計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 教案 16-實(shí)驗(yàn)六 交換機(jī)處理VLAN標(biāo)簽

課程名稱計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)序號16授課教師授課時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)執(zhí)行情況授課班級授課日期基本課題項(xiàng)目三網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)任務(wù)4虛擬局域網(wǎng)實(shí)驗(yàn)六交換機(jī)處理VLAN標(biāo)簽課堂類別實(shí)驗(yàn)課，職教云加騰訊課堂在線授課。教學(xué)目標(biāo)（含課堂思政）1.知識目標(biāo)：（1）理解IEEE802.1Q幀格式；（2）掌握多交換機(jī)的簡單組網(wǎng)；（3）掌握ENSP部分新指令。2.技能目標(biāo)：掌握交換機(jī)端口的兩種鏈路狀態(tài)3.素養(yǎng)目標(biāo)：能夠通過ENSP模擬器創(chuàng)建簡單的虛擬局域網(wǎng)，并簡要概述局域網(wǎng)通信的尋址方式。4.思政目標(biāo)：A.要在堅(jiān)定理想信念上下功夫結(jié)合以太網(wǎng)VLAN發(fā)展歷程,引入創(chuàng)新精神,闡明增強(qiáng)創(chuàng)新能力關(guān)系到中華民族的興衰存亡。創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂，是一個(gè)國家興旺發(fā)達(dá)的不懈動力。教學(xué)重點(diǎn)描述交換機(jī)的工作原理解決措施頭腦風(fēng)暴，小組討論教學(xué)難點(diǎn)描述交換機(jī)處理VLANID的步驟解決措施利用ENSP和wireshark網(wǎng)絡(luò)仿真軟件模擬VLAN網(wǎng)絡(luò)教學(xué)設(shè)備設(shè)施職教云多媒體課件教學(xué)方法和手段職教云頭腦風(fēng)暴，騰訊課堂分組討論，線上答疑。

教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)間分配組織教學(xué)點(diǎn)名，清點(diǎn)未到學(xué)生人數(shù)3分鐘復(fù)習(xí)舊課以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀格式基于端口的VLAN劃分方法2分鐘導(dǎo)入新課交換機(jī)內(nèi)部如何識別帶有VLANID的數(shù)據(jù)包5分鐘新課教學(xué)（可加頁）教師學(xué)生設(shè)計(jì)意圖75分鐘課程思政A.要在堅(jiān)定理想信念上下功夫創(chuàng)新精神隨著局域網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)數(shù)量日益增多，由大量的廣播報(bào)文帶來的帶寬浪費(fèi)、安全等問題變得越來越突出。方法之一是將網(wǎng)絡(luò)改造成用路由器連接多個(gè)子網(wǎng)，但這樣會增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投入。另一種成本較低又行之有效的方法就是采用虛擬局域網(wǎng)。虛擬局域網(wǎng)的基礎(chǔ)是在交換技術(shù)上發(fā)展起來的。虛擬局域網(wǎng)（VLAN，VirtualLocalAreaNetwork）是以局域網(wǎng)交換機(jī)為基礎(chǔ)，通過交換機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)根據(jù)功能、部門、應(yīng)用等因素將設(shè)備或用戶組成虛擬工作組或邏輯網(wǎng)段的技術(shù)。其最大的特點(diǎn)是在組成邏輯網(wǎng)時(shí)無須考慮用戶或設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的物理位置。結(jié)合以太網(wǎng)VLAN發(fā)展歷程,引入創(chuàng)新精神,闡明增強(qiáng)創(chuàng)新能力關(guān)系到中華民族的興衰存亡。創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂，是一個(gè)國家興旺發(fā)達(dá)的不懈動力。闡明增強(qiáng)創(chuàng)新能力關(guān)系到中華民族的興衰存亡。創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂，是一個(gè)國家興旺發(fā)達(dá)的不懈動力。結(jié)合以太網(wǎng)VLAN發(fā)展歷程,理解創(chuàng)新精神,引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中有意識培養(yǎng)創(chuàng)新意識。