《工业网络技术与应用（微课版）》-教案 第11次 5.3 动态路由5.4 VRRP虚拟路由冗余

PAGE2PAGE第11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5章路由技术 5.3动态路由 5.4VRRP虚拟路由冗余教学目标和要求1、掌握动态路由原理；2、理解OSPF路由协议的工作过程；3、理解VRRP协议的工作过程；教学重点1、掌握路由、网关、路由表等基本概念；2、掌握动态路由基本概念3、理解VRRP协议基本概念教学难点1、掌握在SCALANCEXM-408上实施OSPF协议的配置方法2、掌握在SCALANCEXM-408上实施VRRP协议的配置方法。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（1）1台电脑：已安装博途和PRONETA软件（2）1台SIMATICS7-1200PLC（3）1台SIMATICKTP700HMI面板（4）2台SCALANCEXB-208第2层工业交换机（5）2台SCALANCEXM-408第3层工业交换机（6）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，上交手机点评上周作业情况询问个别同学作业情况5.3动态路由5.3.1动态路由概述1.动态路由的特点与静态路由相比，动态路由具有如下特点：（1）无需管理员手工维护，减轻了管理员的工作负担；（2）会占用一定网络带宽、CPU及内存资源；（3）在路由器上运行路由协议，使路由器可以自动根据网络拓朴结构的变化调整路由条目；（4）适合网络规模大、拓扑复杂的网络。2.动态路由协议概述动态路由协议的用途包括：（1）发现远程网络，选择通往目标网络的最佳路径；（2）维护最新路由信息，当前路径无法使用时找出新的最佳路径动态路由协议按照其应用范围通常分为两大类（1）内部网关协议（InteriorGatewayProtocol，IGP）（2）外部网关协议（ExternalGatewayProtocol，EGP）自治系统教师讲解5.3.2RIP动态路由协议1.RIP协议的度量2.RIP路由更新过程当路由器在完成配置后的协议初始化阶段，各自的路由表中只有直连链路的相关路由信息。经过一段时间，到达路由更新周期后，三台路由器之间开始执行第一次完整的路由表更新再经过一个路由更新周期，各路由器发起第二次路由更新，同样的，将各自完整的路由表广播发送给邻居路由器利用图分析协议的度量及RIP路由更新过程5.3.3OSPF动态路由协议1.OSPF协议术语（1）路由器ID（RouterID）（2）邻居表（3）链路状态数据库（LSDB）（4）LSA和LSU（5）DR和BDR（6）区域2.OSPF协议工作过程（1）建立邻接关系（2）数据库同步（3）路由选择（4）路由维护3.多区域OSPF多区域OSPF的主要优点是：（1）路由表减小。一个区域内部的路由表条目减少，同时可以汇总区域之间的网络地址。（2）链路状态更新开销减少。LSU更新信息只需在区域内部传递。（3）SPF重计算次数减少。只有本区域内发生拓扑变化时才会启动SPF重计算最佳路由。教师讲解概念，利用图讲解多区域OSPF5.4VRRP虚拟路由冗余5.4.1VRRP概述VRRP虚拟路由冗余协议（VirtualRouterRedundancyProtocol，简称VRRP）5.4.2VRRP中路由器的角色1.VRRP路由器和虚拟路由器2.主路由器和备份路由器5.4.3VRRP工作原理如果主路由器R1出现故障教师利用图片讲解工作原理5.5.3OSPF动态路由配置本实验拓扑如图5-34所示，网络拓扑区域划分为：Network1在Area1中；Network2在Area0中；Network3在Area2中。Network1中的上位机与交换机SCALANCEXM408（A）的P1端口连接；Network2分别与SCALANCEXM408(A)和SCALANCEXM408(B)的P8端口连接（此实验通过交换机SCALANCEXB208构成Network2）；Network3中的S7-1200(B)与交换机SCALANCEXM408(B)的P1端口连接。在本实验中SCALANCEXB208第2层交换机只用于设备互连，不需要附加任何配置。通过在2台SCALANCEXM-408上配置多区域OSPF动态路由实现三个网络中的PLC和上位机之间的通信。教师讲解实验原理，关键配置实验步骤，详见实验指导书学生动手完成实验4-3教师记录实验成绩本实验拓扑如图5-51所示，使用两台SCALANCEXM408第3层交换机构建冗余拓扑，通过配置VRRP协议形成虚拟路由器，让两台三层交换机分别承担起主、备路由器的角色，保证两端PC间的可靠数据通