计算机网络 教案 14-虚拟局域网

课程名称计算机网络序号14授课教师授课时数2学时执行情况授课班级授课日期基本课题项目三网络规划与设计任务4虚拟局域网知识点1虚拟局域网的概念知识点2基于端口划分VLAN知识点3基于MAC地址划分VLAN课堂类别理论课，职教云加腾讯课堂在线授课。教学目标（含课堂思政）1.知识目标：①理解二层交换机的工作原理②熟悉二层交换机的学习行为③了解VLAN的概念2.技能目标：①能根据二层交换机的原理说明二层交换机为什么能即插即用②能说出二层交换机广播域的危害3.素养目标：①培养学生良好的分析问题和解决问题的能力②养成善于思考、深入研究的良好自主学习的习惯和创新精神；③通过讨论学习，使学生具有一定的表达能力和学习新技术的能力。4.课堂思政目标：A要在坚定理想信念上下功夫简化网络管理，层层细化的网络思维教学重点描述二层交换机的原理，VLAN的概念解决措施打比方，动漫小视频、讨论教学难点描述VLAN的划分解决措施讨论、提问教学设备设施职教云多媒体课件教学方法和手段职教云头脑风暴，腾讯课堂分组讨论，线上答疑。教学环节教学设计时间分配组织教学点名，清点未到学生人数3分钟复习旧课1.以太网帧结构2.二层交换机的作用是什么？3.接口Ethernet0/0/1代表什么？4.接口GE0/0/1代表什么意思？2分钟导入新课现有1台三层交换机，要求你进行测试，该交换机的三层功能是否工作正常。某企业有财务部、销售部和人事部三个主要部门，分处于不同的办公室，为了安全和便于管理对三个部门的主机进行了VLAN的划分，分别处于不同的VLAN，先由于业务的需求需要三个部门的主机都能够相互访问，获得相应的资源，三部门的交换机通过一台三层交换机进行了连接。5分钟新课教学（可加页）教师学生设计意图75分钟课程思政A要在坚定理想信念上下功夫简化网络管理，层层细化的网络思维无论是VLAN技术还是社区的网格化管理机制，其实都是把一个大的网络在逻辑上划分得更加细致，实现简化网络管理的功能。同样，学生设计和配置网络的过程中，也需要有这种思维，把大的问题层层细化，变成可以实现或者方便管理的小问题，最终解决问题。党的十八届三中全会强调，“以网格化管理、社会化服务为方向，健全基层综合服务管理平台”。至今为止，全国基层社区基本上构建了网格化的治理机制，可以说是我国基层社会治理的机制创新。在这场抗击疫情阻击战中，网格化治理正在发挥着积极作用。同时，社区网格化疫情防控阻击战，不仅把我国的政治优势转化为对疫情的治理优势，而且，也能通过这场生死攸关的疫情阻击战检验和完善社区网格化管理机制。理解VLAN和网格化管理的优势，都是把大的问题划分为一个个小的问题引导学生坚定理想信念，体现我国的政治优势。课堂讲授知识点1：交换机工作原理1.交换机的工作原理交换式以太网核心就是交换机（Switch）。LanSWitch，局域网交换机。简称LSW，SWitch交换机，简称SW或S。交换机原理:：基于MAC地址和对应接口转发，交换机会从入接口学习数据帧的源MAC，广播未知的目标MAC地址2.交换机的转发行为：泛洪（Flooding又称盲目转发），将从某个接口收到的数据流向除该接口之外的所有接口发送出去广播与泛洪有什么区别？泛洪操作可以是普通数据帧也可以是广播帧（1）泛洪：收到广播帧和未知单播帧（2）转发：根据帧中的目标MAC地址转发（3）丢弃：如果交换机收到一个MAC地址与源MAC地址一致，就要丢弃3.交换机的学习交换机开机时没有任何端口对应关系，交换机会根据原MAC和接收帧的接口形成一个对应关系，并把这个对应关系放在重要表项中，这个表就是MACF地址表（1）地址学习在交换机中，维护着一张MAC地址表，表中存放着主机的MAC地址与交换机端口的映射关系。