在网络中，存在两种寻址方法：MAC寻址和IP寻址。正如它的名字所隐含的意思一样，IP地址是基于Internet Protocol的。每一个LAN上的主机必须有自己唯一的IP地址。
IP地址对于WAN上的互联网连接来说，是非常必需的。
IP地址是如同电话号码或邮政区号的分级地址。它提供了一种比MAC地址更好的组织计算机地址的方式。此外，IP地址可以由软件设定，从而具有更大的灵活性。而MAC地址却是固化到硬件中。举例来说，IP地址就像邮件地址一样，邮件地址描述了收发者的位置，包括邮政编码、国家、省、城市、街道、门牌号，最后还要有收件人名字。IP寻址使得数据可以通过Internet的网络介质找到其目的端。
一、教学目标
最终目标：掌握IP地址的基本使用
促成目标：
1.掌握IP地址的概念和分类；
2.掌握子网的划分；
3.掌握查看和使用MAC地址的方法；
4.掌握解决IP地址冲突的方法。
二、工作任务
1.通过配置两台PC机的IP地址，测试网络连通性；
2.通过修改两台PC机的子网掩码，测试网络连通性，掌握子网掩码的作用；
3.通过ipconfig命令获得本机和远程电脑的MAC地址；
4.通过arp命令实现IP地址和MAC地址的捆绑，解决IP地址冲突。
模块1 认识IP地址
一、教学目标
1.掌握IP地址的概念及分类；
2.掌握IP地址的配置方法。
二、工作任务
1.通过调研了解学校各部门的主机所处的位置及数量；
2.通过调查各部门的IP地址，形成表格。
三、相关知识点
(一)IP地址
IP地址也可以称为Internet地址，用来标识Internet上每台计算机一个唯一的逻辑地址。人们给Internet中每台主机分配了一个专门的地址，每台联网计算机都依靠IP地址来标识自己，类似于电话号码，通过电话号码可以找到相应的电话，电话号码没有重复的，IP地址也是一样的。
(二)IP地址表示
IP地址由32位二进制数组成，为了使用方便，一般把二进制数地址转变为人们更熟悉的十进制数地址，十进制数地址由四部分组成，每部分数字对应于一组8位二进制数，各部分之间用小数点分开，也称为点分十进制数。
点分十进制数表示的某一台主机IP地址可以书写为：192.168.0.1。
和电话号码一样，一个IP地址主要由两部分组成，一部分用来标识该地址所属的网络；另一部分用来指明网络中某台设备的主机号。网络号由Internet管理机构分配，目的是保证网络地址的全球唯一性。主机地址由各个网络的管理员统一分配，这样通过网络地址的唯一性与网络内主机地址的唯一性，确保了IP地址的全球唯一性。
(三)IP地址分类
为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，点分十进制数的IPV4地址分成几类，以适应大型、中型的不同的网络。这些不同类的地址不同之处在于，用于表示网络的位数与用于表示主机的位数之间的差别。
IP地址的设计者，将IP地址的空间划分为五个不同的地址类别，即A、B、C、D、E。其中的A、B、C三类是可供主机使用的IP地址，而D、E类是特殊用途的IP地址。
A类地址以0开头，前一个字节表示网络地址，后三个字节表示主机地址。
B类地址以10开头，前两个字节表示网络地址，后两个字节表示主机地址。
C类地址以110开头，前三个字节表示网络地址，后一个字节表示主机地址。
D类地址以1110开头，是组播地址，不能分配给主机使用。
E类地址以11110开头，作为保留地址，供实验室研究使用，没有分配使用。
(四)子网掩码(Subnet Mask)
IP地址是一组二进制数，那么如何确定哪部分是网络地址，哪部分是主机地址呢？也即IP地址的网络号和主机号是如何划分的。在一个IP地址中，计算机是通过子网掩码来决定IP地址中网络地址和主机地址。地址规划组织委员会规定，“1”代表网络部分，“0”代表主机部分。
确定网络号的方法就是将IP地址与子网掩码按位进行逻辑“与”，产生的结果就是网络号。
确定主机号的方法将子网掩码取反再与IP地址逻辑与(AND)后得到的结果即为主机号。
