云南国防工业职业技术学院教学教案(研究型教学案例)

云南国防工业职业技术学院教学教案（研究型教学案例）教学课题：IP编址教学目标：通过本次课的学习，可以理解网络中为什么采用IP地址、掌握IP地址的组成以及子网划分的基本规则。教学的重点和难点：1、为什么采用IP地址？2、IP地址的层次结构和分类。3、如何进行子网划分？教学内容：1、使用IP地址的原因及IP地址的作用1）为什么要使用IP地址？•屏蔽各种物理网络的地址差异。•每种物理网络都有各自的技术特点，其物理地址也各不相同。•统一物理地址的表示方法不现实。•互联网对各种物理网络地址的“统一”通过IP地址在IP层完成。2）IP地址的作用•指定计算机到互联网的一个连接。•与互联网有多个物理连接的计算机具有多个IP地址（路由器、多宿主主机等）。•多个IP地址可以绑定到一条物理连接上。2、IP地址的组成1）IP地址的层次结构A、互联网的层次结构B、IP地址的组成一般地，IP地址由网络号（netid）和主机号（hostid）两个部分组成，网络号用来标志互联网中的一个特定网络，而主机号则用来表示该网络中主机的一个特定连接。所有在相同物理网络上的系统必须有同样的网络号，网络号在互联网上应该是独一无二的。主机号在某一特定的网络中才必须是唯一的。2）IP地址的分类为了适应各种不同的网络规模，IP协议将IP地址分成A、B、C、D、E五类，常用的是A、B、C三类。它们可以根据第一字节的前几位加以区分。如下图所示。5类IP地址IP地址分类的优越性：既能适应不同的网络规模又具有一定的灵活性。表1常用的A、B、C3类IP地址可以容纳的网络数和主机数3）IP地址的直观表示法IP地址的长度为32位二进制数值组成,它采用点分十进制标记法，即将4B的二进制数值转换成4个十进制数值，每个十进制数值小于等于255，4个十进制数值间用“.”隔开，表示成w.x.y.z的形势如下图。点分十进制标记法举例二进制IP地址用点分十进制表示法表示成：202.93.120.443、特殊的IP地址形式TCP/IP体系中保留了一小部分IP地址，这部分地址具有特殊的意义和用途，这些特殊的IP地址不能分配给主机或网络连接。1）网络地址在互联网中，经常需要使用网络地址，主机号为全“0”的IP地址，用来表示网络地址。例如：在A类网络中，地址113.0.0.0表示该网络的网络地址。而一个具有IP地址为202.93.120.44的主机所处的网络地址为202.93.120.0，它的主机号为44。2）广播地址IP协议规定，主机号为全“1”的IP地址是保留给广播用的。广播地址又分为两种：直接广播地址和有限广播地址。A、直接广播如果广播地址包含一个有效的网络号和一个全“1”的主机号，那么称之为直接广播（DirectedBroadcasting）地址。在IP互联网中，任意一台主机均可向其它网络进行直接广播。例如C类地址202.93.120.255就的一个直接广播地址。互联网上的一台主机如果使用该IP地址为数据报的目的IP地址，那么这个数据报同时发送到202.93.120.0网络上的所有主机。B、有限广播32位全为“1”的IP地址（225.225.225.225）用于本网广播，该地址叫做有限广播（LimitedBroadcasting）地址。在主机不知道本机所处的网络时（如主机的启动过程中），只能采用有限广播方式，通常由无盘工作站启动时使用，希望从网络IP地址服务器处获得一个IP地址。3）回送地址任何一个以127开头的IP地址（127.0.0.0～127.255.255.255）是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机器进程间通信。这个IP地址叫做回送地址（loopbackaddress），最常见的表示形式为127.0.0.1。在每个主机上对应于IP地址127.0.0.1有个接口，称为回送接口（loopbackinterface）IP协议规定，无论什么程序，一旦使用回送地址作为目的地址时，协议软件不会把该数据包向网络上发送，而是把数据包直接返回给本机。4、编址实例5、子网编址问题的提出：IP地址能适应于不同的网络规模,随着个人电脑普及使小型网络（特别是小型局域网络）越来越多，即使采用C类IP地址也是一种浪费，子网编址可以克服IP地址浪费的解决方案之一。1）子网编址方法A、IP地址具有层次结构：网络号和主机号。B、子网编址方法：将IP地址的主机号部分进一步划分成子网部分和主机部分，从标准IP地址的主机号部分“借”位并把它们指定为子网号部分，在“借”用时必须给主机号部分剩余2位，在“借”用时至少要借用2位。子网编址方法举例：2）子网地址和子网广播地址与标准的IP地址相同，子网编址也为子网网络和子网广播保留了地址编号。在子网编址中，以二进制全“0”结尾的IP地址用来表示子网，而以二进制全“1”结尾的IP地址为子网广播地址所保留。为了与标准的IP编址保持一致，二进制全“0”或全“1”的子网号不能分配给实际的子网。32位全为“1”的IP地址（255.255.255.255）为有限广播地址，如果在子网中使用该广播地址，广播被限制在本子网内。表2对一个C类网络的子网划分3）子网表示法A、子网通过“子网掩码”表示子网掩码采用了32位二进制数值，与IP地址的网络号和子网号相对应的位用“1”表示，与IP地址的主机号相对应的位用“0”表示。B、如何判断IP地址的网络号、子网号和主机号？结合IP地址和其子网掩码，就可以判断出IP地址中哪些位表示网络和子网，哪些位表示主机。第一步：借用B类IP地址的8位表示子网，其子网掩码：255.255.255.0子网号：25第二步：借用B类IP地址的4位表示子网，其子网掩码：255.255.240.0子网号：1学习小结：通过本次课的教学，学生可以学习到：1、从互联网IP寻址的角度理解为什么采用IP地址？2、掌握IP地址的结构以及如何分类、划分IP地址。3、从组建网络的角度熟悉子网划分的基本方法。作业提交：学员：尹思良单位：云南国防工业职业技术学院