交换机可以通过识别数据包中的MAC地址信息，然后根据MAC地址查询MAC地址表进行数据转发。• 在典型交换网络中，当某台主机发送一个广播帧或未知单播帧时，该数据帧会被泛洪，甚至传递到整个广播域。• 广播域越大，产生的网络安全问题、垃圾流量问题，就越严重。总结交换机的工作原理：1.交换机的转发原理2.交换机的学习原理对于新知识，学会类比生活中的现象案例，帮助理解交换机的转发行为。交换机对于数据的转发是有甄别的，引导学生在发表朋友圈和QQ空间的时候，也要有甄别的概念，不要随意转发。情境教学知识点2：VLAN的概念随着局域网内的主机数量日益增多，由大量的广播报文带来的带宽浪费、安全等问题变得越来越突出。小张作为网络运维工程师，如果在控制成本的前提下，用一个交换机设备组建两个局域网。如左图，方法之一是将网络改造成用路由器连接多个子网，但这样会增加网络设备的投入。如右图，另一种成本较低又行之有效的方法就是采用虚拟局域网。虚拟局域网的基础是在交换技术上发展起来的。1.VLAN产生在原因－广播风暴• VLAN（VirtualLAN），虚拟局域网。本来，二层交换机只能构建单一的广播域，不过使用VLAN后，能够将网络分割成多个广播域。没有VLAN，同一个广播域，像大班上课，一人广播全得听，每个人都可以互相通信，划分VLAN后，将广播域缩小到一个范围，像小班上课，一人广播后只有这个小班里的人才听得到，只有班里的人才可以互相通信为了防止广播风暴，可以把一个大的局域网划分成若干个小的广播域，从而有效抑制广播风暴，在不增加设备的前提下，可以采用支持VLAN的LAN交换机VLAN=VirtualLocalAreaNetwork：虚拟局域网是一种将局域网从逻辑上划分成一个个更小的局域网2.虚拟局域网的特点（1）.虚拟局域网（VLAN，VirtualLocalAreaNetwork）是以局域网交换机为基础，通过交换机软件实现根据功能、部门、应用等因素将设备或用户组成虚拟工作组或逻辑网段的技术。其最大的特点是在组成逻辑网时无须考虑用户或设备在网络中的物理位置。（2）VLAN内的各个用户就像是在同一个真实的局域网内一样可以互相访问。相同VLAN的用户可以通信，不同VLAN的用户不能通信，有效隔离了广播域（3） VLAN可以在一个交换机或者跨交换机实现。理解为何需要引入VLAN的概念，VLAN技术有什么特点。引导学生有节约成本的思维，VLAN在不升级设备硬件的前提下，节约来成本，采用软件的方式同时可以划分不同的局域网。任务驱动知识点3：VLAN的划分方法小张作为网络运维工程师，那么如何划分不同的局域网？• 基于端口划分:基于MAC地址划分、基于网络层划分• 基于IP组播划分通常使用根据端口划分VLAN的方法1.利用交换机的端口来划分VLAN成员优点：定义成员简单。缺点：成员移动需重新配置VLAN。单交换机形成VLAN跨交换机形成VLANVLAN用途及优势：（1）控制不必要的广播报文的扩散（2）增加了安全性（3）简化了网络管理学会通过利用交换机的端口和主机的MAC地址划分VLAN的特点和应用场景。通过教材内容自主学习OSI七层参考模式，培养学生自主学习的能力。课堂答疑某企业有财务部、销售部和人事部三个主要部门，分处于不同的办公室，为了安全和便于管理对三个部门的主机进行了VLAN的划分，分别处于不同的VLAN，先由于业务的需求需要三个部门的主机都能够相互访问，获得相应的资源，三部门的交换机通过一台三层交换机进行了连接。理清思路，分析问题，提出解决方案。破解教学难点。课堂小结局域网(以太网)工作