计算网络基础化教程 8

项目二认识常见的网络硬件（4课时）一、教学分析课题名称项目二认识常见的网络硬件授课方式线上线下混合授课学时4授课地点授课时间教学内容认识常见网络硬件设备，了解常用网络硬件设备的性能指标。学情分析通过对学生预习情况的问答，总结本次课程学情如下：1.知识和技能基础：所有同学按照要求预习了常见网络硬件设备相关内容，对常见网络硬件有了一定的了解。2.认知和实践能力：从问答讨论中发现，学生认知能力较强，大部分的同学自主进行了双绞线等相关资料的学习。3.学习特点：主动学习计算机网络的意愿很强，有较强的认知思维；逻辑思维和实践思维较欠缺。教学目标知识目标了解双绞线的分类、特性。掌握网线的制作标准和应用标准。了解常用网络设备的性能指标。能力目标能够制作直通线和交叉线。能够配置交换机的密码和时间。素质目标引导学生从客观需求出发，兼顾各方，合理取舍，中庸行事，满足需求是第一要素和最后底线。培养学生在配置和维护网络设备时的细致和耐心，确保网络设备的正常运行。增强学生的网络安全意识，培养学生按操作规范进行操作的习惯。教学重点传输介质特性、网线制作标准、交换机的配置教学难点网线的制作、交换机的配置二、教学策略教学资源数字资源：课件、/cms/courseDetails/index.htm?classId=a9582696b21f46148bf0da350c5320d9交互平台：班级QQ群、微信群、/cms/courseDetails/index.htm?classId=a9582696b21f46148bf0da350c5320d9教学方法与手段根据学情分析、教学内容，以案例、实践、多种资源为载体，通过线上线下相结合的方式开展教学。本次课采用思政元素的贯穿式教学法，把社会主义核心价值观的相关内容从课前自学贯穿到课中讲授和课后拓展，从线上贯穿到线下。教学重点解决措施课前预习：收集整理常见传输介质、网络连接设备、安全设备资料，对课堂内容所涉及的概念和术语要清晰明白。教师分析：通过教师讲解、学生讨论，熟悉传输介质的构成和网络连接设备的选用。（逻辑思维）教学难点解决措施教师分析：分析常见传输介质，提出传统网络中存在的问题（逻辑思维）头脑风暴：通过对常见传输介质的学习，针对存在的问题，提出解决思路。（辩证思维）三、教学实施第4次课（2课时）课前准备教学内容教师活动学生活动设计意图备注课前预习发布预习作业查阅资料，熟悉传输介质相关概念和术语以及功能和特征素质目标1：引导学生从客观需求出发，兼顾各方，合理取舍，中庸行事探索学习课中探究教学内容教师活动学生活动设计意图方法知识点回顾回顾：1、回顾计算机网络的组成2、 回顾计算机网络的分类局域网（LocalAreaNetwork，LAN）城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）广域网（WideAreaNetwork，WAN）3、回顾网络的拓扑结构知识点回顾加深前面学习知识点学生印象混合式教学法引导式教学法探究学习自主学习2.1传输介质一、讲授传输介质传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路，是网络连接设备间的中间介质，也是信号的传输媒体。传输介质可分为两类，有线传输介质和无线传输介质，有线传输介质是指利用电缆或光缆等充当传输导体的传输介质，例如双绞线、同轴电缆和光导纤维等。无线传输介质，是指利用电波或光波充当传输导体的传输介质，例如无线电、微波、红外线等。（一）有线传输介质（1）双绞线由8根不同颜色的线分成4对两两绞合在一起，成对扭绞的作用是尽可能减少电磁辐射与外部电磁的干扰，两两扭绞在一起也是其叫双绞线的原因。1）双绞线分类：双绞线按其是否外加金属网丝套的屏蔽层，可分为：屏蔽双绞线（ShieldedTwistedPair，STP）和非屏蔽双绞线（UnshieldedTwistedPair，UTP）。2）网线制作标准3）3种网线类型及其作用根据双绞线两端水晶头线序的不同，网线可以分为三类：直通线：两端都按T568B线序标准压制，或两端都按T568A线序标准压制，该线用于异构网络设备之间的互连。交叉线：一端按T568A线序压制，另一端按T568B线序压制，该线用于同种类型网络设备之间的互连，如计算机到计算机和交换机至交换机。