计算机网络教案8-IP协议.docx

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1、计算机网络课堂教学方案课次8课时2教学主题IP协议教学目标与要求1、理解虚拟互连网络的概念2、理解异构网络互联的方法及“网络的网络”概念3、理解分类IP地址的概念。教学重点与难点异构网络互联的方法及“网络的网络”概念教学方法与手段问题导向法、讲授法高阶思维培养目标基本逻辑思维，系统性思维培养。能力培养目标具备基于网络需求分配IP地址的能力教学内容4 网络层4.1 网络层提供的两种服务通过图示介绍两种不同的分组交换技术：数据报服务和虚电路服务： H1H5H2H4H3ACBDH6EH1H5H2H4H3ACBDH6EVC1VC2 仍然是分组交换数据报网络提供网络层无连接服务：因特网的网络层采用的是数

2、据报方式。虚电路网络提供网络层连接服务：在传输数据前要先在源主机和目的主机间建立一个连接-虚电路很多广域网采用虚电路方式，如ATM、帧中继、MPLS虚电路服务（补充）1、虚电路号什么是虚电路号，虚电路号的分配过程。提问：为什么虚电路号要在每段链路独立分配，而不分配一个全局唯一的号码？2、虚电路的基本工作原理虚电路交换机的转发表虚电路号的改变3、虚电路的组成从源到目的地的路径(一系列链路和路由器)路径上每条链路一个独立的VC号标识经过该链路的各条VC沿路径每台路由器的转发表中的表项4、虚电路的信令协议5、虚电路和数据报的比较4.2 互连网协议IP4.2.1 概述1. 虚拟互连网络2、网络连接设备

3、（1）物理层：集线器(hub) 、转发器(repeater)（2）数据链路层：交换机(switch)、网桥 (bridge)（3）网络层：路由器(router)（4）网络层以上的中继系统：网关(gateway) 3、因特网体系结构比较OSI、TCP/IP和五层原理体系结构4.2.2 地址IP 地址及其表示方法提问：如何设计IP地址更利于路由器转发和寻址？类似于MAC地址这样的唯一标识行吗？1 分类IP地址不能分配给主机的特殊IP 地址常用的三种类别的 IP 地址2 划分子网从两级 IP 地址到三级 IP 地址 两级的 IP 地址不够灵活。 划分子网的基本思路 从主机号借用若干个位作为子网号su

4、bnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。划分子网后 IP 地址就变成了三级结构。IP地址 := , , (4-2) 3. 无分类编址划分子网在一定程度上缓解了因特网在发展中遇到的困难。但还是不够灵活，仍然有大量地址空间不能被充分利用，大量C类地址块由于容纳主机数太小而无法充分被利用。提出构成超网方法：将多个C类地址块合起来形成一个更大的地址块分配给某个组织的网络。解决办法(1993年)：32位IP地址中的网络号的长度可以占任意比例网络前缀。无分类编址方式：无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)无分类的两级编址的记

5、法是： IP地址 := , (4-3) CIDR 把网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成“CIDR 地址块”，每块中的地址个数是2的乘方。将“CIDR 地址块”分配给一个组织，该组织还可以将该地址块划分为多个更小的地址块（前缀更长）分配给组织内的小单位。用不定长的网络前缀来替代原来分类IP地址中的网络号，路由器按目的地址块进行选路和转发。子网掩码在划分子网和无分类编址方式中，从一个 IP 数据报的首部并无法判断目的IP地址的网络前缀/网络号。使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的网络部分(网络前缀)。CIDR 虽然不使用子网了，但仍然使用“掩码” 或“子网掩码”这一名

6、词。用32位的子网掩码来表示网络前缀的长度CIDR 还使用“斜线记法” ，它又称为CIDR记法，即在 IP 地址面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数。CIDR 地址块 128.14.32.0/20 表示的地址块共有212 个地址（因为斜线后面的 20 是网络前缀的位数，所以这个地址的主机号是12位）。128.14.32.0/20 表示的地址（212 个地址）CIDR 地址块划分举例 IP 地址的编址方法 分类IP地址。这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议。子网划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准RFC 950在 1985 年通过。无分类编址。即构成超网

7、，这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出后很快就得到推广应用。对应高阶知识点：IP地址的规划课堂管理与要求1集中前排就坐2考勤加倍扣分法3参与课堂加分法学习评价与反馈完成锦城在线练习测验题作业布置1. 比较虚电路和数据报网络的特点。2. 4-10预习4.2.5节，回答： 1. 什么情况下IP报文会被分片？2.为什么路由器有多个IP地址？教学资源教材辅助1. 作者:田果 刘丹宁 余建威.网络基础，人民邮电出版社，2021年2月 （教材内容补充）2. 作者: 华为技术有限公司.网络系统建设与运维（中级），人民邮电出版社，2020年8月 （教材内容补充）3. 作者: 日户根勤.网络是怎样连接的，人民邮电出版社，2021年4月 （教材内容补充）4. 作者: 雷震甲 .网络工程师教材，清华大学出版社，2018年05月 （教材内容补充）5. CISCO的CCNA培训教材 （教材内容补充）6. TCP/IP详解 卷1、2、3 作者: W.Richard Stevens （拓展前沿知识）7. 计算机网络自顶向下方法 库罗斯，机械工业出版社（拓展前沿知识）线上资源1. 思科网院： （拓展前沿知识、强化实践应用）2. 学习通对应章节资源