教案IP地址

教案课程名称网络设备授课年级高一学校电子职校教师姓名李萱章节名称认识IP地址和网络设备计划学时1课时教学目标1、了解将要学习的交换机和路由器2、能熟练掌握通用的IP地址的分类。设计思路通过模拟构建的工作场景，使学生能够以工作过程的形式进行学习。教学环节教学内容、所用时间、教师活动、学生活动引入新课学校新招了一名网络管理员，在正式开始工作前，需要对校园园区网有一个了解，能明确在网络中使用的各种设备及功能，能规划合适的IP地址。新课教学一、认识交换机交换机（Switch）是工作在OSI模型中第2层的网络设备，也被称为LAN交换机或工作组交换机，如图1-30所示。通常用于替代集线器的工作，连接LAN分段。它是利用一张MAC地址表来决定数据转发的目的地，从而减通信量。目前除了二层交换机外，工作在第3层甚至更高层的交换机，被称为多层交换机。二、认识路由器路由器（Router）是工作在OSI模型中第3层的网络设备，如图所示。它是基于IP地址在网络间传递数据分组。路由器能作出决定为网络上的数据分组选择最佳传递路径。路由器三、选择楼层网络使用的网络设备。每个楼层的计算机（节点）都是通过100M以太网连接到一个集合点，这样的集合点可以是一台集线器，也可以是一台交换机，从使用的功能上考虑，交换机的功能比集线器要强大的多，在使用上能较好的满足用户的需求，并且能实现数据的快速发送。所以可以选择一台楼层接入交换机，采用的网络设备是一台二层交换机。四、选择建筑物与园区网络使用的网络设备。每幢建筑物内的各个接入交换机通过100M以太网汇聚到一台汇聚交换机上，采用的网络设备是一台多层交换机（在1-23图中以三层交换机表示）。整个校园各个建筑物得汇聚交换机通过1000M以太网最终是连接在一台核心交换机上。五、选择园区网络对外连接使用的网络设备。为了保障内网的安全及网络连接的畅通，内网与外部网络之间一般是通过路由器通信，所使用的网络接口不光有以太网接口，还有同步串口、异步串口等，确保与互联网络的连接。六、进行IP地址的分配。在选择校园网中内部的IP地址类型时，可以根据内部网中子网数量及每个子网的规模进行选择，在此选用C类IP地址，前三段标识不同的网络，第四段标识一个网络中的不同主机。为了使IP地址反映内部网的特点，从区分主干网与非主干网、区分不同建筑物、区分同一建筑物内不同楼层等方面来规划，内部网中所有设备的子网掩码均选用默认值255.255.255.0，不再用掩码划分子网。在图1-23中，路由器连接互联网的接口采用公网IP地址（由ISP提供），内网IP地址可以由网络管理员进行规划，如：教学楼一层可以采用192.168.11.1~192.168.11.254范围内的IP地址，二层可采用192.168.21.1~192.168.21.254范围内的IP地址等。行政楼一层可以采用192.168.51.1~192.168.51.254范围内的IP地址，二层可采用192.168.61.1~192.168.61.254范围内的IP地址等。实验楼一层可以采用192.168.101.1~192.168.101.254范围内的IP地址，二层可采用192.168.102.1~192.168.102.254范围内的IP地址等。IP地址定义网络中使用的IP地址在网络中唯一标识计算机逻辑地址。IP地址与MAC地址不同，是为了跨越任意数量的网络，从全球网络的任何位置找到目的计算机，路由器或网关是根据IP地址将数据传送到它们的目的地，只有在本地网络里，MAC地址才发挥作用。IP地址在计算机连接的网络范围内应该是唯一的，不论是在局域网还是在互联网上。通常一台计算机并不是直接连接在互联网上，而是存在于一个本地网络中（LAN）。如果要连接本地网以外的计算机或其他网络设备，必须通过路由器等网络连接设备。这个本地网可以称为整个网络的“子网”。在子网范围内的计算机，可以不通过网络连接设备而直接进行数据的发送与接收。而不在同一个子网内的计算机，必须通过路由器、多层交换机等网络连接设备进行转发。现在的互联网应用IPv4作为IP地址分配方案。