《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（微課版）》-教案全套 李穎 第1-17次 第1章 緒論 -工業(yè)防火墻NAT和NAPT功能配置

PAGE2PAGE第1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1章緒論教學(xué)目標(biāo)和要求1、了解現(xiàn)場總線及工業(yè)控制系統(tǒng)的產(chǎn)生、現(xiàn)狀和發(fā)展情況2、理解現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)3、了解工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展4、理解主流工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)5、掌握PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)6、了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展教學(xué)重點(diǎn)理解工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)場總線、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系掌握PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)教學(xué)難點(diǎn)掌握PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)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)西門子四芯“快速連接”工業(yè)以太網(wǎng)線纜1根，以太網(wǎng)接口1對，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)做線工具1套，網(wǎng)絡(luò)測線儀。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)課程介紹1.推薦教材：律德財(cái).《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用》.大連理工大學(xué)出版社.2022。李穎.《工業(yè)控制系統(tǒng)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》.天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)智能制造學(xué)院,2023,62.參考資料：[1]范其明.《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線》.西安電子科技大學(xué)出版社.2020；[2]張帆.《工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》.機(jī)械工業(yè)出版社.2018；[3]王德吉.《西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)詳解》.機(jī)械工業(yè)出版社.2012。3.考核及成績評定方式課程成績評定細(xì)則考核環(huán)節(jié)考核形式考核細(xì)則過程考核40%課堂表現(xiàn)5%為調(diào)動學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)的積極性，詳細(xì)記錄學(xué)生出勤、課堂討論、提問、互動等情況，并根據(jù)學(xué)生對各章節(jié)知識點(diǎn)的理解與掌握情況評定成績。評分標(biāo)準(zhǔn)：按照0-100分評分。缺勤學(xué)時達(dá)到總學(xué)時三分之一，將取消考試資格平時作業(yè)5%為幫助學(xué)生了解自己對各章知識的掌握情況，每章均安排課后作業(yè)（或測驗(yàn)），并根據(jù)學(xué)生完成情況評定成績。評分標(biāo)準(zhǔn)：每份作業(yè)（或測驗(yàn)）按照0-100分評分，計(jì)算平均成績作為該課程的平時作業(yè)成績。作業(yè)（或測驗(yàn)）未提交次數(shù)達(dá)到總次數(shù)三分之一，將取消考試資格。要求獨(dú)立完成作業(yè)（或測驗(yàn)），雷同作業(yè)（或測驗(yàn)作弊）按0分處理實(shí)踐項(xiàng)目30%5個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中包含報(bào)告成績和操作成績；評分依據(jù)：[(實(shí)驗(yàn)報(bào)告1+實(shí)驗(yàn)報(bào)告2+實(shí)驗(yàn)報(bào)告3+實(shí)驗(yàn)報(bào)告4+實(shí)驗(yàn)報(bào)告5)/5]×30%；評分標(biāo)準(zhǔn)：每份實(shí)驗(yàn)報(bào)告以1-100分評判結(jié)課考核60%結(jié)課考試考核學(xué)生對各章知識的掌握情況以及應(yīng)用所學(xué)知識對信息安全工作機(jī)制進(jìn)行綜合分析的能力〖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)施要求理論知識講解第1章工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述1.1現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)1.