第1章 任务2 以太帧与交换机（教案）-《网络通信技术应用》（电子工业出版社）【上好课】

《通信网络技术应用》（电子工业出版社） 课题 以太帧和交换机 课 型 新授课 课 时 2 授课班级 授课时间 90mins 授课教师 教材分析 本节内容主要包括三大部分：①以太网标准（IEEE 802.3与DIX Ethernet V2）及其区别。②以太帧的格式结构及两种以太帧的区分方法（类型/长度字段）。③以太网交换机的功能（交换表与自动MAC地址学习、数据帧转发）。 本课是学生从“了解网络概念”向“理解数据链路层工作原理”过渡的关键环节，教材图文并茂，配有Wireshark抓包示例和交换机仿真符号图，专业性强，为后续学习交换机组网打下基础。 学情分析 学生对网络通信原理的兴趣存在差异，部分学生对抓包分析有一定好奇心，但在两种以太帧类型的区分（DIX与IEEE 802.3）、类型字段与长度字段的数值判断（≥0x0800与<0x0600）以及交换机MAC地址学习逻辑方面存在明显不足，且教材图示与Wireshark实际抓包数据存在差异，容易导致理论与实际脱节，教学中需通过抓包演示、数值对比和小组讨论等方式帮助学生突破难点。 教学目标 知识目标：（1）说出两种以太网标准的名称。（2）画出以太帧的格式结构图，标出各字段长度。（3）说出交换机的基本概念及MAC地址学习过程。 技能目标：（1）能够通过类型/长度字段的数值区分两种以太帧。（2）能够描述交换机MAC地址自学习的过程。 素养目标：培养协议分析的思维方式。 教学重难点 教学重点：（1）以太帧的格式结构。（2）两种以太帧的区分方法。（3）交换机MAC地址学习过程。 教学难点：（1）类型字段与长度字段的数值判断（≥0x0800为类型，<0x0600为长度）。（2）MAC地址自学习的逻辑过程。 教学方法 讲授法、对比分析法、演示法、小组讨论法 课前准备 教学媒体 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 一、组织教学（1分钟） 教师面带微笑走进教室，提醒学生整理桌面学习用品，坐姿端正，集中注意力，快速进入课堂学习状态。 采用简短互动方式开启课堂，随机提问回顾旧识，播放简短课堂导入图片，消除学生课间浮躁情绪，引导学生快速进入学习状态，做好听课准备。 通过规范课堂常规、调动学习氛围、明确学习目标，快读稳定课堂秩序，帮助学生快读进入课堂学习状态，保障教学流程有序开展。 导入 1.展示教材图1-2-3 Wireshark抓包截图，提问：“这些十六进制数据是什么？” 2. 引出本课内容：学习以太帧的结构和交换机的工作原理。 观察图片，尝试回答。明确学习目标。 通过展示真实的抓包截图，激发学生好奇心，自然过渡到本课内容 新课讲授 板块一：以太网标准与以太帧 板块二：以太网交换机 讲解1：以太网标准。 讲解点对点式链路（PPP/HDLC）和广播式链路（CSMA/CD）的区别。介绍IEEE 802.3标准和DIX Ethernet V2标准，后者由DEC、Intel、Xerox联合开发，应用更广泛。 讲解2：以太帧格式。 讲解以太帧由帧首部（14B，含目的MAC6B、源MAC6B、类型/长度2B）、数据（46-1500B）、帧校验（4B）三部分组成。 讲解3：两种以太帧的区分。 讲解DIX Ethernet V2类型字段≥0x0800（0x0800=IPv4、0x0806=ARP、0x86dd=IPv6），IEEE 802.3长度字段<0x0600。 展示抓包示例：0x0800为DIX IPv4报文，0x0609为802.3数据帧。 ★ 背诵总结 带领学生朗读：“以太帧由帧首部、数据和帧校验三部分组成。