課程名稱網絡組建、維護與設計教學對象網絡技術專業教材〈〈網絡組建、維護與設計〉〉授課內容第2章網絡設備簡介課時3課時教學目的與要求通過本講的學習，您應該學會以下知識和技能：了解網絡中常見的網絡設備了解網卡和集線器的選擇和基本功能熟悉網橋，交換機和路由器的選擇及工作原理掌握網絡設備對網絡中數據流的影響重點、難點本講主要是通過對網絡設備的了解，要熟悉在網絡中設備的選擇和定位，重點部分就是要掌握常見網絡設備的工作原理及作用，難點就是來分析網絡設備對網絡中數據流的影響，怎樣才能通過不同的網絡需求來選擇不同廠家的網絡產品。關鍵詞：沖突沖突域廣播廣播域單播多播課型新授課教學方法講授法、互動法、演示法、討論法教學過程設計（包括講授知識、演示內容及案例、提問及學生演示內容）設計思想：本章主要是通過對網絡設備的了解和認識，由淺入深的來區別不同的網絡設備，掌握設備的工作原理，接著使用不同的案例和拓撲圖來完成在網絡中的應用，最后達到能夠把不同的網絡設備連接起來組建一個小型局域網的目的。（如：引用網絡設計的三層思想來講述網絡設備在實際網絡的選擇、定位和功能等）導入課題（***15分鐘***）本講采用上次課的OSI參考模型及各層功能，進一步分析在各層上具體有那些常見的網絡設備，以及網絡設備在OSI模型上的重要性，下面我們就根據設備在網絡的定位來分析各網絡設備特點、類型、功能及應用。知識剖析(***105分鐘***)說到網絡設備，我們以前介紹過組建小型局域網的種類，請問常見的網絡設備有那些？網絡設備與OSI參考模型之間的對應關系？（提問1-2名學員，以加深對前面課程學習過知識的溫習，能夠充分的與學員互動，也進一步了解了學員對學習知識的掌握程度）(5分鐘)安徽新華電腦專修學院課堂教學教（電腦應用課使用）教學過程設計（續表）（一）1.1網卡的作用（提問：網卡工作在OSI參考模型的哪一層？）插在微機擴展總線槽內，通過總線與微機連接后部通過T型連接器與同軸電纜相連或者RJ45插口與雙絞線相連網卡基本功能基本數據轉換（把數據包轉換成網絡中的傳輸信號）信息包的裝配和拆裝網絡存取控制數據緩存1.2網卡的分類《1》按傳輸速度來分I:10M網卡II:10/100M自適應網卡III:1000M網卡《2》按主板上的總線類型來分i:ISA(8,16位)ii:PCI(10M,10/100M)iii：USB《3》按其連接線的插口類型分I:RJ45水晶頭ii:BNC細纜口iii:AUI粗纜（二）中繼器和HUB（提問？什么是沖突？沖突域？廣播？廣播域？）2.1中繼器的作用2.2HUB的特點《1》具有再生、放大、整形、延伸物理介質《2》一種中央結點（星型拓撲中）《3》廣播放送到其他所有端口《4》所有設備在同一個廣播域《5》所有設備在同一個沖突域《6》所有設備共享相同帶寬《7》使用CSMA/CD協議2.3HUB的組網方式（此處讓學員來做，教師在旁邊指導，鍛煉學員動手能力，以達到以學員為主的教學目的）(要求:假如你是一個網絡管理員,一個小型網絡有50個信息點,請把50個點與3個24口的HUB連接起來,組成一個可以資源共享和數據通信的局域網)（三）網橋和交換機（為了讓學生更加了解該設備，上課帶設備進行演示）(提問?交換機工作在OSI參考模型的哪一層?)3.1網橋工作原理（與交換機類似）3.2交換機的特點I:解決了沖突和CSMA/CD算法產生的問題II:交換機不產生單一的共享式總線,它把每個獨立的物理端口作為一條單獨的總線III:交換機增加了沖突域的個數,減少了沖突.3.3交換機的分類（為提高學生的知識面，從不同廠家和型號進行講解，如華為、CISCO、港灣等）I:從廣義上來看,交換機分為兩種廣域網交換機(主要應用與電信領域)局域網交換機(主要應用與局域網絡)II:從傳輸介質和傳輸速率以太網交換機(2)快速以太網交換機(3)千兆以太網交換機(4)FDDI交換機(5)ATM交換機(6)令牌環交換機等.III:從規模應用上可分(1)企業級交換機(骨干交換機,可支持500個信息點)(2)部分級交換機(支持300個信息點)(3)工作組交換機(支持100個信息點以內)3.4交換機的工作原理I：接收一個幀II:如果是廣播幀,則轉發至所有的端口III:如果目的地址是單播地址,且地址不在地址表中(MAC地址表)中,也轉發所有的端口IV:如果目的地址是單播地址,則轉發主相應端口,如果目的MAC地址位于輸入端所在的網段,則不進行轉發.3.5交換機的組網方式（此處讓學員來做，教師在旁邊指導，鍛煉學員動手能力，以達到以學員為主的教學目的）(要求:假如你是一個網絡管理員,一個小型網絡有150個信息點,請把150個點與24口的交換機連接起來,組成一個可以資源共享和數據通信的局域網)(四)路由器(提問?