傳統(tǒng)串行通信和并行總線（1980s）：2.工業(yè)總線的出現(xiàn)（1990s）：3.以太網(wǎng)的引入（1990s-2000s）：4.工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展（2000s-至今）：5.統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的推動（近年）：1.2現(xiàn)場總線1.PROFIBUS總線2.CAN總線3.DeviceNet4.ControlNet5.CC-Link1.3工業(yè)以太網(wǎng)1.IDA2.Ethernet/IP3.PROFINET4.HSE1.4以太網(wǎng)基礎(chǔ)1.OSI開放系統(tǒng)互連模型2.局域網(wǎng)3.以太網(wǎng)1.4.1物理層1.基于同軸電纜的以太網(wǎng)2.基于雙絞線的以太網(wǎng)3.基于光纖的以太網(wǎng)1.4.2數(shù)據(jù)鏈路層1.以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀2.CSMA/CD1.5TCP/IP協(xié)議1.網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議2.TCP協(xié)議3.UDP協(xié)議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)一步的解釋和說明實(shí)訓(xùn)講解以太網(wǎng)電纜是從一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到另外一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳遞信息的介質(zhì)，是以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)件。本小節(jié)以西門子四芯“快速連接”工業(yè)以太網(wǎng)線纜為例，制作網(wǎng)線接口。1.實(shí)訓(xùn)目的：（1）掌握以太網(wǎng)基本原理；（2）掌握西門子四芯“快速連接”工業(yè)以太網(wǎng)線纜制作方法；（3）掌握工業(yè)以太網(wǎng)線測試方法；2.實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備（1）復(fù)習(xí)本章內(nèi)容；（2）熟悉西門子四芯“快速連接”工業(yè)以太網(wǎng)線纜；（3）熟悉網(wǎng)絡(luò)測線儀的使用；3.實(shí)訓(xùn)設(shè)備本章實(shí)訓(xùn)所需要的設(shè)備一共有：西門子四芯“快速連接”工業(yè)以太網(wǎng)線纜1根，以太網(wǎng)接口1對，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)做線工具1套，網(wǎng)絡(luò)測線儀。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1截取一根100mm長的工業(yè)以太網(wǎng)線。步驟2線的兩端剝?nèi)?5mm長外皮，金屬屏蔽網(wǎng)保留5mm長步驟3打開金屬接頭，按照頭內(nèi)線顏色標(biāo)識把對應(yīng)線插入到底。步驟4合攏金屬接頭，用螺絲刀插入金屬圓環(huán)的孔內(nèi)，順時針時針旋轉(zhuǎn)90度完成固定。步驟5將制作完成的ProfiNet線接到線測試儀上進(jìn)行測試，1、2、3、6燈亮為正常。教師邊講解邊進(jìn)行實(shí)物展示學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明。學(xué)生實(shí)踐根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)室整理點(diǎn)名實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生第2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2章工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ) 2.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 2.1.1可編程邏輯控制器 2.1.2工業(yè)交換機(jī)2.1.3工業(yè)路由器 2.1.4工業(yè)防火墻 教學(xué)目標(biāo)和要求1、了解各種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及終端設(shè)備2、理解可編程控制器、HMI人機(jī)界面、工業(yè)交換機(jī)、工業(yè)路由器、工業(yè)防火墻基本功能培養(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)理解可編程控制器、HMI人機(jī)界面、工業(yè)交換機(jī)、工業(yè)路由器、工業(yè)防火墻基本功能教學(xué)難點(diǎn)掌握可編程控制器、HMI人機(jī)界面地址配置方法教學(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)施等多媒體計(jì)算機(jī)、投影機(jī)西門子四芯“快速連接”工業(yè)以太網(wǎng)線纜1根，以太網(wǎng)接口1對，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)做線工具1套，網(wǎng)絡(luò)測線儀。