基于VLAN的小型校园网设计-英文文献翻译译文

1、毕业设计(论文)英文翻译题 目 基于VLAN的小型校园网设计 学 院 通信与信息工程学院 专业及班级 电子信息科学与技术0801班 姓 名 学 号 指 导 教 师 日 期 2012年4月13日 描述校园网VLAN诱导共享摘要： 许多企业、校园和数据中心网络在IP层下面都有复杂的二层虚拟局域网（VLAN），这些VLAN中二层和IP拓扑结构之间的相互作用说明了IP层网络和物理层基础设备之间的依赖关系，这对于像对网络容量、能力的规划及错误诊断的网络管理工作有意义。本文介绍了在一个大型校园网中这种依赖关系的程度和效果。我们先设计和实现一个公共可用的以太线路的方法，这个线路中说明了连接以太网交换机的二层

2、拓扑结构。利用这种方法，我们可以知道二层的图谱结构，并把它和IP拓扑结合起来。我们知道几乎70%的二层边缘被10个或者更多的IP边缘所共享，并且一个简单的二层边缘可能被多于34个不同的IP边缘所共享。这种二层边缘和IP路径中交换机的共享是由于中继复接各VLAN到相同的接入路由器上，或者是由于共享二层的基础设施但有逻辑上独立的IP子网和路由器的学校各部门的地理位置所造成的。我们测试这种共享对与故障诊断的精确性和特征的影响，例如，应用对IP拓扑进行网络断层扫面技术来诊断由二层设备引起的仅仅54%的精准度的故障和当我们把断层扫面技术用在交叉层时100%的精准度进行比较。分类和子网描述：C.2.3计算

3、机通信网：网络运营，网络管理一般术语：管理，测量，可靠性关键字：网络诊断，网络虚拟技术，VLAN（虚拟局域网），VLAN诱导依赖性1 简介 VLAN使不同的局域网在一个固定的物理交换机和链路上并存。企业、校园和数据中心网络利用VLAN在物理网络拓扑中把不同的主机分在共同的管理或功能单元内而不受地理位置的限制。例如，在一个校园网的配置中，把所有学生放在同一个VLAN中以便网络管理员可以简单的利用相同的策略把用户分在同一个组中。VLAN为网络运营商在一个企业中提供灵活的管理办法和安全政策，并且允许操作人员通过把不同主机划分到不同的广播域来实施某些程度的隔离。然而，这种灵活性却带来某些代价：在某些地

4、方不相交的IP层路径被二层用作中继，因此利用路径的共享可能在其他方面带来一些独立的坏的性能（如：他们并没有共享物理的基础设施）。此外，这些二层路径在IP层的不可见性使得利用常规的IP层工具诊断一些性能问题更加的困难。为了正确的设计和调试网络，网络操作者需要能在底层（如：二层交换机和中间设备）共享网络设备的网络路劲中提供可见性的工具。可惜，当前对于共享的理解怎么样去度量和描述它，以及它是怎么样影响网络的可靠性、检测和诊断的是很浅的。如果网络操作者交叉层的依赖性中有很好的可见性，他们便能够更好的设计他们的网络，从而避免那些导致冗余的依赖，也能够利用在高层中独立出现的路径上的公共的底层网络设备更快的

5、诊断性能或问题。本文中，我们提出在交叉层分析，强调VLAN怎么创建共享以及IP层路径的依赖性在其他方面也不相交的最初一步，而代替了直接处理在网络设计这个问题上的挑战。我们提出一个初步的学习来描述这种存在于运行在一个大型校园网VLAN中的IP子网的依赖性。我们描述了这种共享的原因以及在可靠性和网络故障诊断中的意义。为了这个目标，本文提出三个建议：l 以太线路，一个被动的二层拓扑发现工具。以太线路用对网桥的被动测量和网络中交换机的地址解析协议表来推断出VLAN（二层网络）的拓扑结构。我们已经使得以太线路公共使用。l 大型校园网中VLAN诱导共享的实证分析和描述我们分析乔治亚大学校园网穿越IP网络分

