《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（微課版）》-教案 第6次 4.1 STP生成樹與RSTP快速生成樹

PAGEPAGE2第6次課程教學(xué)方案備課時間備課教師教學(xué)時間教學(xué)地點(diǎn)周次課時數(shù)4教學(xué)內(nèi)容（章、節(jié)）模塊/單元第4章網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù) 24.1STP生成樹與RSTP快速生成樹4.1.1生成樹協(xié)議中的基本概念4.1.2生成樹協(xié)議的工作過程4.1.3生成樹協(xié)議的端口狀態(tài)4.1.4快速生成樹協(xié)議教學(xué)目標(biāo)和要求理解STP生成樹與RSTP快速生成樹基本原理掌握生成樹協(xié)議的工作過程了解生成樹協(xié)議的端口狀態(tài)了解快速生成樹協(xié)議熟練掌握生成樹配置方法培養(yǎng)學(xué)生具備需求分析的能力培養(yǎng)學(xué)生耐心、細(xì)致和認(rèn)真的工作精神教學(xué)重點(diǎn)生成樹協(xié)議的工作過程掌握生成樹配置方法教學(xué)難點(diǎn)生成樹協(xié)議的工作過程教學(xué)方法教學(xué)方法：1.啟發(fā)式教學(xué)2.情境教學(xué)法教學(xué)手段：1.講解2.教師演示3.學(xué)生實(shí)踐使用媒體資源eq\o\ac(□,√)紙質(zhì)材料eq\o\ac(□,√)多媒體課件□網(wǎng)絡(luò)資源□其他資源：使用教具、設(shè)備、設(shè)施等多媒體計(jì)算機(jī)、投影機(jī)兩臺安裝有博途軟件的電腦、兩臺S7-1200PLC、四臺SCALANCE-XB-208工業(yè)交換機(jī)、兩臺SCALANCE-XM-408工業(yè)交換機(jī)，兩臺SCALANCEX204RNA交換機(jī)及網(wǎng)線若干。。作業(yè)練習(xí)課后記（空白不夠可添加附頁）教學(xué)內(nèi)容（板書）教學(xué)步驟、方法及學(xué)生活動教學(xué)管理：點(diǎn)名記錄考勤，上交手機(jī)一、實(shí)驗(yàn)室安全〖實(shí)訓(xùn)室日常安全措施〗1、不要隨意更換鼠標(biāo)和鍵盤，機(jī)器使用有問題請及時向老師反映。2、嚴(yán)禁在實(shí)訓(xùn)室吃各種食物，請將水杯擰緊放好，注意不要將水潑灑在鍵盤上。3、未經(jīng)允許不得隨意使用實(shí)訓(xùn)室電源給手機(jī)充電或使用其他電子設(shè)備。4、發(fā)現(xiàn)有安全隱患的電子設(shè)備應(yīng)及時報(bào)告老師，不要擅自動手。5、下課后請整理好桌面雜物、將機(jī)器正常關(guān)閉后再離開。6、每天課后安排2名學(xué)生整理實(shí)訓(xùn)室，打掃衛(wèi)生、關(guān)閉電源、關(guān)好門窗。引導(dǎo)學(xué)生了解整個課程的教學(xué)設(shè)計(jì)；了解這個課程的組成要素和實(shí)施要求二、理論講解第4章網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)4.1STP生成樹與RSTP快速生成樹4.1.1生成樹協(xié)議中的基本概念1.橋接協(xié)議數(shù)據(jù)單元2.路徑成本3.網(wǎng)橋ID4.端口ID4.1.2生成樹協(xié)議的工作過程1.選舉一個根網(wǎng)橋2.選舉根端口3.選舉指定端口4.阻塞非根、非指定端口4.1.3生成樹協(xié)議的端口狀態(tài)在STP中,正常的端口具有四種狀態(tài):阻塞（Blocking）、監(jiān)聽（Listening）、學(xué)習(xí)（Learning）和轉(zhuǎn)發(fā)（Forwarding），端口的狀態(tài)就在這四種狀態(tài)里面變化。4.1.4快速生成樹協(xié)議在理想條件下，RSTP應(yīng)當(dāng)是網(wǎng)絡(luò)中使用的默認(rèn)生成樹協(xié)議。