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2章工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)2.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備2.1.1可編程邏輯控制器可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicalController）簡稱PLC，是一種以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置，也是當(dāng)今工業(yè)以太網(wǎng)中最常用的設(shè)備。1.SIMATICS7-1200PLC簡介2.SIMATICHMI面板簡介2.1.2工業(yè)交換機(jī)1.第2層工業(yè)交換機(jī)2.第3層工業(yè)交換機(jī)3.并行冗余交換機(jī)2.1.3工業(yè)路由器1.工業(yè)路由器概述工業(yè)路由器是一種用于連接兩個或兩個以上網(wǎng)絡(luò)的耐用器件，可將信號僅傳送到所需端口。網(wǎng)關(guān)可對標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)與工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議、無線與有線接口、以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線通信協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這種工廠自動化設(shè)備結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，適用于無風(fēng)扇冷卻的惡劣工業(yè)環(huán)境，是專門用于工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。2.西門子SCALANCEM系列工業(yè)路由器1）有線連接到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)2）無線連接到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)2.1.4工業(yè)防火墻1.工業(yè)防火墻概述2.西門子SCALANCES系列工業(yè)防火墻簡介3.西門子SCALANCES-615工業(yè)防火墻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)訓(xùn)講解西門子SIMATICS7-1200PLC與HMI的基本操作本小節(jié)將介紹在博途環(huán)境下完成S7-1200PLC和HMI設(shè)備組態(tài)、完成S7-1200PLC和HMI的IP地址配置及復(fù)位操作的方法和實(shí)施步驟。按照如圖2-20所示的實(shí)驗(yàn)拓?fù)渫瓿稍O(shè)備連接。1.PLC硬件組態(tài)及IP地址配置步驟1配置上位機(jī)IP地址為00，如圖2-21所示。步驟2啟動博途軟件，選擇創(chuàng)建新項(xiàng)目，如圖2-22所示輸入項(xiàng)目名稱、選擇文件存儲路徑，然后單擊創(chuàng)建。步驟3進(jìn)入組態(tài)設(shè)備，點(diǎn)擊添加新設(shè)備，如圖2-23所示選擇控制器--SIMATICS7-1200--CPU1215CDC/DC/DC--版本V4.4，點(diǎn)擊確定。步驟4進(jìn)入設(shè)備視圖，雙擊PLC的網(wǎng)絡(luò)接口，在屬性界面中為PLC配置IP地址和子網(wǎng)掩碼，結(jié)果如圖2-24所示。必要時可選擇“使用路由器”并設(shè)置網(wǎng)關(guān)地址。。步驟5在項(xiàng)目樹中選擇PLC_1，然后點(diǎn)擊下載到設(shè)備，將當(dāng)前配置下載到相應(yīng)的PLC中，如圖2-25所示。步驟6在下載界面設(shè)置PG/PC接口的類型PN/IE、選擇電腦的網(wǎng)卡為Ethernet、接口/子網(wǎng)為默認(rèn)參數(shù)，點(diǎn)擊開始搜索。步驟7系統(tǒng)會自動搜索到網(wǎng)絡(luò)中所有的PLC，選擇一臺設(shè)備，點(diǎn)擊閃爍LED，可以確認(rèn)選擇的是哪一臺PLC，選中正確的PLC后，點(diǎn)擊下載按鈕，如圖2-26所示。步驟8系統(tǒng)會自動執(zhí)行下載前檢查，若有還需要設(shè)置的選項(xiàng)，就需要按界面提示進(jìn)行設(shè)置后點(diǎn)擊裝載按鈕，這樣才能真正執(zhí)行下載操作，如圖2-27所示。步驟9系統(tǒng)顯示下載到設(shè)備已順利完成，說明下載成功。在“動作”列要確保選擇為“啟動模塊”，這樣點(diǎn)擊完成按鈕，系統(tǒng)就會重新啟動PLC從而使配置生效，如圖2-28所示。2.HMI硬件組態(tài)及IP地址配置步驟1在項(xiàng)目樹中雙擊添加新設(shè)備，如圖2-29所示，選擇HMI--SIMATICBasicPanel--7’’Display--KTP700Basic--版本，點(diǎn)擊確定。步驟2進(jìn)入HMI設(shè)備向?qū)Ы缑?，如圖2-30所示。點(diǎn)擊完成可直接退出該界面。步驟3在項(xiàng)目樹中雙擊“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視圖，如圖2-31所示，用鼠標(biāo)直接在PLC和HMI的網(wǎng)絡(luò)接口間拖動來建立連接。