资源简介

(共26张PPT)
第二单元 第2节
探究网络课程视频数据的传输
（第1课时）
（贵州版）七年级
上册
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
了解包交换技术对互联网高效运行的重要作用，认识网络技术对社会发展的意义。
通过估算数据包数量、参与包交换游戏等活动，学会用数字化方法探究网络传输问题。
能通过类比包裹邮寄理解数据包结构，通过包交换游戏体会数据传输路径的多样性，初步形成分析网络传输过程的计算思维。
通过探究视频数据的传输过程，认识数据包与包交换的基本原理，增强关注网络数据传输的意识。
02
新知导入
网络课程视频清晰流畅，但你知道视频数据是怎样从服务器"跑"到你家的吗？
视频数据长什么样？
数据太大传不过去怎么办？
数据走哪条路最快？
视频数据以"数据包"的形式，通过"包交换"在互联网中高效传输！
你寄过快递包裹吗？包裹太大是不是要拆成几个小包裹？
互联网传输数据也一样——大数据要拆成小"数据包"，每个数据包独立传输，到达后再组装。
02
新知导入
探究网络课程视频数据的传输
主题：认识数据包 → 理解包交换 → 体验传输过程
通过类比与游戏，探究视频数据的传输奥秘
03
新知讲解
1. 认识互联网中的数据包
无论是聊天消息（文字、语音）、图片、视频还是程序指令，任何数据在互联网中都以数据包的形式传输。
当学生使用在线学习应用程序或网页，打开某个课程视频时，学生的数字设备会先向服务器发送包含请求指令的数据包。服务器接收到这个数据包，再将视频（以数据包的形式）发送到学生的数字设备中。
小贴士！
为了让服务器能正确识别请求指令（如调用某个网页或点击观看某个视频），需要对指令的格式进行规定。HTTP协议（网络协议之一）对这类请求指令作出了统一规定。
03
新知讲解
科 学 园 地
数据包实际上是一串0与1组成的二进制数，其格式由网络协议规定，即赋予这段二进制数一定的意义。
数据包通常由首部和数据部分组成。
首部主要包含源地址（发送方计算机的IP地址）、目的地址（接收方计算机的IP地址）等信息。
数据部分（又称净载数据）就是数据的"内容"，如课程视频数据。
这种结构类似于生活中人们邮寄的包裹——除了物品外（数据部分），还有贴着邮寄地址等信息的包装盒（首部）。
03
新知讲解
数据包的大小也有一定的限制——实际传输数据时，不同网络的通信线路对数据的最大"尺寸"（最大传输单元）有不同的限制。
当数据大小超过限制后，需要对数据进行切分，将其分成多个小的数据包，这就如同超重的邮件包裹可以分装为多个小包裹。
思考与讨论：如果网络通信线路不限制数据包大小，会出现什么情况？
提示：大数据包会长期占用线路，导致其他数据等待；一旦传输出错需要重传整个大数据包，效率低下。
思 考 与 讨 论
03
新知讲解
假设一节40分钟的网络课程视频约为1.5GB，学校网络通信线路限定的数据包的大小上限是1500字节。
估算一下，该课程视频大致要分成多少个数据包？（假设首部占20字节）
计算思路：
①先换算视频大小的字节数
②计算每个数据包的数据部分大小
③视频总字节数 ÷ 每包数据部分 = 数据包数量
活动2.2.1 估算数据包的数量
提示：1GB = 1024MB = 1024×1024KB = 1024×1024×1024字节
每包1500字节 = 首部20字节 + 数据部分1480字节
03
新知讲解
估算过程：
1.5GB = 1.5 × 1024 × 1024 × 1024 字节
≈ 1610612736 字节
每个数据包的数据部分 = 1500 - 20 = 1480 字节
数据包数量 = 1610612736 ÷ 1480 ≈ 1088252 包
结论：该课程视频大致要分成约109万个数据包！
活 动 参 考
小贴士！
一节40分钟的视频竟然要拆成上百万个数据包传输，互联网的传输能力真是超乎想象！
03
新知讲解
一段网络课程视频从教师计算机上传至服务器（或从服务器传输至学生数字设备）时，会被切分为多个数据包。
这些数据包可同时沿不同线路传输，到达目的设备（服务器或学生数字设备）之后再重新组装回完整的视频，这种传输方式称为包交换。
无论应用产生的数据形式、长度如何千变万化，包交换都只专注于将数据包快速发往目的设备，这是互联网能实现高速数据传输的重要原因之一。
2. 包交换与路由
小贴士！
通过数据包首部里的一些标识可以确定每个数据包属于哪个原始数据，以及其在原始数据中的位置，从而保证所有数据包到达目的设备后能正确组装回原始数据。
03
新知讲解
路由器负责数据包的"存储—转发"。
路由器是实现包交换的关键构件，其任务是转发收到的数据包，这是互联网核心部分最重要的功能。
每一次"转发"，路由器要先暂存数据包，并查询路由表，选择一条最优路径，再把数据包转发出去。
数据包会经过不同路由器的转发，像接力一样传送出去。
科 学 园 地
03
新知讲解
路由器在选择最优路径时，需要考虑哪些因素？
① 线路带宽：线路的传输能力，带宽越大越好