(五)特殊含义的地址
1.广播地址
TCP/IP协议规定，主机部分各位全为1的IP地址用于广播。所谓广播地址指同时向网上所有的主机发送报文的地址。如136.78.255.255就是B类地址中的一个广播部分，将信息送到此地址，就是将信息送给网络地址为136.78.0.0的所有主机。
2.回送地址
A类网络地址的第一段十进制数为127是一个保留地址，用于网络测试和本地机进程间通信，称为回送地址(Loopback Address)。一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回信息，不进行任何网络传输。网络地址为127的分组不能出现在任何网络上，只用于本地机进程间测试通信。
3.网络地址
TCP/IP协议规定，主机位全为“0”的网络地址被解释成“本网络”，如192.168.1.0地址。
4.私有地址
IP地址中规划出一组地址，Internet管理委员会规定，私有地址只能自己组网使用，不能在Internet上使用，Internet没有这些地址的路由，使用这些地址的计算机要接入Internet必须转换为合法的IP地址，也称为公网地址，才能进行和外部网络的计算机通信。
以下列出留用的私有网络地址：
A类 10.0.0.0~10.255.255.255
B类 172.16.0.0~172.31.255.255
C类 192.168.0.0~192.168.255.255
(六)网关(Gateway)
网关在TCP/IP网络中扮演着重要的角色。
在同一个网络ID内的主机可以直接通信，而不在同一个网络ID内的主机，必须通过路由器才能通信。网关是一个IP地址，是连接本子网路由器的IP地址。当发送方计算机和接收方计算机不在同一子网时，TCP/IP协议就将IP数据包发往缺省网关，由缺省网关将数据包路由到目的地。
当用户的网络只由一个网络段组成时，不需要配置缺省网关。
四、实践操作
背景知识/准备工作
在本实验操作中，您将使用两台PC和一根以太网交叉电缆规划并创建一个简单的点对点网络。
本实验需要以下资源：
两台WindowsXP Professional PC，各自安装有可以正常运行的网卡(NIC)；一根以太网交叉电缆。
组建一个简单的家庭SOHO网络
操作步骤如下：
(1)准备一条制作好的交叉线，使用测线仪测试连通性完好。
(2)摆放好两台PC，注意设备的网卡工作状态是否良好，在windows操作系统中打开“我的电脑”→“属性”→“硬件”→“设备管理器”→网络适配器。如果其下面的以太网控制器没有出现问号和叹号，表明工作正常。
(3)将双绞线两端水晶头插入双方网卡的RJ-45接口中，即可连接好网络。
(4)双机互连完成接线以后，还需要对每台计算机进行一些协议软件设置(以windowsXP操作系统为例)。
(5)打开“网络连接”，选择“本地连接”，按右键，选择快捷菜单中的“属性”选项。选择“本地连接属性”中的“Internet协议(TCP/IP)”选项，再按“属性”按钮，设置TCP/IP协议属性，为计算机配置IP地址。
(6)测试网络的连通性
①使用ping命令测试127.0.0.1地址来反映本地主机连通状态，观察测试结果，说出127.0.0.1地址的功能和作用。
②观察测试过程中，通信双方发送数据包的过程。
③使用ping测试命令测试172.16.1.2地址来反映远程主机连通状态，观察测试结果。
【备注】如果在网络配置都正确的情况下，测试网络仍然无法连通，那么应该看对方计算机上的防火墙是否开启，如果开启把其关闭即可。关闭防火墙的过程：在windows操作系统中，打开“开始”菜单→“设备”→“网络连接”，在“网络连接”图标上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“属性”→“高级”→“windows防火墙”，设置“关闭”防火墙。
模块2 设置IP地址及子网划分
一、教学目标
1.掌握配置IP地址的方法；
2.掌握子网划分的方法；