步驟4雙擊HMI的網(wǎng)絡(luò)接口顯示屬性界面，如圖2-32所示，選擇常規(guī)--以太網(wǎng)地址，為HMI配置IP地址和子網(wǎng)掩碼，必要時可選擇“使用路由器”并設(shè)置網(wǎng)關(guān)地址。步驟5在項(xiàng)目樹中選擇HMI_1，然后點(diǎn)擊下載到設(shè)備，將當(dāng)前配置下載到相應(yīng)的HMI中，如圖2-33所示。步驟6在下載界面設(shè)置PG/PC接口的類型PN/IE、選擇電腦的網(wǎng)卡為Ethernet、接口/子網(wǎng)為默認(rèn)參數(shù)，點(diǎn)擊開始搜索。步驟7系統(tǒng)會自動搜索到網(wǎng)絡(luò)中的HMI設(shè)備，選擇該設(shè)備，點(diǎn)擊閃爍LED，可以確認(rèn)選擇的是哪一臺設(shè)備，選中正確的HMI后，點(diǎn)擊下載按鈕，如圖2-34所示。步驟8系統(tǒng)會自動執(zhí)行下載前檢查，若有還需要設(shè)置的選項(xiàng)，就需要按界面提示進(jìn)行設(shè)置，如圖2-35所示必須勾選動作列中的“全部覆蓋”和“調(diào)整”復(fù)選框，之后才能點(diǎn)擊裝載按鈕，這樣才能真正執(zhí)行下載操作。步驟9裝載成功后，HMI會顯示出默認(rèn)的根界面信息，如圖2-36所示。3.PLC和HMI的復(fù)位操作步驟1在左側(cè)項(xiàng)目樹中單擊展開“在線訪問”，找到計(jì)算機(jī)的有線網(wǎng)卡，雙擊下面的更新可訪問設(shè)備，如圖2-37所示。步驟2在可訪問設(shè)備列表中找到PLC，雙擊下面的在線和診斷，如圖2-38所示，將會在右側(cè)窗口中顯示出診斷和功能菜單。步驟3在“在線訪問”->“功能”->“固件更新”路徑下，選中“復(fù)位為出廠設(shè)置”，點(diǎn)擊“重置”按鈕，可將PLC恢復(fù)為出廠狀態(tài)。界面中會顯示當(dāng)前PLC的IP地址和設(shè)備名稱，執(zhí)行復(fù)位操作時可以選擇保留或刪除IP地址，如圖2-39所示。步驟4在可訪問設(shè)備列表中找到HMI，雙擊下面的在線和診斷，將會在右側(cè)窗口中顯示出診斷和功能菜單。在“在線訪問”->“功能”路徑下，選中“復(fù)位為出廠設(shè)置”，點(diǎn)擊“重置”按鈕，可將HMI恢復(fù)為出廠狀態(tài)。如圖2-40所示。教師邊講解邊進(jìn)行實(shí)物展示學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明。學(xué)生實(shí)踐根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)室整理點(diǎn)名實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生第3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2章工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ) 2.2網(wǎng)絡(luò)地址基礎(chǔ) 2.2.1MAC地址2.2.2IP地址2.2.3子網(wǎng)掩碼2.2.4子網(wǎng)劃分教學(xué)目標(biāo)和要求1、理解網(wǎng)絡(luò)地址原理及配置方法2、掌握MAC地址基本格式3、掌握工業(yè)網(wǎng)絡(luò)IP地址基本概念4、掌握子網(wǎng)掩碼基本概念及子網(wǎng)劃分方法5、掌握西門子交換機(jī)和防火墻IP地址配置方法培養(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)子網(wǎng)掩碼基本概念及子網(wǎng)劃分方法西門子交換機(jī)和防火墻IP地址配置方法教學(xué)難點(diǎn)子網(wǎng)掩碼基本概念及子網(wǎng)劃分方法教學(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)施等多媒體計(jì)算機(jī)、投影機(jī)西門子四芯“快速連接”工業(yè)以太網(wǎng)線纜1根，以太網(wǎng)接口1對，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)做線工具1套，網(wǎng)絡(luò)測線儀。作業(yè)練習(xí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告1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2.2網(wǎng)絡(luò)地址基礎(chǔ)2.2.1MAC地址1.MAC地址的組成2.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備MAC地址3.交換機(jī)MAC地址表1）交換機(jī)建立和維護(hù)MAC地址表2）交換機(jī)根據(jù)MAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀2.2.2IP地址1.IP地址的表示方法2.IP地址的結(jié)構(gòu)與分類2.2.3子網(wǎng)掩碼1.子網(wǎng)掩碼的表示方法2.利用子網(wǎng)掩碼計(jì)算網(wǎng)絡(luò)地址3.無分類編址CIDR2.2.4子網(wǎng)劃分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)講解西門子SCALANCE工業(yè)交換機(jī)和工業(yè)防火墻的基本操作本小節(jié)將介紹使用PRONETA軟件完成對二層工業(yè)交換機(jī)SCALANCEXB-208、三層工業(yè)交換機(jī)SCALANCEXM-408及工業(yè)防火墻SCALANCES-615等設(shè)備進(jìn)行IP地址配置及復(fù)位操作的方法和實(shí)施步驟。