План открытого урока. Тема: «Организация межсетевого взаимодействия, маршрутизация пакетов»


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Колледж электроники и бизнеса
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»

УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора
по учебной работе
___________Э.А. Хажумарова
« » 2014 г.
Н.Г.Костенко
План открытого урока
Специальность: Программирование в компьютерных системах
МДК02.01 «Инфокоммуникационные системы и сети»
Тема: «Организация межсетевого взаимодействия, маршрутизация пакетов»
Группа: 12ПКС-3
Дата проведения: 17/11/2014.
Рассмотрен на заседании предметно-цикловой комиссии информационных технологий
Протокол №___ от «__»__________2014 г.
Председатель ПЦК ИТ _______________________ М.Г.Таспаева
Оренбург 2014
Тип урока: комбинированный.
Методы обучения: учебная лекция, наглядно демонстрационный, частично-поисковый, репродуктивный.
Формы работы: фронтальная, индивидуальная, самостоятельная работа
Приемы работы: тест, фронтальный опрос, блиц-опрос, самоконтроль, элементы работы с интерактивной доской, отсроченный ответ, работа с конспектом.
Оборудование: мультимедийный комплекс, ноутбук, интерактивная доска, магнитная доска.
Дидактическое обеспечение: карточки с вопросами и заданием для магнитной доски, презентация на тему «Организация межсетевого взаимодействия, маршрутизация пакетов», видеоролик, программа для учета активности учащихся на уроке.
Предполагаемый результат:
Выработать устойчивые представления о методах маршрутизации в современных сетях, закрепить навыки определения типов записей в таблице маршрутизации. Закрепить умения определять классы сетей, разбивать сети на подсети.
Пробудить интерес учащихся к изучению проблем современных сетей.
Структурный план урока (в минутах)
Этапы урока Времямин Виды деятельности
Организационная часть 3 - приветствие
- контроль посещаемости
Этап актуализации знаний. Мотивация учебной проблемы 2 - объявление темы, целей урока
- знакомство с планом урока
Проверка домашнего задания 5 - тест, самоконтроль
Повторение видов сетевых устройств 20 - сообщения учащихся.
Изучение нового материала 30 - объяснение учителя
- просмотр видеоролика
- просмотр презентации
- конспектирование
Первичная проверка усвоения знаний. 15 - блиц-опрос
- работа с интерактивной доской
- работа с магнитной доской
Подведение итогов урока, выставление оценок 3 - подведение итогов урока
- выставление оценок
Выдача домашнего задания 2 - выдача домашнего задания
Ход урока
«Напичканный знаниями, но не умеющий их использовать ученик напоминает фаршированную рыбу, которая не может плавать»
Академик Александр Львович Минц
1. Организационная часть.
Слайд 1. Здравствуйте. Сегодня, ребята, мы проведем не совсем обычный урок. У нас на уроке присутствуют учителя нашего колледжа. Они будут внимательно следить за ходом урока, слушать, как вы отвечаете, работаете. Желаю всем хорошего настроя на активную работу. Итак, начнем.
Вопрос к старосте группы: «Кто сегодня отсутствует на уроке?», заполнение журнала. Назначение дежурного помощника.
Тема сегодняшнего урока: «Организация межсетевого взаимодействия, маршрутизация пакетов». Это очень важный и актуальный на сегодняшний день вопрос. Сегодня уже почти не осталось компьютера, который бы не был подключен к глобальной сети Интернет. Интернет – это мощнейший ресурс, не использовать который в практической деятельности в настоящее время просто нельзя (актуализация).
Слайд 2. Обозначим цели урока:
Образовательная:
Формирование новых понятий: способы маршрутизации, таблицы маршрутизации, типы записей в таблице маршрутизации, структура таблицы маршрутизации. Закрепление умения определять классы сетей, выделять подсети из сети.
Развивающая:
Развитие наглядно-образного мышления, внимательности, навыков индивидуальной и групповой работы.
Воспитательная:
Воспитание творческого подхода при выполнении заданий;
Воспитание дисциплины на рабочем месте, аккуратности и культуры труда.
