计算机网络 教案 17-校园网

课程名称计算机网络序号17授课教师授课时数2学时执行情况授课班级授课日期基本课题项目四组建校园网实例任务1校园网络概述知识点1校园网设备知识点2校园网层次结构课堂类别理论课，职教云加腾讯课堂在线授课。教学目标（含课堂思政）1.知识目标：①了解校园网络的总体设计原则②根据交换机和路由器的工作机制构建小型校园网③掌握路由器的基本操作。2.技能目标：了解校园网络的需求以及校园网建设的总体设计，进一步学习网络互联设备路由器的相关配置。3.素养目标：通过校园网络的学习让学生钻研所在学校的校园网拓扑设计，提高学生在日常生活中的学习能力和钻研精神。4.思政目标：B.要在厚植爱国主义情怀上下功夫网络安全之AAA认证技术教学重点描述了解校园网络的总体设计原则解决措施逐步讲解、打比方教学难点描述根据交换机和路由器的工作机制构建小型校园网解决措施逐步讲解、打比方教学设备设施职教云多媒体课件教学方法和手段职教云头脑风暴，腾讯课堂分组讨论，线上答疑。

教学环节教学设计时间分配组织教学点名，清点未到学生人数3分钟复习旧课交换机的工作原理：1.交换机的转发行为；2.交换机的自学习能力；3.交换机处理VLAN数据帧的流程。2分钟导入新课选择所在学校的一个实训楼，观察两层楼至少4个不同机房中，终端主机的网络信息，包括IP地址、子网掩码和网关，并根据网络地址的演算方法，推导每个机房主机的网络地址，分析该实训楼的网络环境，并将结果填入到表4-1-1中。表4-1-1实验结果表序号教室门牌号主机号IP地址子网掩码网关1234分析以上数据，尝试使用eNSP软件绘制出这两层楼四间机房之间的网络架构。5分钟新课教学（可加页）教师学生设计意图75分钟课程思政B.要在厚植爱国主义情怀上下功夫网络安全之AAA认证技术AAA是认证（Authentication）、授权（Authorization）和计费（Accounting）的简称，是网络安全中进行访问控制的一种安全管理机制，提供认证、授权和计费三种安全服务。（1）认证：是对用户的身份进行验证，判断其是否为合法用户。（2）授权：是对通过认证的用户，授权其可以使用哪些服务。（3）计费：是记录用户使用网络服务的资源情况，这些信息将作为计费的依据。AAA是Cisco开发的一个提供网络安全的系统，它一般采用C/S（客户端/服务器）模式，这种模式结构简单、扩展性好，且便于集中管理用户信息，AAA客户端运行于NAS（NetworkAccessServer，网络接入服务器）上，AAA服务器用于集中管理用户信息。了解AAA认证技术。通过校园网AAA认证技术的介绍，引导学生体会技术强国，维护网络安全的责任意识。课堂讲授知识点1：校园网设备根据网络覆盖范围的大小，可以把网络分成局域网、城域网和广域网。校园网（CampusNetwork）是一种介于局域网和城域网之间的网络，它的覆盖范围一般是几公里，大部分学校的校园网也可以算作局域网。校园网络必须具备通讯、管理和教学三大功能。学生能方便浏览和查询网上的资源，实现在线学习，老师可以便捷的浏览和查询网络上的资源，进行科研和教学工作，学校管理人员可方便地对资产、财务、学生学籍、教学事务、行政事务等进行综合性的管理。同时，还可以实现信息与设备资源的共享，实现网上信息的采集与自动化处理，实现各级管理层之间的信息数据交换。1.内部互联设备校园网络中交换机的型号选择至关重要，一般根据学校的实际情况，如建筑物分布、网络拓扑和投资等因素，选择能满足要求且性价比最高的交换机，还要把厂商的售后服务和技术支持作为考量因素。2.外部互联设备采用内部互联设备仅仅形成了校园网的局域网环境，整个网络最终的目的是要连接到Internet上，满足更多的应用。