資源簡介

(共35張PPT)
數據的傳輸過程
數據傳輸技術的變遷
“圖片、視頻、文字資料”的傳輸過程
如果你是計算機科學家，你會如何設計的傳輸過程？制定什么樣的規則呢？
同伴暢想（2分鐘）
P65-67
分析數據傳輸過程
添加小標題
快遞運輸物品
聯系生活，想一想信件、快遞如何運輸？
分層工作:
每一層負責完成不同的功能
三、探索網絡數據傳輸原理
（一）討論數據傳輸時可能會出現的問題
一個數據包有多大呢？
數據包的外面應該有什么信息呢？
一個數據包里還能存放另一個數據包嗎？
數據包可以修改嗎？
找不到傳輸的地址怎么辦？
數據包在傳輸過程中丟失了怎么辦？
……
網絡協議：
為了解決這些種種問題，保證數據能夠順利傳輸，因此需要對傳輸過程制定各種規則——網絡協議。
（二）認識IP地址
1．如何標識信息的發送和接收地址？
IP地址標識
IP地址稱為網際協議地址，是IP協議提供的統一地址格式。
三、探索網絡數據傳輸原理
常見數字設備在網絡中的標識
IPv4由三個用小數點隔開的十進制整數組成，每個整數的取值范圍在0~255之間，如192.168.0.1。
IP地址是互聯網協議地址，又稱網際協議地址；
前段時間小侄女參加“龍城杯”兒童才藝大賽，參賽作品需要在網上投票，投票結果將影響成績的最終排名。
投票方案
計算機教室可以上網，我在每個機子上投一票，60*4=240票。
我把這個投票信息發到微信群和朋友圈，讓不同地方的朋友幫忙投票。
我在辦公室電腦這一個機子上不停的投票，投它十天十夜的。
方案
一
方案
二
方案
三
請同學們思考討論一下這些方案可行嗎？
我試著在辦公室電腦上點一次可以，再點的話提示“您用的IP地址已經投過票了！”。
1
2
在計算機教室用不同的電腦投票也是提示：“您用的IP地址已經投過票了！”。
最后我只能通過微信群和朋友圈，讓不同地方的朋友、同學幫忙投票。
3
是什么限制了我的前兩種作弊的方案？
投票經歷
（二）認識IP地址
2．學生實驗①：查看本機的IP地址。（局域網IP）
實驗目的：驗證IP地址的唯一性。
實驗步驟：在“開始”的搜索欄中，輸入cmd，即可打開命令提示符。輸入ipconfig，回車，查看本機IP地址。
實驗結果：IP地址區分網絡終端設備。互聯網中，每一個IP地址只允許對應一臺網絡終端，不允許發生重復。
三、探索網絡數據傳輸原理
（二）認識IP地址
3．學生實驗②：查看百度網站的IP地址（公網IP）
實驗目的：查看外網IP地址，發現IP地址的規則。
實驗步驟：在“開始”的搜索欄中，輸入cmd，即可打開命令提示符。輸入：ping www.，回車，查看百度網站的IP地址。
實驗結果：IPv4版本，其地址由32位二進制數組成。為了便于識別IP地址，人們將每8位二進制數轉換成一個字節，并用“.”分割，這樣形成了4個0-255的十進制數形式，如：192.168.0.1。
三、探索網絡數據傳輸原理
IP地址的分類
網絡號：用來標識主機所在的網絡
IP地址的組成
主機號：用來標識該網絡中的主機
IP地址共分為5類：A類、B類、C類、D類、E類，常用的是A、B、C三類IP地址，它們的網絡號和主機號占位如下圖。
0 8 16 24 32
0 網絡號 主機號
1 0 網絡號 主機號
1 1 0 網絡標識 主機標識
A類
B類
C類
B類
10xxxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
主機
網絡
網絡
C類
110xxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
主機
xxxxxxxx
xxxxxxxx
主機
A類
網絡
0xxxxxxx
xxxxxxxx
1—126
224-2=16,777,214
128—191
216-2=65534
192—223
28-2=254
提示：規定，0和127開頭的IP地址保留使用，不能用作網絡地址；
主機號不能為全“0”(主機號為全“0”表示網絡)；
主機號不能為全“1”(主機號為全“1”是廣播地址)；
如10.255.255.255就表示廣播地址
地址 類型 引導位 第一個字節的范圍 地址結構 可支持的最大網絡數 可支持的最大
主機地址數
A類 0 0-127 網.主.主.主 126(27-2) 16777214
(224-2)
B類 10 128-191 網.網.主.主 16384(214) 65534(216-2)
C類 110 192-223 網.網.網.主 2097152(221) 254(28-2)
●分類總結
A類地址：適用于大型網絡，網絡數少，主機數很多的情況。
B類地址：適用于中型網絡，網絡數目中等，主機數目中等。
C類地址：適用于小型網絡，網絡數量較多，網絡中的主機數目較少。
D類地址：是組播地址，將數據包傳送至多個目的地址 。
E類地址：是保留地址，用于實驗目的
專用地址（私有地址）
IP地址中還存在著這樣的地址字段，它們只在本機構內部有效，不會被路由器轉發到公網中。這些專用IP地址是：
10.0.0.0～10.255.255.255(一個A類地址)
172.16.0.0～172.31.255.255(16個連續的B類地址)
192.168.0.0～192.168.255.255(256個連續的C類地址)
四、子網掩碼
子網掩碼的作用：就是將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。
子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。
在子網掩碼中，二進制1表示網絡地址，二進制0表示主機地址。
xxxxxxxx
xxxxxxxx
主機
A類
網絡
0xxxxxxx
xxxxxxxx
子網掩碼 255. 0. 0. 0
B類
10xxxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
主機
網絡
子網掩碼 255. 255. 0. 0
網絡
C類
110xxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
主機
子網掩碼 255. 255. 255. 0
子網：為了有效利用IP地址，可以把一個網絡劃分為若干子網。
劃分方法：把IP地址中表示主機地址的部分再分為前后兩部分，
前半部分是子網地址，后半部分是（子網中的）機器地址。
網絡號
主機地址
子網地址
例如，C類IP地址，有3位子網地址，那么這個網絡的子網掩碼
是 ，能夠支持的主機數是 。
網絡
C類IP地址
110xxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
主機
255. 255. 255. 224
網絡號
主機地址
子網地址
子網掩碼
11111111 11111111 11111111 111 00000
25-2=30
255.255.255.224
（二）認識IP地址
4．IPv4地址夠用嗎？怎么解決地址枯竭的問題？
三、探索網絡數據傳輸原理
　　我們可以通過網絡搜索，獲取相關信息，了解從IPV4到IPV6演變的過程。
認識IP地址
分類 IPV4 IPV6
二進制位數 32位 128位
表示方法 點分十進制 冒分十六進制
可標記 地址數 232 （約42億地址） 2128個地址
例如 192.168.0.1 2000:0000:0000:0000:
0001:2345:6789:abcd
IPv4地址夠用嗎？怎么解決地址枯竭的問題？
IPV4最多可以標記2564（約42億地址）
（三）思考提高數據傳輸效率的方法
如果你是網絡工程師，要如何提高傳輸效率呢？
（可聯系生活中運送大件物品進行思考）
討論：數據拆分成多個數據段打包，如何保證數據順利重組？
為每一個數據包編號
三、探索網絡數據傳輸原理
（四）分析數據傳輸路徑
已攬件：郵政快遞 快遞員已攬件
快件到達 【成都新津中轉場】
快件到達 【蘇南陸運樞紐（無錫）】
快件到達 【淮安市郵件處理中心】
快件到達 【淮安清浦區攬投部】
快遞員聯系用戶 上門送件。
包裹已被用戶簽收。

