交换机的配置与管理 教学设计.docx

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交换机的配置与管理教学设计

第二章交换机的配置与管理

太原市财贸学校高晓连

大纲要求与教材分析

本课题选自电子工业出版社出版的中等职业学校教学用书《网络搭建实训教程》。

教学大纲要求:

让学生了解交换机的组成与启动，熟悉交换机的基本配置；掌握交换机的VLAN划分及配置，理解VLAN间主机的通信原理；了解交换机端口安全的原理，掌握交换机端口安全的配置，最终达到将所学知识与技能应用于实际项目中的目的。

该章节具有很强的实用性和可操作性，由浅入深地介绍了有关交换机的配置与管理主要内容，为后续的路由配置与管理打下了良好的基础，在整册教材中具有较重要的地位。

其中利用三层设备实现VLAN间主机的通信是本节课的重点，对三层设备路由原理的理解是本节课的难点。

本章更多的是对交换机的相关原理和基本配置理论的讲述，没有具体的案例，会使学生对该知识的意义和在实际生活中的应用有所脱节，所以对本章的教材处理上，需要结合课本中的基本原理和理论增加实际的案例，使所学知识与现实生活紧密相联，更好的激发学生的学习兴趣，更容易使学生理解并应用。

学情分析

该教材针对的授课对象是计算机应用专业和计算机外设与维修专业的学生，这门课是在学生学完计算机网络基础课程之后的一门后续课程，也是山西省及全国中等职业学校计算机技能大赛的竞赛项目之一，由于专业及相关竞赛的要求，学生的学习动机和热情是比较高的；但在实际教学中存在一些问题，如本课程涉及的配置命令全部使用英文，这对于英语原有认知水平较低的中专学生来说无疑会有一定的难度，受实训设备的局限，学生不能在设备上做相关实验，亲自体验只是纸上谈兵，给的学习与理解带来一定的难度。

为此，教学中选择利用路由交换机配置的模拟软件，并且给出与现实生活密切联系的案例，让学生在做中学，学中做，提高学生的学习兴趣和学习动力，有针对性的培养学生解决实际问题的能力。

