《路由与交换》课程标准

PAGEPAGE9《路由与交换》课程标准课程代码：F02202建议课时数：80学分：4.5适用专业：计算机通信1．前言1.1课程的性质本课程是计算机通信专业的一门核心课程、专业必修课程。本课程的功能是培养学生设计、组建和维护中型园区网络的主要技能，包括中型园区网络结构设计、绘制网络拓扑图、规划网络地址、路由器与交换机的基本配置、静态与动态路由配置、访问控制管理、虚拟局域网配置及基于三层交换的园区网实施等。本课程以《小型局域网组建与维护》课程的学习为基础，也是进一步学习《高级路由交换技术》、《园区网互联》课程的基础。学好本课程可为将来从事计算机网络工程施工和维护工作所必须的知识和技能基础。1.2设计思路计算机网络设计和构建能力是计算机通信专业学生必须具备的核心技能，而路由与交换则是让学生具备网络设计和构建能力的最核心的内容，也是计算机通信专业大部分学生就业后从事的主要工作岗位。计算机网络按应用规模可以分为SOHO型网络、企业园区网络、广域网络。本门课程的功能是培养学生熟练熟悉企业园区网络组建过程中的需求调研、结构设计（拓扑图绘制）、设备连接、地址规划、网络设备的配置能力，同时熟悉计算机网络的分层体系结构及网络通信的基本理论。这些都是网络系统设计最为重要和基本的能力，因此本课程在计算机通信专业中处于非常重要的地位，应当作为专业核心课程和必修课程。本课程是依据“计算机通信专业工作任务与职业能力分析表”中的“网络项目实施”和“网络管理与维护”相关任务领域而设置的。课程立足于实际能力培养，对课程内容的选择标准作了根本性改革，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程内容和课程教学，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。依据分析会中行业专家对计算机通信专业工作领域的任务和技能分析，结合计算机通信专业课程分析会的结果。本课程确定了以网络系统设计和实施的一般步骤：用户网络需求分析、网络结构设计、网络物理连接、网络逻辑连接、设备配置等过程任务组织课程内容，首先摈弃了从概念、理论、定义入手的学科课程模式，代之以实际的网络工程施工过程为逻辑主线进行内容重构的工作任务型课程模式。课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕“构建园区网络”的工作任务，同时又充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要，注重对知识、技能和态度的要求。本课程是一个按工程逻辑推进的完整工作过程，课程模块反映一个相对独立的工作过程。总体课程以如何组建一个园区网作为一个完整的项目，要完成该项目，需要通过多个子项目来完成。在整体任务之内，中间必须经历的若干个工作步骤则设计为分解的学习情景和积木式的可重组主题学习单元，各单独的模块也可成为一个相对独立的工作过程与不同的场景相结合。通过项目引导，让学生熟悉园区网组建的所有技能。按照工作岗位目标要求，结合企业专家共同制定的项目化课程标准，以“总-分-总”的模式进行编排，即以总体项目为指导，先确定完成任务需要达到的总体目标，然后分解总体任务为单独的模块化职业活动，在熟悉每个主题学习单元的应用场合、基本原理和操作规范后，再在期末完成一个园区网络从设计、实施、维护到排错、评估的完整的工作过程。从而让学生从整体上把握本门课程的学习脉络和框架，也符合高职学生认知的特点。在课堂内容的组织上，始终以案例为单元驱动，融产品、工具、环境为一体，以基本相同的产品和工具（路由器、交换机）为平台，以操作（网络构建）为线索，融知识、操作和实物三要素，坚持从个别到一般、从实际到理论、从具体到抽象的思路。