資源簡介

(共40張PPT)
第15課
理解互聯網的協議
（河北大學出版社）七年級
01
教學目標
02
問題情境
03
實踐與探究
04
拓展與深化
05
拓展延伸
06
課堂練習
07
課堂小結
08
板書設計
01
教學目標
1、信息意識：能夠認識互聯網上的各種網絡協議，理解互聯網協議規定哪方面的規則，學習與模擬網絡模型的層次結構。
2、計算思維：彼此交流，遵循相同的規則。進行分組的信息傳輸，上一層對下一層提出要求，保證最后的整合信息正確性。
3、數字化學習與創新：能夠將網絡協議規則應用于實際場景中，提高效率和效果。
4、信息社會責任：能夠理解信息技術對社會的影響，并鼓勵他們思考如何以信息整合的方式使用技術。
02
問題情景
雖然網絡中的眾多設備硬件配置不同、操作系統不同、所裝的應用軟件更是千差萬別，但它們可以相互“聊天”，彼此通信。這究竟是如何實現的呢？
02
問題情景
知識拓展
03
實踐與探究—理解互聯網協議就是一組規則
網絡上的計算機之間要彼此交流，也需要遵循相同的交流規則，這樣它們才能彼此理解、相互通信。這種網絡設備之間彼此通信的規則就是網絡協議。網絡協議就像網絡通信中的通用語言，能保證通信的順利進行。互聯網上有哪些重要的網絡協議呢？它們分別規定了哪方面的規則？請你嘗試上網查詢一下，仿照樣例填寫在表3-4中。
03
實踐與探究—理解互聯網協議就是一組規則
協議名稱 中文名稱 作用
TCP 傳輸控制協議 控制兩臺計算機之間的數據傳輸。
IP 網際協議 數據包的尋址和路由，確保數據包能夠在網絡中正確傳輸。
HTTP 超文本傳輸協議 用于在Web瀏覽器和Web服務器之間傳輸HTML頁面。
SMTP 簡單郵件傳輸協議 用于發送電子郵件。
POP3 郵局協議版本3 從郵件服務器上下載郵件到本地計算機進行閱讀和管理。
FTP 文件傳輸協議 用于在網絡中傳輸文件，提供文件上傳和下載功能。
ICMP 互聯網控制報文協議 勇于在主機和路由器之間傳遞控制信息。
（表3-4 互聯網常用的網絡協議）
03
實踐與探究—理解互聯網協議就是一組規則
知識拓展
互聯網協議在生活中的應用：
1、網頁瀏覽：當我們使用瀏覽器訪問網站時，HTTP（超文本傳輸協議）負責客戶端與服務器之間的數據傳輸。
2、電子郵件：SMTP（簡單郵件傳輸協議）負責電子郵件的發送，而IMAP（Internet Message Access Protocol）和POP3（Post Office Protocol version 3）則用于電子郵件的接收。這些協議確保了電子郵件的可靠傳輸和存儲。
03
實踐與探究—理解互聯網協議就是一組規則
知識拓展
互聯網協議在生活中的應用:
3、文件傳輸：FTP（文件傳輸協議）允許我們在不同計算機之間傳輸文件，支持文件的上傳和下載。這使得文件的共享和備份變得更加便捷。
4、遠程辦公與通信：通過TCP/IP協議，我們可以使用遠程桌面、視頻會議等應用進行遠程辦公和實時通信。這些應用依賴于網絡協議的穩定性和高效性。
03
實踐與探究—TCP/IP協議
大家都玩過傳聲筒游戲吧。將一段話（大于50個字）拆分后由發送者傳遞給接受者，完成最快且最準確的組獲勝。每組至少7人，1人為發送者，1人為接收者，其余的人為傳送者，每名傳送者必須至少傳遞一個字。
03
實踐與探究—TCP/IP協議
要想快速準確地完成游戲，每個傳送者除了要記住自己負責傳送的文字以外，還需要記住哪些信息呢？接收者在不與發送者交流的情況下，要想確認收到的信息準確還需要哪些信息呢？
