IP地址教學設計

IP地址教學設計
南京師范大學附屬中學   代正軍
【教材分析】：
1、地位和作用
 本節課在教材中占據十分重要的地位，也是這門課中最基礎最重要的內容之一。IP地址在實際應用中具有很強的實用價值，如在不同網絡中接駁，判斷網絡連通性等等都需要具備IP地址的相關知識。因此讓學生知道IP地址的結構與原理以及如何利用IP地址的知識解決實際生活中遇到的問題是非常必要的。
2、重點、難點分析
重點：
 IP地址的點分十進制表示以及網絡位和主機位的劃分
 分類IP地址和子網掩碼的原理
難點：
 IP地址的網絡位和主機位的劃分。
【教學目標分析】
1、知識與技能
 通過本節課，應使得學生認識IP地址的構成，能初步掌握IP地址的構成，能在簡單的網絡環境下設置合理的IP地址并測試其連通性。
2、過程與方法
 通過類比與實驗相結合，在理論與實踐中相互印證。
3、情感態度與價值觀
 通過合作完成實驗，培養學生協作能力，激發學生學習網絡知識的興趣。
【學情分析】
 本節課的內容，具有很強的理論性，也是十分抽象的內容。另外學生在日常生活中對網絡底層的知識直接接觸的機會并不多。因而對絕大部分學生來說都是全新的內容。因此，如何使學生快速接受這些抽象而又枯燥的內容成了急需解決的難題。本節課通過實驗和討論等互動手段，試圖將這些抽象的內容盡可能直觀簡單地完成教學任務。本論文由論文格式網整理,轉載請注明來源www.donglienglish.cn,更多論文,請點論文格式范文查看
【教學設想及教法分析】
 通過提出問題，在類比中解決問題，并通過動手實驗和討論等手段，使學生知道IP地址是什么，可以做什么以及知道怎么做。
【教學過程】

一、引入：
{本部分以身份證為例，簡單分析身份證號碼的作用及其編碼，為IP地址的作用和編碼作參考、對照，完成課堂引入}
[提問]：身份證的作用是什么？身份證號是如何編碼的？
 {引導學生回答身份證號碼是唯一標識一個人的號碼，強調每個人編號都具有唯一性即可。在學生回答如何編碼的問題時只要回答出是由地區編碼加上個人信息編碼兩部分構成即可，因此，這里并不需要更加詳細去討論身份證的編碼規則。}
[講解]同我們人一樣，對于每臺連入網絡的計算機也需要一個類似的身份證，用來唯一標識自己。計算機的“身份證”是一個32位的二進制編號。

二、新課講解：
{第一部分，本部分主要講解IP地址是什么，點分十進制記法，以及通過動手實驗證明IP地址的是由網絡標識和主機標識兩部分構成及其作用}
[展示]按每8位為一組稍微分隔的32個二進制位，同時注明IPV4字樣。
[講解]IPV4中IP地址是由32位二進制構成。下一代IPV6是128位二進制構成。為了便于記憶，引入點分十進制表示法。
{這里可能需要補充二進制和十進制之間相互轉換的知識，視學生情況而定。}
[同屏展示對應的點分十進制表示]
[思考]請確定點分十進制表示法中每一小節的最小值和最大值各是多少。
 {分別是0和255}
[講解]與身份證類似，IP地址也由網絡標識和主機標識兩部分構成。并且同時規定，只有具有相同網絡編號的計算機才能直接通信。
[動手實驗]
 {課前先設定機房所有計算機的IP地址按順序設為192.168.0.1-192.168.0.54，子網掩碼為255.255.255.0，保證機房所有計算機的連通性（或者其他連續的IP地址）}
請同學們做以下測試：
 {先告知其網絡標識為前面的三小節192.168.0，后面的一小節為主機標識，并記錄下原始設置，實驗完成后還原至初始設置。分組：以相鄰兩個同學或三個同學為一組}
1、更改其中一個同學IP地址的主機號，使得兩臺計算機的IP地址完全相同，并記錄現象。（提示IP地址沖突）
2、繼續更改該計算機的主機號至另一個沒有被使用的IP地址，比如34更改為為134，使用 "ping"命令測試其連通性。記錄現象。（連通）
3、繼續更改該計算機網絡標識中的任意一小節的值，然后測試其連通性（不通）
4、還原所有的設置。
[小結]
1、每臺聯網的計算機都有與其它計算機不同的IP地址。
2、每個IP地址都有網絡標識和主機標識組成。
3、不同網絡標識的計算機不能直接通信。具有相同網絡標識的計算機可以直接通信。
4、從前面的結論還可以推導出IP地址在分配的時候，一般情況下都是以網絡為單位分配，而不是單獨分配一個或者幾個IP地址，這樣才能保證不同的公司得到的IP地址不在同一個網絡下，提升網絡安全。

