教案《計算機網(wǎng)絡(luò)》

1、教案課程名稱：計算機網(wǎng)絡(luò)授課對象：授課章節(jié)：第三章TCP/IP 協(xié)議 第一節(jié) IP 編址方案課時安排：2 節(jié)課 90 分鐘授課教師：1、 教學(xué)目的與要求1. 掌握 IP 地址的概念、格式和分類；2. 掌握子網(wǎng)掩碼的作用及劃分子網(wǎng)的方法。2、 教學(xué)重點與難點1. 教學(xué)重點：IP 地址的格式和分類；2. 教學(xué)難點：IP 地址的格式和分類、通過子網(wǎng)掩碼劃分子網(wǎng)的方法。3、 教學(xué)方式以理論講授為主，通過課堂提問、討論的方式開展互動，加強教學(xué)效果。教學(xué)過程的設(shè)計和組織第三章 TCP/IP 協(xié)議首先回顧前面章節(jié)所講的計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，引出網(wǎng)絡(luò)分層協(xié)議的工業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 協(xié)議。思考并討論以下問題

2、：1. 現(xiàn)實生活中我們用身份證來標(biāo)識每一個公民，在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)世界如何標(biāo)識每一臺計算機2. 學(xué)校采用學(xué)校- 學(xué)院 - 系 -專業(yè)-班級的分層體系管理學(xué)生，網(wǎng)絡(luò)世界如何管理計算機呢3. 分鐘左右，讓學(xué)生舉手回答，可能有以下情況：對第一問：一種情況是給網(wǎng)絡(luò)中每臺計算機取一個名字；或者給每一臺計算機一個編號對第二問：一種情況是我們將網(wǎng)絡(luò)按照行政區(qū)域分層管理；或者將計算機網(wǎng)絡(luò)按照類似于學(xué)校分層管理的方式管理討論中有可能出現(xiàn)繼續(xù)提問：取名字如何保證統(tǒng)一性；編號如何保證唯一性；分層如何確定層次性教師根據(jù)上述問題及其討論情況開展點評，指出 IP 地址就是用來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中計算機的編址方案，不僅解決了第一個問題，也

3、同時解決了網(wǎng)絡(luò)計 算機的層次問題。第一分節(jié)IP編址方案1. IP地址定義和作用對比現(xiàn)實生活中身份證制度，不管某個人什么名字、什么民族、什么地區(qū)、什么性別，但都有唯一的18位身份標(biāo)識，參照身份證制度提出IP地址概念。IP地址：就是因特網(wǎng)上的每臺主機被分配的唯一地址，也稱為互聯(lián)網(wǎng)地址，用于所有與該主機的通信中。舉例IP地址和我們的家庭地址的聯(lián)系；IP地址與電話號碼的聯(lián)系。思考：為什么要使用IP地址（2分鐘）原因（在同學(xué)們回答基礎(chǔ)上歸納提出）：可以通過IP地址屏蔽各種物理網(wǎng)絡(luò)的地址差異；每種網(wǎng)絡(luò)都有各自的技術(shù)特點，其物理地址各不相同； 統(tǒng)一物理地址的表示方法不現(xiàn)實;互聯(lián)網(wǎng)對各種物理網(wǎng)絡(luò)地址的“統(tǒng)一”

4、可以通過IP地址在網(wǎng)絡(luò)層完成。2. IP地址的格式提問：再次對比IP地址和身份證編號，提問學(xué)生身份證編碼的格式如何，是否對IP地址的設(shè)計有借鑒作用。身份證號編碼的規(guī)則1-2位表示省、自治區(qū)、直轄市代碼，3-4位表示地級市、盟、自治州代碼，5-6位表示區(qū)縣代碼；7-14位表示出生年月日； 15-17位為順序號，18位為校驗碼。根據(jù)上述分析得出其編制規(guī)則，即地 區(qū)編碼+出生日期+區(qū)分碼。由此引出IP地址的格式。一個完整的IP的地址由一組32位(bit)二進(jìn)制組成，每8位為一個分段(Segment),共分為4段，段與段之間用小圓點.隔開。如：這種表示方式稱為“點分二進(jìn)制表示法”。提問：點分二進(jìn)制表示

