第二單元 第一節(jié) 認(rèn)識(shí)IP地址

授課教師 黃業(yè)聰   授課年級(jí)：高二

一、教材分析

本節(jié)課所使用的教材是中國(guó)地圖出版社的普通高中教材《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用（選修）》，教學(xué)內(nèi)容是第二單元第一節(jié)的內(nèi)容。通過必修課程中網(wǎng)絡(luò)部分內(nèi)容的介紹，學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)有了初步的了解，體驗(yàn)到網(wǎng)絡(luò)的多方面作用，且在第一單元中已經(jīng)對(duì)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)等連接作了介紹，其間提到了IP地址的設(shè)置問題，但只是作為一個(gè)數(shù)值填寫到了TCP/IP協(xié)議屬性中，學(xué)生并不了解它的內(nèi)涵。本章在此基礎(chǔ)上介紹IP地址，從學(xué)生的角度來看，學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)域名更為熟悉，隨著對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更深一步的學(xué)習(xí)，不可避免地需要接觸到IP地址，本節(jié)內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中是一個(gè)很重要的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)。但由于知識(shí)內(nèi)容本身比較抽象，學(xué)生不太容易掌握，在授課過程中，結(jié)合任務(wù)單（附錄），讓學(xué)生在思考實(shí)踐中接受這個(gè)概念。

二、學(xué)生分析

學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)有了一定的了解。在使用網(wǎng)絡(luò)的過程中基本上已不存在什么問題，但只限于使用，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵、基礎(chǔ)知識(shí)還知之甚少。他們對(duì)域名比較熟悉，但是對(duì)IP地址還很陌生。要想讓他們理解抽象的IP地址的概念，最好的方法是用其熟悉的電話號(hào)碼、通訊地址來作類比。

三、教學(xué)目標(biāo)分析

讓學(xué)生知道網(wǎng)絡(luò)間是如何實(shí)現(xiàn)相互訪問相互通訊的，體會(huì)因特網(wǎng)中IP地址的組織和管理的重要性，了解IP地址的概念、格式和分類，并掌握IP地址的書寫方法，知道IP地址的管理方法，另外就全球IP地址短缺的問題，讓學(xué)生感受IP地址的有限性的分配的不平衡性，使學(xué)生樹立節(jié)約資源、合理使用資源的意識(shí)。

四、教學(xué)重點(diǎn)：IP地址的格式與分類

五、教學(xué)環(huán)境：多媒體教室

六、教學(xué)過程

【教學(xué)導(dǎo)入】大家都對(duì)電話號(hào)碼都是比較熟悉的，假如我要給某個(gè)同學(xué)家打電話，那么首先他家一定要有個(gè)號(hào)碼，并且整個(gè)號(hào)碼是唯一的，否則會(huì)帶來很多誤會(huì)，比如，0898－86232121。那么，同樣的道理，我們的電腦要能上網(wǎng)，他也是要有個(gè)IP地址的。這個(gè)個(gè)IP地址就相當(dāng)于電話號(hào)碼的功能一樣一樣，也是唯一的。

【IP地址的概念】IP是英文Internet Protocol的縮寫，意思是“網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議”，也就是為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接進(jìn)行通信而設(shè)計(jì)的協(xié)議。按照TCP/IP（Transport Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協(xié)議/Internet協(xié)議）協(xié)議規(guī)定，IP地址用二進(jìn)制來表示，每個(gè)IP地址長(zhǎng)32bit，比特?fù)Q算成字節(jié)，就是4個(gè)字節(jié)。例如一個(gè)采用二進(jìn)制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”，這么長(zhǎng)的地址，人們處理起來也太費(fèi)勁了。為了方便人們的使用，IP地址經(jīng)常被寫成十進(jìn)制的形式，中間使用符號(hào)“.”分開不同的字節(jié)。于是，上面的IP地址可以表示為“10.0.0.1”。IP地址的這種表示法叫做“點(diǎn)分十進(jìn)制表示法”，這顯然比1和0容易記憶得多。有人會(huì)以為，一臺(tái)計(jì)算機(jī)只能有一個(gè)IP地址，這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。我們可以指定一臺(tái)計(jì)算機(jī)具有多個(gè)IP地址，因此在訪問互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，不要以為一個(gè)IP地址就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)；另外，通過特定的技術(shù)，也可以使多臺(tái)服務(wù)器共用一個(gè)IP地址，這些服務(wù)器在用戶看起來就像一臺(tái)主機(jī)似的。

【教師活動(dòng)】一個(gè)IP地址他是全球唯一的，一臺(tái)電腦可以有2個(gè)或者多個(gè)IP地址，但是絕對(duì)不可能一個(gè)IP地址兩臺(tái)電腦公用。舉例子說明，比如：202.100.192.68

【教師活動(dòng)】IP地址它是32位的2進(jìn)制的，因?yàn)殡娔X它只懂2進(jìn)制的啊，大家看課本那個(gè)例子，可以知道，它的組成是4個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)8位，中間用小數(shù)點(diǎn)隔開。但是在實(shí)際的應(yīng)用的時(shí)候可能很難記住，所以，我們采用10進(jìn)制來表示，比如: 202.100.192.68，大家觀察它有什么特點(diǎn)？

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生討論發(fā)言，它也是4個(gè)字節(jié)，中間用小數(shù)點(diǎn)隔開。并且每個(gè)數(shù)字不能超過254，每個(gè)IP地址都包含2個(gè)部分，一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，另一個(gè)是主機(jī)標(biāo)識(shí)，比如：202.100.192.68

，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)就是202.100.192；主機(jī)標(biāo)識(shí)就是68

【二進(jìn)制和十進(jìn)制轉(zhuǎn)化】如果給你的IP地址是192.168.1.99,它是十進(jìn)制，又如何進(jìn)行與運(yùn)算呢？那么這就需要將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，這是一個(gè)連續(xù)除2的過程：把要轉(zhuǎn)換的數(shù)，除以2，得到商和余數(shù)，將商繼續(xù)除以2，直到商為0。最后將所有余數(shù)倒序排列，得到的數(shù)就是轉(zhuǎn)換結(jié)果。例如：將十進(jìn)制數(shù)15轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)

【教師活動(dòng)】相與的結(jié)果是二進(jìn)制，我們習(xí)慣的是十進(jìn)制，那又該怎么辦？必須要把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)從右邊往左邊數(shù)，第0位的權(quán)值是2的0次方，第1位的權(quán)值是2的1次方……第N位的權(quán)值是2的N-1次方，所以，設(shè)有一個(gè)二進(jìn)制數(shù)：  01100100，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)為：用橫式計(jì)算為：0×2⁰+ 0×2¹ + 1×2² + 0×2³ + 0×2⁴ + 1×2⁵+ 1×2⁶ + 0×2⁷＝100

【IP地址的分類】

A:1-127,B:128-191;C:192-223;D:224-239;E:240-255一般我們用的最多的是C類，D、E是作為備用的。但是局域網(wǎng)當(dāng)中的IP地址很特殊，一般都是以192.168開頭的，IP地址又分為靜態(tài)IP和動(dòng)態(tài)IP,

【動(dòng)態(tài)分配IP地址】什么是動(dòng)態(tài)分配IP地址呢？IP地址的動(dòng)態(tài)分配原理：把所有的IP地址集中起來管理，等到有人提出請(qǐng)求的時(shí)候，分配其中的任意一個(gè)IP地址給他，而他用完之后就把使用權(quán)收回。也就是說只要同時(shí)打開的計(jì)算機(jī)數(shù)量少于或等于可供分配的IP地址，那么，每臺(tái)計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)獲取一個(gè)IP地址，并實(shí)現(xiàn)與Internet的連接。這樣既可以保證所有的人夠能上網(wǎng)，又可以避免資源的浪費(fèi)。動(dòng)態(tài)IP是靠DHCP來分配的。

【IP地址的分配和管理】是有專門的部門來管理的，這個(gè)單位就是：LANA，其他的部門是沒有權(quán)利的，就好如一個(gè)單位沒有權(quán)力決定自己所屬城市的街道名稱和門牌號(hào)。如何分配IP地址
TCP/IP協(xié)議需要針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同的設(shè)置，且每個(gè)節(jié)點(diǎn)一般需要一個(gè)“IP地址”、一個(gè)“子網(wǎng)掩碼”、一個(gè)“默認(rèn)網(wǎng)關(guān)”。不過，可以通過動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP），給客戶端自動(dòng)分配一個(gè)IP地址，避免了出錯(cuò)，也簡(jiǎn)化了TCP/IP協(xié)議的設(shè)置。那么，局域網(wǎng)怎么分配IP地址呢？互聯(lián)網(wǎng)上的IP地址統(tǒng)一由一個(gè)叫“IANA”（Internet Assigned Numbers Authority，互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號(hào)分配機(jī)構(gòu)）的組織來管理。

【教師活動(dòng)】那什么是子網(wǎng)掩碼呢？大家能不能在書上找到答案呢？

【學(xué)生活動(dòng)】回答

【教師活動(dòng)】（小節(jié)）子網(wǎng)掩碼是一個(gè)32位的二進(jìn)制值，在TCP/IP協(xié)議中，子網(wǎng)掩碼的作用是用來區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與主機(jī)號(hào)。換句話來說子網(wǎng)掩碼是用來區(qū)分網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)是否在同一網(wǎng)絡(luò)段內(nèi)。

【教師活動(dòng)】例如：計(jì)算IP地址為：202.99.160.50，子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0的網(wǎng)絡(luò)地址。那么下面就請(qǐng)大家以小組為單位來做這個(gè)題目，看那一組做的最快。A類IP地址的子網(wǎng)掩碼是:255.0.0.0;B類IP地址的子網(wǎng)掩碼是:255.255.0.0; C類IP地址的子網(wǎng)掩碼是:255.255.255.0

【IP地址的發(fā)展前景】目前，我們用的還是第四帶IP地址，位數(shù)是32位，理論上最多可以又2的32次方，個(gè)數(shù)很有限，所以我們現(xiàn)在產(chǎn)生了第六代IP地址，位數(shù)是128位，就是2的128次方，IPV6個(gè)數(shù)是無限的，加入把IPV4看作一個(gè)雞蛋，那么IPV6就好比以個(gè)地球，，意思就是說地球上的每個(gè)沙子都可以分配一個(gè)IP地址。

【大家思考】為什么公安部門可以通過網(wǎng)絡(luò)來找到犯罪嫌疑人呢？