《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（微課版）》-教案 第8次 4.3 RSTP+協(xié)議

PAGEPAGE2第8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) 2備用環(huán)網(wǎng)間冗余協(xié)議4.3RSTP+協(xié)議教學(xué)目標(biāo)和要求理解備用環(huán)網(wǎng)間冗余協(xié)議基本原理；理解RSTP+協(xié)議基本原理培養(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)備用環(huán)網(wǎng)間冗余協(xié)議基本原理熟練掌握雙環(huán)網(wǎng)間備用配置教學(xué)難點(diǎn)熟練掌握雙環(huán)網(wǎng)間備用配置教學(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)完成實(shí)驗(yàn)報告3-4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2.Standby備用冗余協(xié)議Standby協(xié)議是HRP的擴(kuò)展，支持在環(huán)網(wǎng)之間或開放網(wǎng)段（線性總線）之間采用冗余連接。在冗余鏈路中，環(huán)網(wǎng)通過以太網(wǎng)連接相連在一起。實(shí)現(xiàn)的方法是在一個環(huán)網(wǎng)中配置一個主、從設(shè)備對，主、從設(shè)備能彼此監(jiān)視對方，并且能在發(fā)生故障時將數(shù)據(jù)通信從常用的主以太網(wǎng)連接重定向到替代（從）以太網(wǎng)連接，圖4-10中展示了兩個環(huán)網(wǎng)之間的備用冗余。圖4-10兩個HSP環(huán)網(wǎng)之間的備用冗余正常狀態(tài)下，環(huán)網(wǎng)中交換機(jī)第一次啟動時，當(dāng)備用主交換機(jī)發(fā)送一個信號到環(huán)網(wǎng)中，并且該信號被備用從交換機(jī)接收到時，說明備用主交換機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。當(dāng)備用從交換機(jī)發(fā)送一個信號到環(huán)網(wǎng)中，該信號被備用主交換機(jī)接收到時，說明備用從交換機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。這樣備用主交換機(jī)和備用從交換機(jī)都成功完成了啟動，環(huán)網(wǎng)便可以開始采用備用冗余協(xié)議（standby）進(jìn)行通訊，也就是說在環(huán)網(wǎng)開始通訊之前會進(jìn)行一個關(guān)鍵幀的檢測，檢測備用主交換機(jī)和備用從交換機(jī)是不是已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，是否可以開始進(jìn)行通訊了。備用協(xié)議工作時，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，備用主交換機(jī)會不斷的向備用從交換機(jī)發(fā)送一個被動“狀態(tài)”的信號，如果備用從交換能夠接收到這個信號，說明此時的環(huán)是正常的，那么此時的路徑是由備用主交換機(jī)的主端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)主鏈路出現(xiàn)故障時，備用主交換機(jī)發(fā)送的被動狀態(tài)信號，無法被備用從交換機(jī)收到，備用從交換機(jī)長時間未收到主交換機(jī)發(fā)送的被動信號，那么此時從交換機(jī)備用端口變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，進(jìn)行鏈路的切換。4.3RSTP+協(xié)議RSTP+主要用于將MRP環(huán)網(wǎng)冗余與RSTP網(wǎng)絡(luò)的集成。對于只使用RSTP的網(wǎng)絡(luò)，如果想和更高效且更快速的MRP環(huán)網(wǎng)集成，就要使用RSTP+協(xié)議。MRP環(huán)網(wǎng)冗余模式不受RSTP+的影響，因?yàn)檫@兩種模式相互獨(dú)立地工作。除外，還可以使用RSTP+基于一個MRP環(huán)網(wǎng)連接兩個RSTP網(wǎng)絡(luò)。如果不使用RSTP+，則無法實(shí)現(xiàn)該連接，因?yàn)樯蓸湓诃h(huán)網(wǎng)端口上已禁用。原則上，RSTP網(wǎng)絡(luò)與MRP環(huán)網(wǎng)之間連接點(diǎn)處的所有設(shè)備都必須支持RSTP+方法。MRP環(huán)網(wǎng)中的所有其它設(shè)備都必須轉(zhuǎn)發(fā)BPDU（橋接協(xié)議數(shù)據(jù)單元）。RSTP網(wǎng)絡(luò)和MRP環(huán)網(wǎng)集成2.多個MRP環(huán)網(wǎng)集成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)踐講解雙環(huán)網(wǎng)間備用冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖4-45所示。分別配置環(huán)網(wǎng)A和環(huán)網(wǎng)B的環(huán)形冗余；配置環(huán)間冗余，將環(huán)網(wǎng)A中的一臺SCALANCEXM408配置為StandbyMaster，另一臺XM408配置為StandbySlave；通過博途軟件配置S7-1200，包括需要監(jiān)控的變量；依據(jù)如圖所示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖連接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；完成通訊測試：將StandbyMaster對應(yīng)端口斷開，檢查StandbySlave冗余通信線路是否自動激活，并將S7-1200中的數(shù)據(jù)通過第一個環(huán)網(wǎng)