第四章TCPIP协议集（四）IP数据报、地址解析协议、网际控制报文协议、IPv6（教案）-《计算机网络技术基础》同步教学(上海交通大学出版社)

课题 TCP/IP协议集（四）—— IP据报、地址解析协议、网际控制报文协议、IPv6 课时 2课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）掌握IP数据报的格式 （2）掌握IP地址与物理地址 （3）掌握地址解析协议ARP （4）理解反向地址解析协议RARP （5）掌握网际控制报文协议 （6）掌握IPv6地址的表示方法和结构、特点 （7）了解IPv4到IPv6的过渡技术 思政育人目标： 了解TCP/IP协议集对于计算机网络的重要意义，体会其对计算机科学与技术发展的重要意义进而感受科学技术发展所带来的改变，引导学生树立崇尚科学、尊重发展的理念，切实增强投身建设社会主义现代化科技强国的责任感、使命感，通过不断深入的学习使学生获得专业认同感和专业自信。 教学重难点 教学重点：IP数据报的格式、IP地址与物理地址、地址解析协议、网际控制报文协议 教学难点：IP数据报的格式、网际控制报文协议 教学方法 问答法、讨论法、讲授法 教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材、文旌课堂APP 教学设计 第1节课： 考勤（2 min）→ 问题导入（3 min）→ 传授新知（35 min）→ 课堂互动（3 min）→ 评价修正（2 min） 第2节课：问题导入（3 min）→ 传授新知（32 min）→ 课堂互动（5 min）→ 课堂小结（3 min）→ 任务布置（2 min） 教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图 第一节课 考勤 （2 min） · 【教师】使用文旌课堂APP进行签到 · 【学生】按照老师要求签到 培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况 问题导入 （3 min） · 【教师】要求学生使用文旌课堂APP扫描二维码播放“IP数据报格式”视频，并提出问题： IP数据报由哪几部分构成？ · 【学生】聆听、思考、讨论 · 【教师】通过学生的回答引入要讲的知识 通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣 传授新知 （35 min） · 【教师】结合教材讲解IP数据报格式 一、IP数据报格式 1．定义 TCP/IP协议定义了一个在Internet上传输的基本数据单元，称为IP数据报。 2．组成 IP数据报包含报头区和数据区两个部分，数据区是高层传输的数据，而报头区是为了正确传输高层数据而增加的控制信息。 3．格式 IP数据报报头包含了一些必要的控制信息，由20个字节的固定部分和变长的可选项部分组成。已知最高位在左边，记为0位；最低为在右边，记为31位。 报头中各字段的内容如下： （1）版本。版本字段占4位，用来表明IP协议的版本。 （2）首部长度。首部长度字段占4位，表示数据报头的长度。 （3）区分服务。区分服务字段占8位，指示数据报内容的优先权或者优先级。 （4）总长度。总长度字段是指整个IP数据报的长度（以字节为单位），包括数据报头和数据。 ✈【教师】提出问题，课堂互动 思考：IP数据报最长可达多少字节？ ✈【学生】聆听、思考、回答问题 （5）标识符。标识符占16位，每个数据报都必须由唯一的标识符来标识，以便使接收端能重装被分段的数据包。 （6）标志。标志字段占用3位，但只有低两位有效： ① 标志字段的最低位记为MF，又称最终分段标志。 当MF=1时，表示该数据报后还有分片的数据报； 当MF=0时，表示该数据报是最后一个分片。 ② 标志字段的中间一位记为DF，又称禁止分段标志。 当DF=1时，表示该数据包不能分片； 当DF=0时，才允许分片。 （7）片偏移。片偏移字段占13位，用于指出在较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。 （8）生存周期（TTL）。用于限制数据报在网络中的生存时间。 当TTL的值为0的时候，该数据报将被丢弃 （9）协议。协议字段占8位，用于指定数据区中携带的消息是由哪种高级协议建立的。 常用的协议和相应的协议字段值如下： （10）首部校验和。首部校验和是一个16位的循环冗余校验码，其值等于IP报头内每一个字段中包含的值的和。 作用：用于保证头部数据的完整性和传输的正确性。 （11）源IP地址和目的IP地址。源IP地址及目的IP地址均占32位，分别用于指定发送IP数据报的源主机地址和接收IP数据报的目的主机地址。 ✈【教师】提出问题，课堂互动 问题：对比UDP数据报格式和IP数据报格式的异同 ✈【学生】聆听、思考、回答问题 · 【学生】聆听、思考、记忆 · 【教师】要求学生扫描二维码播放“地址解析协议”视频，并讲解新知 二、地址解析协议 1．IP地址与物理地址 （1）定义 物理地址：实际通信时，在一个网络中对其内部的一台计算机进行寻址所使用的地址，也称其为硬件地址或MAC地址。 （2）表示方法 MAC地址的长度为48位（6个字节）