第五章局域网技术（三）以太网技术（教案）-《计算机网络技术基础》同步教学(上海交通大学出版社)

课题 局域网技术（三）——以太网技术 课时 2课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）掌握以太网的技术特点 （2）掌握以太网的体系结构 （3）了解以太网的物理层规范 （4）掌握交换式以太网的特点 （5）掌握以太网交换机的工作原理及帧转发方式 思政育人目标： 培养学生的逻辑思维、辩证思维和创新思维能力，引导学生养成独立思考和深度思考的良好习惯，树立学生实事求是、一丝不苟的科学精神。 教学重难点 教学重点：以太网、交换式以太网 教学难点：以太网的体系结构、以太网交换机的工作原理及帧转发方式 教学方法 问答法、讨论法、讲授法 教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材、文旌课堂APP 教学设计 第1节课： 考勤（3 min）→问题导入（5 min）→传授新知（28 min）→课堂互动（7 min）→评价修正（2 min） 第2节课：问题导入（5 min）→传授新知（30min）→课堂互动（5 min）→课堂小结（3 min）→任务布置（2 min） 教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图 第一节课 考勤 （3 min） · 【教师】使用文旌课堂APP进行签到 · 【学生】按照老师要求签到 培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况 问题导入 （5 min） · 【教师】引入新课 在之前的课程当中我学习了局域网的相关知识那么大家现在回忆一下，局域网可以分为哪些种类呢？ 思考：想一想这些种类中目前使用作为广泛的是哪一种呢？ 以太网的相关产品非常丰富，且大多发展成熟、性价比高、传输速率高、网络软件丰富、安装维护方便，且得到了业界几乎所有经销商的支持，逐渐成为当今国际最流行的局域网。 · 【学生】聆听、思考、回答问题 · 【教师】通过学生的回答引入要讲的知 通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣 传授新知 （28 min） · 【教师】结合教材讲解异步传输 一、以太网 以太网是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。 1．以太网的技术特点 以太网在技术上具备以下基本特点： （1）以太网不是一种具体的网络，而是一种技术规范，采用基带传输技术。 （2）以太网的标准是IEEE 802.3，使用CSMA/CD介质访问控制方法争用总线。 ✈【教师】提出问题，课堂互动 思考：IEEE 802.1标准、IEEE 802.4标准、IEEE 802.5标准分别代表了什么。 ✈【学生】聆听、思考、回答问题 （3）以太网采用广播式传输技术，是一种广播式网络，具有广播式网络的全部特点。 （4）以太网采用曼彻斯特编码方案。 （5）传输速率高，最高甚至可达10 Gbps。 （6）以太网是可变长帧，长度为64字节～1 518字节。 （7）以太网可以采用多种连接介质，包括同轴电缆、双绞线和光纤等。 双绞线：用于从主机到集线器或交换机的连接 光纤：要用于交换机间的级联和交换机到路由器间的点到点链路上。 （8）以太网的拓扑结构主要有总线型和星型。 ✈【教师】提出问题，课堂互动 思考：总线型拓扑与星型拓扑的优点包括哪些。 总线型拓扑所需的电缆较少、价格便宜，但管理成本高、不易隔离故障点，并且采用共享的访问机制，易造成网络拥塞。星型拓扑管理方便、容易扩展、需要专用的网络设备作为网络的核心节点、需要更多的网线、对核心设备的可靠性要求高。星型拓扑可以通过级联的方式很方便地将网络扩展到很大的规模，因此得到了广泛的应用，被绝大部分的以太网所采用。 ✈【学生】聆听、思考、回答问题 2．以太网体系结构 IEEE 802.3以太网体系结构与OSI参考模型的对应关系如图所示，主要包对应于OSI参考模型的物理层和数据链路层。 （1）物理层 在IEEE 802.3标准中将物理层细分为两个子层：物理信令（PLS）子层和物理媒体连接件（PMA）子层。 ① PLS子层向MAC子层提供服务，它规定了MAC子层与物理层的界面，是与传输媒体无关的物理层规范。 · 发送比特流时：负责对比特流进行曼彻斯特编码。 · 接收比特流时：负责对曼彻斯特码进行解码。 · PLS子层还负责完成载波监听功能。 ② PMA子层向PLS子层提供服务，它负责向媒体上发送比特信号和从媒体上接收比特信号，并完成冲突检测功能。 （2）以太网的 MAC 帧格式 ① 地址:通常使用6字节(48bit)地址(MAC地址)。 ② 类型:2字节，指出数据域中携带的数据应交给哪个协议实体处理。 ③ 数据: 46 ~ 1500字节，包含高层的协议消息。 ④ 填充:0~46字节，当帧长太