2.2 计算机系统互联
【学习目标】
1.进一步理解网络协议的功能，了解IP地址的作用。
2.知道子网掩码的功能及网关的作用。
3.了解IP地址与域名的关系，知道域名的表示方法。
4.增强维护网络安全和自身网络隐私的意识。
【学习重难点】
教学重点：IP地址、域名。
教学难点：IP地址的格式。
【学习过程】
一、问题引入
我们在日常生活中，确认每个人的时候使用身份证而不是名字，那么在网络中怎样区分每台计算机呢？
（然后小组选代表回答）
总结：
在互联网中上有成千上百万台计算机，为了区分这些计算机，人们给每台计算机都要分配一个专门的“地址”作为标识，称为IP地址，就像每个公民一样都有唯一的一个身份证号码，所以网上的每一
台计算机的IP就好比它在网上的身份证号码。
二、IP地址
1、IP地址是逻辑地址
IP地址（Internet Protocol Address）是指互联网协议地址，又译为网际协议地址。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址。计算机真正的通信还是依靠物理地址，主要是通过ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议）将IP地址解析为MAC（Medium Media Access Control）地址，即适配器地址。
学生活动：查询本机的IP地址。
教师提示：开始—>运行—>cmd命令,然后在提示符下输入命令“ipconfig /all”
2、IP地址的格式
IP地址(IPv4)由32位二进制数组成，分为4段（4个字节），每一段为8位二进制数（1个字节），每一段8位二进制，中间使用英文的标点符号“.”隔开，由于二进制数太长，为了便于记忆和识别，把每一段8位二进制数转成十进制，大小为0至255。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”。
IP地址表示为：xxxx.xxxx.xxxx.xxxx
点分十进制就是把每个字节二进制数值转换成十进制数，然后有点号将他们隔开。
如：11000000.10101000.00000001.00000110
即：192. 168 . 1 . 6
知识拓展：二进制与十进制的转换
1、十进制转换成二进制
转化法则：短除法，用2反复去除这个十进制数，直到所得的商为0止，所得的余数倒排,所得数就是这个十进制数的二进制数。
2、二进制转换成十进制
转化法则：用二进制的倒数第一位乘20，倒数第二位乘21，倒数第三位乘22，……这样依次类推，所得结果的和就是这个二进制数的十进制数。
3、子网掩码
作用：用来区分网络地址和主机地址。
区分方法：如同我们的家庭地址一样，IP地址包括网络地址和主机地址。子网掩码是32位二进制，二进制1对应的IP地址位为网络编码，二进制0对应的IP地址位为主机编码。
例如：
Ip地址为100.4.5.6，子网掩码为：255.255.224.0，两者的关系为：
依据子网掩码中二进制数1的个数，子网掩码也可以采用子网前缀长度表示，如前面的Ip地址为100.4.5.6也可表示为Ip地址为100.4.5.6/19，表示子网掩码前面有19位二进制数1，19也称为“子网前缀长度”。
4、公有地址与私有地址
IP地址分为公有IP地址和私有IP地址。
公有地址（Public address，也可称为公网地址）由Internet NIC （Internet Network Information Center因特网信息中心）负责。这些IP地址分配给注册并向Internet NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网，它是广域网范畴内的。
私有地址（Private address，也可称为专网地址）属于非注册地址，专门为组织机构内部使用，它是局域网范畴内的，出了所在局域
网是无法访问因特网的。
IP地址的分类
1）A类IP地址
一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”，地址范围10.0.0.0 ~ 10.255.255.255。可用的A类网络有126个，每个网络有16777216个IP。
2）B类IP地址
一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围172.16.0.0 ~ 172.131.255.255。可用的B类网络有16382个，每个网络有65536个IP机。
3）C类IP地址
一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围192.168.0.0 ~ 192.168.255.255。C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。