反转线：双绞线的一端是T568B标准，另一端是T568B标准的反序，或一端是T568A标准，另一端是T568A标准的反序，它常用于计算机的COM口，通过DB9转RJ-45的转接头连接到交换机（或路由器）的控制端口（Console），实现用计算机对交换机或路由器进行配置。反转线（2）同轴电缆同轴电缆（CoaxialCable）是由内外相互绝缘的同轴心导体构成的电缆，内导体为铜线，外导体为铜管或铜网。同轴电缆的分类同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两类，它们的线间特性阻抗分别为50Ω和75Ω。同轴电缆的特性①数据传输速率可达到10Mbit/s②宽带同轴电缆既可以传输模拟信号，又可以传输数字信号。③抗干扰性通常高于双绞线，低于光纤。④价格，高于双绞线，低于光纤。⑤典型基带同轴电缆的最大距离限制在几千米内，宽带同轴电缆可达十几千米。（3）光导纤维光导纤维（OpticFiber）简称光纤，是目前长距离传输使用最多的一种传输介质，是用纯石英以特别的工艺拉成细丝，光纤的直径比头发丝还要细，但它的功能非常大，可以在很短的时间内传递巨大数量的信息。光缆（OpticFiberCable）：主要是由光导纤维（细如头发的玻璃丝）和塑料保护套管及塑料外皮构成。1）光纤特点①传输损耗小、中继距离长，远距离传输特别经济。②抗雷电和电磁干扰性好。无串音干扰，保密性好；体积小，重量轻。通信容量大，每波段都具有25000～30000GHz的带宽。2）光纤分类按光纤所用材料、折射率分布形状等因素，将光纤分为A和B两大类：A类为多模光纤（MultimodeFiber），B类为单模光纤（MonomodeFiber）。光纤工作原理光纤的工作原理就是利用玻璃纤维的全反射。光能够在玻璃纤维中传递，是利用光在折射率不同的两种物质的交界处，产生“全反射”的原理。（二）无线传输介质无线传输介质一般是指人们看不到、摸不到的传输介质，或者不是人为架设的介质，在这些传输介质中传输的信号是电磁波。无线电波微波红外线激光知识学习：传输介质的定义、作用和分类常见的传输介质的特点和作用知识目标1：掌握有线传输介质特性，了解无线传输介质特性知识目标2：掌握光纤工作原理知识目标3：掌握网线的制作标准和三类网线的应用【课程思政】介绍计算机网络传输介质（如光纤、铜缆、无线信号等）的发展历程，强调这些技术的进步如何推动了社会的数字化转型，促进了信息交流的便利性。通过这种方式，引导学生认识到技术进步不仅仅是科学技术的成就，也是国家现代化进程中的重要一环。培养学生的使命感和责任感。【课程思政】通过在双绞线的制作过程中培养学生精益求精的工匠精神。【课程思政】下课前让学生整理工位，将工具、耗材、指导手册等放回原位，摆放整齐，打扫实训室卫生，养成良好的职业习惯，培养职业精神。混合式教学法引导式教学法探究学习自主学习课堂练习教学内容教师活动学生活动设计意图方法任务1制作双绞线讲解：任务目的：掌握两种双绞线制作方法，学会使用普通网线测线仪。任务内容：使用网钳、六类线制作交叉线。任务步骤：演示。知识学习：认识和使用制作网线常用的设备；复习制作网线的线序标准。技能目标：每位同学都能熟练做出合格的网线。【课程思政】在演示过程中，融入细致、耐心、遵守标准等职业道德和精益求精的职业精神。演示法

练习法课堂讨论法课后拓展教学内容教师活动学生活动设计意图课后练习布置课后习题：教材第17页，并布置预习任务。按照要求，完成课后习题以及预习任务。素质目标1：培养自主解决问题的意识，增强学生探索能力。考核评价内容教师活动学生活动设计意图方法作业批改综合考量课前预习、课中表现、课后作业三方面，以知识性、创新性、完整性共同构建评价机制，着重考核学生个人对知识的掌握程度。提交课后习题的纸质档作业。素质目标2：引导学生从客观需求出发，兼顾各方，合理取舍，选择合适传输介质。探究学习自主学习第5次课（2课时）1.课前准备教学内容教师活动学生活动设计意图备注课前预习发布预习作业线上学习，查阅资料，熟悉常用网络连接设备和网络安全设备的性能指标和功能素质目标1：引导学生从客观需求出发，兼顾各方，合理取舍，中庸行事探索学习2.