教学目标

知识与技能：

1.了解交换机的组成、启动与工作原理、。

2.熟悉交换机的基本配置。

3.掌握交换机VLAN的划分方法。

4.理解VLAN间主机的通信原理。

5.掌握VLAN间主机的配置方法。

6.掌握交换机端口安全的配置。

过程与方法：

1．通过自主探究与合作交流，了解交换机的工作原理，体验三层交换机与二层交换机的区别。

2．借助完成真实情境中的项目，体验交换机配置的一般步骤和方法。

亲历生活中发现问题、分析问题、解决问题的过程。

3．在实践活动中探究不同任务需求下交换机配置策略，能以一定的策略高效准确地制定方案并通过适当的方式发表观点、交流思想、开展合作。

情感态度价值观：

1．通过模拟项目的完成增强成就感，调动学习积极性，培养并激发自身学习内驱力。

2．感受所学知识在工作学习中的作用。

3．培养协作意识，创新思维能力与进取精神。

2.4VLAN间主机的通信

教学目标

知识与技能：

1.了解三层交换机的路由原理。

2.掌握三层交换机路由功能配置方法。

3.能初步应用所学原理和技能解决现实工作生活中遇到的某些实际问题。

过程与方法：

1.组内合作探究，制定、表达、并评价不同方案，在此过程中建构三层交换机路由功能配置的相关知识体系。

2.亲历综合应用所学知识解决具体问题的过程，体会知识点之间在不同情境下的联系。

情感态度与价值观：

1．在任务的完成与完善中体会细致而耐心的工作态度的重要性。

2．通过小组合作交流增强团队意识。

教学重点与难点

重点：

实现VLAN间主机的通信。

难点：

对路由原理的理解。

教学方法与手段

方法：

任务驱动法、情境教学法、演示法、讲解法、讨论法。

手段：

使用多媒体课件。

使用教材的构想

1．根据课程要求及学生实际情况制定教学计划，适当拓展教材内容，如：

不同厂商的三层交换机配置的区别等。

2．根据学生的实际情况，选择贴近现实生活的有一定价值和意义的案例，如：

某公司的网络规划，便于更好地激起学生的学习兴趣。

教学流程

一、教学环境

多媒体机房、投影设备、packetTracer5中文版。

二、教学环节

项目背景→任务要求→任务分析→小组实施任务→学生成果展示→师生评价总结

【本环节设计意图】让学生对整个教学过程有个全面的了解，从而做好课前准备，做到心中有数。

三、项目背景

一个局域网在划分了多个VLAN之后，实现了安全隔离，防止了广播风暴的发生。

但如果它们之间不能相互通信了，就失去了网络的意义。

那么如何使它们之间通信呢？

通过在三层交换机上启动路由功能，就能实现VLAN之间的通信。

【本环节设计意图】通过对项目背景的介绍，使学生对任务的提出有较清晰的了解，有助于学生理解问题、分析问题并解决问题。

四、任务要求

教师行为：

给出案例并作简单提示。

（一）一个小型公司，有销售部2人、采购部2人、技术部2人、财务部2人、经理室2人，要组建一个小型局域网。

要求：

1.各部门之间要在链路层进行安全隔离。

2.各部门之间要在网络层实现通信。

3.IP地址在C类私有地址范围分配。

（二）一个中型公司，有销售部20人、采购部20人、技术部20人、财务部20人、经理室8人，要组建一个小型局域网，要求：

1.各部门之间要在链路层进行安全隔离。

2.各部门之间要在网络层实现通信。

3.不在同一处的同部门成员要求划分在同一网段。

4.IP地址在C类私有地址范围分配。

学生行为：

在教师的提示下，唤醒原有的认知水平对该案例进行分析理解，为后续解决方案的提出打下良好的基础。

【本环节设计意图】

（1）让知识与现实生活相联系，激发学生学习的兴趣。

（2）通过引出具体案例，使学生对所要完成的任务更加清楚，思路更加具体。

（3）使学生真正体会该知识的相关应用。

五、任务分析

教师提问要完成这个任务，必需掌握哪些知识技能？

学生认真回顾、思考并回答。

预设学生回答：

1.如何绘制网络拓朴。

2.如何为PC机配置IP地址、子网掩码、网关。

3.如何创建VLAN、划分端口。

4.什么是跨交换机划分VLAN技术。

5.说出典型三层交换机型号、性能。

6.说出三层交换机的路由功能配置。

教师演示如下网络拓扑：

【本环节设计意图】

（1）通过唤起学生原有相关知识，对该任务的学习起到“先行组织者”的作用。

（2）通过对任务的进一步分析，并结合网络拓扑图，帮助学生更好地理解任务的意义。

六、师生共同总结配置三层交换机路由功能的两种方法

1.为SVI配置IP作为该网段的网关：

Switch（config）#vlanID

Switch（config）#interfacevlanID

Switch（config-if）#ipaddressA.B.C.Dsubnetmask

2.将启动端口路由功能，为端口配置IP地址作为本网段网关。

Switch（config）interfaceFastEthernet0/2

Switch（config-if）#noswitchport

Switch（config-if）#ipaddressA.B.C.Dsubnetmask

七、小组实施任务

步骤如下：

1.各组内推选小组长。

2.由小组长组织本组成员分析任务环境、任务要求，确定任务内容，制定学习方案。

3.组内成员根据分配的学习任务，通过各种途径，掌握知识技能。

4.组内成员共同分享各自的学习成果。

5.组内成员分别按要求完成任务。

6.组内成员相互评判各自成情况，分享任务完成过程中遇到的问题，及问题的解决办法。

7.组内成员共同探讨另外的任务解决方案。

