IP地址与多机互连

IP地址与多机互连

【基本信息】

【课标要求】

理解IP地址的格式与分类；

通过实地考察，了解小型局域网的构建方法与使用方法

【学情分析】

教学对象是高一学生，在之前的学习中能够按照书本上介绍的知识，进行IP地址、计算机名等网络设置（书本第六页的实验），但并不了解IP地址的真实含义。对于单纯的网络理论知识，理解困难，觉得枯燥乏味，但是对于动手性的实验容易产生兴趣，在网络实验环境下跃跃欲试。

【教材分析】

信息技术选修三模块《网络技术应用》，结合中国地图出版社教材第二单元第一节《认识IP地址》及教育科学出版社第二章2.2和2.3节相关内容，进行重组，为适应网络实验课的教学进度，将这块内容安排为理论和实验相结合的形式。课时设置为2节课。

『除了学校正式发下的一套教材以外，同时参考其它教材，教学思路更加开拓。内容的重组体现了教师的能力。』

【教学目标】

知识与技能：

了解IP地址的概念、格式及分类；

了解子网掩码的含义；

掌握判断两台机器是否在同一个子网中的方法；

体会多台机器连网的相关设置。

过程与方法：

通过小组分工、自主探究的形式，掌握IP地址的设置以及多机连网的操作；

通过实验报告的形式，让学生了解自己的任务掌握进度。

情感态度和价值观：

感受网络实验，树立小组合作精神，培养问题探究能力。

【教学思路】

在生活中学生常常遇到一些实际问题：

如何从教室里面的电脑访问办公室的电脑？

如何将家里的几台电脑连网？

单纯讲授IP地址理论知识学生接受困难，所以，考虑从学生感兴趣的动手性实验出发，把网络技术基础知识和基本技能整合到学生的日常学习和生活中去，架构熟悉的环境，提高学习的兴趣。

『从这一段可以看出，教师在讲IP地址的教学内容时，采用先用后讲的顺序，是经过精心考虑的。』

以解决双机互连实验中存在的疑问为主线，创设情境，逐步解决教学的重、难点。如：IP地址的概念、分类；判断两台机器是否在同一个子网中；多台机器连网。

『我们可以清晰地预见，在下面的课堂教学过程中，教师将创设一个又一个认知冲突，引领学生步步前行。』

【教学准备】

教学课件，组间IP地址设置协调表，实验报告，改建的网络实验环境：分7个小组，每组两台实验机，直通线和交叉线等实验设备，全班公用交换机1台，。

『实验报告可是本课的一大特色，详见案例分析。』

【教学过程】

（一）引入：

大家都知道2007年我们学校就要百年校庆了，最近也有很多校友从祖国各地通过网络在我们学校的网站上留言，对此事表示关心。因为留言者都是匿名登录发表留言的，作为校方管理者，如何知道留言者来自何方呢？（跟踪IP地址）

我这有个网站，提供了一个工具，我们来试试看。https://www.360docs.net/doc/4a127928.html,，找一个校友的IP 地址来尝试一下，马上可以判断这个留言者在何处上网的。有人觉得只是跟踪到某个城市，对我们好像没什么用，实际上这个对于警方破案却是大有帮助的。前段时间警方成功地利用IP地址作为线索，抓获了台湾头号悍匪张锡铭。（https://www.360docs.net/doc/4a127928.html,/c/2005-07-15/10217231317.shtml录像，收藏夹中）为什么IP地址有这么大的魔力？为什么IP地址在不经意间已经泄露了天机呢？我们这节课就来研究一下IP地址。

学生体会IP地址的巨大魔力，对学习产生兴趣。

『引入的例子非常重要。两个例子一个是联系本校实际的，一个是容易引发学生兴趣的犯罪与侦破工作的，一下就引发了学生对IP地址的兴趣。』

首先请大家回忆一下上一节课的实验——双机互连。

问：物理上相互连接好的两台电脑，要进行哪些设置？

答：计算机名、工作组名、IP地址和子网掩码。

『课前复习是很多教案设计中容易欠缺的，但却应该是课堂上必不可少的。尤其对于信息技术学科，由于周课时不多，课与课间相隔时间较长，因此对上节课内容的复习――尤其与本节课相关联内容的复习，应该给予重视。』