6、段的VLAN诱导共享。利用网桥表进入跨越1126个独立的VLAN的1461个交换机对应的大概29000个活动的MAC地址，以及通过网络中的79个不同子网的主机间的IP路由跟踪来发现拓扑结构。通过对二层拓扑的分析，我们发现多于85%的二层边缘被至少6个不同的IP边缘共享，并且一个二层边缘会多于34个不同的IP边缘共享。这些共享的大部分原因是出线复接子网通过VLAN中继到达路由器。我们也发现一些IP子网不共享路由器但是共享二层基础设备的例子，这些情况主要由于复合的校园中不同部门共享同一栋建筑以及二层基础设备，但是他们又各有自己独立的IP子网。l 通过基于断层扫面的诊断分析这种共享的副作用以及交叉层

7、诊断算法的简单分析。我们把二层相关性进行量化，以便能退出网络中断层扫面算法的不精确程度，并证明交叉层方法可以通过两个因素和四个特性因素改进这种不精确度。 在第二节中，我们介绍了VLAN的背景和以太线路的概述。在第三节中，我们在乔治亚大学校园应用了以太线路。在第四节中，我们分析了IP分段中的共享依赖性的程度和特征，表述了VLAN诱导的共享的类型。在第五节中，我们描述了交叉层故障定位方法来改进推论中的精确性和特性。我们在第六和第七节中回顾了相关的工作。2 二层拓扑结构的发现 这节主要对VLAN、以太线路和二层拓扑结构推断工具进行了简单的概述。2.1 VLAN的背景基于以太网的局域网络通过学习型网桥

8、把网络各个分段连接起来。这些网桥实用一个生成树算法实现了一个回路拓扑结构。这些网桥通过侦听主机发出的数据帧学习网络中主机的位置，如果一个网桥侦听到主机A通过端口x发送了一个数据帧，那么这个网桥今后就会把所有发给A的帧送到端口x。网桥在网桥表中维护这个信息，这个网桥表中所有的记录都有主机的MAC地址以及主机接收数据帧的端口号。这个网桥表是动态的，如果表中记录没有被主机的帧在超时时间内刷新的话就失效了，然后调用那些MAC地址刷新了的主机活动。在虚拟局域网中，一个单一的网桥可能被指定给一个或多个VLAN。网桥在每个VLAN中形成一个独立的生成树，这使得多重虚拟拓扑能够在网络上共存。为了支持VLAN，

9、网桥表中的记录包括了12bit的直接从数据帧中复制来的VLAN标识符。网桥利用网桥表在每个VLAN内部进行交换，而不跨VLAN交换，通过连接到一个路由器进行VLAN之间的通信。现代路由器和交换路由器设备都支持VLAN接口，这些接口让他们以多重虚拟接口的形式，在各个独立的VLAN中出现。在企业、校园和数据中心中，VLAN都被用来把主机在拓扑中按管理域或者IP层中的功能单元中进行分组，而不用考虑它们的物理位置。IP子网在本质上是覆盖二层基础设备的，并且多重IP子网共享基础二层设备。尽管所有的二层设备可能被一个单一的网络单元所拥有和操作，但对二层设备和IP子网的路径之间的映像的维护可能因为大小和速率

10、的配置上的变化而被质疑，不像IP网络中网间控制报文协议考虑到拓扑的发现，没有一个标准的算法可以用来发现拓扑结构。像CDP（思科发现协议）这样的机制可以在二层上执行路由跟踪，但是它要求所有的交换机都要运行CDP，然而这种情况因为网络中设备的不同而是很少见的。这种需要发展了新的可以推断出二层拓扑结构和它到IP网络中被二层交换机所广泛支持的接口的映射的系统。在接下来的章节中，我们描述以太线路，一个利用从实用标准的SNMP（简单网络管理协议）接口的交换机中获得的网桥表记录来发现二层拓扑结构的工具。2.2 以太线路算法和工具 以太线路是一种在IP路径上检查网络中网桥表记录来推断二层元素的被动的二层拓扑发

11、现算法。以太线路依靠下一个简单观察来发现与每个IP路径分段相应的二层设备：应为网桥在局域网中生成一个树，在任何时候任何一对主机间仅有一条二层路径，因此，在同一个VLAN中的两台主机之间的路径上的网桥必须经常在相同的接口上接收来自两台主机的帧。图1表述了这种观察法。这图中的拓扑中包含了10个交换机（标记为A-L），生成树中的物理连接用实线表示，被封锁的路径用虚线表示，我们假设有两台主机在网络中，接收到主机发来的帧的端口用主机的标识符来标记交换机的端口。为了确定主机1和主机2之间的二层路径，我们观察主机1和主机2之间的路径上在两个不同端口上接收主机1和主机2的MAC地址的交换机，所有其他的交换机用