課堂講授知識點(diǎn)1：以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)IEEE802.1Q的幀，它相當(dāng)于在標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)幀的基礎(chǔ)上添加4個(gè)字節(jié)，兩個(gè)字節(jié)的標(biāo)記協(xié)議標(biāo)志符（TPID）和兩個(gè)字節(jié)的標(biāo)簽控制信息段（TCI）。802.1Q幀頭放在了標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)幀中“源MAC地址”與“類型/長度”之間，長度為4字節(jié)。理論講授，二層以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)。理解VLAN數(shù)據(jù)幀與二層以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的區(qū)別。引導(dǎo)學(xué)生了解協(xié)議設(shè)計(jì)的思路，有意識的培養(yǎng)學(xué)生互聯(lián)網(wǎng)思維。實(shí)操訓(xùn)練知識點(diǎn)2：多交換機(jī)劃分VLANVLAN可以在一個(gè)交換機(jī)或者跨交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，若沒有路由的話，不同的VLAN之間不可以互相通信。參考教材多交換機(jī)劃分VLAN的實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立操作。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成任務(wù)的習(xí)慣，在實(shí)驗(yàn)過程中，把大問題分解為小問題，各個(gè)擊破，培養(yǎng)克服困難的能力。任務(wù)驅(qū)動知識點(diǎn)3：VLAN幀結(jié)構(gòu)分析交換機(jī)是如何辨別不同的VLAN數(shù)據(jù)？常見的以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)是EthernetⅡ的格式。以太網(wǎng)幀的前端是以太網(wǎng)的首部，它總共占14個(gè)字節(jié)。分別是6個(gè)字節(jié)的目標(biāo)MAC地址、6個(gè)字節(jié)的源MAC地址以及2個(gè)字節(jié)的上層協(xié)議類型。在交換式以太網(wǎng)中引入VLAN后，不僅在同一臺交換機(jī)上可存在多個(gè)VLAN，同一個(gè)VLAN還可以跨越多個(gè)交換機(jī)。那么交換機(jī)如何識別來自不同VLAN的數(shù)據(jù)，以進(jìn)行正確的轉(zhuǎn)發(fā)呢？這就需要一種機(jī)制來幫助識別不同VLAN的數(shù)據(jù)，為此，引入了VLAN的幀標(biāo)記方法。該方法在每個(gè)以太網(wǎng)幀的幀頭中插入一個(gè)惟一的VLAN標(biāo)識，交換機(jī)通過檢查這個(gè)標(biāo)識以決定該幀所屬的VLAN。完成幀結(jié)構(gòu)字段含義。TPID：標(biāo)簽協(xié)議標(biāo)識字段，值為固定的0x8100，說明該幀具有802.1Q標(biāo)簽。TCI：標(biāo)簽控制信息字段，包括用戶優(yōu)先級（UserPriority）、規(guī)范格式指示器和VLANID三個(gè)部分。Priority：共占用3位，指明幀的優(yōu)先級。一共有8種優(yōu)先級，主要用于當(dāng)交換機(jī)發(fā)生擁塞時(shí)，交換機(jī)優(yōu)先發(fā)送哪個(gè)數(shù)據(jù)包。CFI：占1位，為規(guī)范格式標(biāo)識，用于指示以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)發(fā)，CFI在以太網(wǎng)交換機(jī)中總被設(shè)置為“0”，若一個(gè)以太網(wǎng)端口接收的幀所具有CFI值為“1”，表示不對該幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。VLANID：占用12位，用于標(biāo)識數(shù)據(jù)幀所在VLAN的編號。引導(dǎo)學(xué)生知其然，知其所以然。有了VLAN技術(shù)后，為何處于同一個(gè)VLAN的交換機(jī)可以互相通信。引導(dǎo)學(xué)生勤于思考，了解交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的行為。點(diǎn)評總結(jié)如何判斷實(shí)驗(yàn)成功了？分析帶有VLAN標(biāo)簽的幀結(jié)構(gòu)，并闡述交換機(jī)處理VLAN標(biāo)簽數(shù)據(jù)包的過程。1.同一個(gè)VLAN中的主機(jī)可以互相通信；2.不同VLAN中的主機(jī)不能通信；3.抓取交換機(jī)之間的數(shù)據(jù)包，有帶有VLAN標(biāo)簽的數(shù)據(jù)幀。破解教學(xué)難點(diǎn)。課堂小結(jié)1.以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)2.帶有VLAN標(biāo)簽以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)3.交換機(jī)處理帶有