路由器工作在OSI參考模型的哪一層?)路徑的選擇是主要功能4.1路由器的功能有哪些？路由器是廣域網的典型連接設備將大的網絡拆分成更小的邏輯網段來提供帶寬路由器通過使用不同的路由協議來路由網絡中的數據包路由器可以綁定訪問控制列表來提高網絡的安全性可以通過路由器實現廣域網的連接，例如ISDN和幀中繼等技術。4.2路由器的通訊能力連接多個網絡或網段的網絡設備數據通道功能和控制功能流量控制路由器發展趨勢速度更快服務質量更好，管理更加智能教學過程設計（續表）案例一：（20分鐘）通過上面的理論講解，我們知道了集線器、交換機、路由器等設備的分類，特點，及工作原理之后，下面我們就用一個案例更進一步的說明常見網絡設備的應用。根據案例分析該拓撲圖的沖突，沖突域，廣播，廣播域以及對流量的分析。如下圖：二層交換HUB..100-MbpsFastEthernet100-MbpsFastEthernet20%LocalTraffic80%RemoteTraffic廣域網三層交換機文件服務器討論（7分鐘）（利用典型案例，結合學員分組討論，并回答案例中的問題，培養學員分析問題，勤于動腦，綜合運用知識解決實際問題的能力）請你根據上述例案，利用你所學過的知識，討論再該圖形中有多少沖突域和廣播域？我們可以使用什么設備可以改變沖突域和廣播域的個數？有那些好的解決方案？（討論）上圖是一個什么樣的網絡連接圖？（網絡設計的三層思想）該網絡中使用那些網絡設備？還有沒有其他的連接方式可以為該網絡使用（討論）教師小結：根據拓撲圖我們可以看到，該圖形采用了網絡設計的三層思想（核心層、匯聚層、接入層）來架構網絡的，使用了HUB，二層交換機，三層交換機，路由器通過物理線路和服務器和客戶端進行連接，最后達到資源共享和數據通信的目的，根據集線器，交換機（二層交換機）和路由器的特點，知道集線器及不具有隔離沖突域和廣播域的能力，整個HUB在一個沖突域內，交換機具有隔離沖突而不具有隔離廣播的能力，路由器及能隔離沖突又能隔離廣播，所以的出最好結果是沖突域個數為18個。廣播域個數為12個（三層交換機啟動了三層功能教學過程設計（續表）思考練習：（5分鐘）根據案例一的拓撲圖思考集線器、交換機、路由器對網絡數據流的影響教師小結：集線器集線器工作在物理層，僅能對網絡進行物理分段，通過對物理信號進行發大，集線器拓展了網絡的物理范圍。但集線器的使用要遵循5-4-3規則。同時，通過集線器連接起來的物理網段屬于同一個碰撞域，隨著碰撞域中設備數據的增加，發生碰撞的概率增大，同時，帶寬的利用率下降。交換機交換機工作在數據鏈路層。交換機可以根據數據幀的MAC地址進行數據流的智能的轉發和過濾，因此，交換機分割碰撞域。顯然，使用交換機的交換式網絡的帶寬利用率高于有集線器連接起來的共享式網絡。同時，通過交換機上創建VLAN分割廣播域進一步的提高了帶寬的利用率。并且增強了網絡的安全性。路由器路由器工作在網絡層，路由器在廣播域之間交換數據包，通過部署路由器將網絡分割成多個邏輯子網，能有效的改善全網的性能的同時，通過在路由器上實施訪問控制規則，限制不必要的數據包進入網絡，從而提高了帶寬的利用率和網絡的安全性。（此處也可以先提問，然后在使用自己的語言以文字的形式寫出來，教師在旁邊指導，鍛煉學員動手能力，以達到以學員為主的教學目的）你學會了嗎？（課程講完后，可以做一個的調查報告，以反應學員對新知識的掌握情況同時也要和學生進行溝通，讓學生提出在教學中需要改進的地方）復習思考題作業上機任務思考題：交換機內部是任何進行數據幀的轉發和過濾？（5分鐘）作業：（1）簡單描述HUB、SWITCH、ROUTER之間的區別？（2）解決網絡沖突問題的方法？（3）交換機和集線器的區別？實驗安排（20分鐘）：（布置詳細的實驗內容，便于學員在實驗課中解決問題）一、實驗設備：根據設備機房的布局，一共有四組，每組有一臺交換機，共4臺Catalyst1900/2950交換機每組4臺PC機共16臺PC準備若干直通線和交叉線二、實驗要求：1、在實驗室中按給定的網絡拓樸圖連接網絡（此處也可以先讓學員來做，教師在旁邊指導，鍛煉學員動手能力，以達到以學員為主的教學目的）2、通過主機來測試交換機是否具有隔離廣播域和沖突域的功能3、根據以前所學WINDOWS2003的知識，然后在一臺PC上做FTP或WEB服務等來測試通過交換機來完成資源共享和數據通行的功能。（主要是提高學生各門課之間的聯系）4、寫出完整的實驗報告（提問？根據以上的要求，請問還有沒有其他的組網方式？（舉例說明）三、實驗內容演練….….…,參考文獻Cisco