《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（微課版）》-教案 第11次 5.3 動(dòng)態(tài)路由5.4 VRRP虛擬路由冗余

PAGE2PAGE第11次課程教學(xué)方案備課時(shí)間備課教師教學(xué)時(shí)間教學(xué)地點(diǎn)周次課時(shí)數(shù)4教學(xué)內(nèi)容（章、節(jié)）模塊/單元第5章路由技術(shù) 5.3動(dòng)態(tài)路由 5.4VRRP虛擬路由冗余教學(xué)目標(biāo)和要求1、掌握動(dòng)態(tài)路由原理；2、理解OSPF路由協(xié)議的工作過程；3、理解VRRP協(xié)議的工作過程；教學(xué)重點(diǎn)1、掌握路由、網(wǎng)關(guān)、路由表等基本概念；2、掌握動(dòng)態(tài)路由基本概念3、理解VRRP協(xié)議基本概念教學(xué)難點(diǎn)1、掌握在SCALANCEXM-408上實(shí)施OSPF協(xié)議的配置方法2、掌握在SCALANCEXM-408上實(shí)施VRRP協(xié)議的配置方法。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（1）1臺電腦：已安裝博途和PRONETA軟件（2）1臺SIMATICS7-1200PLC（3）1臺SIMATICKTP700HMI面板（4）2臺SCALANCEXB-208第2層工業(yè)交換機(jī)（5）2臺SCALANCEXM-408第3層工業(yè)交換機(jī)（6）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(dòng)教學(xué)管理：點(diǎn)名記錄考勤，上交手機(jī)點(diǎn)評上周作業(yè)情況詢問個(gè)別同學(xué)作業(yè)情況5.3動(dòng)態(tài)路由5.3.1動(dòng)態(tài)路由概述1.動(dòng)態(tài)路由的特點(diǎn)與靜態(tài)路由相比，動(dòng)態(tài)路由具有如下特點(diǎn)：（1）無需管理員手工維護(hù)，減輕了管理員的工作負(fù)擔(dān)；（2）會(huì)占用一定網(wǎng)絡(luò)帶寬、CPU及內(nèi)存資源；（3）在路由器上運(yùn)行路由協(xié)議，使路由器可以自動(dòng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的變化調(diào)整路由條目；（4）適合網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、拓?fù)鋸?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。2.動(dòng)態(tài)路由協(xié)議概述動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的用途包括：（1）發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，選擇通往目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑；（2）維護(hù)最新路由信息，當(dāng)前路徑無法使用時(shí)找出新的最佳路徑動(dòng)態(tài)路由協(xié)議按照其應(yīng)用范圍通常分為兩大類（1）內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（InteriorGatewayProtocol，IGP）（2）外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（ExternalGatewayProtocol，EGP）自治系統(tǒng)教師講解5.3.2RIP動(dòng)態(tài)路由協(xié)議1.RIP協(xié)議的度量2.RIP路由更新過程當(dāng)路由器在完成配置后的協(xié)議初始化階段，各自的路由表中只有直連鏈路的相關(guān)路由信息。經(jīng)過一段時(shí)間，到達(dá)路由更新周期后，三臺路由器之間開始執(zhí)行第一次完整的路由表更新再經(jīng)過一個(gè)路由更新周期，各路由器發(fā)起第二次路由更新，同樣的，將各自完整的路由表廣播發(fā)送給鄰居路由器利用圖分析協(xié)議的度量及RIP路由更新過程5.3.3OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議1.OSPF協(xié)議術(shù)語（1）路由器ID（RouterID）（2）鄰居表（3）鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫（LSDB）（4）LSA和LSU（5）DR和BDR（6）區(qū)域2.OSPF協(xié)議工作過程（1）建立鄰接關(guān)系（2）數(shù)據(jù)庫同步（3）路由選擇（4）路由維護(hù)3.多區(qū)域OSPF多區(qū)域OSPF的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）路由表減小。一個(gè)區(qū)域內(nèi)部的路由表?xiàng)l目減少，同時(shí)可以匯總區(qū)域之間的網(wǎng)絡(luò)地址。（2）鏈路狀態(tài)更新開銷減少。LSU更新信息只需在區(qū)域內(nèi)部傳遞。（3）SPF重計(jì)算次數(shù)減少。只有本區(qū)域內(nèi)發(fā)生拓?fù)渥兓瘯r(shí)才會(huì)啟動(dòng)SPF重計(jì)算最佳路由。教師講解概念，利用圖講解多區(qū)域OSPF5.4VRRP虛擬路由冗余5.4.1VRRP概述VRRP虛擬路由冗余協(xié)議（VirtualRouterRedundancyProtocol，簡稱VRRP）5.4.2VRRP中路由器的角色1.VRRP路由器和虛擬路由器2.主路由器和備份路由器5.4.3VRRP工作原理如果主路由器R1出現(xiàn)故障教師利用圖片講解工作原理5.5.3OSPF動(dòng)態(tài)路由配置本實(shí)驗(yàn)拓?fù)淙鐖D5-34所示，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮^(qū)域劃分為：Network1在Area1中；Network2在Area0中；Network3在Area2中。Network1中的上位機(jī)與交換機(jī)SCALANCEXM408（A）的P1端口連接；Network2分別與SCALANCEXM408(A)和SCALANCEXM408(B)的P8端口連接（此實(shí)驗(yàn)通過交換機(jī)SCALANCEXB208構(gòu)成Network2）；Network3中的S7-1200(B)與交換機(jī)SCALANCEXM408(B)的P1端口連接。在本實(shí)驗(yàn)中SCALANCEXB208第2層交換機(jī)只用于設(shè)備互連，不需要附加任何配置。通過在2臺SCALANCEXM-408上配置多區(qū)域OSPF動(dòng)態(tài)路由實(shí)現(xiàn)三個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的PLC和上位機(jī)之間的通信。教師講解實(shí)驗(yàn)原理，關(guān)鍵配置實(shí)驗(yàn)步驟，詳見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書學(xué)生動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)4-3教師記錄實(shí)驗(yàn)成績本實(shí)驗(yàn)拓?fù)淙鐖D5-51所示，使用兩臺SCALANCEXM408第3層交換機(jī)構(gòu)建冗余拓?fù)?，通過配置VRRP協(xié)議形成虛擬路由器，讓兩臺三層交換機(jī)分別承擔(dān)起主、備路由器的角色，保證兩端PC間的可靠數(shù)據(jù)通