本組的傳遞規則：
口頭語言加以手勢、表情，規定從左到右的順序。
答：傳送者還需記住傳遞順序，并進行非語言提示；接收者還需要信息的原始性，傳遞的上下文。
03
實踐與探究—TCP/IP協議
和我們所做的游戲相似，網絡中的數據一般要被分組運輸，到達目的地后再進行重組。那么，如何確保接收到的數據完整、準確呢？
要確保在網絡中傳輸的數據完整、準確，需要借助一些協議和規范。其中，TCP/IP協議(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,傳輸控制協議/網際協議)就是一種常用的網絡協議，它是指一個由TCP、IP、HTTP協議（超文本傳輸協議）、FTP(文件傳輸協議)、POP3(郵局協議版本3)、SMTP(簡單郵件傳輸協議)等協議構成的協議簇。
03
實踐與探究—TCP/IP協議
TCP協議負責控制網絡中兩臺設備之間的數據傳輸，確保數據傳輸可靠、無差錯。它把原始數據分割為若干等長的分組，每個分組都攜帶源地址、目的地址和分組序號，獨立地在網絡中傳輸，并在接收數據的設備上進行數據重組，同時檢查所有分組是否都已收到，是否有分組存在差錯，如有丟失或差錯則要求發送方重新發送。
IP協議要為每個分組選擇最佳路徑并將分組數據送達目的地。
03
實踐與探究—TCP/IP協議
HTTP協議是在互聯網上客戶端（如網頁瀏覽器）和服務器間傳遞信息的協議。當你輸入網址時，瀏覽器通過HTTP協議向服務器請求資源（網頁或媒體)，服務器找到資源后，會將資源發送給瀏覽器。HTTP協議確保了日常在線活動的信息傳輸，但這種數據傳輸的過程如同兩人在公共場合的談話，很容易被第三方監聽到。
03
實踐與探究—TCP/IP協議
因此，所傳數據容易受到中間人攻擊，數據在傳輸過程中的隱私和完整性無法得到保證。為了解決這個問題，HTTPS協議應運而生，它對數據進行加密，保護信息不被竊聽，并通過數字證書驗證服務器身份，防止惡意網站偽裝。簡而言之，HTTPS協議是HTTP協議的安全升級版，它保障了傳輸過程的安全和數據的完整性。
03
實踐與探究—TCP/IP協議
FTP協議是一種用于在網絡中傳輸文件的協議。它允許用戶在兩臺計算機之間上傳和下載文件。為了使用FTP上傳或下載文件，需要在計算機上安裝FTP客戶端軟件，然后通過輸入FTP服務器的地址、用戶名和密碼來登錄FTP服務器，這樣就可以進行文件的傳輸操作了。
03
實踐與探究—TCP/IP協議
POP3協議是一種用于接收電子郵件的協議。它允許用戶從遠程郵件服務器上把郵件下載到自己的本地設備，比如計算機或手機上，這樣用戶就可以在這些設備上閱讀郵件了。
03
實踐與探究—TCP/IP協議
SMTP協議是一種用于發送電子郵件的協議。它規定了郵件服務器之間如何相互發送和接收郵件，確保郵件能夠從發送方的服務器傳輸到接收方的服務器。形象地說，SMTP協議就像是一名郵遞員，它負責把郵件從你的郵箱安全傳輸到指定郵箱中。
03
實踐與探究—TCP/IP協議
知識拓展
TCP和UDP協議的主要區別有哪些？
1、連接性：TCP是面向連接的協議，在數據傳輸之前需要先建立一個連接。UDP是無連接的協議，發送方不需要提前與接收方建立連接，可以直接向接收方發送數據。
2、可靠性：TCP對數據的可靠性要求非常嚴格。它在傳輸過程中使用確認和重傳機制來確保數據的完整性和正確性。UDP對數據的可靠性要求較低，它不提供確認、重傳和流量控制機制。
