《工业网络技术与应用（微课版）》-教案 第6次 4.1 STP生成树与RSTP快速生成树

PAGEPAGE2第6次课程教学方案备课时间备课教师教学时间教学地点周次课时数4教学内容（章、节）模块/单元第4章网络冗余技术 24.1STP生成树与RSTP快速生成树4.1.1生成树协议中的基本概念4.1.2生成树协议的工作过程4.1.3生成树协议的端口状态4.1.4快速生成树协议教学目标和要求理解STP生成树与RSTP快速生成树基本原理掌握生成树协议的工作过程了解生成树协议的端口状态了解快速生成树协议熟练掌握生成树配置方法培养学生具备需求分析的能力培养学生耐心、细致和认真的工作精神教学重点生成树协议的工作过程掌握生成树配置方法教学难点生成树协议的工作过程教学方法教学方法：1.启发式教学2.情境教学法教学手段：1.讲解2.教师演示3.学生实践使用媒体资源eq\o\ac(□,√)纸质材料eq\o\ac(□,√)多媒体课件□网络资源□其他资源：使用教具、设备、设施等多媒体计算机、投影机两台安装有博途软件的电脑、两台S7-1200PLC、四台SCALANCE-XB-208工业交换机、两台SCALANCE-XM-408工业交换机，两台SCALANCEX204RNA交换机及网线若干。。作业练习课后记（空白不够可添加附页）教学内容（板书）教学步骤、方法及学生活动教学管理：点名记录考勤，上交手机一、实验室安全〖实训室日常安全措施〗1、不要随意更换鼠标和键盘，机器使用有问题请及时向老师反映。2、严禁在实训室吃各种食物，请将水杯拧紧放好，注意不要将水泼洒在键盘上。3、未经允许不得随意使用实训室电源给手机充电或使用其他电子设备。4、发现有安全隐患的电子设备应及时报告老师，不要擅自动手。5、下课后请整理好桌面杂物、将机器正常关闭后再离开。6、每天课后安排2名学生整理实训室，打扫卫生、关闭电源、关好门窗。引导学生了解整个课程的教学设计；了解这个课程的组成要素和实施要求二、理论讲解第4章网络冗余技术4.1STP生成树与RSTP快速生成树4.1.1生成树协议中的基本概念1.桥接协议数据单元2.路径成本3.网桥ID4.端口ID4.1.2生成树协议的工作过程1.选举一个根网桥2.选举根端口3.选举指定端口4.阻塞非根、非指定端口4.1.3生成树协议的端口状态在STP中,正常的端口具有四种状态:阻塞（Blocking）、监听（Listening）、学习（Learning）和转发（Forwarding），端口的状态就在这四种状态里面变化。4.1.4快速生成树协议在理想条件下，RSTP应当是网络中使用的默认生成树协议。由于STP与RSTP之间的兼容性,由STP到RSTP转换是无缝的。理论部分以教师讲授为主要形式学生可以提问，由教师进行进一步的解释和说明三、实验讲解快速生成树配置配置3台交换机RSTP快速生成树协议，将3台交换机连接成图4-15拓扑结构，其中SCALANCE-XM-408交换机为根交换机，优先级为4096；两台SCALANCE-XM-208交换机优先级均为32768，观察哪个端口被阻塞。拔掉根交换机1和交换机2之间的网线，观察网络恢复情况。具体实训步步骤1将3台交换机和PLC恢复出厂设置。步骤2将上位机的IP地址设为192.168.1.100，使用博途软件将PLC的IP地址配置为192.168.1.200，根交换机的IP地址设为192.168.1.10，交换机1的地址为192.168.1.1，交换机2的地址为192.168.1.2。步骤3按照图4-16进行设备连接步骤5检验网络配置是否正确。在上位机上用PNI软件进行扫描，查看是否可以扫描到全部设备，如图4-17所示核对设备配置是否正确。步骤6配置408根交换机，在上位机中打开浏览器输入192.168.1.10，进入管理界面，输入用户名admin和初始密码admin，进入账户密码界面，将密码修改为TJzd@123。步骤7进入408交换机管理界面选择Layer2->SpanningTree->General，如图4-18，在SpanningTree前面打勾，ProtocolCompatibility下拉列表中选择RSTP，单击SetValues按钮。步骤8选择CISTGeneral标签，在BridgePriority中填写优先级为4096，单击SetValues按钮，如图4-19。步骤9配置208交换机1和208交换机2，参考步骤6重新设置交换机密码，如果启用RSTP，应该先取消环状冗余，在Layer2->RingRedundancy中选择Ring标签，取消RingRedundancy前面的对勾，如图4-19所示，单击SetValues按钮。步骤10参考步骤7-8用同样的方法配置交换机1和交换机2的生成树协议，不同的是在BridgePriority中填写优先级为32768，如图4-20所示。步骤11用网线连接交换机1和交换机2，在拓扑图上记录连接端口，如图4-21所示步骤12打开交换机1的STPort标签，观察P0.1和P0.4处于转发状态，P0.7处于丢弃状态如图4-22。这是因为生成树协议下，交换机1的P0.7的端口被阻塞，防止广播风暴产生。上位机访问PLC的数据流如图所示。步骤13将交换机1上的P1端口网线拔掉，模拟根交换机和交换机1之间线路损坏的情况，观察到交换机1的STPort标签中，观察P0.4和P0.7处于转发状态，P0.1处于丢弃状态如图4-24