构建包含冗余链路的交换网络

CCNA 教案 学习领域三 搭建交换网 络 第 1 页 构建包含冗余链路的交换网络构建包含冗余链路的交换网络 教案教案 一 教学分析一 教学分析 任务名称任务名称 构建包含冗余链路的交换网络 之 认识生成树 课程课程 类型类型 实习课 新知识 教学对象教学对象07 计算机技师班学时学时 前 2 课时 共 6 课时 教学分析教学分析 定位与作用定位与作用 本次课是学习任务学习任务 3 2 构建包含冗余链路的交换网络构建包含冗余链路的交换网络的前 2 节课 学 生将通过游戏的方式学习冗余交换网络的问题 并初步理解生成树的概念 和作用 学习状态学习状态 授课对象是 07 技师班的学生 有一定的自学能力 经过前一阶段的学 习 学生对 IOS 已经有了进一步的理解 能够在文件的帮助下 完成配置 任务 但是分析总结的能力还有待加强 教学目标教学目标 技术理论知识技术理论知识 了解冗余交换的好处和问题 理解生成树协议的概念和作用作用 职业素养职业素养 逐步培养学生的阅读能力 分析能力 教学重难点教学重难点 关键点关键点 重难点 重难点 生成树协议的概念和作用 关键点 关键点 交换环路存在的问题 组织形式组织形式 教学方法教学方法 任务驱动法 模拟实验 对比实验 设设 备备 工工 具具 交换机 PC 机搭建的网络环境 Packet Tracert 4 1 环环 境境学习岛式实训环境 教学教学 准备准备 材材 料料CCNA3 Module 7 CCNA 在线教程 CCNA 练习题 CCNA 教案 学习领域三 搭建交换网 络 第 2 页 二 教学设计二 教学设计 时间时间教学环节及主要内容教学环节及主要内容师生活动师生活动 第 1 节 课 10 分钟 5 分钟 25 分钟 一 导入 一 导入 ABC 保险企业内部需要联网的节点数为 400 点 信息点分布在二层 楼中 网络中心位于二楼 企业网络的主要应用分为两部分 一部分是 基础的网络应用包括内部文件共享 办公自动化 OA 系统 邮件和网 站服务等 另一部分时企业的业务应用系统 企业中大部分的用户数据 来自对业务应用系统的访问 同时业务应用系统的可靠性也要求较高 已学内容 已学内容 对交换机的基本配置 复习 提问 主机名 密码 接口配置 MAC 地址管理 新问题 新问题 当某一条线路出现故障时 将有部分用户无法访问网络 这将影响企业的正常业务 并造成非常严重的损失 解决办法 解决办法 对于整个业务系统 为了保证其整体的稳定可靠 网络 结构将采用冗余线路 二 课堂游戏 小组活动 二 课堂游戏 小组活动 模拟在冗余交换网络中传送数据模拟在冗余交换网络中传送数据 游戏组织游戏组织 1 以小组为单位 按照不同的分工进行数据传送游戏 每 6 个同学 为一组 每个小组分成两个部分 一半同学扮演交换机的角色 另一半 同学扮演主机的角色 2 按拓扑图布置好位置 给扮演主机的角色的同学下发数据帧表格 给扮演交换机的角色的 通过提问 复习上次 课内容 并通过问 题引出本 次课内容 启发学生 思考 提 出初步的 解决方案 采用角色 扮演的方 法 展现 冗余拓扑 的问题 使学生能 够对此问 题理解深 刻 并为 新内容的 导入做好 CCNA 教案 学习领域三 搭建交换网 络 第 3 页 5 分钟 第 2 节 课 10 分钟 同学下发 MAC 地址表 3 传送数据帧规则 扮演主机的角色的同学在数据帧中填写源 MAC 地址和目的 MAC 地 址 扮演交换机的角色的同学按照交换机的工作原理转发数据帧 游戏步骤游戏步骤 1 每个扮演主机的角色的同学发送 3 个广播帧 交换机的角色的同 学处理数据帧 观察通信情况 由于是交换机之间存在环路 所以广播帧会在环路中不停地转发 并引发广播风暴 学生通过数据帧的转发很快能够意识到整个系统会进 入死循环中 2 假设交换机刚刚启动 每个扮演主机的角色的同学给其他交换机 下的主机通信 交换机的角色的同学处理数据帧 观察通信情况 提前告诉学生主机处理数据帧的规则 每收到一个数据帧都需要进 行地址检查 发现是传给自己的数据帧 就需要进行数据的处理 通过实验会发现 每一个数据帧都会受到 2 次 这就意味着计算 机需要处理 2 次相同的数据帧 这样会大大影响计算机的工作效率 3 每个扮演主机的角色的同学发 1 个广播数据帧 1 个单播数据帧 交换机的角色的同学处理数据帧 并更新 MAC 地址表 观察 MAC 地址 表的变化 回顾交换机的工作原理 交换机具有自学功能 即学习数据帧中的 源地址 并将 MAC 地址与接受到的接口号一起记录到 MAC 地址标中 通过实验会发现 由于是交换机之间存在环路 每一个数据帧交 换机都会受到 2 次且是由不同的接口接受而来 这就意味着交换机需要 不停修改 MAC 地址表 这样会大大影响交换机的工作效率 