任务二 考察网络设备(1.网卡与交换设备)（教案）《计算机网络基础与应用》（重庆大学出版社第5版）【上好课】

《计算机网络基础与应用》(重庆大学出版社第5版)教案 课 题 任务二 考察网络设备(1.网卡与交换设备) 课 型 理论 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本课选自《计算机网络基础与应用》（重庆大学出版社第5版）模块二“组建与管理局域网”任务二的考察网络设备的第1部分。上一节学生认识了网线、光纤等传输介质，这一节顺着网线两头往里看：一头是计算机里的网卡，另一头是机房机柜里的交换机。网卡负责把计算机接入网络，交换机负责在局域网内部转发数据，二者是组建局域网最基本的硬件。教材先讲网卡的功能、分类和MAC地址，再讲交换机的工作原理和主要指标，最后通过与集线器对比，让学生明白机房为什么用交换机。内容承上启下，为后面的交换机配置和组网实操打基础。 学情分析 学生天天在机房上网，对网线插在主机背面、机柜里一排交换机端口有直观印象，但多数人没注意过网卡长什么样，也不清楚MAC地址和交换机自学习是怎么回事。学生容易把MAC地址和IP地址混在一起，对交换机为什么比集线器快缺乏概念。学生喜欢拆看实物、愿意动手查本机信息，因此教学中要多展示网卡和交换机实物，让学生现场查MAC地址、看端口指示灯，把抽象原理落到实物上。 学习目标 知识目标： 1. 掌握网卡的功能、分类与性能参数。 2. 掌握交换机的工作原理、分类与主要技术。 3. 理解MAC地址表、VLAN、生成树等交换机核心概念。 技能目标： 1. 能识别网卡与交换机的类型和接口。 2. 能理解交换机转发数据的工作过程。 3. 能根据网络需求选择合适的网卡和交换机。 情感目标： 1. 培养标准化设备选型意识。 2. 提升网络设备原理理解能力。 学习重难点 重点： 1. 网卡的功能与MAC地址； 2. 交换机的作用和工作原理； 3. 交换机与集线器的区别。 难点： 1. 交换机MAC地址表的自学习过程； 2. 交换机如何根据MAC地址表转发数据，而不是像集线器那样全部广播。 教学方法 案例分析、讲授法、小组讨论法 课前准备 1.查找相应网站资料，课堂演示使用。 2.学生课前预习。 教学媒体 电子课件、多媒体视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 【课程导入】 指着机房提问：一根网线一头插在电脑上，另一头插在哪？为什么插好网线、装好驱动就能上网？网线两头连接的就是今天要认识的两类设备——网卡和交换机。展示网卡、交换机实物或图片，引出课题。 下发课堂任务单，说明本节课要认识网卡、理解交换机是怎么工作的。 【新知识传授】 播放配套短片：网卡实物与内部结构、交换机内部拆解、机房组网全景。 看片时提示学生留意网卡在主机里的位置、交换机端口排列和指示灯。 【练一练】 1．网卡的英文缩写是什么？2．MAC地址通常有多少位？3．一根网线两头分别接在哪两个设备上？ 看实物，结合自己在机房插网线的经历说说网线两头接在哪。 领取任务单，明确本节课学习目标。 认真看短片，观察网卡和交换机的外形、接口、指示灯。 举手回答提问，用自己的话说说网卡和交换机各起什么作用。 从学生每天接触的机房上网切入，先建立"网卡—网线—交换机"的整体连接印象，再进入细节。 任务单明确目标，短片把设备内部和机房全景直观展示出来，降低原理学习的难度。 活动二： 调动思维 探究新知 【新知识传授】 一、认识网卡 网卡又叫网络适配器（NIC），是计算机接入网络的接口。它的主要作用：计算机里的数据是并行的，网线里一位一位地传，网卡负责串并转换；还要把数据按帧封装好发出去，把收到的帧拆开。 每块网卡出厂时都有一个全球唯一的物理地址，叫MAC地址，通常48位，表示成12个十六进制数，例如00-1A-2B-3C-4D-5E。网卡按总线分为独立网卡和集成网卡，按传输介质分为有线网卡和无线网卡。 现场演示：在学生机上用ipconfig /all查看本机MAC地址，观察RJ45接口和指示灯。 【练一练】 1．单选：MAC地址通常表示为（ ）位十六进制数。A．12　B．6　C．48　D．32 2．上机：查看本机网卡的MAC地址和连接速率，记下来。 边听边记网卡功能和MAC地址要点。 