12、同一个端口接收MAC地址。以太线路能在IP路径中确定一组交换机在所有IP路径分组中作为组成交换机。以太线路也能确定一条路径中所有交换机的指令和端口，但是这对于依赖性分析并不重要。因此，我们只描述确定二层交换机的集合和一条路径的方法。下面将正式的描述这种方法。记号：我们参考网络上所有交换机的网桥表记录片段把主机x记作Tx，每个入口是一个三维的表（e.b,e.p,e.v），三元素指网桥、端口和各自的VLAN标识符域。对于主机x和主机y，Txy指的是集合Tx和Ty的对称差分。B（Tx）和V（Tx）指的是网桥集合和在记录中独立属于Tx的VLAN的集合。确定路径元素：为了确定两个主机间IP路径上的交换机

13、，以太线路首先用地址解析协议表来两台主机的MAC地址，然后考虑这两个情况来确定二层路径。情况1：主机在相同的VLAN和IP子网。以太线路从网桥表中确定包含这两个主机的网桥表的记录，在这些记录中确定是属于那些的VLAN标识符，这里存在一组那个VLAN中在独立端口上接收到两台主机的MAC地址的交换机。对于主机x和主机y，路径中的元素被特别的作为一个三元组几个而给出。如下：S（s，y）=（e.b,e.p,e.v）：eTxy，e.bB（Tx）B（Ty），e.vV（Tx）V（Ty） （1）等式1中的第一个约束条件是选择除了相同的以外的所有属于它们的主机的网桥、接口和VLAN组（也就是在相同的端口和VLA

14、N标记时收到两个主机的信的网桥）。第二个和第三个约束条件确保了以太线路包含了唯一收到来自相同VLAN的两台主机的帧的网桥。这有两个子情形。尽管网络管理员通常会把每个VLAN配置到相关的一个IP网络中，但是也可能要用一个环路电缆连接两个没有中继的端口来实现多重VLAN的连接，在这种情况下，生成树会消失。如果两台主机在这样的VLAN中，上层的算法因为消失的VLAN在V（Tx）V（Ty）中出现而继续正确的工作。第二个子情形发生在当一个路径中的一对网桥通过一个无源器件如集线器或者中继器连接的时候，而以太线路不能识别出这样的无源器件。如果两台主机在这样的网段中，以太线路会在两个主机间声明一个虚路径。在大

15、部分现代网络部署中，每个主机直接连接到一个交换机的端口，并且如果有的话，这将在集线器或总线上有一个微弱的通信，因此，以太线路只有很小的可能会失败。与这个小情形相类似，以太线路也可能不能知道网络中的一些交换机的存在，也就不能从它们那里获得网桥表了，如果这些交换机出现在路径上，那么以太线路也不能检测到它们。情况2：主机在不同的VLAN中。当主机在网络中不同的VLAN中时，以太线路可以根据这些主机间IP层的路由追踪来确定这些主机间的二层路径。以太线路首先为每个IP路径分段推断出二层路径元素，然后连接它们来确定全部路径上的元素。如果主机x和主机y之间的路由追踪是h1hk，h1=x、hk=y，那么路径上

16、的二层元素是： S（x，y）= S（hi，h（i+1） （2） i=1：k-1实施：我们用Python语言和一个MYSQL数据库后端实现了以太线路，并且是它公开使用。当前以太线路的实施主要依赖与从交换机获得的网桥表、从路由器中获得的地址解析协议表和网络中个主机间的路由追踪信息的不断升级的数据库，而想要获得交换机中的网桥表和路由器中的地址解析协议表需要对这些设备进行管理授权，但是一旦这些中间数据库操作这些表，推断也将很被动，并且也不必要求和这些网络设备相互作用。最终，用户将不要求管理授权给这些网络设备来获得二层路径。3 数据和拓扑结构本节主要描述数据和用以太线路推断二层路径的过程。3.1 数据数

17、据的类型：我们依赖与全部来自乔治亚大学校园网的三种数据来源，第一是所有交换机中获得的网桥表记录，利用SNMP（简单管理协议）每四小时对这些交换机进行检测一次。第二是地址解析协议表，我们每小时都这些路由器进行检测一次，这些表把IP地址和MAC地址的映射提供给我们。第三是79个CPR节点和部署在校园网中不同子网中的主机间的IP路由追踪。这些节点每五分钟执行一次两两之间的路由追踪。从历史的观点上说，这些数据被收集来走位审计的目的，这就是为什么每个数据集合都有其不同的轮询间隔。从CPR中得到的路由追踪数据是被设计的唯一的用于主动测量的。本文专注描述在一个稳定网络中的VLAN诱导依赖性，因此研究中需要缓