在本课程中始终按照网络系统构建的复杂性、而不是学科原理的逻辑性来设计课程。我们认为的先易后难是：从开始就搭建一个网络，然后通过技术单元的层层“嵌套”方式，逐步实现网络内部特定功能。本课程的起点是上学期的SOHO型网络（而不是所谓“基础知识”），本课程与其它课程关系是集成园区网络，园区网络再“嵌套”到后续课程。本课程在项目设计上，依据工作任务分析会和行业专家的指导，共划分为七个前后有逻辑关系又相对独立的项目。“规划园区网络”这个学习项目，着重培养学生用户需求的调研、分析能力，网络结构图绘制技能、以及与用户的沟通能力。“规划网络地址”学习项目，着重培养学生对园区网地址规划及配置能力，包括子网划分、VLSM、常用网络命令的使用等。“配置静态路由”和“配置动态路由”项目重点培养学生通过路由器实现网络互联的配置技能。“网络访问控制和流量控制”学习项目，注重培养学生通过配置路由器来实现园区网络的安全策略和流量控制的技能。“设计交换式网络”项目重点培养学生在园区网环境中正确配置交换机以实施VLAN划分和管理的技能。“实现三层交换”项目注重培养学生通过配置三层交换机来实现园区网络互联和安全控制的技能。整个课程项目以设计、实现和维护园区网络为线索来进行，必备的网络知识融入到相应的工作任务中学习。本门课程的总学时为80学时。总学分：4.5学分2．课程目标通过任务引领型的项目活动，旨在使学生熟悉设计和组建中型园区网的基本知识和技能，包括网络拓扑设计、IP地址规划、路由及路由器、交换及交换机、ACL及其他网络安全技术、初步的网络故障排除和优化等相关知识以及园区网络工程实施中的网络设备配置和联调能力。使学生在认知和实际操作上，对园区网络有一个整体认识，并熟悉构建园区网的基本技术和应用技能。倡导学生在“做中学”，培养学生的工程规范和团队合作精神，为提高学生各专门化的职业能力奠定良好的基础。2.1技能目标：能准确了解用户网络需求并熟练绘制网络拓扑结构图；能按照层次模型设计网络结构和IP地址规划；能熟练完成路由器静态、动态路由配置；能设计访问控制规则并熟练配置访问控制列表；会规划和配置VLAN及中继；会熟练配置三层交换机上的VLAN路由和ACL部署；2.2知识目标：知道网络设计模型及基本的设计流程；熟悉IP协议及VLSM/CIDR等技术的基本原理；熟悉不同网络设备的功能特性及应用场合；了解路由器及常见路由协议的基本工作原理；了解交换机及VLAN的基本工作原理；知道网络安全的相关知识。2.3素质目标：善于沟通客户，了解客户需求，实现客户需求施工态度严谨，符合规范；团队间团结协作，互相帮助；自我学习能力强，能耐心排除故障，心理素质稳定。

3．课程主要内容和要求《路由与交换》课程内容分析表序号工作任务知识要求技能要求参考学时1规划园区网络用户需求分析理解用户需求调研的作用；熟悉用户需求分析的基本方法，错误理解用户需求的常见表现；熟悉网络的拓扑结构知识。会收集、整理用户的网络功能需求，并填写用户需求分析表；能准确分析用户的网络业务需求。2企业网络功能分析理解企业网络的总体需求；熟悉企业各部分网络的功能，分析各功能模块的可行性。会根据调研结果，写出企业网络的总体需求报告；能准确划分企业网络模块；能初步设计企业网络的拓扑结构图。2选择网络设备熟悉网络线缆的基本属性；熟悉网络设备的功能特性；了解无线网络的功能特性。能根据实际的网络需求选择传输介质；能根据实际的网络需求选择网络设备。2设计园区网络拓扑认识网络设备图标；熟悉POWERPOINT或VISIO的绘图功能。能用POWERPOINT或VISIO的绘图工具绘制出标准的网络拓扑结构图。22规划网络地址划分子网熟悉IP地址、子网掩码的概念；熟悉十进制和二进制相互转换的方法；熟悉子网划分的方法和步骤；了解路由协议对定长掩码的影响。