Слайд 3. В течение урока любая ваша деятельность будет учитываться. Вы будете задавать вопросы и сами на них отвечать, выполнять различные задания. Вы можете сами определить, какой уровень оценки вас устраивает. На экране вы видите список нашей группы. И три уровня, необходимые для выставления оценки. Самый нижний уровень – это так называемая «Несгораемая сумма», достигнув которой можно получить удовлетворительную оценку. Следующий уровень – «Хороший выбор», название говорит само за себя. Вы получаете оценку и автоматический зачет по двум лабораторным работам. Если вы достигаете уровня «Лучший из лучших», то и оценку вы получаете максимальную и зачет по трем лабораторным работам. И, наконец, вы можете достичь уровня «Знаток инфокоммуникационных технологий», что позволит вам получить автоматический зачет по пяти лабораторным работам. Желаю всем успеха! (мотивация)
3. Проверка домашнего задания.
Слайд 4. Давайте проверим, как вы справились с домашним заданием. В прошлый раз вы получили листки с заданием тестового характера и должны были ответить на 10 вопросов. Для проверки поменяйтесь, пожалуйста, друг с другом листками и сверьте ответы с правильными, которые вы видите на доске. Ставьте знак «+», если ответ совпадает полностью, знак «±», если ответ верен частично, и знак «», если ответ неправильный. Передайте листки преподавателю. Оценки за домашнее задание будут приплюсованы к общему вашему итогу.
3. Виды сетевого оборудования (презентации учащихся). Оцениваются как «Несгораемая сумма»
Слайд 5. Прежде, чем мы перейдем к основной теме нашего урока – «Организация межсетевого взаимодействия, маршрутизация пакетов», нам необходимо вспомнить виды сетевых устройств, которые составляют основу современных локальных и глобальных сетей.
Просмотр презентаций, которые подготовили студенты Абдрашитов Р., Вдовенков В., Иванов А., Иконников В., Мазанов В. После каждого выступления предлагается задать репродуктивный, расширяющий или развивающий вопрос. Репродуктивный вопрос проще, ответ на него – повторение услышанного. Расширяющий вопрос позволяет уточнить или узнать что-то новое об изучаемом объекте. Развивающий вопрос содержит исследовательское начало, обобщает, вскрывает суть изучаемого. «Стоимость» вопроса соответствует его типу.
Слайд 6. В ходе подготовки к сегодняшнему уроку Самсонов Антон снял интервью с работниками отдела компьютерного обеспечения нашего колледжа об актуальности знаний работы современных инфокоммуникационных сетей. Просмотр видеоролика.
Слайд 7. Как вы поняли и из интервью со специалистами, и из докладов студентов, в процессе организации межсетевого взаимодействия важное место занимает маршрутизация сообщений между отдельными подсетями. При этом под маршрутизацией понимается процесс доставки сообщения из одной подсети в другую. Данная задача может решаться различными способами. Причём, чем сложнее рассматриваемая система, чем больше подсетей ее образуют, тем более нетривиальным является решение задачи доставки сообщений. Сетевой компонент, выполняющий маршрутизацию пакетов, называется маршрутизатором (router).
Просмотр презентации о маршрутизаторе, подготовленная студентом Тарасовым Сергеем.
Слайд 8. В межсетевой среде каждая подсеть может быть соединена с произвольным количеством других подсетей посредством маршрутизаторов. Суть процесса маршрутизации сводится к тому, что два хоста, разделенных друг с другом любым произвольным количеством маршрутизаторов (другими словами, находящиеся в разных подсетях), могут взаимодействовать друг с другом. Всю организацию процесса доставки пакета от одного хоста другому берут на себя маршрутизаторы. (Вопрос: что означает термин «хост»?)
Слайд 9. Рассмотрим основные принципы, лежащие в основе процесса маршрутизации сообщений. Сразу оговоримся, что разговор будет идти, прежде всего, о маршрутизации IP-трафика. (Вопрос: как расшифровывается аббревиатура IP?) Подавляющее большинство сетевых служб функционирует на базе стека протоколов TCP/IP, получившего широкое распространение именно благодаря простоте организации межсетевого взаимодействия (как известно, самое большое объединение сетей — Интернет, тоже основывается на этом стеке протоколов). (Вопрос: что мы называем стеком протоколов?) Отметим, что в своей основе принципы маршрутизации являются общими для большинства стеков протоколов. (Вопрос: а какие еще стеки протоколов вы знаете?)
Слайд 10. В зависимости от количества вовлеченных получателей стек протоколов TCP/IP поддерживает два способа маршрутизации: одноадресная и многоадресная маршрутизация. Рассмотрим принципы маршрутизации применительно к каждому из способов в отдельности.
