计算网络基础化教程 13

项目十二组建校园网络(4课时)一、教学分析课题名称项目十二组建校园网络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对学校的校园网络进行需求分析，并做初步的规划与设计。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网络规划的基本原则，对实施步骤有了一定的了解；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网络需求分析相关资料的学习；3.学习特点：主动学习网络需求的意愿很强，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1.熟悉网络规划的基本原则及实施步骤；2.理解网络层次化设计的优点及各层的功能；3.理解网络冗余设计的优点、产生的问题及解决的办法。能力目标1.能够独立的进行网络需求分析；2.能够结合网络需求规划IP地址及划分VLAN；3.能够结合网络需求对网络安全进行相应配置。素质目标1.培养细致、严谨的工作态度，注重网络设计和实施中的细节，确保网络系统的可靠性和稳定性；2.培养学生持续学习和创新精神，关注网络技术发展趋势，不断提升自身的专业技能和知识储备。教学重点对校园进行网络规划与设计教学难点校园网的层次化设计二、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：收集校园网需求，初步形成需求分析报告；教师分析：通过教师讲解、学生讨论，了解校园网的组建和规划设计。（逻辑思维）教学难点解决措施教师分析：分析传统网络建设过程常出现的问题，提出网络层次化设计概念（逻辑思维）头脑风暴：通过对网络层次化设计的分析，针对存在的问题，提出校园网络规划的设计思路。（辩证思维）三、教学实施第31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线上学习，查阅资料，收集并整理校园网络需求让学生形成初步校园网络需求报告探索学习课中探究教学内容教师活动学生活动设计意图知识点回顾回顾：1、网络拓扑结构2、常用网络设备3、计算机网络体系结构4、局域网寻址办法5、VLAN划分与IP地址规划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12.1网络规划讲解：网络规划是在准确把握用户需求及分析和可行性论证基础上确定网络总体方案和网络体系结构的过程。1.网络规划的基本原则2.网络规划的实施步骤知识学习：网络规划的基本原则。网络规划的实施步骤。知识目标1：理解网络规划的基本原则。知识目标2：掌握网络规划的实施步骤。【课程思政】通过遵循国家标准，坚持开放性原则，培养学生家国情怀和奉献精神，了解到技术的全球化背景和开放共享的重要性。【课程思政】在讲解网络规划实施步骤的过程中，引导学生遵循职业规范，养成良好的职业习惯，培养其职业精神。混合式教学法引导式教学法探究学习自主学习12.2网络层次化设计1.层次化网络设计通常将网络划分为3个层次：核心层（CoreLayer）、汇聚层（DistributionLayer）和接入层（AccessLayer）。三层结构模型（1）核心层：核心层是网络的高速交换主干，对整个网络的连通起到至关重要的作用。汇聚层：汇聚层是网络接入层和核心层的“中介”，汇聚层交换机是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，有更高的性能、更少的接口和更高的交换速率。接入层：入层向本地网段提供工作站接入，提供了带宽共享、交换带宽、MAC地址过滤和网段划分等功能。三层结构模型（2）2.层次化网络设计模型具有以下优点：注意：层次化网络设计也有一些缺点，出于对冗余能力的考虑和要采用特殊的交换设备，层次化网络的初次投资要明显高于平面型网络建设的费用。正是由于分层设计的高额投资，认真选择路由协议、网络组件和处理步骤就显得极为重要。知识学习：网络层次化设计的三层结构模型。层次化设计的优缺点。知识目标1：掌握网络层次化设计的三层结构模型。知识目标2：理解层次化设计的优缺点。【课程思政】讨论网络核心层对国家信息安全的重要性，强调网络安全对国家和社会的影响。引导学生思考如何在职业生涯中承担起保护国家信息安全的责任，培养其对社会的责任感。【课程思政】通过案例分析，探讨汇聚层作为信息流动的中枢，如何影响社会信息的传递和沟通。引导学生思考在信息传播中，如何做到真实、客观，抵制虚假信息的传播，培养良好的信息素养和社会责任感。【课程思政】讨论接入层的公平性和可达性，思考社会不同群体在网络接入中的差异。引导学生关注数字鸿沟问题，提出如何通过技术手段促进社会公平和信息共享，增强服务意识和社会责任。课堂练习教学内容教师活动学生活动设计意图任务1校园网络需求分析讲解：任务目的：了解网络需求分析的基本内容与方法。任务内容：对校园网络应用、性能、信息点等进行需求调研，并绘制网络拓扑。任务环境：某大学校园任务步骤：引导学生进行分析知识运用：明确校园网建设的目标。结合老师的分析和校园网的网络需求，形成校园网网络需求报告，完成网络架构设计并绘制网络拓扑图。知识目标1：综合运用前面项目所学的知识，梳理校园网网络需求。知识目标2：让学生通过自身的分析和学习，绘制出校园网络拓扑图。【课程思政】通过校园网需求分析，培养学生发现问题、思考问题、解决问题的能力。