3.掌握用ping命令测试网络的连通性。
二、工作任务
1.制作网线若干，连接成网络，配置PC机IP地址，测试网络连通性；
2.进行子网划分，修改PC机的子网掩码，测试网络连通性。
三、相关知识点
(一)子网划分(Subnetting Consideration)
一个大的网络中所有的设备都处于一个广播域中，随着设备的增多，网络的干扰也会越来越大。
以B类网络为例：一个B类网络，如果不进行网络细分，整个网络中将有65534台主机，这么多的设备不便于管理，而且网络中大量的广播信息将会导致网络效率下降，甚至网络瘫痪。
为了合理配置系统，减少资源浪费，人们经常把一个大的网络，划分成若干小的网络，把网络中设备之间的互相广播范围尽量减少，这种把一个大的网络划分变小的过程称为子网划分。
(二)子网划分的优点
把大的网络中划分成小的子网络，有利于系统维护，使IP地址的应用更加有效，无论是在网络管理还是网络信息流量的控制，都表现出很多优点。
具体来说子网划分的优点表现在：
减少网络信息流量。
提高网络性能。
简化网络管理。
易于扩大地理范围。
(三)划分子网的表示方法
划分子网前，网络中的地址由网络部分和主机部分组成。划分子网后，网络中的地址由网络部分、子网部分和主机部分组成，相应的地址为网络地址、子网地址和主机地址。划分子网时，原来主机部分中的高位变为子网部分，主机部分中的低位保持不变。
子网技术使得网络地址的层次结构更加合理，便于IP地址分配和管理，既能适应各种现实的物理网络规模，又能充分利用IP地址空间。
(四)确定划分子网后的子网掩码的方法
子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在求子网掩码之前，必须先搞清楚要划分子网数目，以及每个子网内的所需主机数目，定义子网掩码的步骤为：
(1)将子网数转化为二进制数来表示。
(2)计算该二进制数的位数N。
(3)取得该IP地址的子网掩码，将其主机地址部分的前N位置1即得出该IP地址划分子网的子网掩码。
例如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网，步骤如下：
(1)27=11011B。
(2)二进制数11011的位数为5。
(3)将B类地址的子网掩码为255.255.0.0的主机地址前5位置1，得到255.255.248.0，即划分成27个子网。
四、实践操作
背景知识/准备工作
在本实验操作中，您将使用两台PC和四个路由器，规划并创建一个简单的星型网络。
本实验需要以下资源：
两台WindowsXP Professional PC，各自安装有可以正常运行的网卡(NIC)；
两台PC和四个路由器；
网线若干。
(一)划分子网
操作步骤如下：
1.设计要求现在把172.16.12.0/22分配给routeA，B，C，D四个路由器，要求如下：
(1)D需要2个子网，并且每个子网容纳200台计算机。
(2)A，B和C连接3个以太网，分别用1个24口的交换机相连，也就是说A，B，C要容纳24台计算机。
2.确定主机位数
我们先从D来划分(因为D所需的主机数最大)，如果主机位为8位，28－2=254，如果主机位为7位，27－2=126，而D要求的是200台计算机，所以主机位数为8位，才能满足200台的需要。
3.确定子网号
172.16.12.0/22在没规划前的主机位为10位(10=32－22)，而在步骤2中我们发现D的主机位数只要8位，所以要借走2位主机位为子网号。
4.确定IP地址范围
5.进一步细分
经过以上的划分，我们把172.16.12/24、172.16.13.24分给了routerD的两个子网。接下来我们把172.16.14.0/24、172.16.15.0/24分给routerA，B，C。
A，B，C支持的主机数为24台电脑，所以选择的主机位数为5(25－2=32)。则网络位又要从主机位上又借走3位。原先172.16.14.0/24的主机位为8位，而现在主机位只要5位，所以网络位为27位了。
