计算机网络基础与应用-教案.doc

项目一 了解计算机网络
课题
任务1 计算机网络概述
课时

教学内容
了解计算机网络的发展与分类
教学目标
让学生了解计算机网络的大致发展历程
教学重点
计算机网络的分类
教学难点
计算机网络的发展
教学活动及主要语言
学生活动
v 情景引入
说起计算机网络，大家第一时间想到的就是“上网”了，当大家在互联网上畅游的时候，有没有想过什么是计算机网络？计算机网络又是如何发展到现在“互联网”甚至是“物联网”的呢？了解计算机网络的发展，对于使用本书进行计算机网络知识的学习是至关重要的。
v 基础知识
1. 计算机网络概念
网络是由节点和连线构成，表示诸多对象及其相互联系。在数学上，网络是一种图，一般认为专指加权图。以生活中人们的关系网络为例：人，构成了网络中的节点；人与人之间相互的联系与联系方式，就构成了人们之间的关系网络。
从这种抽象的网络定义中可以看到，网络实际上就是一种联系。在计算机网络中，首先是建立计算机之间的联系，网络中的计算机可以与网络上的其他计算机进行信息传输、接收，甚至是资源的共享，通过网络把各个点、面、体的信息联系到一起。计算机网络是人类发展史上最重要的发明，它提高了现代科技和人类社会的发展速度。
2. 常见的网络应用的场景
网络建立了计算机与计算机之间的联系，那么它具体能给人们的学习与生活带来什么样的便利呢？其实网络一点也不复杂，它就在我们身边，时时刻刻影响和改变着我们的生活。
（1）即时信息
即时信息(Instant Messaging, IM)，指可以在线实时交流的工具，也就是通常所说的在线聊天工具。
（2）浏览网页
浏览网页（俗称“上网”），是指专用的网页浏览器程序(如IE 浏览器、谷歌的浏览器等)，通过网络，进行HTML（标准通用标记语言下的一个应用）或XHTML格式的WEB网页进行浏览。
（3）电子邮件
电子邮件是一种用电子手段提供信息交换的通信方式，是互联网应用最广的服务。通过网络的电子邮件系统，用户只需负担网费，就可以非常快速的（一般几秒钟之内可以发送到世界上任何指定的目的地）与世界上任何一个角落的网络用户联系。
（4）网上购物
网上购物，就是通过互联网搜索商品信息，并通过电子订购单发出购物请求，然后使用银行卡或者电子现金等支付方式进行支付操作，厂商通过邮购的方式发货，或是通过快递公司送货上门。
（5）媒体服务
茶余饭后，听一首悦耳的歌曲，看一场精彩的电影，甚至看一场激动人心的球赛……这些现在都可以通过计算机网络实现。目前，比较流行的媒体服务网站有优酷、爱奇艺等。
3. 计算机网络的发展
按计算机网络技术发展的四个阶段：
（1）计算机到终端的方式 （二十世纪六七十年代）
（2）计算机与计算机之间互联的网络（二十世纪七十年代中后期）
（3）网络体系结构标准化阶段 （二十世纪八十年代）
（4）网络互联阶段 （二十世纪九十年代初至今）
4. 计算机网络的分类
用于计算机网络分类的标准很多，其中最具代表性的是按网络覆盖范围，网络拓扑结构和网络工作模式进行分类。
（1）按网络覆盖范围分类
（2）按网络拓扑结构划分类
（3）按网络工作（服务）的模式分类
v 任务实施
通过对计算机网络基础知识的学习，请上网浏览相关网页或使用相关应用，体会计算机网络在日常生活中的应用，参照下表，要求完成表格并填写心得体会：

序号
应用场景
软件名称
软件用途（简单表达）
例
浏览网页
IE浏览器
查看网站、网页内容、获取资讯。
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

