知识点来源

来源于工作、生活实际需要

知识点描述

IP地址、ip地址结构、IP地址分类

预备知识

会使用计算机，使用过互联网

教学类型

理实一体实训室

适用对象

全体学生，公司、企业等具有网络使用、维护需求的人员

设计思路

互联网中的主机如何找到彼此、IP地址、IP地址分类、如何识别各类IP地址

教学过程

内容

时间

课程导入

通过上节课的学习，我们知道了网络层的功能就是把异构的网络互连起来，实现数据报服务。那么互联网中的主机如何找到彼此？这就是我们本次课的任务理解分类IP地址。注意，在网络层没有特别说明，IP地址都指的是IPv4版本的地址。

1分钟

正文讲解

任务提出: 

IP地址: 

IP地址的编制方法共经历了三个阶段，

1.分类的 IP 地址。这是最基本的编址方法；

2.子网的划分，这是随着网民数量暴增，分类IP地址不够用，提出的一种改进的编址方法。

3.构成超网。这是比较新的无分类编址方法。子网划分依然不能解决IP地址紧张的问题而推出的另一个解决方案。

将IP地址划分为若干个固定类。

每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它是主机（或路由器）在网络中自身的标识。主机号在它的网络号范围内必须是唯一的。

IP地址分为A、B、C、D、E五类。

地址解析协议ARP: 

地址解析协议ARP解决这个问题的方法：每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存 (ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。并且这个映射表还经常动态更新。例如在本机windows操作系统的命令提示符窗口输入arp –a命令，就可查看本机的ARP高速缓存中MAC地址和IP地址的映射表。

每一台主机都设有一个ARP高速缓存，里面有本局域网上各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。

当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。

（1）如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地址的。

（2）如没有， 就按下图所示方式，进行查询。最终将得到的 IP 地址到硬件地址的映射写入 ARP 高速缓存。

20分钟

课后总结

我们把整个互联网看成为一个单一的、抽象的网络。如果互联网中每台主机有一个唯一的标识，那彼此之间通信时就可以找到对方。IP 地址就是给每个连接在互联网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的 32 位二进制数的标识符。

由于全世界存在着各式各样的网络，它们使用不同格式的硬件地址。要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作，联网的主机拥有统一格式的 IP 地址解决了异构网络地址复杂的问题。在虚拟的 IP 网络上用 IP 地址进行通信而不直接用硬件地址通信。

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