任务2VLAN划分与IP地址规划任务目的：了解校园网IP地址规划与VLAN划分的方法任务内容：根据校园网络应用情况，规划校园网IP地址，划分VLAN任务环境：某大学校园任务步骤：结合目前大学校园情况，引导学生进行VALN划分和IP地址规划知识运用：分析校园网接入互联网时的接入方式。充分考虑校园网的安全性和复杂性。知识目标1：根据校园网实际划分VALN。知识目标2：让学生根据IP地址的应用场景和功能，规划校园网IP地址。【课程思政】强调在设计IP地址规划时，需要考虑到学校或社会的整体利益。例如，如何设计能应对未来设备数量增长的可扩展性方案，确保技术方案的长期稳定性和安全性。这种思考不仅是对技术的要求，更是对社会的责任感体现。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262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：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：培养细致、严谨的工作态度，注重网络设计和实施中的细节，确保网络系统的的可靠性和稳定性。探究学习自主学习第32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，了解网络冗余设计的意义、网络安全设计的重要性。让学生提前思考如何在校园网中进行冗余设计和安全配置。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知识点回顾回顾：1、网络规划的原则和实施步骤。2、网络层次化设计的分层及结构模型。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12.3网络冗余设计讲解：1.为什么要进行网络冗余设计？任何一个环节出现问题，都会导致整个网络传输运行的停止，所以应该给用户提供冗余的网络。2.网络冗余设计网络中的冗余设计一般针对网络中的单故障点。网络中的单故障点一般指单个点发生故障的时候会波及整个网络，从而导致整个网络的瘫痪。冗余设计可以提供备用选择，以便在故障发生时替换故障点功能。但是如果缺乏恰当的规划和实施，冗余的链接和连接点会削弱网络的层次性和降低网络的稳定性。冗余设计分类链路冗余：为了保持网络的稳定性，在多台交换机组成的网络环境中，通常都使用一些备份连接，以提高网络的健壮性、稳定性。设备冗余：为了保障重要系统设备不停止运转，造成网络中断或服务停止，采用将重要设备的备用设备同时联网，并在故障发生时自动运行的方案。路由冗余：为保障网络的可达性，当一个主路由发生故障后，网络可以自动切换到它的备份路由以实现网络通信的方案。知识学习：网络冗余的意义。网络冗余的分类。知识目标1：了解网络冗余的意义。知识目标2：掌握网络冗余的分类。【课程思政】冗余设计体现了在网络设计中对“风险管理”的重视。强调面对风险时要有预备措施和应对策略。培养学生的风险意识和应急能力，增强他们在未来工作中面对挑战时的韧性和灵活性。【课程思政】设备冗余的设计思想反映了“预防为主”的原则。在课程中，可以引导学生理解和应用这一原则于个人和社会管理中，倡导在工作和生活中预设备选方案和备份措施，培养学生在复杂环境中稳健发展的能力。【课程思政】路由冗余体现了“多样化和灵活应变”的重要性。鼓励学生在面对社会问题和挑战时，采用多元化的解决方案，培养他们的创新思维和问题解决能力。混合式教学法引导式教学法探究学习自主学习12.4网络安全系统设计1.网络安全系统是网络总体规划与设计中的重要组成部分。计算机网络系统的安全规划设计主要从以下几个方面考虑：①必须根据具体的系统和应用环境，分析和确定系统存在的安全漏洞和安全威胁。②有明确的安全策略。③建立安全模型，对网络安全进行系统和结构化的设计。④安全规划设计层次和方面。2.安全规划设计层次和方面具体包括：物理层的安全。数据链路层的安全。网络层的安全。操作系统和应用平台的安全。知识学习：网络安全规划设计②网络安全设计层次知识目标1：理解网络安全规划设计方面需要考虑的内容。知识目标2：理解网络安全规划设计具体内容。【课程思政】强调网络安全对国家安全、社会稳定和个人隐私的重要性，增强学生的社会责任感和安全意识。【课程思政】在安全策略方面，培养学生的法律意识和道德观念，使他们理解网络安全不仅是技术问题，更是法律和道德问题。3.课堂练习教学内容教师活动学生活动设计意图任务3校园网络安全配置与管理任务目的：熟悉网络安全配置与管理的方法任务内容：根据前面校园网规划，制订网络安全配置与管理的措施任务环境：某大学校园任务步骤：演示知识运用：安全接入和配置拒绝服务防范访问控制知识目标1：掌握安全接入和配置知识目标2：掌握拒绝服务防范知识目标3：能设计访问控制【课程思政】引导学生思考攻击背后的社会和政治动因。例如，某些攻击可能涉及到经济利益、政治对抗等因素。通过讨论，让学生认识到网络安全不仅是技术问题，更涉及到道德和社会责任。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262页，并布置复习任务。按照要求，完成课后习题以及复习任务。素质目标：培养自主解决问题的意识，增强学生探索能力。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：培养