建立一个连接。UDP是无连接的协议，发送方不需要提前与接收方建立连接，可以直接向接收方发送数据。
2、可靠性：TCP对数据的可靠性要求非常严格。它在传输过程中使用确认和重传机制来确保数据的完整性和正确性。UDP对数据的可靠性要求较低，它不提供确认、重传和流量控制机制。
03
实践与探究—TCP/IP协议
知识拓展
TCP和UDP协议的主要区别有哪些？
3、速度和效率：TCP由于需要建立连接和使用确认重传机制，通常比UDP的速度更慢。UDP没有连接建立和确认重传的开销，因此在数据传输速度方面通常比TCP更快。
4、数据包大小：TCP将数据划分为较小的数据包（TCP段）进行传输，并根据网络状况进行调整。它没有固定的数据报大小限制。UDP允许将多个数据包打包成一个较大的数据报进行传输，数据报的大小一般在应用层自行决定。
03
实践与探究—网络模型的层次结构
一个快递包裹要经过多个环节才能被送到收件人的手中（如图3-19所示)。同样，网络中的数据在传递过程中也像一个个快递包，要经历复杂的过程才能到达目的地。
寄件
快递员
快递网点
运输部门
运输部门
快递网点
快递员
收件
03
实践与探究—网络模型的层次结构
为了描述数据在网络传输的具体过程，人们将数据传输的过程进行分层描述，上一层对下一层提出服务要求。这就好比寄件人对快递员提出自己的要求：是加急还是普通投递？是作为贵重物品保价还是作为一般物品投递？层次模型起初采用的是OSI模型，但由于其过于复杂，TCP/IP协议参考模型后来成为互联网的主流参考模型。
03
实践与探究—网络模型的层次结构
TCP/IP协议的参考模型包括网络接口层、网络层、传输层和应用层，每一层都有其独特的功能，并且这些功能是通过协议来实现的。
03
实践与探究—网络模型的层次结构
知识拓展
OSI七层模型（开放式系统互联通信参考模型）:
1、物理层：处理物理传输介质上的原始比特流，如电缆、光纤等。
2、数据链路层：在物理层提供的服务基础上，负责将数据封装成帧并添加地址信息，实现相邻节点间的可靠数据传输。
3、网络层：负责在不同网络之间传输数据，通过路由选择和数据包转发，将数据包从源地址发送到目标地址。
4、传输层：提供端到端的数据传输服务，确保数据的可靠性、流量控制和错误检测。
03
实践与探究—网络模型的层次结构
知识拓展
OSI七层模型（开放式系统互联通信参考模型）:
5、会话层：管理会话的建立、维护和终止，处理会话层面的错误和同步问题。
6、表示层：负责数据的格式转换、加密和解密，确保不同系统之间的数据表示是兼容的。
7、应用层：直接与用户交互，提供应用程序服务，如HTTP、FTP、SMTP等协议都在这一层。
03
实践与探究—网络模型的层次结构
知识拓展
03
你知道数据是如何封装、解封装的吗？
当我们浏览一个网页时，首先会在浏览器中输入网址，然后按回车键。这一动作标志着数据在网络中的传输过程正式开始。
（1）数据的封装过程。
（2）数据的解封过程。
拓展与深化
03
（1）数据的分装过程
数据在传输之前会经过一个叫作“封装”的过程。这个过程从应用层开始，逐层向下进行，每一层都会给数据加上一个协议头部信息，这些头部信息表示了该层将要实现的功能。
①应用层。当用户在浏览器中输入想要访问的网址时，浏览器会使用HTTP协议向DNS服务器发送一个请求，请求解析该网址对应的IP地址。
拓展与深化
03
（1）数据的分装过程
②传输层。在这一层，浏览器会使用TCP协议与Web服务器建立连接，请求访问指定的网页。因此，该层会加上一个TCP头部信息。
③网络层。网络层会给数据加上原地址（用户的IP地址）和目的地址(Web服务器的IP地址)，也就是一个IP头部信息，以确认双方在网络中的位置。
拓展与深化
03
（1）数据的分装过程
④网络接口层。网络接口层需要添加一种地址，这个地址取决于这一层实现功能时所使用的协议。如果使用的是以太网协议，则这一层就会使用以太网协议，也就是俗称的MAC地址，它代表双方的物理位置。此外，还会增加一个尾部信息FCS,这是一种校验信息，用于防止数据在传输过程中被篡改。
拓展与深化
03
（2）数据的解封装过程
当数据到达接收方的Web服务器时，每一层都会进行相应的解封装操作。这个过程则是从下到上逐层进行的。首先，一组二进制形式的数据通过传输介质传入计算机或从网卡输入计算机，然后执行与封装过程相反的操作，逐一解封数据包，最终将数据传递给应用层。此时，Web服务器使用HTTP协议发送响应给浏览器，浏览器收到响应后显示网页内容，如图3-20所示。
拓展与深化
04
拓展与深化
（图3-20 数据的传输过程）
数据的分装过程
网络接口层头
IP头
TCP头
数据
网络接口层尾
IP头
TCP头
数据
TCP头
数据
数据
发送方
数据的分装过程
网络接口层头
IP头
TCP头
数据
网络接口层尾
IP头
TCP头
数据
TCP头
数据
数据
接受方
应用层
应用层
应用层
应用层
05
拓展延伸
1、哪些行业最依赖互联网协议？
互联网行业：包括搜索引擎、社交媒体、电子商务等，这些平台的核心功能均基于互联网协议实现数据的传输和交互。
金融行业：网上银行、在线支付、股票交易等金融服务高度依赖互联网协议进行数据的加密传输和安全认证，确保交易的真实性和安全性。
物联网行业：物联网设备通过互联网协议进行连接和数据交换，实现智能家居、智慧城市、工业物联网等应用场景。
05
拓展延伸
远程办公与教育行业：随着远程办公和在线教育的兴起，这些行业越来越依赖于互联网协议来实现远程会议、在线课程、文件共享等功能。
云计算与大数据行业：云计算服务提供商通过互联网协议为用户提供数据存储、计算和分析服务，大数据处理也离不开互联网协议的支持。
1、哪些行业最依赖互联网协议？
05
拓展延伸
2、IP地址是如何分类的？
IP地址根据第一个字节的范围分为五类，其中ABC类是常用地址：
A类：范围从0.0.0.0到127.255.255.255，默认子网掩码为255.0.0.0。
B类：范围从128.0.0.0到191.255.255.255，默认子网掩码为255.255.0.0。
C类：范围从192.0.0.0到223.255.255.255，默认子网掩码为255.255.255.0。
06
课堂练习
HTTP和HTTPS的主要区别是什么？
1、HTTP（超文本传输协议）：用于在Web上传输超文本，是明文传输，不提供加密功能。
2、HTTPS（安全超文本传输协议）：是HTTP的安全版本，通过SSL/TLS协议对数据进行加密，确保数据在传输过程中的安全性。
07
课堂小结
通过理解互联网的协议课程，我们学习到了互联网协议的规则与逻辑，也学会了在日常生活中如何运用它进行上网。互联网协议包含方方面面，是网络通信中的通用语言，同时保证了数据的完整性、准确性，使互联网成为了信息连接的整体。我们需要合理正确使用协议进行上网，也可以运用互联网协议原理到学习生活，让学习活动更有效率，更具有准确性。
08
板书设计
理解互联网的协议
一、理解网络协议就是一组规则
二、TCP/IP协议
三、网络模型的层次结构
课后作业
1、学习并使用各个网络协议进行上网。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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