按照如圖2-41所示的實(shí)驗(yàn)拓?fù)渫瓿稍O(shè)備連接。1.第2層工業(yè)交換機(jī)SCALANCEXB-208的基本配置步驟1雙擊圖標(biāo)啟動PRONETA軟件，進(jìn)入其初始工作界面，如圖2-42所示。步驟2選擇設(shè)置--網(wǎng)絡(luò)適配器，可在界面中單擊選中所使用的網(wǎng)卡--以太網(wǎng)，如圖2-43所示。步驟3點(diǎn)擊網(wǎng)絡(luò)分析，系統(tǒng)會自動搜索并顯示出在線拓?fù)浜徒M態(tài)設(shè)備信息，如圖2-44所示。步驟4對XB-208執(zhí)行復(fù)位操作，在圖形視圖下右擊SCALANCEXB-200交換機(jī)圖標(biāo)，選擇“復(fù)位網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”，將對交換機(jī)執(zhí)行復(fù)位操作并恢復(fù)到出廠配置，如圖2-45所示。復(fù)位完成后會自動重啟交換機(jī)。步驟5為XB-208配置IP地址，在圖形視圖下右擊SCALANCEXB-200交換機(jī)圖標(biāo)，選擇“設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”，在IP組態(tài)下手工輸入IP地址和子網(wǎng)掩碼，必要時可設(shè)置網(wǎng)關(guān)地址。結(jié)果如圖2-46所示。步驟6通過瀏覽器訪問XB-208交換機(jī)配置界面，在圖形視圖下右擊SCALANCEXB-200交換機(jī)圖標(biāo)，選擇“打開Web瀏覽器”，進(jìn)入系統(tǒng)登錄界面。輸入用戶名和密碼（初始都是admin）。如圖2-47所示。步驟7按界面提示設(shè)置新密碼為ZD@123456，點(diǎn)擊SetValues按鈕使設(shè)置生效，如圖2-48所示。步驟8登錄成功后進(jìn)入第2層交換機(jī)SCALANCEXB-208管理及配置界面，如圖2-49所示。2.第3層工業(yè)交換機(jī)SCALANCEXM-408的基本配置步驟1為XM-408執(zhí)行復(fù)位操作，右擊SCALANCEX-400交換機(jī)圖標(biāo)，選擇“復(fù)位網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”，對該交換機(jī)執(zhí)行復(fù)位操作并恢復(fù)到出廠配置，復(fù)位完成后會自動重啟交換機(jī)。步驟2為XM-408配置IP地址，右擊SCALANCEX-400交換機(jī)圖標(biāo)，選擇“設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”，為交換機(jī)設(shè)置IP地址為，子網(wǎng)掩碼為。步驟3通過瀏覽器訪問XM-408交換機(jī)配置界面，右擊SCALANCEX-400交換機(jī)圖標(biāo)，選擇“打開Web瀏覽器”，進(jìn)入系統(tǒng)登錄界面。輸入用戶名和密碼（初始都是admin），首次登錄時同樣需要設(shè)置新密碼。步驟4登錄成功后進(jìn)入第3層交換機(jī)SCALANCEXM-408管理及配置界面，如圖2-50所示。3.工業(yè)防火墻SCALANCES-615的基本配置步驟1為S-615執(zhí)行復(fù)位操作：S-615工業(yè)防火墻的復(fù)位需要直接操作物理設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。找到設(shè)備前面板上的RESET按鈕，長按10秒鐘后松開，將對S-615執(zhí)行復(fù)位操作并恢復(fù)到出廠配置。復(fù)位完成后會自動重啟防火墻。步驟2為S-615配置IP地址，右擊SCALANCES-600防火墻圖標(biāo)，選擇“設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”，為防火墻設(shè)置IP地址為，子網(wǎng)掩碼為。交換機(jī)和防火墻完成IP配置后的在線設(shè)備表如圖2-51所示，通過該界面可方便用戶查看每個設(shè)備的IP地址、子網(wǎng)掩碼等信息。步驟3通過瀏覽器訪問S-615防火墻配置界面，右擊SCALANCES-600交換機(jī)圖標(biāo)，選擇“打開Web瀏覽器”，進(jìn)入系統(tǒng)登錄界面。輸入用戶名和密碼（初始都是admin）,，首次登錄時同樣需要設(shè)置新密碼。步驟4登錄成功后進(jìn)入S-615防火墻的管理及配置界面，如圖2-52所示。教師邊講解邊進(jìn)行實(shí)物展示學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明。學(xué)生實(shí)踐根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)室整理點(diǎn)名實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生第4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3章VLAN虛擬局域網(wǎng)技術(shù) VLAN的基本概念單交換機(jī)VLAN配置教學(xué)目標(biāo)和要求1、理解VLAN虛擬局域網(wǎng)原理2、掌握VLAN協(xié)議格式3、熟練掌握單交換機(jī)VLAN配置培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)網(wǎng)絡(luò)整體設(shè)計(jì)的能力、實(shí)施能力、調(diào)試的能力及故障診斷分析的能力培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、遇見問題不退縮的素質(zhì)教學(xué)重點(diǎn)VLAN協(xié)議格式單交換機(jī)VLAN配置教學(xué)難點(diǎn)熟練掌握單交換機(jī)VLAN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、一臺SCALANCE-XB-208工業(yè)交換機(jī)、一臺SCALANCE-XM-408工業(yè)交換機(jī)及網(wǎng)線若干。