18、慢的更新速率。完整性和一致性：因为地址解析协议和网桥表记录通常比各自的轮询间隔要更频繁的到期，所以一个简单的网络状态片段不能包含所有的MAC地址和网桥表记录，为了克服这个难题，我们保留没有被当前片段所覆盖的签一个片段。然而，从另两个方面考虑，保存就得记录却增加了不一致性的风险，第一，由于失效、重新配置或者是主机移动到网络中另一个不同的部分，会导致连续片段之间的拓扑结构的变化。同样的，DHCP服务器的租期到期而使连续片段间的IP地址发生变动。在本文中，为了减轻这种影响，我们仅仅检测2008年3月25号这天的片段作文比较介绍，并且这天的网络没有报错和中止运行。为了达到IP地址的一致性，我们将限制对

19、MAC地址的分析，这些MAC地址仅仅映射到交叉与在2008年3月25号这天的片段的一个简单网络IP地址。为了减轻由于主机在校园无线网络中移动引起的不一致性，我们仅仅考虑有线网络上的主机（无线网络是一个校园网络中单独的大型VLAN网络）。从交换机中获取SNMP片段所花的时间会引起不一致性，所以我们只研究在网络上能在一分钟之内下载到网桥表的那部分网络。表2简要说明了获取和处理SNMP数据的潜在因素的分布。除了包含在从一个单一的交换机中获取记录中潜在因素外，在所有交换机中轮询也包含了一个潜在因素，我们能在大概15分钟之内获得一个片段。我们验证了使用当在一个片段窗中IP层拓扑是稳定的的时候的路由追踪。

20、数据集的大小：数据集包含了79个CPR节点之间的路由追踪信息、114个交换机中的网桥表记录、31个路由器中的地址解析协议表、29万个独立的MAC地址。本文只用CPR节点的MAC地址和路由接口进行分析研究。3.2 拓扑结构推断我们先用CPR节点间的IP路由追踪信息来估量IP拓扑结构。我们可以总结出如果路由器以邻居的身份接入CPR之间的任何路由追踪，那么IP边缘就会存在于这两个IP路由器之间。我们利用路由器的信息、交换机的配置和接口IP地址的反向DNS记录来除去属于相同路由器上不同接口的IP地址的别名，因为我们可以获得所有的路由器和交换机，所以这是一个切实可行的办法。我们用第二节中描述的以太线路算

21、法来推断二层拓扑结构。对于那些在相同VLAN中的，也就它们之间没有一个IP路由器的CPR节点，我们用以太线路算法的情况1，少于5%的CPR节点对共享一个子网。其余的CPR节点对之间的路径，我们用情况2。我们获取与每一个IP单跳的的IP路径一致的二层路径，并连接起来以获得所有的路径来推断出这些节点之间的二层路径。我们使用那些出现在路由追踪中的路由器的而不是除掉别名后的IP地址。这里注意一下：当计算一个子网中的二层路径是，以太线路需要两个在同一个VLAN中的二层终端的MAC地址，不幸的是以太线路的ICMP的逻辑链路超时信息把路由器的返回端口的IP地址作为源地址，结果导致如果IP路径不对称，那么出现

22、在路由追踪中相邻的IP地址就不属于同一个子网也就不是同一个VLAN了，这使得IP追踪不在适合计算二层路径，这样的话我们就假设IP路径是对称的并且这个这个问题也不会再出现，如果这个假设不成立，我们可以从路由器的配置中获得路由器上前向的端口上的IP地址，这种方法是可行的，因为企业网络的管理者有权实用这个信息。图2表明了利用以太线路发现的乔治亚大学校园网络的二层拓扑结构，而IP层网络结构也与乔治亚大学办公室信息技术组（负责乔治亚大学校园网络操作的组织）提供的实际的网络配置相一致，我们也亲手验证了这些中的许多路径、属于不同部门的边缘交换机以及连接到作为网关和访问Internet的核心网络路由器的中心交

