计算机网络教案8-IP协议.docx

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:

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IP
概述上手 I
•T
上手 I
•T

上手 I
•T
)

2、网络连接设备
(1)
物理层：集线器(hub)、转发器(repeater)
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
TCP/IP的体系结构
比较OSI、TCP/IP和五层原理体系结构
TCP/IP的体系结构

比较OSI、TCP/IP和五层原理体系结构
TCP/IP的体系结构
OSI的体系结构
7 应用层
6 表不层
5 会话层
应用层
(各种应用层协议如
TELNET, FTP,
SMTP 等)
4 运输层
运输层(TCP或UDP)
3 网络层
2数据链路层
1 物理层
网际层IP
网络接口层
五层原理体系结构

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TP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subnet-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：：二K网络号〉，〈子网号〉，〈主机号〉｝(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K度可以占任意比例一一网 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法是：
IP地址：：二｛〈网络前缀〉，〈主机号〉｝(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)。
CTDR虽然不使用子网了，但仍然使用“掩码”或“子网掩码”这一名词。 用32位的子网掩码来表示网络前缀的长度
C1DR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2以个地址（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。这是最基木的编址方法，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，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