目前校园网与广域网的连接一般会选择ISDN、DDN专线或城域网等三种连接方式的一种。基于以上校园网络设计的需求，推出以下公式：校园网系统=布线系统+网络设备+计算机硬件设备+系统软件+应用软件学会把数学思维应用到互联网知识学习中，善于总结。课堂讲授知识点2：校园网层次结构如图4-1-5所示，校园网络整体上分为三个层次，核心层、汇聚层和接入层。图4-1-5校园网层次结构（1）校园网核心层核心层是校园网的核心，为了实现校园区域的高速互联，核心层由1个核心节点组成，包含S6506核心交换机、Quidview网管管理系统和AR4640企业级路由器。S6506交换机完成学校汇聚层网络交换机的数据交互，Quidview网管系统实现校园网的操作管理，学校可以根据管理需求和网络情况灵活选择所需组件，真正实现按需建构。核心层的出口处，AR4640路由器连接校园网和广域网。（2）校园网汇聚层汇聚层设置在每栋楼上，每一栋楼上设置一个汇聚节点，汇聚层为高性能“小核心”型交换机，根据每个楼配线间数量的不同，分别采用一台或者两台汇聚层交换机。为了充分的保证数据传输以及交换的效率，现将各楼设置成三层楼汇聚层，汇聚层设备不仅可以分担核心层设备的部分压力，该可以提高网络的安全性。汇聚层交换机S5516属于以太网交换机，具有24个100M快速以太网接口和1000M以太网模块插槽，具有13.6Gb/s的交换矩阵，第三层最大传输带宽达到4.4Gb/s。S5516是一个新型的、可堆叠的、多层企业级交换机，可以提供高水平的可用性、可扩展性、安全性和控制能力，它具有802.1Q帧标识、VTP支持、SNMP和DNS支持、端口保护、速度限制、访问控制列表、IP路由、划分VLAN和三层交换等功能。如图4-1-6所示，汇聚交换机主要设置在有办公楼或者教学楼，办公楼交换机通过千兆以太网接口与S5516交换机接口相连，可以设置多个VLAN，分配给学工处、招生就业处、财务处、教务处和其它办公室等学校职能部门。图4-1-6校园网汇聚层（3）校园网接入层校园网接入层为每个楼的大量接入交换机，是直接与用户连接的设备。校园网的接入方式分为有线和无线接入，有线接入主要是指已经布好网络线的地方通过交换机来实现有线网络的接入，无线接入则针对公共区，如餐厅、大型会议室、食堂等这些不好布线却又需要网络信号覆盖的地方。在某大学调查结果如下：生活区需要接入终端约3200台、教学区需要接入约200台终端、行政区约1500台、公共区约1000台、图书馆约200台，这些区域的局域网均采用星型结构组网。为什么要设计校园网的分层结构？类比TCP/IP协议簇的分层协议。引导学生学会知识的类比。实操训练校园网搭建体验假设学校有两栋楼（教学楼1、教学楼2），如图4-1-7所示，教学楼1中主机的IP地址设置为192.168.2.1和192.168.2.2，子网掩码均为255.255.255.0，教学楼2中主机的IP地址设置为192.168.3.1和192.168.3.2，子网掩码均为255.255.255.0。两个教学楼之间通过路由器进行连接（为了方便初学者练习，熟悉路由器的基本操作，对校园网做了极大的简化），其中主机PC5模拟外网，作为校园网外部设备，方便后面连网测试。根据图4-1-7绘制校园网拓扑图，并完成连线。配置四台主机PC1、PC2、PC3和PC4的IP地址，子网掩码以及网关地址。交换机1和交换机2作为接入交换机，路由器R1是校园网络核心层的三层设备，实验的最终目的是实现校园网内部的四台主机与外部的PC5互联互通。项目三中介绍过路由器的功能，实现不同局域网之间的互联。那么如何配置路由器，实现不同局域网数据之间的联通。通过自己搭建小型校园网网络，培养学生自主学