23、换机。4 VLAN诱导共享在这节中，我们分析IP边缘和路径上共享基础设施。有多少不同的IP边缘穿过一个给定的二层边缘？首先研究在IP表中所有的边缘的共享特性。图3（a）表明了穿过任何给定的二层边缘的不同的IP边缘的数目。图3（a）中的实线表示85%的二层边缘被至少6个不同的IP边缘共享、50%的二层边缘被17或者更多的IP边缘共享。我们发现一个被34个IP边缘之间共享的二层边缘包含了若干个子网中继到核心网络中相同的网关路由器。其次，我们研究不共享其他顶点上的一个路由器中的边缘之间的VLAN诱导共享。图3（a）中的虚线表示了这种分布。大约55%的二层边缘至少被IP表中没有公共节点的IP边缘所共享

24、、4%的二层边缘被17或者18个不同的IP边缘所共享，这种情况发生在当地理上相邻的多重子网（VLAN）用一个公共交换机作为中继连接到它们不同的网关路由器的时候，不同的部门共同在同一个建筑内（乔治亚大学校园内的实际安排）的时候这种设置是很普遍的：每个部门都有一个逻辑独立的网关路由器，也许是为了部门里职员能够进行独立的管理。这些结论对于网络容量和可靠性的规划有了重要的应用。IP路径和分段的不想交可能因为它们共用下层的基础设施而并不能独立。结果，分段将会和性能和可靠性有关，下层网络的拥挤和失效会同时影响这些不明显相交的IP路径。实际上，确定两个IP路径是否独立通常需要检测VLAN的配置。多少不相交的

25、IP层路径共享一个给定网络部件？图3（b）表明了在CPR节点中穿过一个特殊的二层交换机、一个二层边缘、一个IP路由器或者一个IP边缘的IP层路径的数目分分布情况。例如，表中表示了50%的二层交换机被至少40个IP层路径所穿过，大约50%的3层路由器至少被120个IP层路径所穿过。最不普遍的是网络呈现了二层元件比三层元件少点的共享。稍微普遍的是交换机和路由器有着相似的IP路径穿过它们的数目，不论那种情况下，一个简单的元件故障将会影响到数十个至数百个IP子网对的连通性。 这些特征中有两种情况。第一，在一个网络中，交换机的数目显然比路由器的数目多，当一个IP路径穿过比路由器多的交换机时，大量的交换机

26、最终在每个元件的基础上诱导了较少的共享；第二，在网络核心中，更频繁的使用路由器和交换机，它们的中心自然的会诱导更多的共享。这与在核心中的路径上二层和IP的共享有一点不同，因为核心中的交换机构成了一个独立的IP子网。5 对于故障诊断的影响本节在基于断层扫描技术的故障诊断上检测了VLAN诱导共享所包含的影响。仿真。我们在图2中所表示的乔治亚大学校园网的拓扑图中仿真了二层链路故障，并用二元断层扫面技术来定位一个失效的IP路径作为输入的故障。给定一个或几个失效的边缘，这种方法利用找到在所有失效路径中共享的边缘的最小集合来解释了这种故障，这个问题类似与找到最小的压缩集合或者覆盖问题集合。因为找到最小的压

27、缩集合是一个多项式，所以我们用一个随机的近似值算法，在这个算法中，我们找一个随机的需求方案，并且在所有的重复中挑选一个最小的方案。这个算法当n所有失效路径中的总的边缘数目时有一个近似值O（log n）。这个仿真按照一下方法进行。对于网络中的每一个边缘，我们确定一个穿过失效的二层边缘的CPR节点间的IP路径。我们下面两种不同的方法来制造一个失败的定位来测量在虚拟网络中隐藏的依赖性的影响。1、传统方法。如同在常见的IP二元断层扫描技术中，我们用出现在受影响的IP路径中而不出现在不受影响的IP路径中的IP边缘来作为每个受影响的IP路径的依赖性集合。2、交叉层方法。我们应用以太线路的方法来确定与出现在

28、受影响的IP路径中而不初相在任何不受影响的IP路径中的一致的二层边缘作为受影响的IP路径的相关性的集合。在两种情况中，我们都用了压缩集算法来找到最小的与每个失效的IP路径的依赖集相交的边缘的公共集合。对于第一种方法，压缩集中包含了IP边缘集合，而对于第二种方法，包含了二层边缘。为了对照，我们把前者变换为一致的二层边缘并且比较两种情况下的精确度和唯一性。我们对网络中的每个二层边缘进行比较这两种方法。故障定位的精确性和唯一性。我们定义了定位的精确性是当压缩集包含了原来的失效的二层边缘时，定义了唯一性是用压缩集大小的逆矩阵。一个小的压缩集反映了更高的唯一性。 精确度。对于有一个单独的压缩集的二层边缘

