《网络设备配置与管理》教案 项目四 优化交换式网络.docx

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课题

优化交换式网络

课时

6课时（270min）

教学目标

知识技能目标：

（1）了解冗余技术产生的代表性问题

（2）了解生成树协议、快速生成树协议的概念、重要参数和端口状态

（3）（重点）理解生成树的产生过程，包括选举根桥、确定根端口、确定指定端口和阻塞其他端口

（4）（重点）掌握使用生成树协议、快速生成树协议优化交换式网络的配置命令

（5）了解链路聚合的概念及工作模式

（6）（重点）掌握使用链路聚合优化交换式网络的配置命令

（7）（重点）能够使用生成树协议、快速生成树协议优化交换式网络

（8）（重点）能够使用链路聚合优化交换式网络

素质目标：

（1）锻炼多角度分析与解决问题的能力，努力成为高水平、高技能的专业型人才

（2）培养良好的逻辑思维能力和学习能力，能够运用正确的方法处理问题

教学重难点

教学重点：生成树的产生过程，使用生成树协议、快速生成树协议优化交换式网络的配置命令，生成树协议基本配置命令和链路聚合基本配置命令，使用链路聚合优化交换式网络的配置命令

教学难点：使用生成树协议、快速生成树协议优化交换式网络，使用链路聚合优化交换式网络

教学方法

案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程

主要教学内容及步骤

考勤

【教师】使用APP进行签到

【学生】班干部报请假人员及原因

问题导入

【教师】提出以下问题：

请列举一些常见的交换式网络优化技术。

【学生】聆听、思考、举手回答

传授新知

【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，讲解冗余技术产生的问题，生成树协议的概念和主要参数，生成树的产生过程，快速生成树协议，以及生成树协议基本配置命令的相关知识

任务一使用生成树协议优化网络

一、冗余技术产生的问题

冗余技术产生的问题中最具代表性的是广播风暴、MAC?地址表震荡和多帧复制，下面分别介绍。

1．广播风暴

广播风暴就是在网络中充斥着无法处理的广播数据，这些广播数据长时间占用大量网络资源，使网络通信无法正常进行。冗余技术产生广播风暴问题，是因为交换机接收到一个广播的数据帧时，会将这个数据帧转发至除源端口外的其他端口。若网络中存在环路，则这个数据帧会无限转发，进而产生广播风暴。

?【教师】利用多媒体展示“广播风暴”图片（详见教材），并进行讲解

例如，在图中，主机?A?发送一个广播的数据帧，SW1?交换机接收后由Ethernet0/0/1?和Ethernet?0/0/2?端口向?SW2?交换机转发，SW2?交换机通过?Ethernet0/0/1?和Ethernet0/0/2端口接收数据帧，然后又会由Ethernet0/0/1和Ethernet0/0/2端口继续转发给SW1交换机，以此无限循环，进而产生广播风暴。

2．MAC地址表震荡

交换机中的MAC地址表记录的是MAC地址和端口的映射关系。如果交换机从不同的端口收到相同的数据帧，会在短时间内多次修改MAC地址表，从而造成MAC地址表震荡。

……（详见教材）

3．多帧复制

多帧复制是指单播的数据帧多次复制转发到目的主机。目的主机上会保存多份相同的数据帧，造成主机资源的浪费，甚至导致数据无法识别和处理。

?【教师】利用多媒体展示“多帧复制”图片（详见教材），并进行讲解

例如，在图中，主机?A?发送一个单播的数据帧给主机?B，而?SW1?交换机的MAC?地址表中没有主机?B?的MAC地址，那么?SW1?交换机会采用广播的方式将数据帧转发出去。SW2?交换机从不同的端口收到相同的数据帧后，根据本机的MAC地址表将两份数据帧分别转发给目的主机B，此时主机B会收到两份相同的数据帧，也就造成了多帧复制。

二、生成树协议概述

1．认识生成树协议

为解决冗余技术产生的问题，IEEE?组织通过了?IEEE?802.1D?协议，即生成树协议（spanningtreeprotocol,STP）。……（详见教材）

目前，生成树协议常见的版本有传统生成树协议（STP）、快速生成树协议（RSTP）和多生成树协议（MSTP）。

2．生成树协议的主要参数

在生成树协议的工作过程中，交换机之间必须进行一些信息的交流，这些信息交流单元就是桥协议数据单元（bridgeprotocoldataunit,BPDU），所有支持STP的交换机都能接收并处理BPDU报文。BPDU报文中包含了STP所需的各种信息，包括根桥ID（rootbridgeID,RBID）、桥ID（bridgeID,BID）、端口ID（portID,PID）、根路径开销（rootpathcost,RPC）等。下面介绍几个主要参数。

?【小贴士】

早期的交换机常称为“网桥”，简称为“桥”。在I