能正确识别IP地址的网络号和主机地址范围；能按定长子网掩码熟练进行子网划分；能按实际情况规划园区网络的定长子网掩码IP分配方案。4规划VLSM网络了解路由协议对不定长子网掩码的影响；理解VLSM划分的原理；熟悉VLSM子网划分的方法和步骤。能进行VLSM地址规划和VLSM子网划分；能按实际情况规划园区网络的VLSMIP分配方案。43配置静态路由路由器基本配置熟悉路由器的工作原理；熟悉路由器的组成；熟悉路由器的基本配置命令特点与使用方法。能根据用户需求，组建路由网络；能完成路由器的主机名，密码，接口等相关基本配置。4配置静态路由熟悉存根网络的概念；熟悉静态路由的原理；熟悉静态路由与默认路由的配置命令。能根据用户需求，配置静态路由；能根据用户需求，配置默认路由；能利用相关命令验证静态路由的配置正确性。64配置动态路由配置RIP动态路由协议了解距离向量协议的概念；熟悉RIP协议的概念和工作原理；熟悉RIPv1和RIPv2协议的异同点；熟悉RIP配置命令。能根据用户需求，正确配置RIP协议以连通网络；能使用常用的命令验证RIP网络配置正确性。4配置OSPF动态路由协议了解OSPF术语及运行过程；理解反掩码概念；熟悉OSPF配置命令。能根据用户需求，正确配置OSPF协议以连通网络；能使用常用的命令验证OSPF网络配置正确性。6配置EIGRP动态路由协议理解EIGRP术语及运行；熟悉EIGRP配置命令。能完成EIGRP基本配置；能够配置EIGRP验证；会验证EIGRP路由。6配置路由协议重分配了解路由协议重分配概念；熟悉路由协议重分配的配置方法。会配置路由协议重分配；会验证路由协议重分配。45网络访问控制与流量过滤部署访问控制列表实现流量管理理解标准ACL工作原理；熟悉access-list/ipaccess-list命令配置标准ACL过程；熟悉access-group命令，在接口上的应用ACL；熟悉ACL的验证方法。能根据需要完成标准ACL的配置，并在接口上正确应用ACL；能通过ACL限制或只允许来自于特定网络或主机的访问；会验证部署ACL后的网络流量管理。45网络访问控制与流量过滤部署访问控制列表实现流量控制理解扩展ACL工作原理；熟悉access-list/ipaccess-list命令配置扩展ACL过程；熟悉access-group命令，在接口上的应用ACL；熟悉ACL的验证方法。能根据需要完成扩展ACL的配置，并正确在接口上应用ACL能配置ACL来控制特定网络的流量；能配置ACL来控制基于服务类型的数据；能配置ACL来控制基于数据源和目标过滤流量；会验证部署ACL后的网络流量过滤。4实现防火墙的安全特性熟悉命名ACL的应用和配置熟悉access-list/ipaccess-list命令，ACL的完成高级配置；熟悉access-class命令，在线路上的应用ACL；熟悉使用ACL实现网络防火墙安全特性。能正确地放置ACL，满足内部网络不同安全属性网络间的访问控制要求；能配置访问控制列表，检查TCP、UDP和其它协议，拒绝以无效IP地址作为来源的数据包，以实现防火墙的安全特性；会验证部署高级ACL后的网络安全性。26设计交换网络划分虚拟局域网（VLAN）熟悉VLAN的概念；熟悉VLAN的作用；了解VLAN的种类；熟悉基于端口的静态VLAN和基于MAC地址的动态VLAN的划分。能根据企业的部门（应用）结构划分虚拟局域网、并进行IP地址规划；能在交换机上实现VLAN的划分：创建VLAN、动态VLAN和静态VLAN的配置；会验证VLAN的配置。4实现跨交换机的VLAN管理理解Trunk的概念和工作原理；理解802.1q和ISL两种封装方式的工作原理；熟悉Trunk的接口协商模式；熟悉VTP域的概念及域成员模式。能够配置VLANTrunk，实现跨交换机的VLAN通讯，并能排除一般的配置故障；能进行VTP域配置，并实现VLAN的统一管理。