29、失效，交叉层方法能达到100% 的精确性，而传统的方法只能到达54%的精确性。唯一性。用交叉层方法来确定的唯一性能达到95%，那么就完全认为是1：压缩集是完全明确的而不包含附加的任何边缘。平均的压缩集大小是1.48个二层边缘，或者67%的确定性。另一方面，用传统的方法时能达到95%的唯一性也只能有11%（9个二层边缘），平均27%-3.7个二层边缘。在乔治亚大学校园网络中，把交叉层依赖性的信息应用到改善精确性的两个因素和唯一性的四个因素。仅用IP层信息来进行诊断，会得到一个很差的唯一性，因为IP分段比二层路径分段更加的粗糙。仅用IP层信息会因为一个IP路径分段通常有两个或者更多的二层分段，并且

30、每一个这中分段都会以一个独立的相似原因出现而降低了精确度。6 相关工作二层拓扑发现。以太线路描述了与从网桥表记录中被动的推断二层拓扑结构紧密结合的技术。这种个拓扑发现算法能够发现大数目的以太网连接，它用一个新的探测节点来诱骗它们把MAC地址注入到交换机的网桥表记录中，然后观察连通性的破坏。Breitbart用网桥表类似于以太线路的方法，但是因为以太线路为VLAN工作并且用IP路由追踪来生成多重子网的拓扑结构而延展了前面的工作。Sebos用定位系数来发现网络不见的共享冒险连接组，与此相反，我们确定共享冒险连接组是基于IP连接是否与下面二层基础设施共享。思科发现协议（CDP）是一个在网络上执行二层

31、路由追踪的专属协议，但是它要求网络中的所有的交换机都要运行CDP。交叉层诊断。Kompella主张用交叉层的可见性来规划、维护和故障诊断，几个先前的工作已经用二元和概率共享冒险组来进行网络诊断，这个工作第一个研究VLAN诱导依赖性及其含义的故障诊断。VLAN特征研究。Garimella 用一个校园网络来研究VLAN，他们使得VLAN更加普遍、以不同类型的错误配置有特点、并且描述了两台相邻的主机的路由交换，但是不同的VLAN可能导致很大程度上长的三层路径，与此相反，我们研究IP层和二层路径之间的关系，和这种在冗余和诊断上的共享的负面影响，Rooney提出了基于交换线路的动态VLAN。我们的研究能

32、够得到一个相似的供应策略来提高IP网络的容错能力（如配置VLAN是不相交的IP路径在相同的二层基础设备上不被路由）。7 总结及今后的工作本文研究了在一个校园网中的VLAN诱导共享。我们设计并实施了一个以太线路，它是一个在VLAN中操作的被动二层拓扑结构发现工具。以太线路为相关的IP主机集合发现二层拓扑结构。利用以太线路，我们通过一天的课程推断出拥有94个路由器、114个交换机和大约90000个独立的MAC地址的乔治亚大学校园网络的二层拓扑结构。我们发现表面上看起来独立的IP路径实际上并不是独立的：一些二层边缘被多于30个不同的IP链路共享、一些二层边缘被多于18个节点不相交的IP边缘共享。我们

33、测量了这些依赖性是怎样引起传统的IP层故障定位技术不考虑二层拓扑结构来实现错误的推断的。我们也表明了一个包含二层和IP拓扑结构信息的交叉层断层扫描分方法能以两个因素和四个特性因素改善精确性。我们相信这个初步的研究将会促进将来更彻底的测试校园网络和企业网络中VLAN和IP拓扑结构的关系。例如，一个需要更进一步关注的地方是怎么样知道这些依赖关系可以帮助网络的配置和规划：意识到许多IP层路径实际上共享共同的物理设备时，网络操作者可以在IP层上不同地设置中继VLAN和路由器网络。同样的，网络操作者可以利用这种依赖关系在那些配置没有部署之前来确定VLAN中继策略（如网桥表的大小、地址解析协议表和信息容量