Слайд 11. Под одноадресной маршрутизацией понимается процесс передачи сообщений между подсетями, в котором сообщение адресовано только одному заданному получателю. Вся задача маршрутизации в этом случае сводится к доставке пакета получателю и выбору оптимального маршрута из множества возможных.
Слайд 12. Отправителя и получателя может разделять произвольное количество маршрутизаторов. При этом процесс передачи сообщения от одного маршрутизатора другому называется «прыжком» (hop). Каждый маршрутизатор обладает информацией о структуре сети на расстоянии одного прыжка. Другими словами, маршрутизатор не обладает информацией о точном местоположении требуемого хоста. В большой сети, да еще и с интенсивно меняющейся структурой (как, например, Интернет), это было бы невозможно. Вместо этого маршрутизатор собирает информацию о соседних маршрутизаторах и о том, кому из них необходимо передать сообщение для последующей доставки в той или иной ситуации.
Слайд 13. Эта информация хранится в специальной таблице, которая носит название таблицы маршрутизации (routing table).
Слайд 14. Таблицы маршрутизации используются для принятия решения о том, как именно будет доставлено то или иное сообщение. Наличие этих таблиц не является исключительным свойством маршрутизатора. В сети TCP/IP любой хост (даже не являющийся маршрутизатором) может также располагать таблицей маршрутизации, которая используется с целью определения оптимального маршрута передачи сообщений. Так, скажем, если в подсети имеется три маршрутизатора, хост использует таблицу маршрутизации для того, чтобы выбрать из них наиболее оптимальный для доставки сообщения.
Слайд 15. Записи в таблице маршрутизации называются маршрутами. При этом существует три типа маршрутов.
Маршрут к хосту, или узловой маршрут (Host Route). Этот тип маршрута определяет путь доставки пакета, адресованного хосту с конкретным сетевым адресом. Маршруты к хостам обычно используются для создания настраиваемых маршрутов к определенным компьютерам, а также для управления или оптимизации сетевого трафика.
Слайд 16. Маршрут к сети, или сетевой маршрут (Network Route). Данный тип маршрута используется для определения способа доставки пакета в подсеть с определенным адресом. Большую часть содержимого таблицы маршрутизации представляют собой маршруты данного типа.
Слайд 17. Маршрут по умолчанию (Default Route). Маршрут по умолчанию используется, когда не найдены никакие другие маршруты в таблице маршрутизации. Маршрут по умолчанию используется в ситуации, когда в таблице маршрутизации отсутствует соответствующий маршрут по идентификатору сети или маршрут к хосту по адресу получателя. Маршрут по умолчанию упрощает конфигурацию компьютеров. Вместо конфигурирования компьютера и настройки маршрутов для всех идентификаторов сетей в межсетевой среде используется одиночный маршрут по умолчанию для пересылки всех пакетов в сеть получателя или по адресу в межсетевой среде, который не был найден в таблице маршрутизации.
Слайд 18. Рассмотрим структуру таблицы маршрутизации на следующем примере:
Сеть назначения Маска подсети Шлюз Интерфейс Метрика
0.0.0.0 0.0.0.0 0.0.0.0 fffffffff 1
10.0.0.0 255.255.255.0 10.0.0.1 10.0.0.1 30
10.0.0.1 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1 30
10.255.255.255 255.255.255.255 10.0.0.1 10.0.0.1 30
127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1
224.0.0.0 240.0.0.0 10.0.0.1 10.0.0.1 30
255.255.255.255 255.255.255.255 10.0.0.1 10.0.0.1 1
Каждая запись в таблице маршрутизации (представляющая собой информацию о маршруте) состоит из информационных полей, перечисленных их.
Слайд 19. Сеть назначения (Network Destination). Данное поле содержит сведения об адресе хоста-получателя пакета или сети, в которой этот хост располагается. Принимая решение о маршрутизации пакета, система просматривает именно это поле. Если в данном поле не будет найдено записи о конкретном адресе сети или хоста, маршрутизатором будет использован маршрут по умолчанию.
Слайд 20. Маска подсети (Netmask). Это поле в сочетании с предыдущим полем используется для вычисления идентификатора IP-сети.
Слайд 21. Шлюз (Gateway). В этом поле указывается адрес, по которому будет должен быть передан согласно данному маршруту. Адрес пересылки может быть аппаратным адресом или адресом в межсетевой среде. В большинстве случаев в этом поле указывается следующий в цепочке маршрутизатор, который должен будет принять решение о дальнейшей маршрутизации сообщения.
