下载文档原格式
传输层课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解传输层的功能、服务模型及其在网络体系结构中的作用；2. 掌握传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）的工作原理及其差异；3. 学会使用套接字编程实现基于TCP/UDP的网络通信；4. 了解拥塞控制、流量控制等传输层机制。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决网络通信中的实际问题；2. 培养运用套接字编程实现简单网络应用的能力；3. 提高网络协议分析和调试的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对网络技术学习的兴趣，激发主动探索精神；2. 培养学生具备良好的团队协作意识和沟通能力；3. 增强学生网络安全意识，认识到传输层在网络通信中的重要性。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合。
通过本课程的学习，使学生能够掌握传输层的基本原理和编程技能，提高解决实际问题的能力，同时培养积极的学习态度和良好的价值观。
课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容1. 传输层概述：介绍传输层的基本概念、功能和服务模型，涉及网络体系结构中传输层的位置和作用。
参考教材章节：第2章 传输层简介2. 传输控制协议（TCP）：讲解TCP的工作原理、连接建立与终止过程、可靠传输机制、流量控制与拥塞控制等。
参考教材章节：第3章 传输控制协议（TCP）3. 用户数据报协议（UDP）：介绍UDP的特点、工作原理以及其在网络通信中的应用。
参考教材章节：第4章 用户数据报协议（UDP）4. 套接字编程：讲解基于TCP/UDP的套接字编程方法，包括服务器端与客户端的编程实现。
参考教材章节：第5章 套接字编程5. 传输层应用案例：分析实际网络应用中传输层协议的使用，如Web浏览器、电子邮件、文件传输等。
参考教材章节：第6章 传输层应用案例6. 传输层安全问题：探讨传输层面临的威胁及其防护措施，提高学生的网络安全意识。
参考教材章节：第7章 传输层安全问题教学内容按照上述大纲进行安排，共计6个部分，每部分分配适当课时，确保学生能够系统掌握传输层的知识体系。
传输层课程设计一、教学目标本节课的主要目标是让学生掌握传输层的基本概念、原理和常见的传输层协议，包括TCP和UDP。
学生需要了解传输层的作用，熟悉传输层的三次握手和四次挥手过程，掌握传输层的安全性和可靠性。
此外，学生还需要能够分析实际应用场景，选择合适的传输层协议。
在知识目标方面，学生需要了解传输层的体系结构、端口的概念和作用，以及TCP和UDP协议的报文格式和特点。
在技能目标方面，学生需要能够绘制传输层的三次握手和四次挥手过程，分析实际应用场景，选择合适的传输层协议。
在情感态度价值观目标方面，学生需要培养对网络通信的兴趣，增强网络安全意识，认识到传输层在网络通信中的重要性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括传输层的基本概念、原理和常见的传输层协议。
首先，介绍传输层的体系结构，包括端口的概念和作用。
然后，讲解TCP和UDP协议的报文格式和特点，重点分析三次握手和四次挥手过程。
接着，通过实际应用场景，让学生学会选择合适的传输层协议。
最后，讨论传输层的安全性和可靠性，让学生了解传输层在网络通信中的重要性。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法。
首先，采用讲授法，讲解传输层的基本概念、原理和常见的传输层协议。
其次，运用讨论法，让学生分组讨论三次握手和四次挥手过程，加深对传输层协议的理解。
再次，采用案例分析法，分析实际应用场景，让学生学会选择合适的传输层协议。
最后，通过实验法，让学生动手实践，巩固所学知识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：教材《计算机网络》、参考书《TCP/IP详解》、多媒体资料（包括三次握手和四次挥手的动画演示）、实验设备（包括网络仿真软件和抓包工具）。