具体课程学案如下：

（本学案以小组为单位下发，本次课结束上交任课教师）

组长

成员

工作任务

有一个小型公司，有销售部2人、采购部2人、技术部2人、财务部2人、经理室2人，要组建一个小型局域网。

要求：

各部门之间要在链路层进行安全隔离。

各部门之间要在网络层实现通信。

IP地址在C类私有地址范围分配。

有一个中型公司，有销售部20人、采购部20人、技术部20人、财务部20人、经理室8人，要组建一个小型局域网，要求：

各部门之间要在链路层进行安全隔离。

各部门之间要在网络层实现通信。

不在同一处的同部门成员要求划分在同一网段。

IP地址在C类私有地址范围分配。

任务分析

一、要完成任务一应掌握的知识技能点：

1、

2、

3、

4、

5、

二、要完成任务二应掌握的知识技能点：

1、

2、

3、

4、

5、

方案制定

第一步要做：

第二步要做：

第三步要做：

第四步要做：

…

任务分工

组长负责：

组员1负责：

组员2负责：

组员3负责：

组员4负责：

成果分享

一、任务完成的成果：

（由小组成员分别填写）

1、网络拓朴结构：

2、IP地址分配（含IP地址、子网掩码、网关）（用表格描述）

3、使用配置命令：

（按配置步骤描述）

4、学习过程中遇到的疑问以及解决的办法。

自我评价

一、小组成员完成任务的情况评价：

二、小组成员完成任务的过程评价：

教师行为：

巡视指导

【本环节设计意图】

（1）发挥学生的主体能动性，使学生真正成为课堂教学的主体；

（2）培养学生分析问题，解决问题和动手操作的能力；（3）培养学的生团结合作意识。

八、学生成果展示

通过自愿或点将的方式，以小组为单位上台展示。

1.介绍本组对任务分析的结果，总结出所要求的知识点、技能点。

预设：

在接入层，各部门使用不同的二层交换机；在汇聚层通过三层交换机实现。

主要知识点、技能点：

用三层交换机端口IP作为本网段网关。

Switch（config）interfaceFastEthernet0/23

Switch（config-if）#noswitchport

Switch（config-if）#ipaddressA.B.C.DsubnetmaskA.B.C.D

2.介绍本组完成任务的方法步骤：

预设某组步骤：

①先按要求在纸上设计拓朴图。

②在拓朴图上标记各个部门并为各部门主机及交换机端口和VLAN分配IP地址。

③将设计好的拓朴图在模拟器上实现。

④配置所有主机的IP地址、子网掩码和网关。

⑤配置三层交换机。

┉┉

interfaceFastEthernet0/20

noswitchport

ipaddress192.168.10.1255.255.255.0

duplexauto

speedauto

!

interfaceFastEthernet0/21

noswitchport

ipaddress192.168.20.1255.255.255.0

duplexauto

!

speedauto

interfaceFastEthernet0/22

noswitchport

ipaddress192.168.30.1255.255.255.0

duplexauto

speedauto

!

speedauto

interfaceFastEthernet0/23

noswitchport

ipaddress192.168.40.1255.255.255.0

duplexauto

speedauto

!

speedauto

interfaceFastEthernet0/24

noswitchport

ipaddress192.168.50.1255.255.255.0

duplexauto

speedauto

!

┉┉

⑥测试连通性

3.展示本组完成任务的成果。

预设：

实现了任务要求。

4.分享完成任务过程中遇到的问题，以及问题解决的思路与做法。

预设问题：

使用SVI配置IP作为该网段的网关时，VLAN内部可以通信，但VLAN之间无法实现连通。

解决办法：

使用方法二实现。

5.提出完成任务过程中遇到的未解决的问题及困难。

预设问题：

使用SVI配置IP作为该网段的网关时，VLAN内部可以通信，但VLAN之间无法实现连通。

【本环节设计意图】

（1）通过学生代表发言，教师可以很好的把握每组内讨论的结果和存在的问题；

（2）培养学生的语言表达能力和总结概括能力。

九、师生评价总结

1.组间评价：

其他各组对展示小组的汇报发言以及任务完成情况进行一一评价，同时可以提出不同的观点和做法。

预设观点如：

什么情况下使用SVI配置IP作为该网段的网关。

什么情况下适合启动交换机端口路由功能，用交换机端口IP地址作为本网段网关。

所有设备配置的顺序：

先配二层，再配三层等。

2.教师评价：

教师对各组成员的任务完成情况，以及任务完成过程中的表现进行评价，并公布评价结果；最后对本次课布置的任务的规范做法进行讲解，使学生建立较清晰的思路。

首先，要根据实际情况确定不同部门成员是否存在连接在一台二层交换机上的情况。

如果不是：

以上两种方法都可以使用；

如果选择“使用SVI配置IP作为该网段的网关”方法，需注意：

①交换机与交换机之间连接的所有端口必须要作TRUNK；②二层交换机上出现的VLAN，在三层交换机上必须有；③二层交换机上的不同VLAN使用三层交换机上与之相同的VLAN的IP作为网关。