作業(yè)練習(xí)完成報(bào)告實(shí)驗(yàn)2-1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3章VLAN虛擬局域網(wǎng)技術(shù)3.1VLAN的基本概念1.VLAN產(chǎn)生的原因2.VLAN工作原理3.VLAN類型1）靜態(tài)VLAN2）動態(tài)VLAN4.VLAN協(xié)議格式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)講解單交換機(jī)VLAN配置如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D3-10所示，通過IP地址為00的上位機(jī)可以訪問IP地址為9的PLC，不可訪問另外一臺上位機(jī)2及另外一臺PLC2；通過IP地址為00的上位機(jī)可以訪問IP地址為99的PLC，不可訪問另外一臺上位機(jī)1及另外一臺PLC1；PLC與PLC之間不可相互訪問。具體實(shí)訓(xùn)步驟如下：步驟1將交換機(jī)和PLC恢復(fù)出廠設(shè)置。步驟2將兩臺上位機(jī)的IP地址分別設(shè)為00和00，使用博圖軟件將兩臺PLC的IP地址分別設(shè)為9和99，交換機(jī)的IP地址設(shè)為0。步驟3用工業(yè)以太網(wǎng)線纜將IP地址為00的上位機(jī)連接至交換機(jī)的P1網(wǎng)口上，將IP地址為00的上位機(jī)連接至交換機(jī)的P5網(wǎng)口上，將IP地址為9的PLC連接至交換機(jī)的P4網(wǎng)口上，將IP地址為99的PLC連接至交換機(jī)的P8網(wǎng)口上。步驟4使用00上位機(jī)，連接到P5端口。打開一個WEB瀏覽器，輸入交換機(jī)地址0，點(diǎn)擊回車鍵，進(jìn)入交換機(jī)的配置界面，如圖3-11所示。步驟5在圖3-12登陸界面中Name和Password后面的輸入框中，分別輸入默認(rèn)的用戶名admin和默認(rèn)的密碼admin，點(diǎn)擊Login。步驟6如圖3-13在彈出更改密碼提示的對話框中點(diǎn)擊OK。步驟7修改密碼，如圖3-14所示重新設(shè)置密碼后點(diǎn)擊SetValues。密碼設(shè)置規(guī)則為長度大于8位，至少包含大寫字母、數(shù)字和特殊符號三種字符。本書統(tǒng)一使用密碼為Zd@123456。步驟8在Layer2>RingRedundancy路徑下，取消RingRedundancy選項(xiàng)，點(diǎn)擊SetValues，如圖3-15所示。步驟9在Layer2>VLAN路徑下，選擇General標(biāo)簽如圖3-16所示，在BaseBridgeMode參數(shù)中選擇802.1QVLANBridge。步驟10如圖3-17在彈出的對話框中選擇OK。步驟11如圖3-18在VLANID后輸入1，點(diǎn)擊SetValues。步驟12在VLANID后輸入10，點(diǎn)擊Create，如圖3-19。步驟13如圖3-20在VLANID后輸入20，點(diǎn)擊Create。步驟14按照圖3-21所示，設(shè)置交換機(jī)各端口屬性，設(shè)置完成后點(diǎn)擊SetValues。步驟15在PortBasedVLAN視圖下如圖3-22，將P0.1和P0.4的PortVID設(shè)為VLAN10，P0.5和P0.8的PortVID設(shè)為VLAN20，設(shè)置完成后點(diǎn)擊SetValues。步驟16通過“ping”測試，可以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)任務(wù)是否完成。教師邊講解邊進(jìn)行實(shí)物展示學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明。學(xué)生實(shí)踐根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)室整理點(diǎn)名實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生第5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3章VLAN虛擬局域網(wǎng)技術(shù) 私有VLAN西門子SCALANCE-XM-200交換機(jī)VLAN界面教學(xué)目標(biāo)和要求熟練掌握跨交換機(jī)VLAN配置同一網(wǎng)段VLAN技術(shù)應(yīng)用3、熟練掌握西門子私有VLAN技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)網(wǎng)絡(luò)整體設(shè)計(jì)的能力、實(shí)施能力、調(diào)試的能力及故障診斷分析的能力培養(yǎng)學(xué)生培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、團(tuán)隊(duì)精神教學(xué)重點(diǎn)跨交換機(jī)VLAN配置同一網(wǎng)段VLAN技術(shù)應(yīng)用私有VLAN技術(shù)教學(xué)難點(diǎn)同一網(wǎng)段VLAN技術(shù)應(yīng)用私有VLAN技術(shù)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、一臺SCALANCE-XB-208工業(yè)交換機(jī)、一臺SCALANCE-XM-408工業(yè)交換機(jī)及網(wǎng)線若干。