34、）的影响。按照冗余规划，以太线路本身就可以拓展到不是生成树的一部分但是可能会在故障的时候用到的节点和链路上。设计工具或者是修改协议，帮助操作者发现存在于故障场合的IP到二层的映射也可以改善网络的规划和操作。“从加到乘”评析静安区教育学院特级教师 曹培英万航渡路小学副校长 张敏万航渡路小学 罗杰张：“从加到乘”这节课，罗杰老师上得比较轻松，感觉效果蛮好的。我们发现罗老师的教学设计很有特色，把教材用活了。你能不能介绍一下，这节课的教学设计思路和教学活动安排的意图。罗：“从加到乘”是数学新教材第三册第二单元中“乘法的引入”的第二课时。这节课的主要教学目标是在上节课初步接触了几个几，会写连加算式的基础

35、上，让学生懂得同数连加用乘法简便，会把同数连加的算式改写成乘法算式。知道乘法算式怎么写、怎么读，以及乘法算式中各部分的名称。这节课的教学设计， 首先是进一步加工教材内容。 新课程理念强调不要一味地“教教材”，而是“用教材”。“乘法的引入”这部分教材是由游乐园、几个几和从加到乘三部分组成的。我将游乐园作为一个贯穿全课的情境，利用这个情境展开从加到乘的教学。为此，我适当处理并拓展了教材内容。在引入环节，借助课件让学生观察游乐园里划船的项目，数几个3来引出同数连加。教材中是6个3，但现在的学生计算水平还是比较容易算出答案的。于是，我一边引导学生数数有几个3，一边把6个3拓展到了10个3来进一步感知几

36、个几。这样，当学生要一口气报出10个3连加的算式时，当他们看到长长的板书时，明显地感到同数连加太繁了，造成一种强烈的冲突，他们迫切地想去找到用何种方法使同数连加的算式简便，为乘法的引入打好了基础。其次是采用了自学的方法。 这节课中有关乘法的认识、读法、写法和各部分的名称，都是需要学生理解并掌握的。我是用了看书自学的方式，让课本来告诉学生。虽然，他们只有二年级，但是通过新教材一年多的学习，完全有能力独立看书理解。通过课堂实际反馈，学生也的确具备了基本的自学能力。还有就是让学生尝试把同数连加改写成乘法。 学生看书自学后，他们是否真正理解了呢？这时，关键是让学生交流，通过表达把这些知识内化。反馈后再

37、通过进一步应用，引导学生把引入部分几个几的同数连加算式，改写成乘法算式。这个过程既是一种展现数学思维的互动的过程，也是一种数学文化的渗透过程。这个过程始终紧扣课题，帮助学生更好地理解了加号和乘号、加法和乘法的关系。张：从实际教学效果看，你的设计思路和安排意图，得到了较好的体现。请你再介绍一下这节课的练习设计是怎样考虑的。特别是谈谈你在用好、用足教材方面的经验。罗：如果认真钻研教材，找到教材内容之间的关系，我们会发现新教材中有些内容的设计是可以反复使用的。例如，我在巩固练习层次中引导学生“找找还有什么内容求总数也可以用同数连加来表示的？”学生回到游乐园这幅图中找到了：有4个小朋友，每个小朋友手中

38、有5个气球。4个5，4×5=20。后面，判断是不是同数连加的香肠图、馒头图的题目和最后把12个小圆点圈一圈，说说有几个几，并用乘法算式表示的这些题目，都是课本前面一课时几个几中的内容。我充分利用课本资源，进行了运用和拓展。比如，由馒头图引出了3个0。张：这些练习设计都收到了很好的效果。我们还是请曹老师对这节课作一些更深入的分析。曹：“从加到乘”这节课的成功经验，罗杰老师刚才自己总结了四点：第一，对教材进行适当的加工，也就是在理解了教材编写意图的基础上，从教学实际出发，对教学内容作出进一步的加工、处理。第二，采用了让学生阅读课本的方法，培养学生的学习能力。第三，让学生尝试把同数连加改写成乘法，以此检验学生的阅读成效，是不是真正看懂了。第四，充分利用课本资源，一题多用，一图多用，而且用的比较自然，比较有效。这些都是其他老师可以借鉴的。我再谈三点。首先，从教学目标的达成来看：这节课的主要目标是初步认识乘法，具体地说，就是初步理解乘法的含义，会写、会读乘法算式，以及知道乘法算式中各部分的名称。其中最重要的是乘法的含义，包括对引进乘法必要性的认识，即为什么要引进乘法。怎样让学生获得这些认识，当然，最好是让学生自己体会、感悟，而不是简单的办法就是教师讲，学生听。那么，怎样才能让学生自己