心
得
体
会

学生回顾自己在日常生活中接触到的计算机网络。

此部分主要由老师来讲解，同时学生也配合着老师回答一些常见问题

以网络在现实生活中的作用与学生互动，进行思考与讨论

学生听讲，记笔记

学生上网，根据教师要求填写表格
课题
任务2 计算机网络的组成
课时

教学内容
了解计算机网络的软硬件构成
教学目标
让学生了解网络软硬件在网络中担负的作用
教学重点
网络硬件的作用
教学难点
路由器与交换机的区别
教学活动及主要语言
学生活动
v 情景引入
通过上一个任务的学习，我们了解了计算机网络的大致发展历程，并且进行了计算机网络应用的体验，也能够按照计算机网络的规模和拓扑结构对网络进行简单的分类。本任务将详细介绍计算机网络的组成，了解计算机网络系统的内涵。

v 基础知识
一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统中具体的设备，线材等。网络软件是网络系统中的系统、应用、协议等。两者相互作用,共同完成网络功能。
1.网络硬件的组成
计算机网络硬件系统是由计算机(服务器、工作站、终端)、网络传输介质(同轴电缆、双绞线、光纤)、信息变换设备(Modem、集线器、交换机、路由器) 等所构成。
2.网络软件的组成
在计算机网络系统中，除了各种网络硬件设备外，还必须具有网络软件。
（1）网络操作系统
（2）网络协议软件
（3）网络管理软件
（4）网络通信软件
（5）网络应用软件

v 任务实施
参观学校中心机房或网络实训室，结合所学知识，认识常见的网络硬件与软件，了解这些网络硬件与软件在网络中的作用并完成下面的表格：

序号
网络硬件/软件名称
该网络硬件/软件的具体功能
例
软件：极域电子教室
此软件是一种多媒体教学网络平台，方便教师机对学生机统一地进行教学、管理与监控，辅助学生完成电脑软件的学习、使用。
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

心
得
体
会

学生回顾上节课学习的内容，并随着教师的讲解，引出本课要学习的内容。

此部分主要由老师来讲解，同时学生也配合着老师回答一些常见问题

学生根据教师要求填写表格

课题
任务3 OSI参考模型
课时

教学内容
掌握计算机网络的基本工作原理（OSI七层模型）。
教学目标
了解OSI模型的构成
教学重点
了解OSI模型的构成
教学难点
OSI模型各层次的作用
教学活动及主要语言
学生活动
v 情景引入
（OSI/RM）的全称是开放系统互联参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它是由国际标准化组织ISO提出的一个网络系统互联模型。虽然OSI参考模型的实际应用意义不大，但其对于理解网络协议内部的运作很有帮助。
v 基础知识
1.OSI/RM参考模型
世界上第一个网络体系的标准是由IBM（国际商业机器）公司提出，随后其他各公司和部门也相继提出自己的网络体系结构。例如：DEC公司的DNA，美国国防部的TCP/IP等。多种网络体系结构并存带来的结果是：如果网络采用IBM公司的结构，则只能选用IBM的产品，只能与同种网络体系结构的网络互联，这对于网络互联的广泛应用十分不利，亟待建立一个统一的标准来规范网络的体系结构。
为了促进计算机网络的发展，国际标准化组织ISO于1977年成立了一个委员会，在当时现有网络的基础上，提出了不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构，称为开放系统互联模型，即OSI参考模型。
2.OSI的设计目的
OSI模型的设计目的是创造一个开放网路模型，用来克服同时使用众多私有网络模型所带来的困难和低效性。OSI是在ISO（国际标准化组织）参与下设计与制定的。OSI模型把网络通信的工作分为7个层次，由低到高分别是物理层（Physical Layer)，数据链路层（Data Link Layer)，网络层(Network Layer)，传输层（Transport Layer)，会话层（Session Layer），表示层

回顾上节课学习到的内容，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。

此部分主要由老师来讲解，同时学生也配合着老师回答一些常见问题

（Presentation Layer)和应用层（Application Layer)。
制定OSI 标准过程中采用的方法是将为整个复杂的网络细分成多个层次，每个层次负责指定的功能。
数据传输过程参考图

3. OSI划分层次的原则
（1）网络中互相传输的节点都具有相同的层次
（2）不同节点的同一个层次具有相同的功能
（3）同一节点相邻层间通过接口通信
（4）每一层可以使用下层提供的服务，并向上层提供服务
（5）不同节点的同一个层次之间通过协议来实现对等层之间的通信
4.OSI参考模型知识要点
下图是OSI标准模型示意图：