作業(yè)練習(xí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告2全部內(nèi)容課后記（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3.2私有VLAN1.私有VLAN的類型私有VLAN分為主私有VLAN（PrimaryPVLAN）和次私有VLAN（SecondaryPVLAN）（1）主私有VLAN是指被劃分的VLAN。（2）次私有VLAN只存在于主私有VLAN內(nèi)。每個次私有VLAN都有一個特定的VLAN號，并且與主私有VLAN相連。次私有VLAN包括兩種類型：隔離次私有VLAN和團(tuán)體次私有VLAN。（1）隔離次私有VLAN（IsolatedSecondaryPVLAN）：隔離次私有VLAN內(nèi)的各設(shè)備之間不能通過第2層進(jìn)行通信。（2）團(tuán)體次私有VLAN（CommunitySecondaryPVLAN）：團(tuán)體次私有VLAN內(nèi)的各設(shè)備之間可直接通過第2層進(jìn)行通信。隸屬不同團(tuán)體私有VLAN的設(shè)備之間不能通過第2層進(jìn)行通信。2.私有VLAN端口類型（1）帶標(biāo)簽混合端口（2）不帶標(biāo)簽主機(jī)端口（3）不帶標(biāo)記的混合端口3.3西門子SCALANCE-XM-200交換機(jī)VLAN界面3.3.1General常規(guī)標(biāo)簽3.3.2PortBasedVLAN標(biāo)簽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1、跨交換機(jī)VLAN配置如圖3-23所示，VLAN10中，通過IP地址為00的上位機(jī)可以訪問IP地址為的PLC_1，VLAN20中，通過IP地址為00的上位機(jī)可以訪問IP地址為的PLC_2，VLAN10與VLAN20主機(jī)不能相互通信。2、同一網(wǎng)段VLAN技術(shù)應(yīng)用如圖3-28所示，通過IP地址為00的上位機(jī)可以訪問IP地址為的PLC和IP地址為的PLC，PLC與PLC之間不可相互訪問。3、西門子私有VLAN技術(shù)通過上位機(jī)可以訪問PL1、PLC2、PLC3和PLC4，PLC1不可訪問其它PLC，PLC2不可訪問其它PLC，PLC3不可訪問PLC1和PLC2，PLC4不可訪問PLC1和PLC2，PLC3和PLC4可以互相訪問。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3-31所示。具體實(shí)訓(xùn)步驟詳見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書教師邊講解邊進(jìn)行實(shí)物展示學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明。學(xué)生實(shí)踐根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)室整理點(diǎn)名實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生第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00，使用博途軟件將PLC的IP地址配置為00，根交換機(jī)的IP地址設(shè)為0，交換機(jī)1的地址為，交換機(jī)2的地址為。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0，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。這是因?yàn)樯蓸鋮f(xié)議下，原先鏈路損壞時，冗余鏈路能夠快速恢復(fù)。上位機(jī)訪問PLC數(shù)據(jù)流如圖4-25所示教師邊講解邊進(jìn)行實(shí)物展示學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明。學(xué)生實(shí)踐根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)室整理點(diǎn)名實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生第7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) 24.2環(huán)網(wǎng)冗余 4.2.1.