5、法有什么弊端根據(jù)學(xué)生回答，指出點分二進(jìn)制表示法的弊端：數(shù)字太長，記憶不方便，書寫不方便，而且非專業(yè)人士難以讀懂解決辦法:引出改進(jìn)的表示方法一一點分十進(jìn)制計數(shù)表示法，利用表格回顧二進(jìn) 制一一十進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換方法(根據(jù)學(xué)生對進(jìn)制轉(zhuǎn)換情況可以適當(dāng)復(fù)習(xí)一 下)，同時講解點分十進(jìn)制表示法。二進(jìn)制和十進(jìn)制之間的關(guān)系：27=12826=6425=3224=1623=822=421=220=1(板書演示轉(zhuǎn)換過程)將上述 IP用點分十進(jìn)制計數(shù)法表示。練習(xí)(2分鐘)：將IP地址對該表示法進(jìn)行課堂總結(jié)：(1)每一個IP地址由四段組成；(2)每段用小數(shù)點隔開；(3)每個數(shù)字的取值范圍在 0-255之間。借鑒身份證的分段

6、編碼規(guī)則，IP地址也由網(wǎng)絡(luò)號和主機號兩段構(gòu)成表示為：IP-address:=,3. IP地址的分類NIC（國際網(wǎng)絡(luò)信息中心）將IP地址分成五類，A類，B類，C類，D類和E類。通過列表方式進(jìn)行演示。A0網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符7位主機部分24位B10網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符14位主機部分16位C110網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符號21位主機部分 8位D1110多點廣播地址（28位）E11110實驗保留地址思考并計算：各類IP地址的類別和規(guī)模。根據(jù)學(xué)生計算情況，給出常用的三類 IP地址的比較:IP地址范圍可支持每個網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)范例地的網(wǎng)絡(luò)主機數(shù)規(guī)模址數(shù)A12616,777,214大B1638465534中C2097152254小課堂討論:(1)三

7、類IP地址如何區(qū)分(2)加入某公司要建立一個擁有 1500臺計算機規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，可以采 用什么類型的IP地址；加入要建立一個擁有 200臺計算機規(guī)模 的網(wǎng)絡(luò)，可采用什么類型的IP地址(3)課堂教學(xué)總結(jié)：教師在講授網(wǎng)絡(luò)地址與主機地址時采用恰當(dāng)?shù)念惐龋喝绱_定某個同學(xué) 所在的位置，網(wǎng)絡(luò)地址好比同學(xué)的班級，主機地址類似同學(xué)的座位號。進(jìn) 一步通過上述三個討論引導(dǎo)學(xué)生對三類IP地址概念的理解掌握并回答三個問題。1）判斷某個IP 地址屬于哪類網(wǎng)絡(luò)：看第一個數(shù)字0-127A 網(wǎng)，128-191B 網(wǎng)， 192-223C 網(wǎng)。（ 2） 1500 臺主機大于254 小于65534，應(yīng)采用B 類網(wǎng)絡(luò)。200 臺計算機

8、應(yīng)采用C類網(wǎng)絡(luò)。（ 3）第二分節(jié)子網(wǎng)掩碼1 子網(wǎng)掩碼思考（ 2 分鐘）：IP 地址是 32 位二進(jìn)制，分為網(wǎng)絡(luò)部分和主機部分，任意給定一個IP 地址，如何區(qū)分哪些位表示網(wǎng)絡(luò)，哪些位表示主機根據(jù)討論引出子網(wǎng)掩碼：網(wǎng)絡(luò)管理員使用子網(wǎng)掩碼來區(qū)分IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號和主機號。子網(wǎng)掩碼將所有的網(wǎng)絡(luò)位用1 標(biāo)識，主機用0 標(biāo)識。子網(wǎng)掩碼就像一個過濾器，把一個完整的IP 地址的網(wǎng)絡(luò)部分和主機部分成功分離。分離方法：當(dāng)用子網(wǎng)掩碼和任意IP 地址進(jìn)行按位取與操作時，就可以得到該地址的網(wǎng)絡(luò)地址；剩下的位即為主機地址。解（板書該過程，通過例子講解求網(wǎng)絡(luò)號和主機號的方法）：將十進(jìn)制IP 地址轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制二進(jìn)制0000