5.OSI参考模型的七层结构
（1）第一层：物理层（Physical Layer)
（2）第二层：数据链路层（Data Link Layer)
（3）第三层：网络层(Network layer)
（4）第四层：传输层(Transport layer)
（5）第五层：会话层(Session layer)
（6）第六层：表示层(Presentation layer)
（7）第七层：应用层(Application layer)
综上所述，我们可以知道，OSI的七层结构是对上一层传输来的数据添加数据的头和尾的基本形式，例如在网络层添加包头，数据链路层添加帧头。对于从上一层传送下来的数据，附加在前面的控制信息称为头。
下图是数据的封装与解封装的示意图

6. OSI参考模型分层的优点
（1）把复杂的网络细分成了多个层次，方便分别进行研究与学习。
（2）标准化的层次关系大大方便了工程模块化。
（3）创建了一个更好的互联环境。
（4）大大降低了网络传输的复杂度，更容易对程序进行针对性修改，从而加快产品开发的速度。

7.OSI模型与TCP/IP模型的比较
下图是 TCP/IP模型和OSI模型对比图：

v 任务实施
结合项目一任务2的参观结果，分组讨论校园网或网络实训室的这些网络硬件设备分别在OSI网络模型的第几层，与各层的功能有什么关系，并绘制简单的校园网或网络实训室的网络拓扑图，完成下表。

序号
讨论问题描述
讨论结果描述
1

2

3

4

5

6

绘制简单的校园网或实训室网络拓扑图
（可附纸另行绘制）

v 思考与练习
1.计算机网络能够提供和实现哪些功能？
2.口述计算机网络的组成与分类。
3.说出OSI七层模型中每一层的大致作用与划分。

学生认真听讲，记笔记。

学生思考，讨论

按教师要求完成思考与练习

学生根据教师要求填写表格

回顾所学知识，完成思考与练习
项目二 VirtualBox虚拟机
课题
任务1 VirtualBox虚拟机的安装
课时

教学内容
掌握VirtualBox虚拟机软件的安装和虚拟机的建立与导入
教学目标
VirtualBox虚拟机建立
教学重点
VirtualBox虚拟机软件的安装
教学难点
VirtualBox虚拟机建立与导入的设置
教学活动及主要语言
学生活动
v 情景引入
刚刚毕业的小王平日在公司里负责计算机的维护工作，因公司发展需要，小王被安排管理公司网络，可小王对于网络了解不够，为了尽快掌握相关知识和技能，满足公司的工作需要，他决定通过虚拟机来学习网络方面的知识。因此，学习安装虚拟机软件是首要的任务，有了虚拟机才可以在一台计算机上进行复杂的实验，同时不会因为误操作而影响计算机和网络的正常工作。
v 基础知识
1.虚拟机概述
虚拟机其实就是一台“特殊”的计算机，它寄生在真实计算机上，通过在真实计算机中安装虚拟机软件模拟生成的一台“虚拟”的计算机，虚拟机可以运行自身的操作系统和应用程序，使用起来就好像一台真实的物理计算机一样。虚拟机完全类似于一台物理计算机，它包含与在物理计算机中的一样的虚拟（即基于软件的）CPU、RAM、硬盘和网卡 (NIC)。
在虚拟机上安装的操作系统与在物理计算机中的一样，应用程序和网络中的其他计算机也无区别。实际上，虚拟机完全由软件组成，不包含任何硬件。所以虚拟机被广泛用于软件测试、模拟实验等场合。
2. 虚拟机的特征
（1）高兼容性
虚拟机就像一台真实的计算机，它可以安装自身的操作系统和应用程序，真实计算机上的所有部件它都具备（比如：主板、CPU、内存、显卡、网卡等，当然这些都是软件虚拟出来的）。所以，虚拟机与所有标准的操作系统、应用程序、驱动程序等完全兼容，真实计算机上可以运行的软件，在虚拟机上都可以运行。
（2）独立性：
通过使用虚拟机软件可以在一台物理计算机上安装运行多个不同的虚拟机（物理计算机资源足够的情况下），这些虚拟机之间和物理计算机之间完全是独立的。例如，在一物理计算机上安装和运行了四个虚拟机，其中一个虚拟机崩溃了，不会影响物理计算机和其他三个虚拟机的正常运行。这一点，大大提高了虚拟机的可用性和安全性。
（3）可封装性：
虚拟机具备一整套虚拟硬件资源与操作系统及其所有应用程序。这一切都可以“封装”起来，成为一个镜像文件或配置文件，从而使其具有卓越的可移动性并且易于管理。例如，可以将虚拟机从一台物理计算机上复制到另一台计算机上，就像移动和复制文件一样，虚拟机的管理与迁移都变得简单与方便。
虚拟机完全独立于其物理计算机的物理硬件。可以在虚拟机上使用与配置与物理计算机完全不同的硬件，例如，可以在虚拟机上安装和真实计算机完全不同的网卡。
由于虚拟机完全独立于硬件，再加上它具备可封装和高兼容性两个特性，因此，可以在不同类型的x86计算机之间自由地移动它，而无需对设备驱动程序、操作系统或应用程序进行任何更改。甚至可以在一台物理计算机上混合运行不同类型的操作系统和应用程序。
v 任务实施
1．VirtualBox虚拟机软件的下载与安装
由于VirtualBox虚拟机软件本身就是一款免费软件，所以该软件很容易就可以在官方网站或其他网站中找到下载的链接，本书以4.3.26稳定版为例介绍该软件的安装与使用。
操作过程与步骤如下：

2．VirtualBox虚拟机的建立与安装
下面以建立WIN7系统虚拟机为例，介绍VirtualBox虚拟机的建立与安装。
操作过程与步骤如下：

因为系统安装不是本书所讨论与学习的主要内容，所以在这里不进行详细的介绍。系统安装完成后，该虚拟机就可以像一台真实的计算机进行软件的安装与使用了。

学生通过教师的情景导入，了解学习安装虚拟机软件的重要性

学生应该注意听讲，同时积极回答相应的问题，进行认真的思考

学生听讲，笔记

学生思考、讨论

教师结合操作解释相关设置

课题
任务2 VirtualBox虚拟机的基础配置
课时

教学内容
掌握对VirtualBox虚拟机软件进行设置、备份与对虚拟机进行运行环境的配置
教学目标
VirtualBox虚拟机的相关设置
教学重点
镜像文件的理解与使用
教学难点
VirtualBox虚拟机的设置
教学活动及主要语言
学生活动
v 情景引入
在上一个任务中，小王完成了Virtual Box虚拟机的安装，可是要进行网络知识的学习还必须懂得如何配置虚拟机，而不同的实验也要求不同的实验环境，所以小王必须掌握Virtual Box虚拟机软件的基本配置方法。
v 基础知识
1.镜像文件概述
镜像文件，也叫映像文件,和“封装”技术类似，它把许多文件按照一定的规则排列、压缩成为一个文件，以方便用户下载和使用，在用户使用的时候又可以按照原来的顺序还原出这些文件。这看起来就像经常使用到的压缩文件和压缩包，理论上，一个RAR的压缩文件也可以看成就是一个镜像文件。
2. 光盘镜像文件
光盘镜像文件（Image）就是上文说到的镜像文件中的一种，它看起来只有一个规定格式的文件，这个文件的存储格式和光盘文件是完全一致，所以可以真实反映出光盘的内容，它可由支持这种格式的专门的光盘镜像文件制作工具创建，也可以由支持这种格式的专门的光盘镜像刻录软件来还原原始的光盘。常见的镜像文件格式有：ISO、IMG、CDR、VCD、BIN等等。
3 .硬盘映像文件
虚拟机的虚拟硬盘也是使用真实硬盘中的部分空间来模拟出一个虚拟硬盘的（可参看任务1中虚拟机的安装步骤的相关内容）。而这个硬盘中的文件是用类似光盘镜像文件的存储方式进行储存，把硬盘中大量的文件制作成一个映像文件，这样就能够极大的方便虚拟机硬盘的管理。

v 任务实施
1．使用快照进行虚拟机的备份
在计算机网络的实验中，会对虚拟机进行许多的操作，不管是正常的操作，还是错误的操作，都会改变虚拟机的系统，这种改变很有可能会影响实验的正常进行和实验的结果，那么就需要一种可以随时把虚拟机恢复至初始状态的方法。使用VirtualBox软件中的“快照”功能，可以将虚拟机的系统还原至初始状态。
操作过程与步骤如下：

2．虚拟机存储设备的配置
虚拟机本身内置的存储设备有两种：硬盘和光盘。硬盘是使用虚拟硬盘映像文件VDI实现的；光盘可以使用通用的光盘镜像文件(ISO文件)进行虚拟。
操作过程与步骤如下：

下面以放入参选准备好的光盘镜像文件为例，示范如何在虚拟机中装入虚拟光盘。

虚拟硬盘映像文件的更改和光盘类似，打开虚拟机软件后，依次单击“设置”——“存储”按钮，参照前面设置虚拟光驱的操作方法即可完成。

3．启动顺序的设置
虚拟机启动顺序的调整要比真实计算机更为简单，参考前面打开虚拟机设置界面进行操作。
操作过程与步骤如下：

学生回顾上节课学习的内容，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。

此部分主要由老师来讲解，同时学生也配合着老师回答一些常见问题

此时学生应该注意听教师的讲解，因为此处是新知识，同时也应积极回答相应的问题，进行认真的思考

学生听讲，笔记

学生根据教师要求进行任务实施

课题
任务3 VirtualBox虚拟机基本网络环境
课时

教学内容
掌握使用VirtualBox虚拟机软件进行网络环境的搭建。
教学目标
配置VirtualBox虚拟机的网络环境
教学重点
理解三种网络模式的区别
教学难点
三种网络模式实际应用中的使用
教学活动及主要语言
学生活动
v 情景引入
小王把虚拟机安装完成后，可以像一台真实的计算机一样使用虚拟机了，随着学习的深入，他想在网络中进行相关操作，因此，需要把虚拟机接到网络上。该如何将虚拟机连接到网络中呢？本任务即学习对虚拟机网络环境的搭建。
v 基础知识
1.虚拟网络三种常见模式
（1）NAT(网络地址转换模式)
虚拟机是使用虚拟出来的网络上的资源的，虚拟机要想和真实的计算机（也称宿主计算机）网络建立联系，其中一种重要的网络模式就是网络地址转换模式。也就是说，使用网络地址转换模式可以实现在虚拟系统里访问宿主计算机的网络（例如：访问真实计算机的互联网浏览）。
注：网络地址转换模式下，外部网络不能主动建立与虚拟网络的连接，也就是说，在该模式下的虚拟机可以主动访问互联网，但是互联网上的主机不能主动访问这台虚拟机。
（2）bridged(桥接模式)
虚拟网络在桥接模式下，VirtualBox虚拟出来的虚拟机就像是局域网中的一台真实并且是独立的计算机，它可以像局域网内其他的真实计算机一样，访问局域网内任何一台主机。在桥接模式下，需要为虚拟系统配置TCP/IP参数（IP地址、掩码、网关等）信息，就像配置真实局域网内的一台真实的计算机一样，虚拟机与真实计算机在真实的网络上是平等的关系（不是之前的“寄生”关系了）。同时，由于这个虚拟系统是局域网中独立的主机系统，那么就可以手工配置它的TCP/IP配置信息，以实现通过局域网的网关或路由器访问互联网。
注：桥接模式虚拟机就像一台局域网中真实的计算机一样，也可以被局域网中其他计算机访问。
（3）host-only(仅主机模式)
仅主机虚拟网络模式最为简单，在这种模式下，虚拟机只能使用虚拟出来的网络资源，与真实计算机在网络上是完全隔离的，可以同时使用多台虚拟机进行虚拟网络的构建与通讯，但是这些网络在真实的网络是完全“透明”（不被真实网络感知）的。在大多数的实验环境中，要求将真实网络环境和虚拟网络环境隔离（避免虚拟网络配置错误或实验操作失误而影响真实网络的正常使用），这时就可采用仅主机的模式。
注：仅主机模式下的虚拟机只能被宿主计算机通过虚拟网络适配器访问，并不能与局域网中其他计算机通信。
v 任务实施
1．虚拟机网络的全局设定
虚拟机软件中的全局设定，就是对所有虚拟机的设置，以下是进入全局设置的方法。
操作过程与步骤如下：

2．虚拟机接入虚拟网络
在前面的操作里面，创建了两个虚拟的仅主机网络，那么虚拟机如何接进这两个网络呢？此处以将“Win7测试机”接入到“VirtualBox Host-Only Ethernet Adapter #2”网络为例进行介绍。
操作过程与步骤如下：

v 思考与练习
1.熟悉虚拟机的使用。熟悉虚拟机的备份、还原，在教师指导下对虚拟机进行操作，感受虚拟机使用中与真实计算机的区别。
2.在虚拟机网络环境的配置中，分别将虚拟机“win7测试机”和“win2003测试机”同时接到“VirtualBox Host-Only Ethernet adapter #2”网络中，这两台机是以何种拓扑方式进行连接的？

学生根据教师的提问进行思考问题

此部分主要由老师来讲解，同时学生也配合着老师回答一些常见问题

学生听讲，笔记

学生认真观看教师操作，并将其记录下来。

学生动手制作扩展项目

学生动手操作，老师对不懂的地方进行解答

项目三 IP地址
课题
任务1 IP地址的设置与转换
课时

教学内容
掌握IP地址的工作原理、设置与数制的转换；
教学目标
掌握IP地址的设置与二进制转换
教学重点
IP地址的二进制转换
教学难点
IP地址的二进制转换
教学活动及主要语言
学生活动
v 情景引入
在传统邮递网络中，我们要把信件邮递到客户的手中，就需要填写收件人的详细地址以及收件人的姓名，这样其才能收到信件，如果地址错误，那么这封信件将无法及时准确的送到。计算机网络也是一样，在计算机（以下简称主机）之间传递信息，也必须赋予网络上的每一台主机一个地址，而使用最为广泛的这个地址就是IP地址。
v 基础知识
1. IP地址的版本
IP地址的版本分为IPV4和IPV6，其中以IPV4的版本使用最为广泛，所以本书所有实验例子都是以IPV4为学习对象进行讲解的，如果理解了IPV4，那IPV6也就不难理解了。
IPV4是互联网协议（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术基石的协议，它由32位二进制数码表示。
IPV6是IETF（Internet Engineering Task Force，译：互联网工程任务组）设计的用于替代现行版本IP协议(IPV4)的下一代IP协议，主要用以解决IPV4地址资源严重不足的问题，它由128位二进制数码表示。
2. IPV4
IPV4中，IP地址是由32位的二进制数组成。为了方便表达与记忆，把32位的IP地址每八位转换成十进制数，然后用小数点隔开进行表示，所以一般看到的IP地址就是类似“202.96.101.54”这样的四个255以内的十进制数（八位二进制数能够表达的十进制数是0~255）。
每一个IP地址都是由网络ID（网络号）和主机ID（主机号）组成。只有在同一个网络内（网络ID相同）的主机才可以自由、直接的相互通信，并且同一个网络内不能有相同的主机ID，如下图所示。

3.网络ID公式
网络ID的位数+主机ID的位数=32
网络ID的位数=32-主机ID的位数
主机ID的位数=32-网络ID的位数
4. IP地址分配规则
（1）自治原则
（2）顺序原则
（3）可持续发展原则
（4）可聚合原则
（5）与过渡技术相结合原则
（6）静态分配与动态分配相结合原则
（7）公网地址与私网地址相结合原则
v 任务实施
1、主机IP地址的设置与查看
以Windows 7为例，设置与查看主机IP地址。
操作步骤如下：
（1）主机IP地址的设置方法
在“开始”菜单中依次选择“控制面板”—>“网络和Internet”—>“网络连接”选项，在打开的对话框进行如下操作。