快遞經過不同的中轉站，一層一層運輸，最終到達離用戶最近的中轉站，派送。
·以貨品運輸過程為例
三、探索網絡數據傳輸原理
（四）分析數據傳輸路徑
分割數據包
網絡傳輸
重組數據，接收
貨品在中轉站完成接收和下一層傳遞，互聯網世界中包裹分揀中心和派發中心是什么？
若干個路由器
負責中轉的路由器會檢查數據的目標地址，并將數據發送到下一個路由器，直至數據到達目的地。
三、探索網絡數據傳輸原理
（四）分析數據傳輸路徑
學生實驗③：追蹤查看訪問百度網站經過了哪些路由節點？
實驗目的：了解數據在網絡傳輸時經過多個路由節點中轉。
實驗步驟：在“開始”的搜索欄中，輸入cmd，即可打開命令提示符。輸入：tracert www.。
實驗結果：訪問百度網站，經過多個路由器中轉，請求超時表示網絡連接失敗，此條傳輸線路不通，則換其它的路由器繼續傳輸。

三、探索網絡數據傳輸原理
（五）理解TCP協議的作用
數據在傳輸中可能會遇到什么問題？丟失或者出錯怎么辦？
·以貨品運輸過程為例
快遞每到新的站點，物流進程就會更新，增加新的信息。
可以在出現異常時（商品未按時送達、有損壞等）及時回溯追蹤，便于快速準確地定位問題所在。
三、探索網絡數據傳輸原理
（五）理解TCP協議的作用
各個數據包到達目標地址計算機后，經過校驗、確認，最終按照編號，被重新組裝成原來的信息。
三、探索網絡數據傳輸原理
課堂板書
互聯網數據傳輸的過程
1．網絡協議的作用
2．IP協議
IP協議下，數據要分層、分包、按地址發送。
IPV4和IPV6版本的地址
3．TCP協議
TCP協議保證數據準確、可靠地傳輸到終端。
大型物品的轉運過程---排序
將物品拆分
分包裝箱
為每個打包箱子編號
給每個打包箱子貼上目的地地址
運輸
目的地解包
按序號組裝還原
1
2
3
4
5
6
7
TCP/IP協議數據分包的過程
TCP/IP協議傳輸數據的過程與轉運物品類似，請觀看視頻，總結TCP/IP協議數據分包的過程
TCP/IP協議數據分包的過程
如何保障數據的可靠傳輸呢？
選擇路徑轉發
分包到達接收端
分割數據，并打包
每個數據包均分配一個序號
將分包按序排列
TCP/IP協議
數據分包過程
可能會出現丟失出錯等現象
1
5
3
4
2
支持數據可靠傳輸的TCP協議
在發送端，TCP協議會為每個待發送的數據包
貼上標簽序號
直到接收方發送確認消息給對方，
發送方停止發送
告訴接收方還原數據的順序，進行發送
按照標簽數據組裝，還原成原來的文件
TCP協議是一種可靠的網絡傳輸協議，可以確保數據包在互聯網上安全準確地傳輸
提煉重要思想
（二）提煉數據在網絡中傳輸的重要思想
1．分層思想
每一層各司其職，下一層在上一層基礎上繼續工作。
2．分包思想
分割數據成小的數據包，傳輸到達目的地后再組裝。
在設計數據小D的旅行時，涉及哪些重要思想呢？
TCP/IP協議
思考：
車輛行駛要遵守交通規則，學生要遵守學生守則，公民要遵守法律法規。網絡系統在傳輸數據時，要遵守什么規則呢？
TCP/IP協議:傳輸控制/網際協議，也叫作網絡通訊協議。
謝 謝 大 家

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