4IP地址及其管理

第一篇：4IP地址及其管理

IP地址及其管理

【教学目标】

1、知识与技能目标：

（1）掌握IP地址的概念、格式、分类。

（2）掌握子网掩码的作用，IP地址的动、静态分配。

（3）了解IP地址的管理方式及IP地址资源的分配情况。

2、过程与方法：学生探究知识的过程中，以IP的概念为主线，再逐步深入到与IP相关的理论知识的研究，如子网掩码、IP地址的分配等。

3、情感态度与价值观：

（1）让学生在学习过程中克服畏难情绪，体会到学习理论的快乐，为以后学习理论知识找到合适的方法。

（2）让学生认识到IP地址资源的有限及分配的不平衡,体验民族的危机感。

【学习重点】

1、IP地址的概念、格式、分类

2、IP地址资源的分配。

【学习难点】：IP地址资源的分配

【教学策略】：

任务驱动和探究激励为主要教学模式，将教学内容设计成一个个小问题不断引导学生进行问题探究，从使用IP地址上网，观察本机的IP地址，讨论IP的组成，逐步地提升到理论高度，认识IP地址在网络中的实质。然后在掌握理解IP地址的情况下，思索IP地址存在的限度，引发学生对IP发展趋势的思索。

【教学课时】：1学时

【教学资源】：

1、能够连通互联网的多媒体电脑室。

2、实验室计算机58台。

教学反思

“IP地址及其管理”这节内容是理论性较强的知识，若照本宣科，学生听之无趣。本人在教学过程中采用了任务驱动和激励探究相结合的教学模式，让学生从自己感兴趣的网络入手，一层层地挖掘出IP地址的知识，让学生不断地随着老师问题地引导去自主学习，发现一个个为什么，最后让学生在获得知识后返回到感兴趣的网络中，思考一个较深层次的问题：现有的IP够用吗？若不够用要怎样去解决？

主要体现在以下几个设计理念：

1）由浅入深，从简单到复杂，从实体现象到抽象概念。一步一步地引导学生感知IP地址、认识IP地址、掌握理解IP地址；

2）充分应用激励探究教学，设计好一个一个小问题，引导学生交流讨论，在老师的不断提示中得出结论；而不是直接告诉学生结果，培养学生自主探究的能力；

3）拓展和整合了教材内容，呼应了教材第一章的内容，解释了网络连接设备的一些原理；能充分结合学校本身的网络环境，因地制宜，做好课堂教学设计。

第二篇：IP 地址及其管理

IP 地址及其管理

一、教材内容分析

本节介绍了 IP 地址和 IP 地址的管理的相关知识。IP 地址的概念非常重要，是本节课的重点。但由于知识内容本身比较抽象，学生不太容易掌握，教师在教学过程中，可以结合实践内容，举例让学生逐步理解这个概念。IP 地址的管理主要介绍因特网地址分配机构和分级管理的方式，可以通过类比让学生理解，同时让学生感受 IP 地址资源的有限性和分配不平衡性。

二、教学目标

1．要求学生了解 IP 地址的概念、格式及分类，知道 IP 地址的组织与管理方法；

2．感受 IP 地址资源的有限性和分配的不平衡性，树立节约资源、合理使用资源的意识。

三、教学重难点 ：IP 地址的概念。

四、教学方法 ：讲解法，演练法，对照法。

五、教学设计策略

由于本节知识内容比较抽象，学生自学有些困难，因此采用讲授法，并运用一些类比教学手段，将抽象的理论形象化。运用演示、讲解和练习相结合的手段，通过精心设计学生活动，形象地将 IP 地址展现在学生面前。运用对照法，将 IP 地址和上节所学的域名知识结合。

六、教学过程

新课导入

教师活动 先让学生打开两个浏览器窗口，分别输入“ gmwz.com.cn” 和

“ 10．8．96．3”, 看看会出现什么情况。

学生活动 学生带着疑惑进行操作，结果发现访问的是同一个网站。

设计思想 让学生带着疑问进行学习，激发学生的求知欲。这样设计不但衔接上节课的知识点而且开门见山地揭示出了本节课的重要知识点。

新课学习

教师释疑 同学们，前面我们学习了因特网的域名，那么如果深入地想一下，域名对于我们用户是比较容易操作和记忆的，但是对于电脑来说，它可以直接识别域名吗？实际上，电脑只对二进制的数字感兴趣（电脑的工作原理），也就是说，电脑网络只认识 0 或 1 组成的数字。所以网络只能认识我们这节课要学习的由 0 或 1 组成的 IP 地址。前面学的域名就如同我们同学的名字，学生除了名字外，还有个考试时的座号，这里的座号就相当于域名对应的 IP 地址。再如，如果仅知道你的名字，不一定能够联系上你，但是如果知道你的电话号码，那就能够很快找到你。所以这里域名对应的 IP 地址就相当于人名对应的电话号码。由此可知，IP 地址才是真正网络中计算机的身份标识。

学生思考

在抽象难以理解的问题上，教师通过举例子进行必要的解释有助于学生理解问题，加深概念的认识，起到化难为易的效果。

任务设置

先请同学查看一下所在机号的网络 IP 地址。先打开网上邻居属性，找到“常规”标签中的 Internet 协议(TCP/IP)属性，就会看到该机的网络 IP 地址。

任务 1 ：找出你看到的 IP 地址的特点；

任务 2 ：看书指出 IP 地址的本质特征。

学生完成相应的任务并回答问题。

通过自主学习，能激发他们的学习积极性，有利于全面提高学生动手动脑的能力。通过观察形成感性认识，再读书深入认识事物的本质，培养学生掌握认识事物的一般方法。

师生互动

1．根据上面的任务学生归纳总结 IP 地址的格式特征，教师分析说明其中的要点并展示概念。

说明：

（1）IP 地址可以确定计算机在网络中的具体位置。

（2）IP 地址是由二进制数—— 32 位“ 0 ”或“ 1 ”组成的，每八位一组共四组，四组之间用点分隔，每组对应的数的范围是 0 ～ 255。展示概念：每个 IP 地址占用 32 个二进制位，即 4 个字节。书写时，将四个字节分别书写为十进制数，各数之间用圆点分隔开。