DIX类型≥0x0800，802.3长度<0x0600。” ★ 例题讲解（含小组讨论） 展示题目“观察教材图1-2-3(a)抓包结果，以太帧首部第13、14字节值为0x0800，判断帧类型，并说明该字段数值对应的上层协议含义。”组织小组讨论（3分钟），请代表回答。 教师总结：①该抓包数据属于DIX Ethernet V2标准以太帧，判断依据是0x0800≥0x0600。②字段0x0800为协议类型标识，代表此以太帧的数据载荷部分封装的是IPv4网络层报文。 ★ 即时互动 教师展示十六进制数值（0x0800、0x0806、0x05dc），学生抢答判断类型并说明含义。 讲解1：交换机的基本概念。 讲解交换机是多接口网桥，数据链路层设备，每个接口独立冲突域。集线器是物理层设备，所有接口共享冲突域。手绘交换机符号用内含“×”的小矩形框表示。 讲解2：交换表与MAC地址学习。 讲解交换机动态维护MAC地址表，记录端口号、MAC地址、VLAN等信息。学习过程：读取帧源MAC地址，与接收端口比较，相同则转发，不同则丢弃。表项大约一分钟过期。 讲解3：数据帧转发。 讲解交换机根据目的MAC地址查交换表，找到则从对应端口转发。 ★ 背诵总结 带领学生朗读 “交换机数据链路层，每个接口独立冲突域。MAC地址自学习，表项大约一分钟过期。” ★ 例题讲解（含小组讨论） 展示情景“交换机刚完成上电启动，此时MAC地址表为空。网络中第一个接入终端向交换机端口发送了一个数据帧。”组织小组讨论（2分钟），请代表回答。交换机的第一步操作和完整学习流程。 教师总结：①读取接收到的数据帧中的源MAC地址；②将该地址与数据帧进入的物理端口进行绑定；③将绑定关系写入MAC地址表，完成初次学习。 ★ 即时互动 教师描述场景：“交换机端口1收到一个帧，源MAC是AA，目的MAC是BB。交换表中已有记录：BB在端口3。请问交换机会怎么做？”学生抢答。 1.听讲并记录两种标准名称。 2.跟随教材图1-2-1记忆以太帧格式。 3. 在教材图1-2-3抓包截图中找出类型/长度字段的位置。 4.跟读口诀，同桌互相背诵。 5.小组讨论，派代表分享结论。 6.参与抢答。 7.在教材上划出交换机与集线器的关键区别，记录在手绘交换机符号中“×”的含义。 8.在笔记本上模拟MAC地址学习过程。 9.完成工作原理的完整闭环。 10.跟读口诀，同桌互背。 11.小组讨论，派代表分享结论。 12.参与抢答。 1.帮助学生理解以太网标准的由来，明确两种标准的名称和开发者。 2.建立以太帧结构的直观印象。 3.让学生掌握通过数值判断帧类型的实际方法。 4.强化两种以太帧的核心区分标准。 5.检验学生掌握情况。 6.发现并纠正理解偏差。 7.帮助学生明确交换机与集线器的区别。 8.讲解MAC地址学习过程。 9.检验学生的理解。 10.通过快速抢答检验掌握情况。 11.检验学生对MAC地址学习过程第一步的理解。 12.检验学生对交换机转发逻辑的掌握情况。 课堂练习 1、发放填空题和选择题，学生独立完成，公布答案，对组互批，举手统计错题。 2、出示填空题和选择题，公布答案，对组互批，举手统计错题。 3、题目要求写出完整启动顺序设置步骤，或诊断一段错误操作。请2名学生上台板演，教师对照PPT答案要点进行拓展点评。 课堂小结 知识回顾：一、两种以太网标准：IEEE 802.3与DIX Ethernet V2。二、以太帧格式：帧首部14B、数据46-1500B、校验4B。三、区分方法：DIX类型≥0x0800，IEEE 802.3长度<0x0600。四、交换机：数据链路层设备，MAC地址自学习，表项大约一分钟过期。 课后作业 1.背诵本课核心要点，加深记忆，做到脱口而出。 2.完成课堂上未做完的练习题，认真核对答案，查漏补缺。 3.阅读并预习教材下节内容。 板书设计 教学评价 教学反思 精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $