IP地址与多机互连.doc

IP地址与多机互连课时安排：2课时（理论+实验）教材分析：信息技术选修三模块网络技术应用（中国地图出版社）第二单元第一节认识IP地址。课程标准中提出，通过“网络技术应用”模块的学习，学生应掌握网络的基础知识和基本应用技能；网站的设计、制作及评价方法；体验网络给人们生活、学习带来的变化。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。教学对象分析：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，在网络环境下，跃跃欲试。教学目标：1、 知识目标：了解IP地址的概念、格式及分类；了解子网掩码的含义；2、 技能目标：掌握判断两台机器是否在同一个子网中的方法； 实验体会多台机器连网的相关设置；3、 情感目标：培养小组合作精神和问题探究能力教学重点、难点：1、IP地址的概念、分类；2、判断两台机器是否在同一个子网中；3、多台机器连网。教学方法：以解决双机互连实验中存在的疑问为主线，创设情境、问题探究。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。，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。（/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。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，然后要进行哪些设置？答：计算机名、工作组名、IP地址和子网掩码。展示幻灯片，书上样例中设为计算机名：workstation2组名：workgroupIP：192.168. 0.2子网掩码：计算机名：workstation1组名：workgroupIP：子网掩码：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？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？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 1 192.168.0. 1 采用点分十进制记法则进一步提高可读性每一段8位二进制数最小全部取0，最大全部取1，所以0000000011111111换算成十进制数就是0255，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。A类B类C类1 8 16 24 320网络标识主机标识10网络标识主机标识110网络标识主机标识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。IP地址地址范围可支持的网络数目每个网络支持的主机数A类1.x.y.z 126.x.y.z1261,677,214B类128.x.y.z 191.x.y.z16,38465,534C类192.x.y.z 223.x.y.z2,097,152254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：; ;7，它们分别是哪一类地址？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：B类：C类：5、如何判断两台机器是否则同一个子网里呢？两台机器的IP地址分别为192.168.01与192.168.02，子网掩码均为：，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：192.168. 10. 2网络标识主机标识IP：192. 168 . 0 . 1网络标识主机标识而如果把其中的一台改成，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。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。交换机好，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？先回顾我们前面的实验，填表。实验双机互连硬件设备软件设置计算机名工作组名IP地址子网掩码思考我们这个实验需要做的准备实验多台机器连接硬件设备软件设置计算机名工作组名IP地址子网掩码选几个同学模拟演示软件设置情况。实验要求：l 选择适当的连接线正确实现物理连接；l 现教师机的计算机名为：teacher，IP地址为：，子网掩码为：。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；l 在开始菜单“运行”中执行，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。l 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。l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。附（实验报告）：网络技术应用实验报告学号_ 姓名_ 班级_日期_实验四、多机互连一、实验目的：1、认识实现多台计算机与交换机物理连接的设备；2、掌握多机互连对操作系统进行的网络设置；二、实验项目：1、正确区分直通线与交叉线；2、实现计算机与交换机的物理连接；3、对操作系统进行网络设置，包括设置计算机名、工作组名、IP地址及子网掩码；4、共享文件夹实现数据交换。三、实验器材： 每组两台计算机、网卡、直通线、交叉线、交换机四、实验注意事项： 用连接线实现计算机与交换机的物理连接后再接通计算机电源，实验完毕先关闭计算机，断开电源，再拔出连接线。五、实验步骤：（根据实验情况在实线上填写相应内容）1、区分直通线与交叉线，直通线两端线序，交叉线两端线序（选择“相同”、“不同”）；2、用线一端与计算机网卡接口相连，一端与交换机端口相连，实现计算机与交换机的物理连接；3、现教师机的计算机名为：teacher，IP地址