--PAGE_BREAK--Подсеть — это некоторое подмножество сети, не пересекающееся с другими подсетями.
Очень редко в локальную вычислительную сеть входит более 100-200 узлов: даже если взять сеть с большим количеством узлов, многие сетевые среды накладывают ограничения, например, в 1024 узла. Исходя из этого, целесообразность использования сетей класса А и В весьма сомнительна. Да и использование класса С для сетей, состоящих из 20-30 узлов, тоже является расточительством.
Для решения этих проблем в двухуровневую иерархию IP-адресов (сеть — узел) была введена новая составляющая — подсеть. Идея заключается в «заимствовании» нескольких битов из узловой части адреса для определения подсети.
Но маску в десятичном представлении удобно использовать лишь тогда, когда расширенный сетевой префикс заканчивается на границе октетов, в других случаях ее расшифровать сложнее.
DHCP
Чтобы сделать возможным динамическое присвоение номеров IP, рабочая группа по инженерным проблемам Интернета (Internet Engineering Task Force) в 1993 г. предложила идею протокола динамической настройки конфигурации главных узлов (Dynamic Host Configuration Protocol), более известного под названием DHCP.
DHCP представляет собой протокол клиент/сервер. Клиент DHCP вырабатывает запрос на обслуживание со стороны сервера DHCP, отвечающего на этот запрос заранее установленным способом. Компьютер играет роль клиента DHCP, если его адрес IP установлен равным 0.0.0.0 или в случае Windows, если его параметры TCP/IP настроены на назначаемый сервером адрес IP. При подключении клиента к сети происходит обмен с DHCP, состоящий из четырех фаз.
Первая фаза — это инициализация (initialization). Поскольку у клиента нет адреса IP, но он ему нужен для выполнения каких-либо действий в Интернете (например, подключения к Web-узлу), то он должен выбрать сервер DHCP, который выдаст ему требуемый адрес. Если ISP имеет более одного сервера DHCP, то все доступные устройства отвечают на этот запрос, посылая пакет DHCPOFFER с адресом IP и указанием срока аренды. Устанавливаемый администратором сервера срок аренды (lease length) представляет собой интервал времени, в течение которого клиент может пользоваться адресом IP.
Клиент отвечает широковещательной передачей DHCPREQUEST, указывающей, от какого сервера он принимает пакет DHCPOFFER. Широковещательная передача нужна для того, чтобы сообщить всем остальным серверам, что они не потребуются и могут больше не ждать ответа. Задействованный сервер заканчивает фазу инициализации и выдает подтверждение в виде сообщения DHCPACK, назначая адрес IP и продолжительность его аренды. Если за это время (из-за рассогласования во времени) предложенный адрес IP становится недоступным, то сервер посылает сообщение DHCPNAK, вынуждая клиента вновь начать процедуру широковещательной передачи DHCPDISCOVER. На самом деле клиент может начать новую широковещательную процедуру и по собственной инициативе — после приема пакета DHCPACK он передает в сеть сообщение ARP (Address Resolution Protocol, протокол определения адресов), чтобы узнать, используется ли уже предлагаемый адрес IP (опять-таки из-за рассогласования во времени). Если этот адрес используется, то клиент посылает предлагающему себя серверу сообщение DHCPDECLINE и немедленно высылает новое сообщение DHCPDISCOVER… Затем наступают фазы обновления (renewal) и установления новых связей (rebinding).
Последняя фаза под названием (возможно, слишком оптимистичным) постепенного отключения (graceful shutdown) наступает, когда клиенту больше не нужен выделенный ему адрес IP. Клиент передает сообщение DHCPRELEASE, тем самым сообщая серверу, что номер IP освобождается.
DNS
В Интернете существует множество DNS-серверов, предоставляющих клиентам необходимую информацию об именах узлов сети. Важнейшим качеством DNS является порядок их работы, позволяющий DNS-серверам синхронно обновлять свои базы.
DNS-серверы организованы в виде иерархической структуры. Например, запрос от клиента об имени ftp.microsoft.com может пройти через несколько DNS-серверов, от глобального, содержащего информацию о доменах верхнего уровня (.com, .org, .net и т. п.), до конкретного сервера компании Microsoft, в чьих списках перечислены поддомены вида *. miсrosoft.com, в числе которых мы и находим нужный нам ftp.microsoft.com.
С ростом числа доменных имен работа между серверами была распределена по принципу единоначалия. Идея проста. Если организация владеет собственным доменным именем (например microsoft.com или white-house, gov), то именование внутри своего домена она производит самостоятельно.
Домен — это некий контейнер, в котором могут содержаться хосты и другие домены. Имя домена может не совпадать с именем контроллера домена, то есть домен — это виртуальная структура, не привязанная к компьютеру.
Зона — это контейнер, объединяющий несколько доменов в структуру с общими разрешениями на управление, то есть зоны являются контейнерами для доменов и хостов. Зоны могут быть вложены одна в другую. Зоны используются для делегирования полномочий.