展示幻灯片，书上样例中设为

疑问一：通过实验，这样的两台电脑可以实现双机互连。书上提到IP 地址在设置的时候不能相同，为什么？

疑问二：在实验中，大家作了一个尝试，将其中一台计算机的IP 地址改为：192.168.268.2

，结果系统提示“不是有效项目，必须在0-255之间”，为什么？

疑问三：在实验中如果现在将其中一台的IP 地址换为：192.168. 10.2，现在两台计算机已经

不能互相连通，互相访问了，为什么？

『图形化界面帮助学生回忆上节课的问题。』

上节课的实验给我们留下了三个疑问，看看我们学完了今天的内容以后能不能解决？ 学生对照幻灯片，回顾实验，回忆遗留的问题。

『通过回顾上节课留下的问题，实现两节课的自然衔接。』

（二）初识IP 地址 1．IP 地址的概念

生活中我们常有这样的经历——通信。在信封上不仅要写收件人的姓名，我们还要写清收信人的地址，这样邮递员根据地址才能找到收信人。比如：南京市府西街14号，这个地址由街道+门牌号构成，如同收信人地址唯一决定了收件人的位置，我们对网络中的计算机也必须赋予一个地址编号（门牌号），唯一标识出这台计算机在哪个网络下，以及在网络的什么位置。我们把这个唯一的标识定义为IP 地址。

地址=街道+门牌号，

IP 地址=网络标识+主机标识，即分配给网络设备的门牌号。

既然是唯一标识，肯定不能相同。至此我们解决了第一个疑问，网络中计算机的IP 地址不能相同。

2．IP 地址的格式

前面我们设置的192.168.0. 1是一个IP 地址。 而实际上：

计算机中设置的 IP 地址是 32 位二进制代码 11000000101010000000000000000001 每8位构成一个字节，插入空格，提高可读性11000000 10101000 00000000 00000001 将每 8 位的二进制数转换为十进制数 192 168 0 1 采用点分十进制记法则进一步提高可读性

192.168.0. 1

每一段8位二进制数最小全部取0，最大全部取1，所以00000000——11111111换算成十进制数就是0——255，这下又解决了第二个疑问，为什么输入超过255的数字不可以。

3．IP 地址的分类

由于各个网络中包含的计算机数量可能不同，网络的规模和需求不一样，针对这种情况，把IP 地址分为A 类、B 类、C 类等几种，基本类就是A 类、B 类、C 类。

32位二进制数表示的地址，A 类地址第一位取0，前8位为网络标识位，后面24位为主机标识位。B 类地址第1、2位取10，用前16位表示网络标识位，后面16位表示主机标识位。C 类地址第1、2、3位取110，前24位表示网络标识位，后8位为主机标识位。按照这样的标准我们可以知道A 、B 、C 三类地址的范围。

由这张表格可以看出，A 类地址包含的网络数目少，但每个网络支持的主机数量庞大；C 类地址包含的网络数目很多，但每个网络支持的主机数只有254台，一般适合小规模的网络。

现在假如机房16台电脑组成一个网络，给每台机器配哪一类地址比较合适？

目前的因特网技术共能提供大约4亿个左右的独立的IP 地址，但是由于因特网是从美国兴起的和发展起来的，因此绝大多数IP 地址已经被美国占有，有限的IP 地址资源也面临分配不合理的情况，中国虽然是人口最多的国家，可是分到的大多是C 类地址，A 类和B 类几乎没有。随着因特网的发展，世界网民越来越多，网络数也越来越多，据推算目前到Ipv4地址到2010年将被全部分配完，科学家面对这种情况又提出了新的版本的IP 地址Ipv6。如果说Ipv4一共有32位地址数，Ipv6则把它扩展到128位，曾有这么一句经典的话来形容Ipv6地址：它的目标是让地球上每一粒沙子都拥有自己的IP 。可见，Ipv6将提供足够多的IP 地址。

下面请大家看这几个地址：192.168.0.1， 202.180.83.7，152.18.30.27，它们分别是哪一类地址？

学生观察理解地址分类，判断回答，老师评述。

A 类

B 类

C 类

4．子网掩码

看着这些IP 地址，如同收件人地址由街道和门牌号构成一样，IP 地址由网络标识和主机标识构成，那对于一个IP 地址，它的网络号是多少，主机号是多少呢？其实，在上次的实验中，我们除了设置IP 地址，还有一个配置项——子网掩码。什么是子网掩码呢？它是干什么用的呢？