2．学生讨论比较 IP 地址与域名之间的异同。

教师总结二者异同。

相同之处：域名和 IP 地址指向同一个网络地址，组成结构类似，中间用圆点分隔。不同之处：域名是 IP 地址的文字表现形式，容易记忆，却不能被电脑直接识别。IP 地址是二进制数组成，比较难记，但在网络中可以被电脑直接识别。二者之间的密切联系和转换是靠一个叫域名系统（DNS 服务器）来完成的。

学生完成任务并相互探讨。

教师画龙点睛说明问题的本质。

本部分是教材的难点。教师应该通过多种途径引导学生学习：比如先引导学生讨论知识的表面现象，然后分析其本质特征，由表及里认识事物。为了进一步认识该知识点，可以联系前面的域名知识，讨论分析两者的异同。加深学生对 IP 地址概念的认识；学会建立新旧知识的联系，而不是孤立地看问题的一面。

知识拓展

让学生课后通过上网或查看课外书籍的方式查阅关于 域名系统（DNS 服务器）的资料，了解它的工作原理。推荐阅读的杂志和报刊有《电脑爱好者》、《中国电脑教育报》等。

培养学生探索知识的能力和兴趣，扩展知识面。

师生互动

3．教师给出问题：既然 IP 地址是确定计算机在网络中具体位置的编号，那么 IP 地址可以随便设置吗？

看书回答下列问题：

（1）IP 地址由哪两部分组成？

（2）网络标识的作用是什么？

（3）主机标识的作用是什么？

学生回答。

教师可以做如下解释 :

IP 地址中，一部分是网络标识，一部分是主机号；网络标识确定主机所在的物理网络，主机标识确定主机的物理地址。如果高一·三班理解为网络标志，那么座号 25 就可理解为主机号。再如电话号码 0536-2345103，前面 4 位 0536 表示电话的潍坊区位号，23 表示高密的区位，45103 表示电话机本身的号。正如化学中元素周期表一样，任何科学知识都是规律和经验的总结。

一般的，根据 32 位 IP 地址网络标识号和主机标识号各占用位数的不同，可以将 IP 地址划分为五类。

（1）A 类地址的第一字节是网络标识，后三个字节是主机标识。

（2）B 类地址的前两个字节是网络标识，后两个字节是主机标识。

（3）C 类地址的前三个字节是网络标识，第四个字节是主机标识。

（4）D 类地址用于多点广播。

（5）E 类地址保留备用。

显然，IP 地址不是随便设置的，它的设置方式 是有规律和意义的。之所以这样有规律地设置，是因为 IP 地址是需要管理的。

学生思考根据问题看书

通过举例子进行必要的解释有助于学生理解问题，加深对概念的认识，起到化难为易的效果。通过通俗讲解 IP 地址的组成规律及按规律分类，让学生认识到科学技术知识都是有规律可循的，从而进一步学习认识管理 IP 地址的重要性。

让学生认识到 IP 地址资源的有限及分配的不平衡性。

学生活动

4．IP 地址的管理的机构是什么？

学生上网查阅资料。

如：http:///

5．指出我国 IP 地址的总量不足及原因。鼓励学生努力学习，找出解决节省 IP 地址资源的办法。

[ 问题 ] 我国 IP 地址的总量不足解决办法是什么？

查阅有关 IPV4 和 IPV6 的资料。

采用小组形式讨论。

进行拓展学习。

知识迁移

第三篇：IP地址及其管理教案

IP地址及其管理

一、教材分析。

IP地址是计算机的网络身份证，是一台单机能上网的必要条件。而IP地址必须在子网掩码的配合下才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作，所以IP地址与子网掩码犹如一对形影不离的兄弟，联系异常紧密。鉴于此在选择授课内容时，我对教材原有结构进行了调整，不仅仅讲2.2IP地址及其管理，还将2.1节涉及到IP地址和域名这部分内容巧妙地溶入了本节，这样原来割裂的两部分内容互相补充，相得益彰，学生觉得的IP地址有关的知识变得完整丰富。

二、学情分析。

(1).知识方面，学生已经学习了信息技术基础，对计算机网络已经有了一定的了解，但个体差异十分明显。

(2).技能方面，学生思维活跃、积极性高，理解及操作能力也比较强，有很强的概括能力和抽象思维能力。

(3).情感方面，求知的欲望强烈，喜欢探求真理，具有积极地情感态度。

三、教学目标。

1、知识与技能

（1）掌握IP地址的概念、格式、分类。

（2）了解子网掩码域名，掌握IP地址的查看。

（3）了解IP地址的管理方式及IP地址资源的分配情况。

2、过程与方法

充分利用各种手段激发学生学习的兴趣，并通过交流探索，学会与人合作，提高学生的知识迁移能力和独立思考能力。

3、情感态度和价值观

（1）让学生在学习过程中克服畏难情绪，体会到学习理论的快乐，为以后学习理论知识找到合适的方法。

（2）让学生认识到IP地址资源的有限及分配的不平衡,体验民族的危机感。

四、重点、难点突破。

1、教学重点：IP地址的格式和分类，采用生活中贴切类比的办法，让学生通俗易懂的去学习Ip地址的格式和分类。

2、教学难点：通过生中的电话号码牢记IP地址的格式，然后练习多做。

五、教学过程。

（一）什么是IP地址？

[教师] 分析IP地址的概念，说明由于它是唯一的，才能通过IP地址确定主机实际的物

1理地址，从而抓住疑犯。每一台上网的计算机都有自己的网络身份——IP地址

[学生] 告知学生查看Ip地址的方法，查出自己计算机和同学的IP地址并记录。

一：网上邻居－右键属性－本地连接属性－双击“Internet协议（TCP/IP）”