2.3 Структурно-логический анализ темы Спецификация:
УЭ
Опорные понятия
Новые понятия
Уровень усвоения
1. Адресация в IP-сетях
+
II (Воспроизведение)
2.IP-адрес
+
II (Воспроизведение)
3. Mac-адрес
+
I (Узнавание)
4. Бит
+
II (Воспроизведение)
5. Маска
+
II (Воспроизведение)
6. Сеть
+
II (Воспроизведение)
7. Подсеть
+
II (Воспроизведение)
8. Идентификатор сети
+
II (Воспроизведение)
9. Идентификатор узла
+
II (Воспроизведение)
10. Разряд
+
I (Узнавание)
11. Сегмент
+
II (Воспроизведение)
12. Конфликт IP-адресов
+
II (Воспроизведение)
13. Широковещательный адрес
+
II (Воспроизведение)
14. Класс сети
+
II (Воспроизведение)
15. Префикс
+
I (Узнавание)
16. Хост
+
I (Узнавание)
17. Протокол
+
II (Воспроизведение)
18. DHCP
+
II (Воспроизведение)
19. Стек протоколов
+
II (Воспроизведение)
20. TCP/IP
+
II (Воспроизведение)
21. ISP
+
I (Узнавание)
22. Срок аренды
+
I (Узнавание)
23. ARP
+
I (Узнавание)
24. Клиент
+
II (Воспроизведение)
25. Сервер
+
II (Воспроизведение)
26. DNS
+
II (Воспроизведение)
27. Служба
+
II (Воспроизведение)
28. Сервис
+
I (Узнавание)
29. Домен
+
II (Воспроизведение)
30. Зона
+
II (Воспроизведение)
31. Поддомен
+
II (Воспроизведение)
32. Адрес
+
II (Воспроизведение)
Граф учебной информации:
Структурно-логическая схема:
2.4 Методическая редукция темы В данной теме используются следующие приемы преобразования учебного материала как мнемотехника и лингвистическая трансформация.
Мнемотехника:
Подсеть— это некоторое подмножество сети, не пересекающееся с другими подсетями.
Подсеть – несколько компьютеров сети, имеющие один уникальный сетевой адрес. Если представить что город с множеством домов это сеть, то каждый отдельный дом, это отдельная подсеть, а люди, живущие в этом доме это компьютеры этой самой подсети.
Лингвистическая трансформация:
IP адрес — уникальный 32-битный идентификатор IP-интерфейса в сети.
IP адрес — 4 числа, разделенные точками, значение каждого из которых не превышает 255 и их комбинация уникальна для каждого компьютера сети.
Вербальность формулировок:
Каждая встречающаяся схема или рисунок поясняются устно. Например:
MAC-адрес состоит из двух частей – 24-разрядного уникального идентификатора организации OUI (Organizationally Unique Identifier), назначаемого Комитетом IEEE каждому производителю оборудования, и 24-разрядного номера назначаемого самим производителем для каждой
изготовленной им сетевой карты.
2.5 Конкретизация обучающих и когнитивных целей
Обучающие цели:
1. Сформировать у учащихся знания о принципах адресации в IP-сетях;
2. Ознакомить с основными типами адресов стека протоколов TCP/IP, а также и различными типами систем адресации.
Развивающие цели:
1. Развитие логики мышления на основе учебного материала;
2. Развитие внимательности и аккуратности;
3. Развитие волевых качеств (умение ставить цели и достигать их);
4. Развитие умения концентрироваться на получении новых знаний и умений.
Воспитывающие цели:
1. Воспитать усидчивость, дисциплинированность, сдержанность;
2. Воспитать целеустремленность, тактичность, самостоятельность;
3. Воспитать аккуратность, прилежность, ответственность.
Когнитивные цели:
1. Учащиеся должны знать типы адресов стека протоколов TCP/IP;
2. Знать принципы и правила разбиения сетей на подсети;
3. Понимать принципы разделения IP-адресов на классы;
4. Знать об ограничениях, накладываемых на протокол IP;
5. Знать для чего и каким образом работают службы DHCP и DNS;
6. Знать принципы поиска IP-адресов хостов по их доменным именам.
2.6 Выбор средств и методов обучения Для обучения данной теме учащихся используются следующие средства обучения:
— материально-технические: столы, стулья, доска, маркер, компьютеры, коммутатор, пачкорды, медиа-проектор.
— знаковые: Учебник «Компьютерные коммуникации сети», листы рабочей тетради, опорный конспект, тестовые задания.
— логические регулятивы – презентации к теоретическим урокам, демонстрационный эксперимент по установке DNS-сервера.
Применяются следующие методы обучения:
· Монологический метод в ходе изложения нового материала;
· Алгоритмический метод в ходе применения новых знаний (показ алгоритма решения типовых задач).
2.7 Определение учебно-познавательной деятельности учащихся на уроке Во время применения монологического метода деятельность учащихся исполнительская, заключающаяся в конспектировании материала.
Во время применения алгоритмического метода деятельность учащихся исполнительская, частично репродуктивная заключающаяся в конспектировании и усваивании алгоритма решения задачи, с мысленным проецированием полученных ранее знаний на решение задачи.
Глава 3. Методы конструирования учебного материала на основе методического анализа
3.1 Разработка листов рабочей тетради Тема: Адресация в IP-сетях
Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:
· ___________________, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети — это ____________ сетевого адаптера или порта маршрутизатора. Эти адреса назначаются ____________________________ и являются уникальными адресами, так как управляются централизовано.
· _________ состоит из ___ байт. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. _________ состоит из двух частей: номера сети и номера узла.
· _______________________ назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также _________________, используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet.
Классы IP-адресов
Какая часть ___________ относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых бит адреса:
Класс А
N сети
N узла
Класс В
N сети
N узла
Класс С
N сети
N узла
Класс D
Класс Е
Для каждого класса имеется свой диапазон номеров сетей:
Класс
Наименьший адрес
Наибольший адрес
A
B
C
D
E
Специальные адреса
В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:
· если IР-адрес состоит только из _______________, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет;
· если в поле номера сети стоят _______________, то по умолчанию считается, что этот узел принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;
· если все двоичные разряды IP-адреса равны ________________, то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ____________________________;
продолжение
--PAGE_BREAK--