Слайд 22. Интерфейс (Interface). В этом поле указывается сетевой интерфейс, с которого будет осуществляться передача сообщения согласно данному маршруту. Данное поле необходимо в ситуации, когда маршрутизатор имеет множество сетевых интерфейсов, подключенных к разным подсетям. Фактически данное поле указывает, в какую именно подсеть необходимо передать сообщение.
Слайд 23. Метрика (Metric). Стоимость маршрута, характеризующая меру его предпочтения. Из множества альтернативных маршрутов будет выбран тот, что обладает наименьшей стоимостью (т. е. меньшим значением метрики). Некоторые алгоритмы маршрутизации сохраняют только один маршрут для любого идентификатора сети в таблице маршрутизации, даже когда существует несколько маршрутов. В этом случае метрика используется маршрутизатором, чтобы определить какой именно маршрут необходимо сохранить в таблице маршрутизации.
Слайд 24. Многоадресная маршрутизация. Под многоадресной маршрутизацией понимается маршрутизация трафика группового вещания. Групповое вещание (multicasting) предполагает отправку пакетов, адресованных не одному получателю, а целой группе. Механизм многоадресной маршрутизации позволяет каждому получателю, принадлежащему к определенной группе, получить пакет группового вещания независимо от того, в какой подсети он находится.
Слайд 25. Схема многоадресной маршрутизации.
Слайд 26. Каждый хост, входящий в группу вещания, помимо уникального IP-адреса. однозначно идентифицирующего хост в пределах сети, получает также некоторый групповой IP-адрес. Этот адрес идентичен для всех хостов, являющихся членами группы. Этот адрес может быть указан в качестве получателя пакета. В этом случае пакет будет получен всеми хостами, входящими в состав группы вещания. Все другие узлы просто проигнорируют данный пакет. В этом заключается существенное отличие группового вещания от широковещательных рассылок — групповой трафик не "беспокоит" хосты, не принадлежащие к группе вещания и не ожидающие группового трафика.
Слайд 26. Групповое вещание может использоваться для следующих целей:
обнаружения ресурсов в межсетевом пространстве;
поддержки распределенных сетевых приложений;
поддержки групповых приложений мультимедиа, предполагающих передачу потоковых данных (например, цифрового аудио и видео). В качестве примера приложения, использующего групповое вещание, можно привести Microsoft Media Services.
Вот основные теоретические вопросы, которые мы должны были рассмотреть с вами сегодня.
На лабораторных занятиях мы с вами уже использовали программу для проектирования локальных и удаленных сетей. Давайте посмотрим, как на практике использование маршрутизаторов позволяет решить проблему пересылки данных из одной локальной сети в другую.
Запускается программа NetEmul с заготовленным вариантом.
У нас есть две локальных сети, в которых данные передаются от одного узла к другому. Демонстрация работы сетей. Требуется соединить эти сети. Какое устройство нам потребуется? Кто хочет подключить маршрутизатор?
К доске приглашается студент, поднявший руку первым, он соединяет сети.
Без соответствующей настройки эта сеть работать не будет. Какие настройки необходимо выполнить? Для более быстрой демонстрации решения вопроса запускается готовый вариант, демонстрирующий взаимодействие обоих сетей.
На экране демонстрируется карта активности работы студентов.
Предлагаю закрепить сегодняшнюю информацию с помощью интерактивного блиц-опроса. Вы задаете вопросы друг другу по новой теме. И задание вопроса, и ваши ответы отразятся на вашем рейтинге. Я тоже буду задавать вам вопросы. Не страшно, если вы сейчас на них не ответите. Мы отложим их в наш конверт и, надеюсь, услышим ответ на следующем занятии.
Во время работы у интерактивной доски к магнитной доске приглашается студент, у которого самый низкий рейтинг на данный момент. Он выполняет простое задание, за которое получает «несгораемую сумму».
Подведем итоги. Вы всё видите сами. Выставляем оценки в журнал.
Домашнее задание: так же, как и в прошлый раз, я раздаю вам листы с вопросами, на которые вы дома отвечаете и приносите на следующее занятие. Домашняя работа будет оценена.
Урок окончен. Спасибо всем за работу. До свидания.

Приложение А.
Основная презентация.

Приложение Б
Домашний тест
Сетевые кабели, обладающие наибольшей скоростью и качеством передачи данных:
а) витая пара;
б) оптоволокно;
в) коаксиальный кабель.
Какая из логических топологий использует метод доступа на основе маркера?
а) звезда;
б) шина;
в) кольцо.