跟着老师在自己电脑上打开命令窗口，用ipconfig /all找到本机物理地址并记录。 同桌互相看看对方查到的MAC地址是不是不一样，体会"全球唯一"。 概念不清楚的地方及时提问。 网卡功能比较抽象，用"并行走线变串行"这个说法讲，学生更容易理解。 现场查MAC地址，把"物理地址"从名词变成学生自己机器上的一串真实地址，印象更深。 活动三： 调动思维 探究新知 【新知识传授】 二、认识交换机 交换机工作在数据链路层，是局域网的核心连接设备。它内部有一张MAC地址表，记录哪个端口连着哪个MAC地址。 工作过程：交换机刚启动时表里是空的，收到数据帧就查看源MAC，把"源MAC在哪个端口"记进表里，这叫自学习；再查看目的MAC，表里有就只从对应端口转发，表里没有就向除入口外的所有端口广播，这叫泛洪。 对比集线器：集线器把收到的信号从所有端口原样广播出去，所有设备共享带宽，同一时间只能一对通信；交换机按MAC地址表点对点转发，每个端口独享带宽，多对设备可以同时通信。所以机房组网用交换机而不用集线器。 简单介绍交换机主要指标：端口数量、端口速率、背板带宽、MAC地址表容量。 布置小组任务： 1．各组画一张"多台计算机通过交换机连网"的拓扑草图，标出网卡、网线、交换机和端口。 2．讨论：如果机房用集线器而不是交换机，几十台电脑同时上网会怎样？ 【练一练】 1．交换机根据什么把数据发到指定端口？2．数据帧的目的MAC不在地址表里时，交换机会怎么办？ 巡视各组，看拓扑图画得对不对，引导学生把"自学习—查表—转发"的过程说清楚。 4人一组，分工画拓扑草图、整理讨论意见。 组内讨论两道练习题，统一说法后准备发言。 对照课件列表比较集线器和交换机在工作方式、带宽、适用场景上的区别。 各组派代表上台展示拓扑草图，讲讲本组对"机房为什么用交换机"的结论，听取别组意见后修正。 自学习过程说不清楚时主动问老师。 交换机自学习是本节难点，用"先记住谁在哪个口、再按口转发"的过程讲，比直接讲协议更直观。 拓扑图帮学生建立整机连接概念；和集线器对比，让学生自己得出机房用交换机的理由，而不是老师直接给结论。 上台展示和组间互评，把讨论结果沉淀成小组结论。 活动四： 巩固练习 素质提升 【知识点总结】 带着学生串一遍：网卡的功能和MAC地址；交换机的自学习和按表转发；交换机与集线器的区别；端口数量、背板带宽等指标。 点评各组的拓扑图和讨论结果，提醒几个容易混的点：MAC地址是固化在网卡上的物理地址，和IP地址不是一回事；交换机不是"放大信号"，而是按MAC地址转发；集线器的共享带宽和交换机的独享带宽不要记反。 布置作业：1．画一张本节课思维导图，完成课件配套练习；2．观察家里路由器或交换机的端口和指示灯，记下端口数量和连接的设备。 【分组讨论】 讨论：一个有60台学生机的机房，为什么要用交换机而不用集线器？从带宽和通信效率两方面说明。 跟着总结补全笔记和拓扑草图，用红笔标出自己容易错的点。 听老师点评，把拓扑图和理解上的错误改过来。 围绕讨论题分组发言，算一算集线器共享带宽和交换机独享带宽的差别。 记下作业，课后完成思维导图、配套练习和家里设备小观察。 课堂收尾把网卡、交换机、集线器串成一条线，针对高频错误点一下，避免学生带着误区下课。 用60台学生机这个真实机房规模讨论，让学生把"独享带宽"和"共享带宽"的差别算出来，把选型思维落到实处。 思维导图和家庭设备观察把课堂知识延伸到生活。 课堂小结 作业布置 课堂小结： 作业布置： 1． 绘制本节课思维导图，完成课件配套练习题； 2．观察家里路由器或交换机的端口与指示灯，记录端口数量和连接的设备，下节课交流。 板书设计 板书设计：考察网络设备（一）——网卡与交换设备 一、网卡（网络适配器 NIC） 　功能：串并转换、帧封装与解封装 　MAC地址：48位，全球唯一，如00-1A-2B-3C-4D-5E 　分类：独立/集成、有线/无线 二、交换机 　MAC地址表自学习：记录"MAC—端口" 　转发：查表点对点转发；查不到则泛洪广播 　对比集线器：共享带宽、广播 → 独享带宽、点对点 　主要指标：端口数、端口速率、背板带宽、MAC地址表容量 教学反思 原创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 $