（2）主机IP地址的查看方法
方法1
1点击【开始菜单】\【所有程序】\【附件】\【命令提示符】命令，打开Windows命令行模式。如图3—5所示。

2．IP地址十进制与二进制互换
例：十进制数202转换为二进制

学生回顾自己在日常生活中碰到问题，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。

学生应该注意听和教师的讲解，因为此处知识理论性较强，同时也应积极回答相应的问题，进行认真的思考

学生听讲，笔记

学生思考、讨论

学生根据教师讲解思考问题
课题
任务2 IP地址的分类
课时

教学内容
掌握对IP地址的分类方法；
教学目标
掌握IP地址的各种分类方法
教学重点
IP地址类别与网络ID的区别
教学难点
私有地址与公有地址
教学活动及主要语言
学生活动
v 情景引入
通过任务1的学习，我们基本了解了IP地址的概念，明白IP地址中与主机ID的作用，即标识一台主机在网络中处于什么网络以及是哪一台主机。可标识又有什么作用呢？在任务1的基础知识部分关于图3-1的描述中，假设了网络ID的位数是24位，那网络ID的位数是不是都是24位呢？这是由谁决定的呢？本任务将会对这些内容进行详细的学习。
v 基础知识
1.网络地址
在一个IP地址中除了网络ID以外，所有主机ID的每一位都为“0”的地址表示该主机所在网络的网络地址。该地址是用于标识网络所在的地址，所以这个IP地址称为网络地址。
2.广播地址
在一个网络中，除了网络ID以外，所有主机ID的每一位都为“1”的地址就是表示该网络的广播地址。该地址用于向网络中所有主机发送信息使用
3.回送地址
所有以127开头的IP地址（127.×××.×××. ×××.）都是本机回送地址（Loopback Address），主要用于网络软件测试以及本地机进程间通信，无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回之，不进行任何网络传输。回送地址通常用于检查TCP\IP协议是否正常。
4、网络中可容纳的最大的主机数量
在同一个网络里的每台主机都必须拥有一个IP地址（且不能与其他主机的地址重复），才可以与网络内的其他主机之间进行有效的通信。
5. IP地址分类
（1）按类别对IP地址分类
为适应不同规模网络的需求，IP地址分为了A、B、C、D、E五类，其中A、B、C类分别用于大型、中型、小型网络；D类和E类地址为组播地址和保留地址。

（2）按用途对IP地址分类
IP地址由专门的机构负责管理与分配，所有可用的IP地址共有30亿个左右，这远远不能满足现有网络的规模，于是把IP地址分成了两种类型，一种是公网的IP地址，也叫公有地址，用于互联网上的主机互联与通信；另外一类是私有地址，方便在局域网内使用，并且局域网的私有地址不会与公网的共有IP地址冲突。
v 任务实施
某企业内部需要建立网络连接，其中，经理部需要20个IP地址，生产部需要100个IP地址，技术部需要80个IP地址，人力资源部需要10个IP地址。请依据本任务所学的知识为企业网络分配IP地址并完成下表。
部门名称
IP地址段
经理部

生产部

技术部

销售部

人力资源部

学生回顾上节课学习的内容，并随着教师的讲解，引导出本节课要学习的内容。

此部分主要由老师来讲解，同时学生也配合着老师回答一些常见问题

此时学生应该注意听教师的讲解，因为此处是新知识，同时也应积极回答相应的问题，进行认真的思考

学生听讲，笔记

学生根据教师要求进行任务实施

课题
任务3 子网划分
课时

教学内容
熟练掌握IP地址的子网划分。
教学目标
掌握使用IP地址与掩码进行子网的划分
教学重点
子网划分的原理与实际划分
教学难点
不对称子网的划分
教学活动及主要语言
学生活动
v 情景引入
参考上一个任务中IP地址的分类知识，即可以知道组建网络时所能使用到的IP地址分为A、B、C三类，那该选择哪一类IP地址来组建网络呢？这就要考虑这三类IP地址所限定的网络规模。比如说要组建一个有300个主机的网络时，就不能使用C类地址来组建，因为C类地址的网络内最多只能容纳254台主机，但是如果使用B类地址（B类网络地址的同一个网络内，最大容纳主机数为65534台）组建该网络，又会造成大量IP地址的浪费。那么应该如何解决这个问题呢？通过本任务的学习，就可以解决该问题。
v 基础知识
1.子网掩码
IP地址是由网络ID和主机ID组成，而不同类别的IP地址也决定了网络的规模。假设现在为位于网络上的“主机A”配置一个IP地址，那么为了网络上其他主机能够对它进行识别，就必须告知网络上的其他主机，这台“主机A”的网络ID和主机ID。因为网络ID表示了该机处于哪个网络，而主机ID表示了该机在网络中的编号。此时，需要使用到一个知识——子网掩码。
子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址哪些位标识的是主机所在的子网、哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，必须结合IP地址一起使用，它只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
子网掩码是屏蔽一个IP地址的网络部分的“全1”比特模式。也就是一个IP地址表示网络ID的位用“1”表示，表示主机ID的位用“0”表示，得到一个32位的子网掩码。对于A类地址来说，网络ID的位数是8位，主机ID的位数是24所以得到11111111.00000000.00000000.00000000.各类IP地址的子网码如图所示。

2. VLSM（可变长子网掩码）
对IP地址进行简单的分类可以限制单个网络的规模，但是这种划分不够精细，会造成大量的IP地址浪费。C类地址网络中最大主机数为254，B类网络中最大主机数为65534