二：开始菜单—命令提示符—

ipconfige_enter

总结：IP地址和域名都能标识网络中的计算机，但IP地址是唯一的。

（二）IP地址的格式（此部分内容以教师讲授为主）

十进制格式：131.107.3.2

4二进制格式：******00

IP地址数字范围在0~255解释原因

总结：[通用格式]十进制格式（点分十进制）：我们将32个二进制数分成4组（每组8位[1个字节]），并将每组转换成十进制数（0~255），且每组间用圆点来分隔。

（三）IP地址的分类

由例子：生活中的电话号码IP地址

根据设计者IP地址的分类

三类IP地址的范围、可支持的网络数目和每个网络支持的主机数的比较

【设计思想】

（1）生活中的例子通俗易懂

（2）通过例子对Ip地址分类的进一步牢记，更加的巩固一下知识。

（四）IP地址分层的管理图——IP地址资源的有限性，如何解决？

因特网地址分配机构（IANA）负责全球IP地址与域名的管理。全球IP地址的分配是按照一种分级的方式管理的。

讨论后得出： 方法一—IPV6方法二—IP地址的动态分配

【设计思想】

1、让学生认识到IP地址资源的有限及分配的不平衡,体验民族的危机感。

2、能自然贴切地引出下一知道点。

（五）作业

1.关于因特网中主机的IP地址，叙述不正确的是（）。

A、IP地址是网络中计算的身份标识

B、IP地址可以随便指定，只要和主机IP地址不同就行

C、IP地址是由32个二进制位组成D、计算机的IP地址必须是全球唯一的 历年真题，巩固检测

2.Internet使用TCP/IP协议实现了全球范围的计算机网络的互连，连接在Internet上的每一台主机都有一个IP地址，下面不能作为互联网上可用的IP地址的是（）。

A、201.109.39.68B、127.0.0.1C、21.18.33.48D、120.34.0.18

3.IP地址172.16.16.16属于（）类IP地址。

A类1.0.0.0~127.255.255.255 第一段为网络号，2~4段为主机号

B类128.0.0.0~191.255.255.2551~2段为网络号，3~4段为主机号

C类192.0.0.0~223.255.255.255 1~3段为网络号，第四段为主机号

D类 组广播地址E类 留用

4.IP地址是计算机在因特网中唯一识别标志，IP地址中的每一段使用十进制描述时其范

围是（）

A、0-128B、0-255C、-127-127D、1-256

（六）总结本节课主讲内容

六、教学反思。

遇到“IP地址及其管理”这节内容大多数老师内心还是非常害怕的，由于大量枯燥的理论又没有针对性强较有趣的学生活动，常常是教师一灌到底，学生听之无趣。但我的这节到结束都能使同学保持高昂的学习情绪，尽量做到不枯燥乏味的现象，归其原因主要体现在以下几个重要设计理念：

一、大量生活资源地应用。对理论地阐述教师用到很多生活中的类比，如IP地址和域名的关系，IP格式和电话号码格式，使讲述更生动。

二、设计一系列针对性强、又切实可行的学生实践活动，使学习主动有交流，使学生自己学习，发现内容，使其不再枯燥乏味。

三、对原有教材内容的重新整合，使 IP地址的教学内容不再被割裂，前后知识一点点联系紧，有因有果，一气呵成，也为下节“如何将计算机接入因特网”分解了一部分知识点。

最后，讲课语言组织不是很好等等问题有待改进。

第四篇：ip地址管理与规划[范文模版]

计算机网络规划与设计 6、2 IP 地址 6、2、1 IP 地址的类型 1.什么就是 IP 地址？ 2.IP 地址的分类 下面就是常用 A、B、C 三类地址的总结表: 表 表 6-2

网络类别、网络地址与主机编号字段的取值范围 网络类别 IP 地址 网络地址 址 主机编号 号 网络地址中 中 W 的取值范围 主机近似 个数 A W、X、Y、Z W X、Y、Z 1～126 1700万左右 B W、X、Y、Z W、X Y、Z 128～191 65000 C W、X、Y、Z W、X、Y Z 192～223 254 表 6-3 归纳了 A、B、C 三类网络 IP 地址 W 段的取值范围、网络个数及主机个数。

表 表 6-3

A、B、C 三类网络的特性参数取值范围 网络类别 网络地址(W)的取值范围 网络个数(近似值)主机个数 A 1、X、Y、Z ～126、X、Y、Z 126(2 7-2)2 24-2 B 128、X、Y、Z ～191、X、Y、Z 16384(2 14)2 16-2 C 192、X、Y、Z ～223、X、Y、Z 大约200万个(2 21)2 8-2 3.IP 地址中 网络地址的使用规则

无论在 Internet上还就是在局域网上,分配网络地址(即网络ID)时,常用的A、B与C三类网络的取值范围如表6-4所示,配置与使用IP地址时,应遵循以下规则: ① 网络地址必须惟一。

② 网络地址不能以 127 开头。因为 127 保留给诊断用的回送函数使用。

③ 网络地址中的各位不能全为“0”,0 表示本地主机,不能传送。

④ 网络地址的各位不能全为“1” 即,十进制的 255),全为 1 时,仅在本网络上进行广播,各路由器均不转发。

表 表 6-4

A、B、C 网络地址与主机地址的取值范围 网络类别 网络地址始值 网络地址终值 值 主机编号始值 值 主机编号终值 A 001、X、Y、Z 126、X、Y、W、0、0、1 W、255、255、2

Z 54 B 128、0、Y、Z 191、255、Y、Z W、X、0、1 W、X、255、254 C 192、0、0、Z 223、255、255、Z W、X、Y、1 W、X、Y、254 4.IP 地址中-主机 地址 的使用规则 ① 在网络地址相同时,即在同一网络中,主机地址(编号)必须惟一。即 I P 地址中主机编号相对于网络编号来说必须惟一。例如:在 202、112、144 这个 C 类网络中,只能有一台主机的编号为“8”。

② IP 地址中主机编号的各位不能全为 0,主机号全 0 表示该网的 IP 地址,例如,202、112、144、0。

③ IP 地址中主机编号的各位不能全为“1”,主机号全 1 的地址就是本网的广播地址,因此,255 不能用做主机的编号。例如:202、112、144、255 或 128、1、255、255。