Эффективная длина сетевого кабеля витая пара:
а) 100 м;
б) 150 м;
в) 500 м.
Для чего скручивают провода витой пары?
а) чтобы компактнее разместить их в защитной оболочке;
б) для уменьшения помех, вызванных магнитными потоками;
в) для четкого разделения каждой пары проводов.
Стеклянное оптоволокно передает сигналы:
а) в одном направлении;
б) в двух направлениях.
Протоколы Х.400 и Х.500 являются протоколами:
а) стека OSI;
б) стека TCP/IP;
в) стека IPX/SPX.
Какой уровень реализует механизм обнаружения и коррекции ошибок?
а) канальный;
б) сеансовый;
в) транспортный;
г) физический.
Совокупность алгоритмов взаимодействия объектов одноименных уровней это:
а) интерфейс;
б) стек;
в) протокол;
г) уровень.
На каком уровне модели OSI коммутатор выполняет обработку данных?
а) канальный;
б) транспортный;
в) физический;
г) сетевой.
Какой тип среды передачи данных используется в технологии 10Base2?
а) толстый коаксиальный кабель;
б) волоконно-оптический кабель;
в) тонкий коаксиальный кабель;
г) витая пара.
Приложение В
Интерфейс программы для учета активности учащихся

Приложение Г
Вопросы для блиц-опроса по новой теме:
Что в процессе организации межсетевого взаимодействия занимает важное место? (маршрутизация сообщений между отдельными подсетями).
Что понимается под маршрутизацией? (процесс доставки сообщения из одной подсети в другую).
С каким количеством других подсетей может быть соединена каждая подсеть? (В межсетевой среде каждая подсеть может быть соединена с произвольным количеством других подсетей посредством маршрутизаторов).
Какие устройства организовывают процесс доставки пакета от одного хоста другому? (Всю организацию процесса доставки пакета от одного хоста другому берут на себя маршрутизаторы).
На каком стеке протоколов функционирует большинство сетевых служб? (Подавляющее большинство сетевых служб функционирует на базе стека протоколов TCP/IP).
Сколько способов маршрутизации поддерживает стек протоколов TCP/IP? (В зависимости от количества вовлеченных получателей стек протоколов TCP/IP поддерживает два способа маршрутизации).
Что понимается под одноадресной маршрутизацией? (Под одноадресной маршрутизацией понимается процесс передачи сообщений между подсетями, в котором сообщение адресовано только одному заданному получателю).
Что мы называем хопом? Что означает термин «хоп»? (Процесс передачи сообщения от одного маршрутизатора другому называется "прыжком" (hop)).
Знает ли маршрутизатор точное местоположение требуемого хоста? (нет, маршрутизатор не обладает информацией о точном местоположении требуемого хоста).
Какой информацией должен обладать маршрутизатор, чтобы передавать сообщения независимо от ситуации? (Маршрутизатор обладает информацией о соседних маршрутизаторах и о том, кому из них необходимо передать сообщение для последующей доставки в той или иной ситуации).
В какой области хранится информация о соседних маршрутизаторах? (Эта информация хранится в специальной таблице, которая носит название таблицы маршрутизации).
Является ли наличие таблиц маршрутизации исключительным свойством маршрутизатора? (Наличие таблиц маршрутизации не является исключительным свойством маршрутизатора. В сети TCP/IP любой хост может также располагать таблицей маршрутизации, которая используется с целью определения оптимального маршрута передачи сообщений.).
Как называются записи в таблице маршрутизации? Сколько существует типов маршрутов? (Записи в таблице маршрутизации называются маршрутами. При этом существует три типа маршрутов).
Из каких полей состоит таблица маршрутизации?
Для каких целей может использоваться групповое вещание (Групповое вещание может использоваться для следующих целей: обнаружения ресурсов в межсетевом пространстве; поддержки распределенных сетевых приложений; поддержки групповых приложений мультимедиа, предполагающих передачу потоковых данных (например, цифрового аудио и видео).

Приложение Д
Материал для работы с магнитной доской
Расставить карточки с названиями уровней сетевой модели OSI в порядке их следования.
21723356132830Физический
00Физический
21202654959985Канальный
00Канальный
21202654045585Сетевой
00Сетевой
21202653053080Транспортный
00Транспортный
20770852078355Сеансовый
00Сеансовый
2077085231775Прикладной
00Прикладной
20770851137920Представления
00Представления


Приложенные файлы

  • docx file3
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 11