03
實踐與探究—TCP/IP協議
知識拓展
TCP和UDP協議的主要區別有哪些？
3、速度和效率：TCP由于需要建立連接和使用確認重傳機制，通常比UDP的速度更慢。UDP沒有連接建立和確認重傳的開銷，因此在數據傳輸速度方面通常比TCP更快。
4、數據包大小：TCP將數據劃分為較小的數據包（TCP段）進行傳輸，并根據網絡狀況進行調整。它沒有固定的數據報大小限制。UDP允許將多個數據包打包成一個較大的數據報進行傳輸，數據報的大小一般在應用層自行決定。
03
實踐與探究—網絡模型的層次結構
一個快遞包裹要經過多個環節才能被送到收件人的手中（如圖3-19所示)。同樣，網絡中的數據在傳遞過程中也像一個個快遞包，要經歷復雜的過程才能到達目的地。
寄件
快遞員
快遞網點
運輸部門
運輸部門
快遞網點
快遞員
收件
03
實踐與探究—網絡模型的層次結構
為了描述數據在網絡傳輸的具體過程，人們將數據傳輸的過程進行分層描述，上一層對下一層提出服務要求。這就好比寄件人對快遞員提出自己的要求：是加急還是普通投遞？是作為貴重物品保價還是作為一般物品投遞？層次模型起初采用的是OSI模型，但由于其過于復雜，TCP/IP協議參考模型后來成為互聯網的主流參考模型。
03
實踐與探究—網絡模型的層次結構
TCP/IP協議的參考模型包括網絡接口層、網絡層、傳輸層和應用層，每一層都有其獨特的功能，并且這些功能是通過協議來實現的。
03
實踐與探究—網絡模型的層次結構
知識拓展
OSI七層模型（開放式系統互聯通信參考模型）:
1、物理層：處理物理傳輸介質上的原始比特流，如電纜、光纖等。
2、數據鏈路層：在物理層提供的服務基礎上，負責將數據封裝成幀并添加地址信息，實現相鄰節點間的可靠數據傳輸。
3、網絡層：負責在不同網絡之間傳輸數據，通過路由選擇和數據包轉發，將數據包從源地址發送到目標地址。
4、傳輸層：提供端到端的數據傳輸服務，確保數據的可靠性、流量控制和錯誤檢測。
03
實踐與探究—網絡模型的層次結構
知識拓展
OSI七層模型（開放式系統互聯通信參考模型）:
5、會話層：管理會話的建立、維護和終止，處理會話層面的錯誤和同步問題。
6、表示層：負責數據的格式轉換、加密和解密，確保不同系統之間的數據表示是兼容的。
7、應用層：直接與用戶交互，提供應用程序服務，如HTTP、FTP、SMTP等協議都在這一層。
03
實踐與探究—網絡模型的層次結構
知識拓展
03
你知道數據是如何封裝、解封裝的嗎？
當我們瀏覽一個網頁時，首先會在瀏覽器中輸入網址，然后按回車鍵。這一動作標志著數據在網絡中的傳輸過程正式開始。
（1）數據的封裝過程。
（2）數據的解封過程。
拓展與深化
03
（1）數據的分裝過程
數據在傳輸之前會經過一個叫作“封裝”的過程。這個過程從應用層開始，逐層向下進行，每一層都會給數據加上一個協議頭部信息，這些頭部信息表示了該層將要實現的功能。
①應用層。當用戶在瀏覽器中輸入想要訪問的網址時，瀏覽器會使用HTTP協議向DNS服務器發送一個請求，請求解析該網址對應的IP地址。
拓展與深化
03
（1）數據的分裝過程
②傳輸層。在這一層，瀏覽器會使用TCP協議與Web服務器建立連接，請求訪問指定的網頁。因此，該層會加上一個TCP頭部信息。
③網絡層。網絡層會給數據加上原地址（用戶的IP地址）和目的地址(Web服務器的IP地址)，也就是一個IP頭部信息，以確認雙方在網絡中的位置。
拓展與深化
03
（1）數據的分裝過程