④ ④

127、0、0、1 代表本地主机的 IP 地址,用于测试;因此,该地址不能分配给网络上的任何计算机使用。

5.IP 地址 的表示 规则 ① 在主机或路由器中存放的 IP 地址都就是 32 bit 的二进制代码。为了提高可读性,在写出给人瞧的 IP 地址时,往往每隔 8 bit 插入一个空格。但这样还就是不方便。于就是我们常常将 32 bit 的 IP 地址中的每 8 bit 用其等效的十进制数字表示,并且在这些数字之间加上一个点。这就叫做 点分十进制记法(dotted decimal notation)。下图 7-8 表示了这种方法,这就是一个 B 类 IP 地址。

② 当一个主机同时连接到两个网络上时,该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址,其网络号 net-id 就是不同的。这种主机称为 多归宿主机(multihomed host),或 多接口主机。

③ 按照因特网的观点,用 转发器、网桥或传统交换机连接起来的若干个局域网仍为一个网络,因此这些局域网都 具有同样的网络号 net-id。

④

在 IP 地址中,所有分配到网络号 net-id 的网络都就是平等的。

⑤ 及 互联网中设备及 IP 地址:路由器连接的就是 IP 子网,因此,它总会具有两个或两个以上的 IP 地址,这些 IP 地址通常具有不同的网络编号或子网编号。图 7-9 画出了 3 个局域网(LAN1, LAN2 与 LAN3)通过 3 个路由器(R1, R2 与 R3)互连起来所构成的一个互联网(此互联网用虚线圆角方框表示)。

应当注意到下述问题:  在同一个局域网上的的 主机或路由器的 IP 地址中的 网络号必须就是一样的。

 用 网桥(它只在链路层工作)互连的网段仍然就是一个局域网, 只能有一个网络号。

 路由器总就是的 具有两个或两个以上的 IP 地址。

 当两个路由器直接相连时,在连线两端的接口处,可以指明也可以不指明 IP 地址。

6.2.3 特殊 IP 地址形式

殊 常用的特殊 IP 地址如下:  直接广播地址  受限广播地址  “这个网的这个主机”地址 “这个网络上的特定主机”地址  回送地址 1.直接广播地址(Directed Brordcasting)将主机号各位全为“1”的 IP 地址称为直接广播地址。

该地址主要用于广播,在使用时,用来 代表该网络上所有的主机,例如,202、112、144 就是一个 C 类的网络标识,该网络的广播地址就就是 202、112、144、255;当该网络中的某台主机需要发送广播时,就可以使用这个地址向该网络上的所有主机发送报文。

直接广播地址及其应用如下:  A 类、B 类与 C 类 IP 地址中 主机号全 1 的地址为直接广播地址; 用来使 路由器将一个 分组以广播方式发送给特定网络上的所有主机; 只能作为分组中的 目的地址; 物理网络采用的就是点-点传输方式, 分组广播需要通过软件来实现。

图 6-5 路由器使用直接广播地址 2.有限广播地址(Limiting Brordcasting)TCP/IP 协议规定,32 比特位全为“1”的 IP 地址(255、255、255、255)为“有限广播地址”,这个地址主要用来 进行本网广播。当需要在本网内广播,又不知道本网的网络号时,即可使用“有限(受限)广播地址”。

有限广播地址及其应用如下:  网络号与主机号的 32 位全为 1 的地址为受限广播地址; 某主机可以用来将一个分组以 广播方式发送给本网的所有主机; 分组将被本网的所有主机将接受该分组, 路由器则阻挡该分组通过。

图 6-5 主机使用受限广播地址 3.本网地址与这个“网络上的特定主机” 地址 这两个地址都只局限于发送主机所在的网络:（1 1）

本网地址 将 IP 地址中主机地址位全为“0”的 IP 地址叫做 本网地址。这个地址 用来表示“本主机” 所连接的网络”。例如,用“128、16、0、0”表示“128、16”这个 B 类网络;用“202、112、144、0”表示“202、112、144”这个 C 类网络。本网地址又被称为“0”地址。

（2 2）

这个“网络上的特定主机” 地址 上述地址的应用如下:  当主机或路由器向本网络上的某个特定的 主机发送分组; 网络号部分为全 0,主机号为确定的值;如,在 201、1、16、0 这个 C 类网络上,IP 地址为

201、1、16、2 的主机,要发送信息给 25 号主机,即可使用 0、0、0、25 表示,拟发送给本地网络中主机号为 25 的主机,参见图 6-7。

 这样的分组被限制在本网络内部。

图 6-7 某网络上特定主机地址 4.回送地址 IP 地址中以 127 开始的 IP 地址作为保留地址,被称为“回送地址”。

回送地址用于网络软件的测试,以及本地进程的通信。顾名思义,任何程序一旦 接到使用了回送地址为目的地址,则 该程序将不再转发数据, 而就是将其立即回送给源地址。例如,使用“ping 127、0、0、1”可以通过 ping 软件测试本地网卡进程之间的通信。

① 回送地址就是用于网络软件测试与本地进程间通信;② TCP/IP 协议规定:  含网络号为 127 的分组不能出现在任何网络上; 主机与路由器 不能为该地址广播任何寻址信息。

图 6-8

进程间回送地址的应用

补充节:IP 地址与硬件地址 图 7-10 说明了 主机的 IP 地址与硬件地址的区别。从层次的角度瞧, 物理地址就是 数据链路层与物理层使用的地址,而 IP 地址就是 网络层与以上各层使用的地址。

如图 7-10 所示:IP 地址放在 IP 数据报的首部,而 硬件地址则放在 MAC 帧的首部。在网络层及以上使用的就是 IP 地址,而数据链路层及以下使用的就是硬件地址。

因而在数据链路层的 瞧不见数据报的 IP 地址。从不同层次瞧 IP 地址与硬件地址,参见图 7-11。图 7-11(a)画的就是三个局域网用两个路由器 R1 与 R2 互连起来。

图 7-11(b)特别强调了 IP 地址与硬件地址的区别。表 7-2 归纳了这种区别。

表 表 7-2 图 图 7-11(b)中不同层次、不同区间的源地址与目的地址

入 在网络层写入 IP 数据报首部的 入 在数据链路层写入 MAC 帧首部的源地址 目的地址 源地址 目的地址 从 从H 1 到 到R 1

IP 1

IP 2

HA 1

HA 3

从 从R 1 到 到R 2

IP 1

IP 2

HA 4

HA 5

从 从R 2 到 到H 2

IP 1

IP 2

HA 6

HA 2、3 子网与超网的基本概念 6、4、1

为什么要研究子网与超网 1.子 子 网 的概念 基于人们对网络性能、安全与管理方面的考虑,人们常常把一个较大的网络分成多个较小的物理网络,并通过路由器或第三层交换机将多个子网连接起来。每个小的网络使用不同的网络编号,这样的小网络被称为“子网”。

2.划分子网的原因 划分子网的原因有许多个,主要有以下几个: ① 的 充分利用现有的 IP 地址资源:通过划分子网可以高 提高 IP 地址的有效利用率。例如,128、1、0、0 就是一个 B 类网络,它允许的主机(即主机地址数量)个数为 2 16-2,其地址空间大。为了有效地利用其 IP 地址资源,管理员可以通过子网划分的技术将上述的可用地址分配给多个小网络使用。

② 减轻网络的拥挤, 提高网络性能问题:这就是由于在使用集线器与交换机的网络中,随着网络节点数目的增加,网络将变得十分拥挤。大量的网络数据与广播信息在网络上传输,导致网络的性能与效率下降。如果将大的网络划分为小的子网,并使用路由器连接各个子网的话,路由器在各个子网间转发信息包时会自动丢弃广播信息,从而改善了网络性能。

③ 路由器的工作效率问题: 某个网络分配的 IP 地址越多,路 路 由器的工作效率就越低,这就是因为路由器在执行路选算法时,主机数越多,则路由表就越大,路由表信息过多就会引起选路时计算时间过长。

④ 提高安全性利于网管:当一个网络划分为多个子网时,就减少了每个网络的管理对象,因此有利于网络管理员对网络用户、资源与计算机的管理;另外,由于子网的划分缩小了广播的范围,因而提高了网络的安全性。

⑤ 混合不同的网络技术:例如:连接以太网、FDDI 与 ATM 网络。

在实际应用中,经常遇到网络地址不够的问题。例如,仅申请到一个可以在 Internet 上使用的 IP 地址,而需要划分的内部子网数目为多个。这种情况下,就需要把某种类型的网络划分成多个子网。其思路就就是将“原来”(申请到的)主机编号部分的一些二进制位贡献出来,用于内部网络的编号。由于从 Internet 到此网络的路径都就是一样的(即申请到的 IP 地址的网络地址部分不变),因此,外界到此网络中各子网的路由都就是一样的。这种情况下,外部路由将所有子网瞧成一个网络,而内部的路由器可以区分出不同子网。下面通过一个实例来说明划分子网的步骤。

3.子网与超网的概念 实现子网与超网 主要就是为了解决:IP 地址的有效利用率问题与路由器工作效率问题。

 子网(subnet)将一个大的网络划分成几个较小的网络,而每一个网络都有其自己的子网地址。它就是多网络环境中的一个网络。将一个网络分解成多个子网时,要求每个子网使用不同的子网编号。

将一个 IP 网络划分为更小的逻辑子网。子网间用网关或路由器相连。这种技术通常就是将 IP 地址的主机 ID 部分生成子网地址来实现。子网划分的优点:

 减少网络交通  揉合不同网络技术  简化管理,易于排错

补充图 6-10(a)

用路由器实现多个局域网(IP 子网)的连接  超网(supernet)将一个组织所属的几个 C 类网络合并成为一个更大地址范围的逻辑网络。、3、2-1 子网掩码与默认网关 为什么需要网络编号？在两台计算机之间进行通讯时,一般用户可能认为只要知道了对方的 IP 地址就可以进行通信了,但就是,实际上在这两台计算机之间存在的通信路径可能有很多条。因此通信时,两边的计算机首先需要判断彼此就是否在同一个网络上,如果就是在同一网络上,就直接进行通信;否则,就转发到本网的出口,由该出口负责处理发送到目的网络上。完成这个任务的就就是子网掩码。

1.子网掩码(subnet masks)的 的 概念、功能与使用（（1））

什么就是 子网掩码？ ？ 子网掩码就是由前面连续的“1”与后面连续的“0”组成的 32 位二进制地址,在 TCP/IP网络中,每一台主机都要求使用子网掩码。

子网掩码与 IP 地址一样也就是一个 32 位的二进制比特值,用它可以屏蔽一部分 IP 地址,以便区分出 IP 地址中的网络编号与主机编号。当使用 TCP/IP 通信时,子网掩码主要用来确定目的主机就是位于本地子网还就是远程网,它的两大功能如下:  子网掩码用来屏蔽掉 IP 地址中的一部分, 用于区分 IP 地址中的网络地址与主机编号。并因此用来说明主机的 IP 地址就是在局域网上还就是在远程网络上。

 用于划分子网:子网掩码的另一个重要功能就是划分子网,即将一个大的网络分为多个小的子网。

（（2））

默认的子网掩码 默认的子网掩码用于没有划分子网的 TCP/IP 网络。不同类型的网络使用的默认的子网掩码就是不同的,表 6-5 给出了各类网络所默认的子网掩码。

表 表 6-5

各类网络默认的子网掩码 网络类别 子网掩码(以二进制位表示)子网掩码(以十进制表示)A 11111111、00000000、00000000、、0、0、0 B 11111111、11111111、00000000、、255、0、0 C 11111111、11111111、11111111、、255、255、0

（（3））

子网掩码的使用 TCP/IP 协议进行初始化时,主机 IP 地址会与子网掩码进行“与操作”。即在传输数据包之前,源主机 IP与目的主机 IP 都要与主机的子网掩码进行与操作。如果这两个结果相同,则 TCP/IP 协议判断出目的主机与源主机在同一个局域网上,可以直接传递;否则,判断出目的主机不在本地局域网上,因此,将待发送的数据包转发到默认网关 IP 地址处,以便进一步转发到远程网络上。

子网掩码的应用 实例:参照图8-3,对在Internet上使用的系统进行通信时的分析。

解: ① 用 IP 地址的第一段数值 W 判断网络类型。在本例中,W 的值分别等于 132、132 与 152。因此,由表 8-4 可知这三个计算机所在的网络均为 B 类网。

② 通过默认的子网掩码 255、255、0、0 求网络地址的步骤如下,结果见表 8-6。

 将 IP 地址转化为 32 位二进制位。

 将子网掩码也转化为 32 位二进制位。

 将 3 个二进制表示的 IP 地址分别与二进制表示的子网掩码,按位进行“逻辑与(AND)”操作。按此方法依次求得数值之后,再按原有的 4 段分别转换为十进制数。

 求取网络内的主机编号(HOST ID,即主机标识)。

说明: :其中子网掩码为“1”的各位所对应的 IP 地址中的各位,即为网络地址,也称网络标识或网络 ID,运算结果见表 8-6。

A 计算机的IP132.112.000.001L 计算机的内部路由器C 计算机的IP132.112.000.003X 计算机的IP152.112.000.001Z 计算机的IP152.112.000.003B 计算机的IP132.112.000.002自动化系子网信息系子网Y 计算机的IP152.112.000.002Internet外部网络外部路由器IP ROUTER200.4.192.12 图 8-4

TCP/IP 网络之间使用默认网关(IP ROUTER)通信 表 表 8-6

IP 地址划分实例分析计算结果 网络类别 计算机名称 称 逻辑与的结果 果 网络地址 址 计算机编号部分 分 主机编号 号 B A 132、112、0、0 132、112 000、001 1 B B 132、112、0、0 132、112 000、002 2 B C 152、112、0、152、112 000、001 1

0 在 IP 地址中扣除网络地址外的其余部分就就是主机编号部分。由于就是默认的 B 类网络,其 IP 地址在扣除了网络地址后,剩余的 2 个字段表示该主机在其子网内的编号部分。经简化得到 3 个主机编号分别为:1、2 与 1,参见表 8-6。

③ 用“网络地址”即可判断这几个主机就是否位于同一个子网。

由于 A 与 B 主机的网络地址均为“132、112”,因此这两台主机在同一子网上;而 X 主机的网络地址为“152、112”,所以该主机在另一个子网上。

当 A 主机与 B 主机进行通信时,就可以直接进行通信。而当 A 主机与 X 主机进行通信时,由于不在同一个网络,因此需要通过网络中 L 主机所代表的内部路由器(或内部网关)转发数据。如果这些子网中的主机需要与外部网络进行通信,则还需要通过外部路由器转发数据。

2.默认网关或 IP 路由(default gateway 或 IP router)默认网关又称 IP 路由。简单地说,默认网关就就是通向远程网络接口的 IP 地址。在子网之间进行通讯时,主机可以使用默认网关将数据发送给目的主机。由于默认网关就就是发送给远程网络(目的主机)信息包的地方,因此,如果在配置 TCP/IP 时没有指明默认网关,则通讯仅局限于本地网络。

路由器可以就是专门购置的硬件设备,也可以就是加装了软件的专用路由计算机。同一个网络段(包含子网段)的计算机之间可以直接通信;不同网络段中的计算机通信时,则需要通过网关或者路由器。其中,内部子网的通信通过内部网关或内部路由器;外部网络之间的计算机通信时一般通过外部路由器(或外部网关)。由此可见,当内部子网与外部网络之间的主机通信时,需要设置外部路由器(或网关)。、3、2-2 子网地址 空间的划分方法 1.子网与 IP 地址的三级层次结构 思想:将原来主机地址的部分位转化为子网地址位,即将原来IP地址的两层结构(网络地址＋主机地址)转化为 3 层结构,参见图 6-10 及其补充图。

三级层次结构的特点如下:  三级层次的 IP 地址就是: 网络号、子网号、主机号; 第一级 网络号定义了 网点的位置; 第二级 子网号定义了 物理子网; 第三级 主机号定义了 主机与路由器到物理网络的连接; 三级层次的IP 地址, 一个IP 分组的路由选择的过程为三步: 第一步转发给网点, 第二步转发给物理子网, 第三步转发给主机。

图 6-9

未划分子网的网络结构

图 6-10

划分 3 个子网后的网络结构

图 6-11个层次的 IP 地址结构 2.划分子网的规则: 规则:由于原有主机编号的位数就是固定的,因此建立的子网数目越多,需要的位数就越多;而每个子网中所能容纳的主机数目就越少。因此,需要综合考虑子网与子网中主机的个数。

地址类别

↓ LB 网络地址 可用位 原 主机地址位 位 网络地址 子网地址 子网 主机地址 图 6-11

TCP/IP 网络中 IP 地址划分前后的结构 3.划分子网的 计算公式（1 1）

照 按照 RFC950 标准 划分子网的计算公式 C 类地址:N max ＝2 m-2 与 H max ＝2(8-m)－2 B 类地址:N max ＝2 m-2 与 H max ＝2(16-m)－2 A 类地址:N max ＝2 m-2 与 H max ＝2(24-m)－2 其中:  m:为原主机编号部分转化为子网地址部分的位数。

 N max :为转化后允许划分的最大子网数目,其值应当大于或等于实际需要的子网数 n。

 H max :为转化后每子网所允许的最大主机数目,其值应当大于或等于子网实际需要的主机数 h。

（2 2）

照 不按照 RFC950 标准 划分子网的计算公式 C 类地址:N max ＝2 m 与 H max ＝2(8-m)－2 B 类地址:N max ＝2 m 与 H max ＝2(16-m)－2 A 类地址:N max ＝2 m 与 H max ＝2(24-m)－2 说明:假定原来的网络使用 C 类地址,当 m＝3 时,按照 RFC950 标准规定,子网“000 00000”与“111 00000” 为无效子网。它们分别表示,子网号各位全为“0”的代表本网络;而子网号各位全为“1”表示的就是本子网的广播地址。但就是,在实际应用中,如果不按上述标准时,也可以被使用。

