第4章局域网交换

1、课程名称 网络组建、维护与设计教学对象 网络技术专业教 材网络组建、维护与设计授课内容第4章 局域网交换课 时3课时教学目的与要求通过本节课的学习，您应该学会以下知识和技能1掌握交换机的功能2掌握交换机学习MAC地址方法3掌握交换机如何过滤帧4掌握交换网络环路的危害5熟悉冗余作用6. 熟悉学习MAC地址的特点7了解广播和组播重点、难点本章是该书的重要一章，要求学生一定要掌握，在该章中重点部分就是交换机MAC表的学习过程，以及交换机如何进行交换和过滤。难点就是交换环路是如何产生的、以及给我们带来的危害。关键词：冲突 冲突域 广播 广播域 组播 泛洪 收敛时间课 型新授课 教学方法讲授法、互动法、

2、演示法、讨论法教学过程设计（包括讲授知识、演示内容及案例、提问及学生演示内容）设计思想: 该章的设计思想主要是根据网络组建来进一步认识计算机网络，先根据网络拓扑图进行分析数据流量过程，同时把所有的设备进行比较。最后通过实际操作来构件网络，让学生真正了解有交换机构成的交换式以太网。一 导入课题（*10分钟*）本节课采用典型案例方式来导入课题，以提高学员对本节课学习兴趣案例： 下面是一个网络的逻辑拓扑图，根据下面的拓扑图请回答下面的问题？安徽新华电脑专修学院课堂教学教案（电脑应用课使用）教学过程设计（续表）100 MbpsCat 5交叉线10 MbpsCat 3, 4, 5交叉线100 MbpsC

3、at 5直连线10 MbpsCat 3, 4, 5直连线讨论（7分钟）（利用典型案例，结合学员分组讨论，并回答案例中的问题，培养学员分析问题，勤于动脑，综合运用知识解决实际问题的能力）（）请你根据上述例案，利用你所学过的知识，分析上面的拓扑图是什么类型的网络？（一）请你根据上述例案，利用你所学过的知识，描述该拓扑图中用的网络设备类型，以及冲突域和广播域的个数？（讨论）（二） 区别在交换机和集线器组网之间的区别？（讨论）教师小结：（*3分钟*） 该网络是有集线器和交换机以及终端构成的网络。是一个交换式的以太网，里面共有5个冲突域和一个广播域。关于集线器是一层的，交换机是二层的，集线器对发来的数据

4、流不产生影响，而交换机有个MAC表并且可以隔离冲突。一、 知识剖析(*120分钟*)一 交换机的功能：1.1 交换机和网桥一样，工作在第二层。可以将交换机看作是多端口的网桥1.2 交换机工作的三个功能： 学习:学习连接到它的端口的每一个设备的MAC地址并保存到一个MAC地址库中（每个MAC地址库约8K容量）学习是动态的，每次存储地址时，地址被打上时间标志。这使得地址能存储一定时间。每次地址被引用或在CAM中找到，它将收到一个新的时间标志。那些过时的还没有被引用的地址从列表中移走。通过移走过时的地址，CAM维护了一个精确的有用的转发数据库。STEP 1 ： 交换机初始时的MAC地址表是空的STE

5、P 2： 过滤：交换机接收到一个帧时，它会参考MAC地址库，对此帧进行转发或过滤 主机A向C发送帧，因为目的已知，将不再进行泛洪 环路避免：当一个交换式网络为了冗余而有回路时，可以配置生成树，可以避免环路 冗余的拓扑排除了单点故障 冗余拓扑造成了广播风暴，多帧拷贝，物理地址表不稳定的问题二、网络环路的危害：2.1广播风暴：交换机不学习广播地址主机X发送一个广播帧，该帧将被交换机A收到。交换机A检查该帧的目的地址，决定转发。发往网段2上，当该帧的拷贝到达交换机B后，这一处理过程将被重复，该帧的拷贝又被重复到上方的以太网，即网段1上。由于原始拷贝同时也通过上方的网段到达交换机B，因而即使在目的站点

6、已经收到该帧拷贝后，这些帧仍沿着两个方向在这个回路中不断传送。2.2 多帧复制当主机X向路由器Y发出一个单播帧时，它的一个拷贝通过直接的以太网链路网段1到达：几乎同时交换机A也收到了一个拷贝而将它放入缓冲区中。交换机A检查该帧的目的地址后在其MAC地址中找不到路由器Y的相应条目，它将该帧扩散到其它所有端口。交换机B由网段2收到来自交换机A的该帧拷贝时，它将这一拷贝发到网段1。路由器Y第二次收到同一帧的同一拷贝。3.3 MAC地址库的不稳定当主机X发送一个单播给路由器Y时，该帧从网段1到达交换机A，B。交换机A ，B会将该帧拷贝入缓冲区，并建立PORT 0与主机X的MAC地址对应一条条目ENTR

7、Y。当交换机A查看MAC地址表，未发现路由器Y的MAC地址项，交换机A将该帧转发。帧经网段2到达交换机B PORT 1口，此时交换机B建立PORT 1与主机X MAC地址对应一条条目。交换机A也同样建立PORT 1与主机X的对应条目。当一个帧的多个拷贝从交换机的不同端口到达时，就引发了MAC地址库的不稳定。实例：讨论（10分钟）（利用以上学的知识，学员进行分组讨论，并回答其中的问题，培养学员分析问题，勤于动脑，综合运用知识解决实际问题的能力）（一） 请你根据自己的理解简单的分析交换环路的产生原因？（讨论）（二） 分析交换网络产生后给我们网络带来那些弊端？（讨论）（三） 请你根据自己的理解简单的

8、分析交换环路的产生后的解决方案有那些？你学会了吗？（课程讲完后，可以做一个的调查报告，以反应学员对新知识的掌握情况）复习思考题作 业上机任务实验安排（15分钟）：（布置详细的实验内容，便于学员在实验课中解决问题）一、实验设备：n 二台1900n 准备3-6台PC机n 准备若干直通线和交叉线二、实验要求：1、在实验室中按给定的网络拓朴图连接网络2、观察两个交换机之间的连线LED的变化。3、查看交换机的MAC地址表。4、写出完整的实验报告三、实验内容演练 找一名学员先来做这个实验，如果有困难可在教师的指导下逐步完成，这样能给学员理清思路，又能重温课堂讲述内容，达到了以学员动手为主的教学目的。PC2PC1 PC4PC3参考文献Richard Deal著.Cisco Certified Network Associate CCNA学习指南（Exam 640-801）.北京:人民邮电出版社,2004Cisco System著.思科网络技术学院（第三、四学期）.北京:人民邮电出版社,2004清华万博网络技术有限公司著.网络设备.北京:清华万博网络技术有限公司,2004张国清 王娅 著 CCNA考试