子网掩码是与IP 结合着一起使用的，是用来判断计算机之间的IP 地址是否属于同一子网。如果两台计算机处于同一个子网则可以直接通讯。传统的各类地址的子网掩码为： A 类：255.0.0.0 B 类：255.255.0.0 C 类：255.255.255.0

5．如何判断两台机器是否在同一个子网里呢？

两台机器的IP 地址分别为192.168.0．1与192.168.0．2，子网掩码均为：255.255.255.0，将其转换为二进制表示法，两者相与运算，得到这样结果。其中192.168.0即为网络号，两者网络号相同所以在同一个网络里，可以实现互连。可以看出，网络号正好和IP 地址的前三位一样，其实这并不是巧合，仔细看一下运算过程，0和1之间的与运算相当于数学中作乘法运算，只有当对应的位均为1，结果才为1。所以，当一个标准的C 类地址与C 类地址标准的子网掩码255.255.255.0相与运算以后，它的网络号实际上就是IP 地址的前三段，主机号就是IP 地址的最后一段。所以这两台电脑可以互连。

IP ：

网络标识

主机标识 IP ：

网络标识 主机标识

而如果把其中的一台改成192.168.10.2，前三段决定的网络号和第一台不一样，显然不在一个网络里，所以不能够直接互连。我们的第三个疑问也解决了。

『子网掩码应该说是本节课中比较难于理解与掌握的内容。因为它涉及到二进制数以及与或运算，而新课标中没有提出对二进数的教学要求；地图版及教科版这两个版本的教材中对于子网掩码也都没有过多的讲解与要求。由于这位教师所在学校生源较好，因此可能在以前的教学中讲解过二进制及相关知识，所以本节课才能讲得清子网掩码部分的内容。对于其它学校来说，子网掩码是否要讲得这么深，到底应该怎么讲，也许就要再思考了。

到这里，上节课留下的三个问题解决了，其实也就是本节课的理论部分已经全部解决了。下面就该是动手实验部分了。』

6．小结，引出新实验

讲到这里，我想大家对于IP地址有了新的认识，对于我们所做的双机互连实验中的一些疑问也得到了解决。下面请大家思考这么一个问题：上节课我们实现了两台机器的连接，那如果我要把机房每组的机器都连接起来（16台），怎么办？

学生思考回答。

借助一个中间设备（集线器或交换机）把它们连起来。

好，我们下节课的实验就是要求每组同学能够将你们小组的计算机与其它小组的计算机都连通起来。对照前面的实验看看我们要做哪些事情呢？

『借助以前实验操作中使用过的同种表格，帮助学生回忆相关知识。』

『通过两张表格的类比与对比，实现新旧知识的自然过渡。』

选几个同学模拟演示软件设置情况。

实验要求：

●选择适当的连接线正确实现物理连接；

●现教师机的计算机名为：teacher，IP地址为：192.168.20.2，子网掩码为：

255.255.255.0。正确完成计算机中各项网络配置，与教师机处于同一网络中；

●在开始菜单——“运行”中执行\\192.168.20.2，检查是否可以连通教师机，并将教师

机“动画欣赏”文件夹中“铅笔的艺术.doc”文件复制到你的电脑上。选择网络中计算机名为student3的电脑，获取开启“铅笔的艺术.doc”文件的密码。『目标任务明确，任务达成情况采用攻关破译检查方式，有效、实用且新颖。』

【教学反思】

1.网络知识教学不应该回避理论，从学生之前的实验遗留问题入手，学生容易理解，不知不觉中在解决问题的同时掌握较难接受的理论知识，然后继续在实验中将理论应用到实际，符合这个年龄段的学生接收知识的逻辑规律。

2.为了让每个学生明确实验步骤和目的，尝试设计了实验报告，在实验中学生了解自己的进程，也实现了让每个学生动起来。

3.将实验设置成攻关破译形式，学生也很容易产生兴趣。

4.由于条件限制，实验室由现有机房改造完成，在实验中需要学生将线连接交换机和实验机，教师需反复强调安全问题。如有条件，以后应考虑改进实验环境，建设专门的网络实验室。

说明：关于二进制该校并未讲过，所以在课程中只是教师演示，学生了解也就可以了，并没有让学生计算。因为不讲二进制有些内容说不清楚。