由于STP與RSTP之間的兼容性,由STP到RSTP轉(zhuǎn)換是無縫的。理論部分以教師講授為主要形式學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明三、實(shí)驗(yàn)講解快速生成樹配置配置3臺交換機(jī)RSTP快速生成樹協(xié)議，將3臺交換機(jī)連接成圖4-15拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中SCALANCE-XM-408交換機(jī)為根交換機(jī)，優(yōu)先級為4096；兩臺SCALANCE-XM-208交換機(jī)優(yōu)先級均為32768，觀察哪個端口被阻塞。拔掉根交換機(jī)1和交換機(jī)2之間的網(wǎng)線，觀察網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)情況。具體實(shí)訓(xùn)步步驟1將3臺交換機(jī)和PLC恢復(fù)出廠設(shè)置。步驟2將上位機(jī)的IP地址設(shè)為192.168.1.100，使用博途軟件將PLC的IP地址配置為192.168.1.200，根交換機(jī)的IP地址設(shè)為192.168.1.10，交換機(jī)1的地址為192.168.1.1，交換機(jī)2的地址為192.168.1.2。步驟3按照圖4-16進(jìn)行設(shè)備連接步驟5檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)配置是否正確。在上位機(jī)上用PNI軟件進(jìn)行掃描，查看是否可以掃描到全部設(shè)備，如圖4-17所示核對設(shè)備配置是否正確。步驟6配置408根交換機(jī)，在上位機(jī)中打開瀏覽器輸入192.168.1.10，進(jìn)入管理界面，輸入用戶名admin和初始密碼admin，進(jìn)入賬戶密碼界面，將密碼修改為TJzd@123。步驟7進(jìn)入408交換機(jī)管理界面選擇Layer2->SpanningTree->General，如圖4-18，在SpanningTree前面打勾，ProtocolCompatibility下拉列表中選擇RSTP，單擊SetValues按鈕。步驟8選擇CISTGeneral標(biāo)簽，在BridgePriority中填寫優(yōu)先級為4096，單擊SetValues按鈕，如圖4-19。步驟9配置208交換機(jī)1和208交換機(jī)2，參考步驟6重新設(shè)置交換機(jī)密碼，如果啟用RSTP，應(yīng)該先取消環(huán)狀冗余，在Layer2->RingRedundancy中選擇Ring標(biāo)簽，取消RingRedundancy前面的對勾，如圖4-19所示，單擊SetValues按鈕。步驟10參考步驟7-8用同樣的方法配置交換機(jī)1和交換機(jī)2的生成樹協(xié)議，不同的是在BridgePriority中填寫優(yōu)先級為32768，如圖4-20所示。步驟11用網(wǎng)線連接交換機(jī)1和交換機(jī)2，在拓?fù)鋱D上記錄連接端口，如圖4-21所示步驟12打開交換機(jī)1的STPort標(biāo)簽，觀察P0.1和P0.4處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，P0.7處于丟棄狀態(tài)如圖4-22。這是因?yàn)樯蓸鋮f(xié)議下，交換機(jī)1的P0.7的端口被阻塞，防止廣播風(fēng)暴產(chǎn)生。上位機(jī)訪問PLC的數(shù)據(jù)流如圖所示。步驟13將交換機(jī)1上的P1端口網(wǎng)線拔掉，模擬根交換機(jī)和交換機(jī)1之間線路損壞的情況，觀察到交換機(jī)1的STPort標(biāo)簽中，觀察P0.4和P0.7處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，P0.1處于丟棄狀態(tài)如圖4-24