47实现三层交换配置三层交换机基本参数了解三层交换机的工作原理和基本特点；熟悉三层交换机的应用场合；熟悉交换端口和路由端口的区别；了解常见三层交换机的型号和特点。会配置三层交换机的整机运行参数；会配置三层交换机的端口运行状态。4配置三层交换机VLAN间路由熟悉VLAN的概念；熟悉VLAN中继的概念；理解静态路由和动态路由的工作原理；了解三层交换机上路由功能实现的特点。会在三层交换机上配置和划分VLAN；会创建VLAN接口并分配IP地址；会在三层交换机和二层交换机间配置VLAN中继；会配置三层交换机上VLAN间的静态路由；会配置三层交换机上VLAN间的动态路由。6配置三层交换机上的流量和访问控制熟悉访问控制列表的工作原理；了解现代园区网络Internet接入的主要技术；熟悉路由重分配的工作原理。会在三层交换机上配置基本和扩展的ACL；会配置三层交换机直接接入Internet的方法；会配置园区三层交换机+边界路由器接入Internet的方法；能根据实际需求定义精确的访问控制列表。6合计课时=SUM(ABOVE)804．实施建议4.1教材编写（1）依据本课程标准编写教材。（2）教材应充分体现任务引领，通过构建园区网络，引入必要的理论知识，增加实践操作内容，强调理论在实践过程中的应用。（3）要充分体现项目课程设计思想，以项目为载体实施教学，项目选取要科学、符合该门课程的工作逻辑、能形成系列，让学生在完成项目的过程中逐步提高职业能力，同时要考虑可操作性。（4）教材内容要能及时反映在现实生活中大量使用的新技术和新产品。（5）编写内容的组织应以任务组织、项目驱动的原则，随同教材配备电子教案、多媒体教学课件和综合实践题目，便于组织教学。4.2教学建议由于本课程的主要教学内容涉及具体网络产品（交换机、路由器）的安装配置，网络调试等操作性很强的教学环节，必须通过实验、实训才能达到构建园区网络所必须的应用技能的培养目标。建议：（1）在教学过程中应加强学生操作技能的培养，采用案例教学或项目教学，注重以任务引领，提高学生学习兴趣。（2）教学最好在实训室进行，充分体现在“做中学”的理念。（3）教师必须重视学习新技术，能紧跟技术发展潮流。（4）授课过程中注意学生职业素质的培养，包括解决问题的综合能力，充分发展自己的个性特长，培养良好的工程规范，团队合作的精神以及自身可持续发展的研究探索能力。4.3教学条件本课程以中型局域网络的安装配置与调试为主要工作任务，实训场所必须配备思科的路由器、交换机以模拟搭建现实网络工程环境，在标准的联网PC机房内进行，配置投影仪，安装教学控制软件，以便于学做合一。除此以外需要在PC机上安装PacketTracer模拟器软件方便教学及工程设计。在实训室管理和专项训练上，以“实验座”为平台。所谓“实验座”，指在网络通信中给定具体任务后的DTE（通信终端）与DCE（通信设备）的小型组合。为了支持学生通过“反复”达到熟练，允许学生在课余进入实验实训室。建立以“实验座”为管理单元的管理制度，统筹配置专任教师和实验管理人员，全天开放实验实训室。建成远程开放实验平台，提供远程实验服务，把实验管理延伸到课堂之外。当学生通过反复训练确信自己熟悉了某项专项能力时，可进行自我评估，自评合格后，请指导教师对自评的结果进行审查。4.4教学评价（1）改革评价手段和办法，加强实践性技能的考核，可采用过程评价和综合评价办法相结合。（2）注重对学生动手能力和实践分析问题、解决问题能力的考核，对学习和实践环节上有创新的学生应特别给予鼓励，综合评价学生能力。根据本课程所设定的目标，学生必须完成一个中等规模的园区网络的需求分析、网络系统设计、网络设备配置、网络系统调试等各步骤，各步骤的具体量化考核见下表。序号项目权重说明1规划园区网络5%（1）加强实践性技能的考核，采用形成性评价和终结性评价