课中探究教学内容教师活动学生活动设计意图方法知识点回顾回顾：1、传输介质的分类2、制作网线的标准3、光纤通信的原理知识点回顾加深前面学习知识点学生印象混合式教学法引导式教学法探究学习自主学习2.2网络连接设备二、网络连接设备网络连接设备是指用于建立、管理和维护计算机网络连接的硬件设备或系统。这些设备可以在不同网络之间传输数据，将数据包从一个设备传输到另一个设备，或者帮助计算机设备连接到网络并进行通信。网络接口卡网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC）也叫网络适配器或网卡，是局域网中最基本的部件之一，它是连接计算机与网络的硬件设备，网卡上面装有处理器和存储器（包括RAM和ROM）。网卡的功能数据的封装与解封链路管理，主要是CSMA/CD协议的实现。编码与译码，即曼彻斯特编码与译码。网卡的分类按网卡的总线接口类型划分。按网络接口划分。按带宽划分。按网卡应用领域划分。网卡的选择选择性价比高的网卡。根据组网类型选择网卡。根据工作站选择合适总线类型的网卡。根据使用环境选择网卡。根据特殊要求选择网卡。交换机交换机是集线器的换代产品，其作用也是将传输介质的线缆汇聚在一起，以实现计算机的连接。1）交换机的功能提供网络接口。扩充网络接口。扩展网络范围。2）交换机的性能指标转发速率。端口吞吐量。背板带宽。端口数量MAC地址数量。缓存大小。支持网管功能。VLAN支持。冗余支持。（3）路由器路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行转发，使不同的网络或网段能够相互识别对方的数据，从而构成一个更大的网络。1）路由器的功能数据通道功能。控制功能。2）路由器的性能指标吞吐量路由表能力背板能力丢包率时延时延抖动背靠背帧数服务质量能力网络管理能力可靠性和可用性知识学习：

①掌握常用网络连接设备的种类和性能指标以及使用场合。②掌握交换机的配置。知识目标1：掌握常用网络连接设备，了解网络连接设备特性。知识目标2：掌握常用网络连接设备选用指标。【课程思政】学习过程中，引导学生从客观需求出发，兼顾各方，合理取舍，中庸行事，满足需求是第一要素和最后底线。【课程思政】下课前让学生整理工位，将工具、耗材、指导手册等放回原位，摆放整齐，打扫实训室卫生，养成良好的职业习惯，培养职业精神。【课程思政】引入我国邬江兴院士团队研发的首部万门程控数字交换机案例，引导学生厚植家国情怀，矢志奋斗强军。混合式教学法引导式教学法探究学习自主学习2.3网络安全设备三、网络安全设备网络安全设备是专门设计用于保护计算机网络免受各种网络威胁和攻击的硬件和软件设备。网络安全设备的作用：边界防御入侵检测与防御安全连接恶意软件防护数据加密安全管理和监控知识学习：了解常用网络安全设备及作用知识目标1：理解网络安全设备的定义及作用。【课程思政】在讲解过程介绍我国华为、锐捷等著名国内厂商的网络产品以及天融信、深信服等网络安全产品研发以及在国内外市场应用前景，培养学生爱国主义精神，提高学生网络安全防护意识，承担网络工程师的社会责任。启发学生安全是红线，要知红线、守底线，教育学生做遵纪守法的合格公民。3.课堂练习教学内容教师活动学生活动设计意图任务2交换机的管理与配置讲解：任务目的：掌握配置与管理交换机基本方法。任务内容：通过CLI方式配置交换机的基础信息。任务环境：CiscoPacketTracer8.1。任务步骤：演示知识学习：掌握配置与管理交换机基本方法；通过CLI方式配置交换机的基础信息。技能目标：使用CLI方式配置交换机的基础信息。【课程思政】网络工程是一个团队协作的过程，学生在学习交换技术的过程中，需要学会与团队成员沟通、协作。通过团队项目、课堂讨论等方式，培养学生的团队协作精神。4.课后拓展教学内容教师活动学生活动设计意图课后练习布置课后习题：教材17页，并布置预习任务。按照要求，完成课后习题以及预习任务。素质目标1：激发学生对计算机网络技术的兴趣，培养主动学习和持续学习的习惯。5.考核评价内容教师活动学生活动设计意图方法作业批改综合考量课前预习情况、课中表现、课后作业三方面，以知识性、创新性、完整性共同构建评价机制，着重考核学生个人对知识的掌握程度。提交课后习题的纸质档作业。素质目标2：引导学生主动学习、积极探索。探究学习自主学习四、反思诊改教学效果90%的同学掌握重难点，少数几位同学未能跟上