“IP地址”教學(xué)設(shè)計(jì)

1、ip地址教學(xué)設(shè)計(jì)南京師范大學(xué)附屬中學(xué) 代正軍【教材分析】：1、地位和作用本節(jié)課在教材中占據(jù)十分重要的地位，也是這門(mén)課中最基礎(chǔ)最重要的內(nèi)容之一。ip地址在實(shí)際應(yīng)用中具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，如在不同網(wǎng)絡(luò)中接駁，判斷網(wǎng)絡(luò)連通性等等都需要具備ip地址的相關(guān)知識(shí)。因此讓學(xué)生知道ip地址的結(jié)構(gòu)與原理以及如何利用ip地址的知識(shí)解決實(shí)際生活中遇到的問(wèn)題是非常必要的。2、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)：ip地址的點(diǎn)分十進(jìn)制表示以及網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位的劃分分類(lèi)ip地址和子網(wǎng)掩碼的原理難點(diǎn)：ip地址的網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位的劃分。【教學(xué)目標(biāo)分析】1、知識(shí)與技能通過(guò)本節(jié)課，應(yīng)使得學(xué)生認(rèn)識(shí)ip地址的構(gòu)成，能初步掌握ip地址的構(gòu)成，能在簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)環(huán)

2、境下設(shè)置合理的ip地址并測(cè)試其連通性。2、過(guò)程與方法通過(guò)類(lèi)比與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，在理論與實(shí)踐中相互印證。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)合作完成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的興趣?！緦W(xué)情分析】本節(jié)課的內(nèi)容，具有很強(qiáng)的理論性，也是十分抽象的內(nèi)容。另外學(xué)生在日常生活中對(duì)網(wǎng)絡(luò)底層的知識(shí)直接接觸的機(jī)會(huì)并不多。因而對(duì)絕大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)都是全新的內(nèi)容。因此，如何使學(xué)生快速接受這些抽象而又枯燥的內(nèi)容成了急需解決的難題。本節(jié)課通過(guò)實(shí)驗(yàn)和討論等互動(dòng)手段，試圖將這些抽象的內(nèi)容盡可能直觀簡(jiǎn)單地完成教學(xué)任務(wù)?！窘虒W(xué)設(shè)想及教法分析】通過(guò)提出問(wèn)題，在類(lèi)比中解決問(wèn)題，并通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和討論等手段，使學(xué)生知道ip地址是什么，可

3、以做什么以及知道怎么做。【教學(xué)過(guò)程】一、引入：本部分以身份證為例，簡(jiǎn)單分析身份證號(hào)碼的作用及其編碼，為ip地址的作用和編碼作參考、對(duì)照，完成課堂引入提問(wèn)：身份證的作用是什么？身份證號(hào)是如何編碼的？引導(dǎo)學(xué)生回答身份證號(hào)碼是唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)人的號(hào)碼，強(qiáng)調(diào)每個(gè)人編號(hào)都具有唯一性即可。在學(xué)生回答如何編碼的問(wèn)題時(shí)只要回答出是由地區(qū)編碼加上個(gè)人信息編碼兩部分構(gòu)成即可，因此，這里并不需要更加詳細(xì)去討論身份證的編碼規(guī)則。講解同我們?nèi)艘粯?，?duì)于每臺(tái)連入網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)也需要一個(gè)類(lèi)似的身份證，用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)自己。計(jì)算機(jī)的“身份證”是一個(gè)32位的二進(jìn)制編號(hào)。二、新課講解：第一部分，本部分主要講解ip地址是什么，點(diǎn)分十進(jìn)制記法

4、，以及通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)證明ip地址的是由網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)兩部分構(gòu)成及其作用展示按每8位為一組稍微分隔的32個(gè)二進(jìn)制位，同時(shí)注明ipv4字樣。講解ipv4中ip地址是由32位二進(jìn)制構(gòu)成。下一代ipv6是128位二進(jìn)制構(gòu)成。為了便于記憶，引入點(diǎn)分十進(jìn)制表示法。這里可能需要補(bǔ)充二進(jìn)制和十進(jìn)制之間相互轉(zhuǎn)換的知識(shí)，視學(xué)生情況而定。同屏展示對(duì)應(yīng)的點(diǎn)分十進(jìn)制表示思考請(qǐng)確定點(diǎn)分十進(jìn)制表示法中每一小節(jié)的最小值和最大值各是多少。分別是0和255講解與身份證類(lèi)似，ip地址也由網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)兩部分構(gòu)成。并且同時(shí)規(guī)定，只有具有相同網(wǎng)絡(luò)編號(hào)的計(jì)算機(jī)才能直接通信。動(dòng)手實(shí)驗(yàn)課前先設(shè)定機(jī)房所有計(jì)算機(jī)的ip地址按順序設(shè)為192

5、.168.0.1-192.168.0.54，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，保證機(jī)房所有計(jì)算機(jī)的連通性（或者其他連續(xù)的ip地址）請(qǐng)同學(xué)們做以下測(cè)試：先告知其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)為前面的三小節(jié)192.168.0，后面的一小節(jié)為主機(jī)標(biāo)識(shí)，并記錄下原始設(shè)置，實(shí)驗(yàn)完成后還原至初始設(shè)置。分組：以相鄰兩個(gè)同學(xué)或三個(gè)同學(xué)為一組1、更改其中一個(gè)同學(xué)ip地址的主機(jī)號(hào)，使得兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的ip地址完全相同，并記錄現(xiàn)象。（提示ip地址沖突）2、繼續(xù)更改該計(jì)算機(jī)的主機(jī)號(hào)至另一個(gè)沒(méi)有被使用的ip地址，比如34更改為為134，使用 ping命令測(cè)試其連通性。記錄現(xiàn)象。（連通）3、繼續(xù)更改該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)中的任意一小節(jié)的值，然后測(cè)試

6、其連通性（不通）4、還原所有的設(shè)置。小結(jié)1、每臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)都有與其它計(jì)算機(jī)不同的ip地址。2、每個(gè)ip地址都有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)組成。3、不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)的計(jì)算機(jī)不能直接通信。具有相同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)的計(jì)算機(jī)可以直接通信。4、從前面的結(jié)論還可以推導(dǎo)出ip地址在分配的時(shí)候，一般情況下都是以網(wǎng)絡(luò)為單位分配，而不是單獨(dú)分配一個(gè)或者幾個(gè)ip地址，這樣才能保證不同的公司得到的ip地址不在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)下，提升網(wǎng)絡(luò)安全。第二部分，怎樣確定網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)位的長(zhǎng)度？通過(guò)現(xiàn)實(shí)中ip地址分配時(shí)可能遇到的問(wèn)題著手，提出問(wèn)題，解決問(wèn)題。實(shí)際上分類(lèi)ip地址是在早期因特網(wǎng)規(guī)模還不是太大的條件下相對(duì)合理的一種分配方案，它簡(jiǎn)單地考慮到了不同規(guī)模

7、網(wǎng)絡(luò)的ip地址需求。思考在32位的ip地址中，多少位用于網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，多少位用于主機(jī)標(biāo)識(shí)？ 講解請(qǐng)學(xué)生計(jì)算在剛才的實(shí)驗(yàn)中24位網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)的條件下，可以為該網(wǎng)絡(luò)號(hào)最多分配多少個(gè)ip地址給計(jì)算機(jī)。學(xué)生可以得出最多256臺(tái)計(jì)算機(jī)可以分配到ip地址講解在相同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)下，有兩個(gè)特殊的ip地址是不能分配給計(jì)算機(jī)的，一個(gè)用于網(wǎng)絡(luò)地址，一個(gè)用于廣播。因此，實(shí)際分配給主機(jī)的ip地址只有256-2=254個(gè)簡(jiǎn)單解釋廣播的原理討論只能給254臺(tái)計(jì)算機(jī)分配ip地址的網(wǎng)絡(luò)顯然不適合大型網(wǎng)絡(luò)的ip地址的分配。對(duì)于一個(gè)更大型的網(wǎng)絡(luò)而言，如何分配ip地址？學(xué)生討論并回答一種可能答案再分配一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)。得出這個(gè)答案的理由是基于網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)

8、絡(luò)之間總是互相連通的，不可能完全孤立。盡管在前面的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)得出不能直接通信的結(jié)論。如果有這樣的回答我們可以用增加了額外的設(shè)備實(shí)質(zhì)上是路由器和額外的管理成本為由來(lái)否定這不是一個(gè)比較好的解決方案。這里提問(wèn)的目的主要是為講解ip地址的分類(lèi)作鋪墊另一種答案，也是我們需要的答案減少網(wǎng)絡(luò)位的長(zhǎng)度，增加主機(jī)號(hào)的長(zhǎng)度。追問(wèn)并讓學(xué)生討論那設(shè)置多長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)位比較合理呢？這個(gè)問(wèn)題并不需要準(zhǔn)確的答案，也沒(méi)有準(zhǔn)確的答案。主要目的是讓學(xué)生自己推導(dǎo)出無(wú)論多長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位都無(wú)法較好地滿(mǎn)足各種規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的ip地址分配，盡管沒(méi)有完美的分配方案，但我們應(yīng)該找出一個(gè)更加合理的分配方案來(lái)。小節(jié)從前面的討論中得出，無(wú)論設(shè)置多長(zhǎng)的網(wǎng)

9、絡(luò)位都不能很好地滿(mǎn)足不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的ip地址分配需求，因此我們需要一個(gè)相對(duì)靈活的方案來(lái)滿(mǎn)足不同網(wǎng)絡(luò)大小的ip地址分配。講解請(qǐng)同學(xué)們打開(kāi)課本網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用第23頁(yè)仔細(xì)閱讀1-4標(biāo)題下的內(nèi)容，請(qǐng)注意不同分類(lèi)ip地址的變化規(guī)律。展示第三部分，引入子網(wǎng)掩碼實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)的確定。從因特網(wǎng)的快速擴(kuò)張導(dǎo)致ip地址的需求急劇增加，分析原有分類(lèi)ip地址的不合理性，從而提出更為靈活的分配方案引入子網(wǎng)掩碼來(lái)確定網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)。講解隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，這種分類(lèi)ip地址的分配方法越來(lái)越顯現(xiàn)出其局限性。例如，還是前面的例子，如果某個(gè)公司有255臺(tái)計(jì)算機(jī)如何分配ip地址？引導(dǎo)學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中可以得出不可能分配a類(lèi)和b類(lèi)地址

10、，否則會(huì)造成更大的浪費(fèi)。因此只能分配兩個(gè)c類(lèi)地址。但即使是通過(guò)增加設(shè)備使得兩個(gè)c類(lèi)地址把網(wǎng)絡(luò)連起來(lái)，也依然造成了253個(gè)ip地址的浪費(fèi)講解無(wú)論怎樣分配都會(huì)造成253個(gè)ip地址的閑置。需要更為合理的分配方案引入了子網(wǎng)掩碼。展示實(shí)例請(qǐng)學(xué)生思考在展示的例子中，子網(wǎng)掩碼如何確定ip地址的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)？引導(dǎo)學(xué)生觀察規(guī)律得出結(jié)論結(jié)論子網(wǎng)掩碼同ip地址一樣，也是32位的二進(jìn)制數(shù)。由前半部分全為1和后半部分全為0的二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成。前半部分為1的長(zhǎng)度決定了ip地址中網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)的長(zhǎng)度。換句話(huà)說(shuō)，子網(wǎng)掩碼中1所覆蓋的范圍就是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)的長(zhǎng)度。在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，由于需要網(wǎng)絡(luò)號(hào)相同，因此同一網(wǎng)絡(luò)中的子網(wǎng)掩碼也必然是相同的。通過(guò)這種機(jī)制，使得ip地址的分配更趨于靈活和合理。大大減少了ip地址的閑置。三、總結(jié)ip地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制地址，用于計(jì)算機(jī)的信息通信。由網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)兩部分組成。通過(guò)分類(lèi)ip地址和引入子網(wǎng)掩碼兩種方案來(lái)確定網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)。【課堂反思】本節(jié)課通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際，著重從實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題及其解決辦法著手，相比純粹的理論介紹而言更具有明顯的課堂教學(xué)效果。不過(guò)，本節(jié)課反復(fù)在二進(jìn)制和十進(jìn)制之間來(lái)回轉(zhuǎn)換，這對(duì)學(xué)生對(duì)進(jìn)制轉(zhuǎn)換的技能要求比較高。