每个IP地址以32位二进制位的形式组成，通常写成4个点分十进制数。当IP地址分配给计算机的时候，32比特的IP地址最左边的若干位表示网络，具体位数由这个IP的类型决定，。IP地址的其余部分标识网络中的一台计算机，这样的计算机称为主机。因此计算机的IP地址实际上包含了网络号和主机号。计算机通过使用另一组32位二进制位作为子网掩码，与IP地址配合使用，在网络上完全确认一台计算机的网络地址。子网掩码定义了构成IP地址的32位中有多少位用于表示网络。子网掩码从左边开始按顺序，在标识网络地址时一直用“1”来代表对应IP地址的相同位上的数字表示网络，然后一直用“0”来代表的对应IP地址的相同位上的数字表示主机。子网掩码在形式与IP地址相似，通常也是写成4个点分十进制数。如IP地址为201.174.23.45，子网掩码位255.255.255.0。其中IP地址的201.174.23表示的是子网地址，所有以201.174.23.X（X的范围为0~255）为IP地址的计算机属于同一个子网。45表示的是一台主机号，用来与子网中的其他主机相区分。为了适应不同规模的网络，可将IP地址分类。在IPv4中将IP地址分成A类、B类、C类、D类和E类，并把这样的IP地址称为有类地址。A类地址是将IP地址32位中第一组8位二进制分配给网络地址，后面三组8位二进制分配给主机地址，对应的子网掩码是255.0.0.0。第一组8位的第一位必须是0，对应的十进制范围就是0~127。由于0和127属于保留地址，所有A类地址的实际范围是1~126。任何IP地址第一组8位二进制的取值在1~126之间的都是A类地址。B类地址是将IP地址32位中前两组16位二进制分配给网络地址，后面两组16位二进制位分配给主机地址，对应的子网掩码是255.255.0.0。第一组的前两位必须是10，对应的十进制范围就是128~191。任何IP地址第一组8位二进制的取值在128~191之间的都是B类地址。C类地址是将IP地址32位中前三组24位二进制分配给网络地址，最后一组8位二进制位分配给主机地址，对应的子网掩码是255.255.255.0。.第一组的前三位必须是110，对应的十进制范围就是192~223。任何IP地址第一组8位二进制的取值在192~223之间的都是C类地址。D类地址用来支持组播。组播地址是唯一的网络地址，用来转发目的地为预先定义的一组IP地址的分组。D类IP地址的32位是以1110开始，后面28位表示主机。任何IP地址第一组8位二进制的取值在224~239之间的都是D类地址。E类地址是保留IP地址，不用于实际网络的分配。E类IP地址的32位是以1111开始，后面28位表示主机，任何IP地址第一组8位二进制的取值在240~255之间的都是E类地址。在互联网上使用的IP地址称为公有地址，公有地址在互联网上是唯一的、全局的和标准的，任何连接在Internet上的主机都遵循此规则，由Internet地址分配中心（IANA）统一管理全球公有地址。对于不连接在Internet上的网络，称为私有网络，如一个企业、学校的内部网络。它可以使用任何有效地址，只要这个地址在本网络中是唯一的。但最终这样的网络还是会连接到互联网中，所以私有网络的IP地址也必须遵循一定的规则。为了便于管理，在IP地址中留出3个地址空间作为私有内部IP地址。这些范围内的IP地址不能被用于互联网。其中A类地址范围是10.0.0.0到10.255.255.255，B类地址范围是172.16.0.0到172.31.255.255，C类地址范围是192.168.0.0到192.168.255.255。另外还有一些特殊地址，也不能被用于互联网。如127.X.X.X表示主机的回路地址，仅供主机测试本机网络配置。255.255.255.255表示广播地址，用于向本地网路中所有主机发送广播。0.0.0.0表示任意网络IP地址，在路由器的路由表上就代表所有IP地址。在一个子网中，主机位为0代表特定的子网，主机位为255代表面向所有子网主机广播。课堂小结课后作业课内完成教学反思