④網絡接口層。網絡接口層需要添加一種地址，這個地址取決于這一層實現功能時所使用的協議。如果使用的是以太網協議，則這一層就會使用以太網協議，也就是俗稱的MAC地址，它代表雙方的物理位置。此外，還會增加一個尾部信息FCS,這是一種校驗信息，用于防止數據在傳輸過程中被篡改。
拓展與深化
03
（2）數據的解封裝過程
當數據到達接收方的Web服務器時，每一層都會進行相應的解封裝操作。這個過程則是從下到上逐層進行的。首先，一組二進制形式的數據通過傳輸介質傳入計算機或從網卡輸入計算機，然后執行與封裝過程相反的操作，逐一解封數據包，最終將數據傳遞給應用層。此時，Web服務器使用HTTP協議發送響應給瀏覽器，瀏覽器收到響應后顯示網頁內容，如圖3-20所示。
拓展與深化
04
拓展與深化
（圖3-20 數據的傳輸過程）
數據的分裝過程
網絡接口層頭
IP頭
TCP頭
數據
網絡接口層尾
IP頭
TCP頭
數據
TCP頭
數據
數據
發送方
數據的分裝過程
網絡接口層頭
IP頭
TCP頭
數據
網絡接口層尾
IP頭
TCP頭
數據
TCP頭
數據
數據
接受方
應用層
應用層
應用層
應用層
05
拓展延伸
1、哪些行業最依賴互聯網協議？
互聯網行業：包括搜索引擎、社交媒體、電子商務等，這些平臺的核心功能均基于互聯網協議實現數據的傳輸和交互。
金融行業：網上銀行、在線支付、股票交易等金融服務高度依賴互聯網協議進行數據的加密傳輸和安全認證，確保交易的真實性和安全性。
物聯網行業：物聯網設備通過互聯網協議進行連接和數據交換，實現智能家居、智慧城市、工業物聯網等應用場景。
05
拓展延伸
遠程辦公與教育行業：隨著遠程辦公和在線教育的興起，這些行業越來越依賴于互聯網協議來實現遠程會議、在線課程、文件共享等功能。
云計算與大數據行業：云計算服務提供商通過互聯網協議為用戶提供數據存儲、計算和分析服務，大數據處理也離不開互聯網協議的支持。
1、哪些行業最依賴互聯網協議？
05
拓展延伸
2、IP地址是如何分類的？
IP地址根據第一個字節的范圍分為五類，其中ABC類是常用地址：
A類：范圍從0.0.0.0到127.255.255.255，默認子網掩碼為255.0.0.0。
B類：范圍從128.0.0.0到191.255.255.255，默認子網掩碼為255.255.0.0。
C類：范圍從192.0.0.0到223.255.255.255，默認子網掩碼為255.255.255.0。
06
課堂練習
HTTP和HTTPS的主要區別是什么？
1、HTTP（超文本傳輸協議）：用于在Web上傳輸超文本，是明文傳輸，不提供加密功能。
2、HTTPS（安全超文本傳輸協議）：是HTTP的安全版本，通過SSL/TLS協議對數據進行加密，確保數據在傳輸過程中的安全性。
07
課堂小結
通過理解互聯網的協議課程，我們學習到了互聯網協議的規則與邏輯，也學會了在日常生活中如何運用它進行上網。互聯網協議包含方方面面，是網絡通信中的通用語言，同時保證了數據的完整性、準確性，使互聯網成為了信息連接的整體。我們需要合理正確使用協議進行上網，也可以運用互聯網協議原理到學習生活，讓學習活動更有效率，更具有準確性。
08
板書設計
理解互聯網的協議
一、理解網絡協議就是一組規則
二、TCP/IP協議
三、網絡模型的層次結構
課后作業
1、學習并使用各個網絡協議進行上網。
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