② 延迟：数据从一端到另一端的时间
③ 拥塞程度：当前线路上的流量大小
④ 路由跳数：经过多少个路由器
⑤ 线路状态：线路是否正常工作
数字化学习：打开配套资源，观看"包交换"的演示动画。
思考与讨论
03
新知讲解
活动2.2.2 包交换游戏
1.游戏规则：
(1)一名学生扮演服务器（发送方），一名学生扮演学生数字设备（接收方），另外8名学生扮演路由器负责转发数据包。
(2)服务器准备6个信封（数据包），在封面标明1~6，游戏开始后，将信封逐个交给最近的路由器。
(3)扮演路由器的学生每人有一枚硬币，在转发信封时通过投掷硬币选择对应的下一个路由器。
(4)学生数字设备接收路由器转发来的信封，待收到所有信封后，根据信封封面信息按序排列。
03
新知讲解
活动2.2.2 包交换游戏
信封编号 经过的路由器（依次填写） 是否按序到达
信封1 路由器A→路由器B→路由器D→路由器H 是
信封2
信封3
信封4
信封5
03
新知讲解
游戏后的思考与分享
1. 每个信封走的路径都一样吗？这说明了什么？
2. 所有信封都按顺序到达了吗？如果没有，接收方是怎么处理的？
3. 如果某个路由器"堵车"了（信封太多转发不过来），会发生什么？
4. 包交换方式有什么优点？
小结：包交换允许多路径并行传输，提高了网络利用率和传输效率，即使某条线路出问题，数据包还能走其他路线。
04
课堂练习
案 例
视频数据的传输路径
小明在家用平板电脑观看老师录制好的课程视频。视频数据从学校的服务器传输到小明的平板电脑，经过了多个路由器和网络。
思考：
①视频数据是以什么形式传输的？
②这些数据包走的路径都一样吗？
③到达小明的平板后，数据是怎样变回完整视频的？
04
课堂练习
案 例
视频数据的传输路径
参考答案：
①视频数据是以数据包的形式传输的，每个数据包包含首部（源地址、目的地址等）和数据部分（视频内容）。
②数据包走的路径不一定相同，包交换允许数据包沿不同线路传输。
③到达目的设备后，根据数据包首部的标识信息，按顺序重新组装回完整的视频。
04
课堂练习
做一做
完成以下任务：
1. 用生活中的例子解释什么是"包交换"。
2. 估算：一部90分钟的高清电影约4GB，若每个数据包1500字节（首部20字节），大约需要多少个数据包？
3. 说一说路由器在包交换中的作用。
参考：
1. 像寄快递——大包裹拆成多个小包裹，每个包裹走不同路线，到达目的地后再按编号拼成完整包裹。
2. 4GB=4×1024 ≈4294967296字节；每包数据=1480字节；约290万包。
3. 路由器负责"存储—转发"——暂存数据包，查路由表选最优路径，转发给下一个路由器。
04
课堂练习
如果把互联网比作高速公路，那么数据包、路由器、包交换分别相当于什么？为什么？
说 一 说
数据包相当于高速公路上跑的汽车！每辆车装着货物跑。
路由器相当于收费站和导航员，决定车走哪条路！
包交换就是多辆车走不同路线，又快又不容易堵车！
05
拓展延伸
活动：观察家庭路由器的指示灯
观察家中的无线路由器：
1. 数一数路由器上有多少个指示灯，分别代表什么含义（电源、WAN口、LAN口、Wi-Fi等）；
2. 上网查一查路由器的"路由表"是什么，它是怎样帮助路由器选择路径的；
3. 试着画出你家网络的连接示意图，标注出每个设备的角色。
提示：观察时不要拔插网线，不要随意更改路由器设置。
06
课堂总结
1
数据包——数据在互联网中以数据包形式传输，由首部（源/目的地址等）和数据部分组成
知识要点
2
包交换——大数据拆成多个数据包，沿不同路径传输，到达后重新组装
3
路由器——负责数据包的"存储—转发"，通过路由表选择最优路径
4
传输效率——包交换是互联网高速传输的重要原因，允许多路径并行传输
5
活动体验——通过包交换游戏和估算活动，加深对数据传输过程的理解
1
2
3
4
5
07
板书设计
主题：探究网络课程视频数据的传输（第1课时）
核心：数据包 → 包交换 → 路由器 → 高效传输
板书设计：探究网络课程视频数据的传输（第1课时）
概念：数据包是互联网中传输数据的基本单元，由首部和数据部分组成
核心：首部地址 ｜ 数据部分 ｜ 包交换 ｜ 路由器 ｜ 存储-转发
示例：大视频拆成百万个小包传输→数据包；快递包裹走不同路线→包交换；路由器像快递中转站→存储-转发
流程：数据拆分 → 打包加首部 → 多路径传输 → 路由器转发 → 到达重组
08
课后作业
思考：为什么互联网要采用"包交换"而不是把整个视频一次性传输？
实践：观察家中无线路由器的背面标签，记录它的品牌、型号和默认管理地址。
观察与发现
调查与记录
用手机连家里的Wi-Fi，查看手机的IP地址，记录前三段数字。
询问家长或上网查询，你家的宽带带宽是多少，换算成"字节/秒"大约是多少。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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