3 通过分析活动中得到的数据 引导学生总结出冗余拓扑引发的新 通过分析活动中得到的数据 引导学生总结出冗余拓扑引发的新 问题 问题 i 广播风暴 广播风暴 ii 帧的多重传输 帧的多重传输 iii MAC 数据库不稳定数据库不稳定 三 修改并验证解决方案三 修改并验证解决方案 1 提出修改方案 提出修改方案 为了满足企业可靠性的要求 就必须在保持备份的冗余链路的同时 设定某些规则 避免以上出现的三个问题 启发学生思考 如果是你 你将制定什么样的规则 铺垫 充 分引起学 生的兴趣 通过游戏 分析解决 方案的不 足 引导学生 分析总结 教师演示 学生观察 交换机实 CCNA 教案 学习领域三 搭建交换网 络 第 4 页 5 分钟 15 分钟 5 分钟 10 分钟 2 验证 验证 STP 在起作用在起作用 在模拟器软件 Packet Tracer 中 构建冗余交换网络 课堂活动拓扑图 观察交换机实际运行情况 3 学生对比实验 观察 学生对比实验 观察 STP 是否有效是否有效 1 在模拟器中绘制拓扑图 并观察交换机启动过程 观察所有端口 会有什么变化 2 将模式切换 Simulation Filter 选择 STP 观察网桥协议数据 单元 BPDU 的内容 3 删除含有阻塞端口的链路 观察网络是否能够正常通信 4 小结 完整的解决方案 小结 完整的解决方案 1 ABC 保险公司内部网络改造解决方案 冗余线路 STP 协议 2 STP 的作用 生成树协议 STP 是一种用来在交换网络中禁用冗余链路的机制 STP 能够提供网络稳定可靠所必需的冗余功能 但又不会造成交换环路 四 深入理解方案原理四 深入理解方案原理 1 学习任务导入 学习任务导入 引导问题引导问题 际运行情 况 教师巡视 解决学生 问题 学生在模 拟器中进 行验证实 验 观察 实际运行 情况 初 步了解 STP 工作 过程 在交换 机中 默 认启动 STP 通过总结 解决方案 激发学生 的好奇心 引导学生 学习 STP 的工作原 理 CCNA 教案 学习领域三 搭建交换网 络 第 5 页 下面的 为后 4 节课 内容 I 根桥是如何选择的 II 生成树的过程中 交换机的端口有几种不同的角色 分别是如 何选取的 III 交换机的端口有哪些状态 每个状态的行为有哪些不同 IV 有哪些命令可以查看生成树的运行情况 2 学生观看在线教程 教材等学习材料 课本第 168 174 页 教师答疑 3 学生学习完成引导课文后 重新在模拟器中实验 观察 STP 运行过 程 理解 STP 工作原理 五 使用方案解决问题五 使用方案解决问题 1 在模拟器中完成案例所示网络的交换机配置 在模拟器中完成案例所示网络的交换机配置 1 选择合适的交换机担任根桥 为交换机配置 BID 2 学生使用命令查看 STP 的配置信息 3 观察网桥协议数据单元 BPDU 的内容 2 在真实设备中完成案例所示网络的交换机配置 加深理解 在真实设备中完成案例所示网络的交换机配置 加深理解 3 测验部分 测验部分 CCNA 模拟题 加深理解和记忆模拟题 加深理解和记忆 教师导入 学习任务 引导学生 自学 附件说明 附件说明 附件 1 课堂游戏文档 附件 2 板书设计 附件 3 教学环节总体设计 6 课时 CCNA 教案 学习领域三 搭建交换网 络 第 6 页 附件附件 1 课堂游戏文档 课堂游戏文档 数据帧格式 发给扮演主机的角色的同学 数据帧格式 发给扮演主机的角色的同学 交换机交换机 MAC 表 发给扮演交换机的角色的同学 表 发给扮演交换机的角色的同学 附件 2 板书设计 前 2 课时 学习领域三 搭建交换网络 第 7 页 学习领域三 学习领域三 搭建交换网络搭建交换网络 3 2 构建包含冗余链路的交换网络 ABC 保险公司内部网络改造工程 最终解决方案 冗余线路最终解决方案 冗余线路 生成树协议生成树协议 Spanning Tree Protocol 交换网络中禁用冗余链路的机制 问题问题 1 某一条线路中断时 用户无法访问网络 问题问题 2 开放式标准协议 初步解决方案 初步解决方案 冗余线路 i 广播风暴的形成过程 广播风暴的形成过程 ii 帧的多重传输 帧的多重传输 iii MAC 数据库不稳定数据库不稳定 修正解决方案 修正解决方案 增加协议增加协议 第 8 页 附件附件 3 教学环节总体设计 教学环节总体设计 6 课时 课时 教学环节教学环节教学重点教学重点教学目的教学目的时间时间 提出问题提出问题复习回顾已学习内容10 分钟 提出初步方案提出初步方案冗余的概念 通过简单问题导入新内 容 激发学生的兴趣 5 分钟 分析并修改方案分析并修改方案冗余环路的问题 通过课堂游戏复习交换 机的工作原理 并引出 交换环路的问题 激发 学生的学习兴趣