这些教学资源将有助于学生更好地理解和掌握传输层的相关知识。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生在本次课程中的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：通过学生在课堂上的发言、提问、讨论等活跃度，以及课下的互动和提问，评估学生的学习态度和参与度。
第6章传输层
教学目标：
1、了解传输层的功能
2、掌握TCP和UDP协议的工作原理
3、理解TCP和UDP协议和上层通信机制
教学重点：
传输层的功能，TCP和UDP协议
教学难点：
TCP和UDP协议通信机制
教学课时：4课时
教学方法：
讲解法、讨论法、演示法、练习法
教学内容及过程：
第6章传输层
6.1内容简介
传输层是OSI七层参考模型的第四层，它为上一层提供了端到端（end to end）的可靠的信息传递。
物理层使我们可以在各链路上透明地传送比特流。
数据链路层则增强了物理层所提供的服务，它使得相邻节点所构成的链路能够传送无差错的帧。
网络层又在数据链路层基础上，提供路由选择、网络互联功能。
而对于用户进程来说，我们希望得到的是端到端的服务，传输层就是建立应用间的端到端连接，并且为数据传输提供可靠或不可靠的链接服务。
6.2传输层简介
一、传输层的定义
传输层是OSI模型的第4层。
一般来说，OSI下3层的主要任务是数据通信，上3层的任务是数据处理。
该层的主要任务用一句话表示就是“向用户提供可靠的端到端的服务，处理数据包的传输差错、数据包的次序、处理传输连接管理等传输方面的问题，以保证报文的正确传输”。
二、传输层功能
⏹连接管理
⏹流量控制
⏹差错检测
⏹对用户请求的响应
⏹建立无连接或面向连接的通信
→面向连接：会话建立、数据传输、会话拆除
→无连接：不保证数据的有序到达
6.3TCP协议
传输层协议为TCP（transmission control ptotocol），因此传输层也被称为TCP层。
TCP 协议是面向连接的端到端的可靠的传输层协议。
它支持多种网络应用程序，对下层服务没有多少要求，同时假定下层只能提供不可靠的数据报服务，并可以在多种硬件构成的网络上运行。
一、TCP分段格式
⏹序列号和确认号（32比特）
⏹ 窗口（16比特） ⏹ 校验和（16比特） ⏹ 数据（可变大小） ⏹ 头长度（4比特） ⏹ 标志（6比特） ⏹ FIN （完成） ⏹ PSH （推） ⏹ RST （复位） ⏹ SYN （同步） ⏹ 紧急指针（16比特） ⏹ 选项（可变长度） 二、TCP 的连接建立和拆除 1、TCP 的连接建立
2、TCP 的连接建立
发送 SYN
接收 SYN
1
发送 SYN
接收 SYN 发送 SYN, ACK
接收 SYN
1
2
3、TCP 连接建立
4、TCP 连接拆除
发送 SYN
接收 SYN 发送 SYN, ACK
建立会话
1
2
3
接收 SYN
三、TCP 可靠传输技术
当TCP 的连接建立好后，为保证数据传输的可靠，TCP 协议要求对传输的数据都进行确认，为保证确认的正常进行，TCP 协议首先对每一个分段都作了32位的编号，称为序列号。
每一个分段都按照从起始号递增的顺序进行编号。
TCP 协议通过序列号以及确保传输的可靠性，每一次传输数据时都会标明该段的编号，以便对方确认，同时在确认字段对已收到的TCP 分段确认。
确认并不需要单独发包确认，可以放在传到对方的TCP 分段中，在TCP 协议中并不直接确认收到哪些分段，而是通知发送方下一次该发送哪一个分段，表示前面的分段都已收到。
确认过程图如下：
Fin P
1
2 3
Ack P+1 Fin Q
4
Ack Q+1
四、TCP 流量控制
TCP 初始连接一旦建立，两端就能够使用全双工通信交换数据段，并缓存所发送和接收的段。
之所以要缓存所发送的段，是因为数据重传的需要，以防止数据段不能到达或不能按顺序到达接收端引起的差错。
TCP 采用滑动窗口机制实现流量控制功能。
6.4 UDP 一、UDP 的段格式
二、TCP 和UDP 比较
⏹ TCP 提供可靠的，面向连接的传输服务 ⏹ UDP 提供不可靠的，无连接的传输服务
发送 1
接收 1 发送 ACK 2
接收 ACK 2
发送 2
接收 2 接收 ACK 3
发送
ACK 3
⏹TCP是面向流的协议；UDP是基于数据报的协议
⏹TCP适用于一次传送大批量的数据
⏹UDP适用于多次少量数据的传输，实时性要求高的业务
⏹使用TCP传输的应用程序和协议包括：
→FTP
→Telnet
→SMTP
⏹使用UDP传输的应用程序和协议包括：
→RIP
→TFTP
→SNMP。