（3 3）的 划分子网的 6 个步骤 ① 确定需求:即确定所需的子网数目与子网中主机的数目。

 确定所需子网数:N。

 确定子网中所需最大 IP 数目(通常就是主机数目):H。

 综合上述两个因素,确定子网掩码中,原主机编码位转化为子网地址的位数。

② 确定子网掩码(含子网号部分)③ 分配子网 ID 与子网 IP(各主机标识位全为 0)④ 分配有效 IP 地址:确定各子网的 IP 地址的范围。

⑤ 确定各子网的广播地址。

⑥ 决定划分方案:确定各子网之间通信时的连接设备与网络结构示意图。、3、2-3 子网划分的应用 实例

1.实例 1 两个 TCP/IP 网络之间可以通过内部或外部的 IP 路由器或默认网关进行连接。IP 路由器或 IP 网关的应用实例如下: ① 假定:图 8-4 所示的信息系与自动化系的内部子网掩码均为“255、255、0、0”。

② 问题:如果信息系网络上的某计算机要与自动化系网络上的计算机通信时,如何通过默认网关完成通信过程,参见图 8-4。

③ 解题分析如下: 子例 例1: 在图8-4中,若计算机A要给计算机B 发送信息,由于计算机A的IP地址就是132、112、000、001,计算机 B 的 IP 地址就是 132、112、000、002,所以这两台计算机的网络地址都就是“132、112”,由此可知计算机 A 与计算机 B 在同一个网络之内,于就是计算机 A 就将信息直接传递给计算机 B,没有经过内部的默认 IP 网关(或 IP 路由器)计算机 L。

子例 例 2:在图 8-4 中,若计算机 A 要给计算机 X 发送信息,由于计算机 A 的 IP 地址就是 132、112、000、001,计算机 X 的 IP 地址就是 152、112、000、001,通过其子网掩码求得这两台计算机的网络地址。其中,A 为“132、112”,而 X 为“152、112”。由此可知,计算机A 与计算机 X 不在同一个网络之内。因此,计算机 A 必须先将信息传递给内部的默认网关(或 IP 路由器)计算机 L 上,然后再由计算机 L 将信息传递给计算机 X。

子例 例 3:在图 8-4 中,若计算机 A 需要发送信息给 Internet 中的某主机“200、4、192、12”。由于,通过子网掩码求出的计算机A的IP地址的网络地址与对方主机的不同,A主机的为“132、112”,而目标主机的为“200、4、192”。因此,计算机 A 与该主机不在同一个网络之内。为此,计算机 A 必须先将信息传递给默认的内部网关(或 IP 路由器)计算机 L上,并由计算机 L 决定就是将信息传递给另一子网还就是传送给专用的外部路由器。

最终,计算机 L 将该信息通过外部路由器发送到外部网络的主机上。

在图 8-4 所示的例子中,只通过一个默认内部网关(或 IP 路由器)与一个外部路由器来传递内部子网间,以及与外部网络间的信息,而实际中,由于网络结构比较复杂,因此,可能需要多个默认的内部网关(或 IP 路由器)与多个外部路由器来传递信息。

2.实例 2（（1））

问题 现有一个公司需要创建内部 Intranet 网络,该公司包括工程技术部、市场部、财务部与人力资源等四大部门。该公司原来使用申请到的 C 类网络地址为 202、112、161、0,组成了一个网络地址相同的大网络。目前,由于该网络的广播数据过多,造成网络系统运行缓慢。

（（2））

改变网络性能的设计要求 ① 采用划分子网的方法使得几个部门各自独立,提高各个部门的性能与安全性。

② 在 4 个部门中,最大的计算机数目为 30 台。每个部门中有 1 台服务器要求 100Mb/s 固定带宽,其它计算机要求 10Mb/s 的固定带宽。

③ 确定各部门使用的子网 IP 地址与子网掩码。

④ 写出可以分配给每个部门子网的主机 IP 地址范围。

⑤ 若采用交换式以太网,即每个子网都使用一个交换式以太网,请画出网络系统的结构图,并说明各主要设备的名称。

（（3））

设计方案简答 ① 4 个部门不按 RFC950 标准,即使用子网号各位“全为 1”与“全为 0”的地址时,求出最大子网数目、每个子网的最大主机数目、子网掩码如下:  按 C 类地址公式:N max ＝2 m 与 H max ＝2(8-m)－2,求出 m＝2 即 N max ＝2 m ＝2 2 ＝4＝n＝4;H max ＝2(8-m)－2=2(8-2)－2＝62  不按 RFC950 标准时,由于 m＝2,所以子网掩码为 255、255、255、192。

 各子网的地址与 IP 地址范围参见下表: 子网 编号 子网地址 子网广播地址的 子网主机的 IP 地址 初值 的 子网主机的 IP 地址 终值 值 1 202、112、161、0 202、112、161、63 202、112、161、1 202、112、161、62 2 202、112、161、64 202、112、61、127 202、112、161、65 202、112、161、126 3 202、112、161、128 202、112、61、191 202、112、61、129 202、112、161、190 4 202、112、161、192 202、112、161、255 202、112、161、193 202、112、161、254 ② 4 个部门按照 RFC950 标准,即不使用子网号各位“全为 1”与“全为 0”的地址时,求出最大子网数目、每个子网的最大主机数目、子网掩码如下:  按 C 类地址公式:N max ＝2 m-2 与 H max ＝2(8-m)－2,求出 m＝3 即 N max ＝2 m-2＝2 3-2＝6 > n=4;H max ＝2(8-m)－2=2(8-3)－2＝30  按照 RFC950 标准时,由于 m＝3,所以子网掩码为 255、255、255、224。