4）D类地址用于多点广播（Multicast）。
D类IP地址第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。
地址范围224.0.0.1-239.255.255.254
5）E类IP地址
以“11110”开始，为将来使用保留。
E类地址保留，仅作实验和开发用。
全零（“0．0．0．0”）地址指任意网络。全“1”的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的广播地址。
A类8位0XXXXXXX.X.X.X1--126
B类16位10XXXXXX.X.X.X128--191
C类24位110xxxxx.x.x.x192--223
subnet mask以1来表示网络位0来表示主机位
5、默认网关
网关（Default Gateway）是子网与外网连接的设备，通常是一个路由器。当一台计算机发送信息时，根据发送信息的目标地址，通过子网掩码来判定目标主机是否在本地子网中，如果目标主机在本地子网中，则直接发送即可。如果目标不在本地子网中则将该信息送到缺省网关/路由器，由路由器将其转发到其他网络中，进一步寻找目标主机。
一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。
举个简单的例子，一套房子内部有三个房间、一个大门，房子可以比喻成你的电脑所在的局域网，三个房间可以比喻成你所在局域网中的三台电脑，房子的大门可以比喻成网关。当你在房子内的一个房间进入另一个房间的时候并不需要经过房子的大门；在局域网中也是一样的，处在同一局域网的中计算机进行通信的时候并不需要用到网关。当你需要到邻居家去玩的时候需要要从你家房子的大门出去；相应的，局域网中的计算机需要和其它局域网中的计算机、和互联网上的计算机进行通信的时候，数据包必须要通过网关才可以到达。
这就是为什么我们在有路由器上网的时候，必须要把计算机中的默认网关地址设置成路由器LAN接口的地址的原因，因为路由器的LAN接口就是你所在网络的网关，你的电脑要上网，数据包必须要经
过网关转发出去。
6、DNS服务器
DNS（Domain Name Server，域名服务器）是进行域名(domain name)和与之相对应的IP地址(IP address)转换的服务器。DNS中保存了一张域名(domain name)和与之相对应的IP地址(IP address)的表，以解析消息的域名。
DNS是一个按层次结构排列的分布式系统，由许多DNS服务器组成。DNS服务器是注册加入DNS的任何计算机。它具有域名和IP 地址的索引，并且在请求时，它可以告诉您与域名关联的当前IP地址。如果它不知道，那么它将尝试从其他DNS服务器中找出。因此，当您在浏览器中键入域名时，浏览器会询问DNS服务器该域的IP地址是什么，DNS服务器会尝试告诉您。
设置DNS并不能提升我们的网速，但设置正确的DNS可以加快IP的解析速度，从而提高网页的打开速度。也可以净化一些运营商广告。从而提升上网的体验。至于DNS的数值尽量去设置一些公共的DNS，因为公共的DNS没有商业利益，比较纯净。
在国内最常用的就是114DNS，
114.114.114.114 / 114.114.115.115
三、域名
域名（Domain Name)是因特网上一个服务器或者一个网络系统的
名字，网络间就是通过它来相互访问的。
1、域名的基本结构
1)域名系统采用层次结构，按地理域或机构域进行分层
2)从较高层次向较低层次逐层缩小
3)域名是以若干个英文字母和数字组成，由“.“分隔成几部分的字符串
4)因特网的顶级域名及新的通用顶级域名
常见的域名有：
2.域名的管理
全球域名的管理职责由因特网域名与地址管理机构（ICANN）来承担。中国的域名管理主要由CNNIC（中国互联网络信息中心）来管理，管理的主要职责：
①域名注册管理：提供域名管理政策及其规定、域名注册服务机构、域名统计信息查询，同时提供有关域名问题的解答。
②IP地址分配：IP地址分配的有关规定、步骤。
③目录数据库服务：CNNIC负责建立并维护全国最高层次的网络目录数据库，提供对联网用户、网络地址、域名、自治系统号等方面信息的查询服务。
④因特网寻址技术研发
⑤因特网调查与相关信息服务
⑥国际交流与政策调研
⑦承担中国互联网协会政策与资源工作委员会秘书处的工作
3.域名命名的一般规则
（1）、域名中包含的字符
①、26个英文字母
②、10个阿拉伯数字
③、“_”（英文中的连字符）
（2）、域名中字符的组合规则
①在域名中，不区分英文字母的大小写
②域名的长度是有一定限制的。例如：注册CN下的域名，三级域名的长度不能超过20个字符
四、在线体验
1、在线进制转换（各个进制之间转换）