{第二部分，怎樣確定網絡標識位的長度？通過現實中IP地址分配時可能遇到的問題著手，提出問題，解決問題。實際上分類IP地址是在早期因特網規模還不是太大的條件下相對合理的一種分配方案，它簡單地考慮到了不同規模網絡的IP地址需求。}
[思考]在32位的IP地址中，多少位用于網絡標識，多少位用于主機標識？
[講解]請學生計算在剛才的實驗中24位網絡標識的條件下，可以為該網絡號最多分配多少個IP地址給計算機。
 {學生可以得出最多256臺計算機可以分配到IP地址}
[講解]在相同網絡標識下，有兩個特殊的IP地址是不能分配給計算機的，一個用于網絡地址，一個用于廣播。因此，實際分配給主機的IP地址只有256-2=254個
 {簡單解釋廣播的原理}
[討論]只能給254臺計算機分配IP地址的網絡顯然不適合大型網絡的IP地址的分配。對于一個更大型的網絡而言，如何分配IP地址？
[學生討論并回答]
 {一種可能答案}再分配一個網絡號。
 {得出這個答案的理由是基于網絡與網絡之間總是互相連通的，不可能完全孤立。盡管在前面的實驗中已經得出不能直接通信的結論。如果有這樣的回答我們可以用增加了額外的設備——實質上是路由器和額外的管理成本為由來否定這不是一個比較好的解決方案。這里提問的目的主要是為講解IP地址的分類作鋪墊}
{另一種答案，也是我們需要的答案}減少網絡位的長度，增加主機號的長度。
[追問并讓學生討論]
那設置多長的網絡標識位比較合理呢？
 {這個問題并不需要準確的答案，也沒有準確的答案。主要目的是讓學生自己推導出無論多長的網絡位和主機位都無法較好地滿足各種規模網絡的IP地址分配，盡管沒有完美的分配方案，但我們應該找出一個更加合理的分配方案來。}
[小節]
 從前面的討論中得出，無論設置多長的網絡位都不能很好地滿足不同網絡規模的IP地址分配需求，因此我們需要一個相對靈活的方案來滿足不同網絡大小的IP地址分配。
[講解]請同學們打開課本《網絡技術應用》第23頁仔細閱讀1-4標題下的內容，請注意不同分類IP地址的變化規律。
[展示]

{第三部分，引入子網掩碼實現網絡標識和主機標識的確定。從因特網的快速擴張導致IP地址的需求急劇增加，分析原有分類IP地址的不合理性，從而提出更為靈活的分配方案——引入子網掩碼來確定網絡標識。}
[講解]
 隨著網絡規模的擴大，這種分類IP地址的分配方法越來越顯現出其局限性。例如，還是前面的例子，如果某個公司有255臺計算機如何分配IP地址？
 {引導學生在前面的學習中可以得出不可能分配A類和B類地址，否則會造成更大的浪費。因此只能分配兩個C類地址。但即使是通過增加設備使得兩個C類地址把網絡連起來，也依然造成了253個IP地址的浪費}
[講解]無論怎樣分配都會造成253個IP地址的閑置。需要更為合理的分配方案——引入了子網掩碼。
[展示實例]

[請學生思考]在展示的例子中，子網掩碼如何確定IP地址的網絡標識和主機標識？
 {引導學生觀察規律得出結論}
[結論]
 子網掩碼同IP地址一樣，也是32位的二進制數。由前半部分全為1和后半部分全為0的二進制數構成。前半部分為1的長度決定了IP地址中網絡標識的長度。換句話說，子網掩碼中1所覆蓋的范圍就是網絡標識的長度。在同一個網絡中，由于需要網絡號相同，因此同一網絡中的子網掩碼也必然是相同的。
通過這種機制，使得IP地址的分配更趨于靈活和合理。大大減少了IP地址的閑置。

三、總結
 IP地址是一個32位的二進制地址，用于計算機的信息通信。由網絡標識和主機標識兩部分組成。通過分類IP地址和引入子網掩碼兩種方案來確定網絡標識和主機標識。
【課堂反思】
 本節課通過理論聯系實際，著重從實際應用中遇到的問題及其解決辦法著手，相比純粹的理論介紹而言更具有明顯的課堂教學效果。不過，本節課反復在二進制和十進制之間來回轉換，這對學生對進制轉換的技能要求比較高。因此課前可能需要在這方面的技能做一些鋪墊，對于理解IP地址及其網絡標識和主機標識位的確定會有更好的效果。另外，在子網掩碼的講解過程中，也可以設計實驗讓學生更改子網掩碼來驗證其功能，但是考慮到如果只改一臺計算機的子網掩碼，從不同方向ping另一臺計算機會導致不同的實驗現象，并且需要比較復雜的解釋導致問題復雜化，因此本課放棄了該實驗的設計