 各子网的地址与 IP 地址范围参见下表: ③ 网络结构如图8-6所示的第一级交换机应当选择支持第三层功能的100Mb/s企业级交换机;当然,也可以使用局域网路由器连接各子网的部门交换机。

④ 每个部门网络系统结构如图 8-6 所示。每个子网的主要设备为:一台 10/100 自适应部门交换机;部门的服务器使用 100Mb/s 的 RJ-45 接口网卡;其她计算机使用 10Mb/s 的 RJ-45 接

口网卡;5 类 UTP 双绞线;RJ-45 连接器若干。

子网 编号 子网地址 子网广播地址的 子网主机的 IP 地 地址 址 初值 的 子网主机的 IP 地 地址 址 终值 值 1 202、112、161、32 202、112、161、63 202、112、161、33 202、112、161、62 2 202、112、161、64 202、112、161、95 202、112、161、65 202、112、161、94 3 202、112、161、96 202、112、161、127 202、112、161、97 202、112、161、126 4 202、112、161、128 202、112、161、159 202、112、161、129 202、112、161、158 5 202、112、161、160 202、112、161、191 202、112、161、161 202、112、161、190 6 202、112、161、192 202、112、161、223 202、112、161、193 202、112、161、222

图 8-6

公司网络与部门子网的结构示意图 说明:第一,也可以将图 8-6 所示系统中的第三层交换机替换为路由器。第二,设置说明:每一个子网中的主机都应当设置主机 IP、子网掩码(各子网相同)与默认网关(所连接的路由器或第三层交换机端口设置的 IP)。

第五篇：《IP地址及其管理》教学设计

《IP地址及其管理》教学设计

高中新程改革培训作业 《IP地址及其管理》教学设计 海南实验中学

吴爱锐

一、教材分析

通过对第一章的学习，学生对网络有了初步的体验，知道网络是为人们提供信息、资源的平台。本章在此基础上介绍IP地址和IP地址的管理，IP地址的概念非常重要，是本节教学的重点，但由于知识内容本身比较抽象，学生不太容易掌握，教师在授过程中，可以结合上机实践，让学生慢慢接受这个概念，可以通过：让学生查看本机的IP地址，比较周围同学的计算机IP地址的异同，这样让学生亲身去体验，可能比直接告诉学生“什么是IP地址”效果会好一些。IP地址的管理主要介绍因特网地址的分配和分级的管理方式。

二、学情分析

我校是省农垦总局直属的一所高级中学，学生大部分来自全省的各个农场，由于农场的教学设备和师资力量等方面的原因，教学基本都是零起点，但经过一年的学习，学生略有了网络方面的知识，但对网络知识的进一步学习还有待加强。

三、教学目标分析

A：知识目标

（1）、让学生了解IP地址的概念,IP地址的管理办法。

（2）、让学生掌握IP地址的格式及分类。

B：能力目标：让学生能根据IP地址判断网络类型和对应最大主机数目。

：情感目标：

（1）让学生认识到IP地址资源的有限及分配的不平衡,体验民族的危机感。

（2）培养学生在进行自主学习的过程中勇于克服困难，体验到成功后的快乐。

四、教学重点、难点、关键

重点：IP地址的格式及分类

难点、关键：IP地址的格式

五、设计理念：

本节的设计理念是:充分发挥学生的主体地位为出发点，以培养学生自主学习能力全面提高学生素质为目的。整节的内容安排是以从学生“动手”中发现问题，又在学生的“动手”中解决问题为主脉展开的。

六、教学策略的选择与设计

1、教学方法：

（1）任务驱动—体验探究法；

（2）网络探究教学法；

2、学法指导：体验探究法、协作式学习法。

七、教学过程设计

教学环节

教师活动

学生活动

设计思想

新的 引

入

情景02年7月,江西省公安机关查获一起利用网络进行赌博的案专案组经侦查发现,用于赌博的计算机在网上登录的总服务器IP地址为广西柳州市……

引导学生阅读材料并思考

学生思考问题:

公安机关是如何发现赌博地点的？

IP地址是计算机的一种标识，对应了网络中相应的物理地址

学生阅读、思考、并回答问题

创设情景，并引出IP地址概念

新

学习

布置

任务

⌒

教

师

监

控

︶

[任务1]打开两个浏览器窗口，分别输入nninetn和“19226119”,看看会出现什么情况？并体验ＩＰ两种地址的转换。（教师给出互联网上的两种地址的转换资源。例如下列地址：http://2102919216/astar3/analse_ipphp）

[任务2]查看本机的IP地址,比较与周围同学计算机IP地址的异同

1，学生完成相应的任务。并回答问题

在任务设计时以探索问题来引动和维持学习者学习的兴趣和动机。

学

法

指

导

⌒

教

师

监

控

︶

指导学生带着“任务”中的问题，探索交流,小组互助，量力而行完成操作任务。

学生完成相应的任务。并回答问题

通过自主学习，能激发他们的学习积极性，有利于全面提高学生动手动脑的能力。

师

生

互

动

一、学生阅读教材

教师分析IP地址的格式

二、和学生共同探讨IP地址分类和对应最大主机数目

并提出问题让学生思考:

1、、什么是网络地址？主机地址？

2、2、网络地址的种类？

3、3、三类网络地址的地址范围。

学生

完成任务。并相互探讨，回答教师问题

本部分应注意：

是教材的难点。应让学生先阅读教材，教师给出问题，并相互讨论后，在加以引导，点拨。

师

生

互

动

三、IP地址管理

教师给出问题：

ＩＰ地址的管理的机构是什么？

学生上网查阅资料：

如：http://nninetn/

四、指出我国ＩＰ地址的总量不足，及其原因。鼓励同学们努力学习。

学生在教师指导下查阅资料

让学生认识到IP地址资源的有限及分配的不平衡,体验民族的危机感。

知识迁移

学生活动

[问题]我国ＩＰ地址的总量不足解决办法是什么？

查阅有关ＩＰＶ６的资料

采用小组形式讨论

比较ＩＰＶ４和ＩＰＶ６

八、教学反思