2024年4月28日发(作者：)
教案（分页）
第 13 周第 1 次课 总第 21次课
授课
章节
教学
目的
要求
教学
重点
教学
难点
教具
学具
准备
教学
方法
第5章第3节
交换机的功能、类型和选择，三层交换机
课时安排 2
交换机的功能、类型和选择，三层交换机
交换机的功能、类型和选择，三层交换机
多媒体教室、学习指导
讲述法、演示法
时间安排
教学过程
提问学生家中有无计算机、有无基本的网络设备。
引导学生思考、回答并相互补充。
教师总结归纳计算机网络设备的基本类型，基本原理，基本用途。
讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书）
5．3交换机
5．3．1. 网桥的作用与交换机的出现
网桥（Bridge）也称桥接器，是连接两个局域网的存储转发设备，用它可以完
成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。网桥是数据链路层的连接设备，
是为各种局域网存储转发数据而设计的，它对节点用户是透明的，节点在其报
文通过网桥时，并不知道网桥的存在。相对于集线器而言，网桥是比较复杂的
网络设备，两个网段分别连接到网桥的两个端口时，各网段中的广播信号并不
会越过网桥，只有标明了发送给另一个网段的信号，才会通过网桥。后来，出
现了多口网桥（如90年代初采用较多的美国Starbridge 8口智能网桥产品），
每一个端口可以连接一个网段。
多口网桥虽然很好，但由于网桥技术比较复杂，多口网桥造价很高。1993
年，局域网交换设备出现, 交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策
信息转发，而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与多口网
桥不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通
桥接互联网络之间的转发性能。
5．3．2. 三种交换技术
（1）端口交换
（2）帧交换：有直通交换和存储转发两种处理方式。
（3）信元交换
5．3．3. 局域网交换机的种类
（1）按传输介质和传输速率划分
按照传输介质和传输速率，交换机可分为以太网交换机、千兆以太网交换机、
FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等多种。
（2）按应用领域划分
按照应用领域，交换机可分为工作组交换机、部门级交换机和企业级交
换机。
5．3．4．局域网交换机的选择
局域网交换机最主要的指标是端口的配置、数据交换能力、包交换速度等
因素。
在选择交换机时要注意：
外形尺寸、可管理性、端口带宽及类型以及系统的扩展能力、主干线连接
手段、 交换机总交换能力、是否需要路由选择能力、是否需要热切换能力、
是否需要容错能力、能否与现有设备兼容等因素。
5．3．5．交换机应用中几个值得注意的问题
（1）交换机网络中的瓶颈问题
（2）网络中的广播帧
（3）虚拟网的划分
5．3．6．三层交换机
（1）.三层交换机的工作原理
三层交换是相对于传统的交换概念而提出的。传统的交换技术是在OSI
网络参考模型中的第二层（即数据链路层）进行操作的，而三层交换技术是在
网络模型中的第三层(网络层)实现了数据包的高速转发，可以简单地将三层交
换机理解为由一台路由器和一台二层交换机构成。
（2）.三层交换机的用途
1）．用于网络骨干
2）．用于连接子网
课堂小结：
交换机的功能、类型、选择
作业布置：
1. 简述交换机具有哪些功能。
课后反思：
教案（分页）
第 12 周第 2 次课 总第 22次课
授课
章节
教学
目的
要求
教学
重点
教学
难点
教具
学具
准备
教学
方法
第5章第4节
路由器的功能、类型和选择
课时安排
2
路由器的功能、类型和选择
路由器的功能、类型和选择
多媒体教室、学习指导
讲述法、演示法
时间安排
教学过程
提问学生学习过程中有没有用到网络连接设备。
引导学生思考、回答并相互补充。
教师总结归纳计算机网络设备的基本类型，基本原理，基本用途。
讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书）
5．4．路由器
路由器工作在OSI开放式互连模式的第三层网络层，路由器在网络互连中
起着至关重要的作用，主要用于局域网和广域网的互连。
5．4．1．路由器的功能
路由器是一种用于路由选择的专用设备，它的工作是记住和跟踪其它网络
的情况，通 过一个接口接收一个包并将它从另一个（或同一个）接口发向正
确的目的地，即路由器就是为信息寻找到达目标节点的工具。
路由器的主要功能为：路径选择、数据转发（又称为交换）和数据过滤。
路由器的功能可以由硬件来实现，也可以由软件来实现，或者是两者结合来实
现。
5．4．2．路由选择
路径选择：路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最
佳传输路径，并将数据有效地传送到目的站点。为了完成这项工作，在路由器
中保存着各种传输路径的相关数据——路由表，供路由选择时使用。路由表中
保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路
由选择就是从路由表中寻找一条将数据包从源主机发送到目的主机的传输路
径的过程。
路由表分为静态路径表和动态路径表。
5．4．3．路由协议
路由协议是指路由选择协议，是实现路由选择算法的协议。
网络互连中常用的路由协议有：RIP（路由信息协议）、OSPF（开放式最短
路径优先协议）、IGRP（内部网关路由协议）等。其中，RIP是基于距离向量的
路由协议，在RIP中，路由器检查从源路由器到目的路由器的每条路径，并选
择站 点数最少的路径到达目的地。
5．4．4．路由器的数据转发
当一个路由器收到一个IP数据包时，它将根据数据包中的目的IP地址查
找路由表，根据查找的结果将此IP数据包送往对应端口。下一台IP路由器收
到数据包后继续转发，直至发到目的地。
路由器的另外一个重要作用就是充当过滤器，将来自对方网络的不需要的
数据阻止在网络之外，进而减少网络之间的通信量。
5．5．5．路由器的种类
（1）按支持网络协议的能力分类
按支持网络协议的能力可把路由器分为单协议路由器、多协议路由器。
（2）按工作位置分类
按工作位置路由器可分为访问(Access)路由器和边界(Boundary)路由器。
（3）按连接规模和能力分类
按连接规模和能力路由器可分为区域路由器、企业路由器和园区路由器
等。
5．5．6．路由器的选择
在选择路由器时，需要考虑管理方式、多协议支持、安全性、地址转换功
能等因素。
学生练习
路由器主要用于 和 的互联，Internet就是由众多的路由器连
接起来的计算机网络组成的。
课堂小结：
路由器的功能、类型和选择
作业布置：
路由器是从哪个层次上实现了不同网络的互连？路由器主要有哪些功能？
课后小结：
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