9、100100000001十進(jìn)制19292001將十進(jìn)制子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制二進(jìn)制00000000十進(jìn)制 2552552550IP 地址和二進(jìn)制子網(wǎng)掩碼進(jìn)行按位與操作IP 地址0000100100000000與操作0000100100000000二進(jìn)制0000100100000000192920002 缺省子網(wǎng)掩碼當(dāng)未劃分子網(wǎng)，對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)號位都是1，主機號都置0子網(wǎng)掩碼作用就是判斷兩個需要通信的主機是否需要通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)， 如果兩個主機在同一子網(wǎng)內(nèi)，就可以直接通信，如果兩個主機不在同一個 子網(wǎng)中，則需要尋找路徑進(jìn)行通信。子網(wǎng)掩碼必須與IP地址結(jié)合使用。3 .子網(wǎng)劃分思考：回顧A B、C類IP地址，

10、討論存在的問題及解決辦法 (2分鐘)教師總結(jié)：A類網(wǎng)絡(luò)規(guī)模太大，每個網(wǎng)絡(luò)規(guī)模達(dá)到上千萬臺計算機，導(dǎo)致數(shù)以百萬 計的A類地址資源被浪費，C類地址比較適合中小型企業(yè)使用，但是嚴(yán)重 不夠用。解決辦法：可以通過劃分子網(wǎng)的方法解決該類問題。(1)子網(wǎng)劃分的基本思路劃分子網(wǎng)是一個單位內(nèi)部的事情，單位對外仍然表現(xiàn)為沒有劃 分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。從主機號借用若干位作為子網(wǎng)號 subnet-id ,而主機號host-id 也就相應(yīng)減少了若干位，通過劃分子網(wǎng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，可以將 大型網(wǎng)絡(luò)劃小，也可以將小型網(wǎng)絡(luò)聚大。IP-address:=,凡是從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給本單位某個主機的IP數(shù)據(jù)報，仍然是根據(jù)IP數(shù)據(jù)報的目的網(wǎng)絡(luò)號，

11、先找到連接在本單位網(wǎng)絡(luò)上的路由 器。然后此路由器在收到IP數(shù)據(jù)報后，再按目的網(wǎng)絡(luò)號，子網(wǎng) 號找到目的子網(wǎng)。最后將IP數(shù)據(jù)報直接交付給目的主機。(2)子網(wǎng)劃分的基本方法Stepl :將要劃分的子網(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)換為 2的m次方，如果不是恰好為2的 次方，則取大為原則，即大于最接近該數(shù)且為 2的募，如要劃分6個子網(wǎng)， 取8,則取23。SStep3:確定子網(wǎng)號及子網(wǎng)IP地址范圍。將所占用的位依次取 0和1 進(jìn)行排列組合，按從小到大的順序排列即可得到子網(wǎng)號及相應(yīng)的IP地址范圍。【例2】第一步定義子網(wǎng)掩碼 將要劃分的子網(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)換為 2的次方，4=220取22的募，m=2第二步 確定子網(wǎng)號和子網(wǎng)的IP 地址范圍4 個子網(wǎng)的的子網(wǎng)號如下（從小到大順序排列）：從而四個子網(wǎng)的IP 地址范圍如下：二進(jìn)制0000100100000000 00111111十進(jìn)制19292000二進(jìn)制0000100101000000 01111111十進(jìn)制1929200二進(jìn)制00001001十進(jìn)制1929200二進(jìn)制00001001十進(jìn)制1929200即子網(wǎng) IP 地址范圍分別為：【注意提醒學(xué)生】實際情況下，全也就是說，這樣劃分的每個子網(wǎng)有