如果选择“将启动端口路由功能，为端口配置IP地址作为本网段网关”方法，需确保①与二层交换机连接的端口开启路由功能并配置正确的IP地址；②所有连接在二层交换机上的计算机的网关都必须为该端口的IP地址。

如果是：

只能选择第一种方法（使用SVI配置IP作为该网段的网关）。

其次，在配置所有设备时，可以按功能遵循从左到右或从右到左的顺序。

最后，从内到外依次测试其连通性。

【本环节设计意图】

通过师生评价，使各组之间能够相互取长补短，从而使问题解决方案更加完美。

十、达标检测

教师设计以下任务，由各小组按要求完成：

任务目标：

规划本校校园网内部隔离的部门网络之间实现互相连通。

任务要求：

以下是我校校园网扩充改造后的教学楼网络工作环境拓扑图。

由一台二层交换机作为部门的接入设备，再将二层交换机直接接入到核心三层交换机上。

部门之间的网络需要进行技术隔离，最后通过三层交换机，对数据流进行过滤，从而实现安全畅通的校园网络。

Fa0/10

学生分别按小组完成并按任务验收要求填写相关内容。

任务验收：

1.根据网络配置状况，填写下表。

PC1

PC2

PC3

IP地址

子网掩码

网关

2.使用show命令显示交换机的配置情况。

3.使用PING命令测试交换机之间的连通性。

4.使用PING命令测试设备之间的连通性。

5.使用TRACERT命令测试设备之间的路由信息。

【本环节设计意图】通过达标效果检测，教师能及时准确的了解学生对本节课知识的掌握情况，同时对学生所存在的共性问题能当堂给予解决。

对教师而言能较客观测评课堂教学的有效性，为课后的教学反思和以后的教学改进提供实践指导。

VLAN间的主机通信

任务要求：

（通过PPT展示）

任务分析：

重难点解析：

一、配置三层交换机路由功能的两种方法：

1.为SVI配置IP作为该网段的网关：

Switch（config）#intvlanID

Switch（config-if）#ipaddressA.B.C.Dsubnetmask

2.将启动端口路由功能，为端口配置IP地址作为本网段网关。

Switch（config-if）#noswitchport

Switch（config-if）#ipaddressA.B.C.Dsubnetmask

二、三层交换机与二层交换机的本质区别

能否在网络层实现路由功能。

板书设计

【本环节设计意图】通过板书的设计首先能对本节课重点内容起到强调重复的作用，其次能引起学生高度重视，使学生较好地把握本节课重点内容。

作业设计

1．假设你是某个IT公司的网络管理员，公司内部设有如下部门，行政部、技术部和市场部；公司现有行政部、技术部、市场部对应VLAN如下：

行政部属于VLAN10，技术部属于VLAN20，市场部属于VLAN30，现请你为该公司的网络设备进行相关配置，使得各部门之间可以相互通讯。

2．预习交换机端口安全。

教学反思

本课时在设计过程中关注现实生活和知识学习的紧密结合，并在教学中根据中职学生特别适合在“做中学”、在“学中做”的特点，以能力为本位，采用案例教学，即整个教学是由师生通过共同解决一个具体的实际问题而进行的活动，使学生能在一个真实情境中运用所学知识解决问题或做出决策，从而更好地感悟智慧。

教师也不再只是关注教材和知识点，还关注到了现实生活中的问题。

通过案例带动教学，由浅入深地把VLAN间主机的通信原理、及三层交换机的工作原理渗透到项目的整个实施过程中。

通过具体应用使我认识到，在教学中引入案例教学，实现了理论与实践的统一，促进了学生在具体实践中建构知识与能力，突出学生的学习主体地位，改变了过去学生学习被动的问题；整个教学以任务为导向，锻炼了学生的分析能力、团结协作能力、综合概括能力和实际动手操作能力，从而大大提高了学生的综合解决问题的能力。

这节课基本上符合预先备课的构想与预期，但也存在一定的问题。

由于学生的差异性，总有基础比较薄弱的学生，在拿到问题之后，依然无从下手，在以后的教学中应多采用分层次教学，努力做到因材施教。

教师简介

高晓连，太原市财贸学校，助讲。

2008年至2011年连续荣获山西省中等职业学校学生技能大赛“企业网搭建及应用”项目“优秀辅导教师”；2011年4月荣获山西省首届中职学校教师技能大赛“网络搭建及应用”项目一等奖，同时被授予“山晋技术能手”称号等。