介質(zhì)冗余協(xié)議（MediaRedundancyProtocol） 4.2.2.HRP高速冗余協(xié)議教學(xué)目標(biāo)和要求第4章網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù) 理解HRP和MRP環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議基本原理熟練掌握HRP單環(huán)網(wǎng)絡(luò)配置熟練掌握MRP單環(huán)網(wǎng)絡(luò)配置培養(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)HRP和MRP環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議基本原理熟練掌握HRP單環(huán)網(wǎng)絡(luò)配置熟練掌握MRP單環(huán)網(wǎng)絡(luò)配置教學(xué)難點(diǎn)掌握HRP和MRP單環(huán)網(wǎng)絡(luò)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)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4.2環(huán)網(wǎng)冗余4.2.1.介質(zhì)冗余協(xié)議（MediaRedundancyProtocol）1.MRP概述MRP一種基于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的快速恢復(fù)協(xié)議，圖4-5所示為兩個MRP環(huán)互聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。2.MRP協(xié)議的端口狀態(tài)MRM和MRC應(yīng)該有兩個環(huán)形端口，環(huán)形端口應(yīng)禁用STP、RSTP或MSTP。環(huán)形端口通常為以下端口狀態(tài)：不可用（DISABLED）：全部數(shù)據(jù)幀被丟棄。阻塞（BLOCKED）；除了MRP用于管理的數(shù)據(jù)幀和高層應(yīng)用不轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀，其余數(shù)據(jù)幀都被丟棄。轉(zhuǎn)發(fā)（FORWARDING）：所有數(shù)據(jù)幀均轉(zhuǎn)發(fā)。3.媒體冗余管理器MRM的控制方式4.媒體冗余客戶端MRC的控制方式5.冗余域4.2.2.HRP高速冗余協(xié)議1.HRP高速冗余協(xié)議和MRP協(xié)議類似HRP也是一種基于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的快速恢復(fù)協(xié)議。圖4-8是一個單環(huán)HRP網(wǎng)絡(luò)，在一個HRP環(huán)網(wǎng)中只能由一個冗余管理器RM，冗余客戶端可以多個；環(huán)網(wǎng)阻塞端口和環(huán)網(wǎng)接收端口是最開始隨機(jī)分配的。2.Standby備用冗余協(xié)議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1、HRP單環(huán)網(wǎng)配置搭建圖4-26中網(wǎng)絡(luò)，配置HRP協(xié)議，正常工作狀態(tài)下，上位機(jī)可以通過路徑“上位機(jī)->XM408->XB208_1->S7-1200”監(jiān)控S7-1200的狀態(tài)，當(dāng)拔掉XM408的P1.2端口上的網(wǎng)線，破壞上面的通信路徑后，網(wǎng)絡(luò)通信可以快速的進(jìn)行重構(gòu)，從而通過“上位機(jī)->XM408->XB208_2->XB208_1->S7-1200”這一路徑繼續(xù)監(jiān)控S7-1200的狀態(tài)。2、MRP單環(huán)網(wǎng)配置配置3臺交換機(jī)MRP協(xié)議，將3臺交換機(jī)連接成圖4-35拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，當(dāng)人為拔掉XM408的P1.2端口上的網(wǎng)線，破壞通信路徑后，觀察網(wǎng)絡(luò)通信如何快速的進(jìn)行重構(gòu)。具體實(shí)驗(yàn)步驟詳見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書教師邊講解邊進(jìn)行實(shí)物展示學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明。學(xué)生實(shí)踐根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)室整理點(diǎn)名實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生第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(bào)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(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)，傳輸?shù)降诙€環(huán)網(wǎng)，最終傳輸?shù)缴衔粰C(jī)具體實(shí)驗(yàn)步驟詳見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書教師邊講解邊進(jìn)行實(shí)物展示學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明。學(xué)生實(shí)踐根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)室整理點(diǎn)名實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生第9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) 24.4PRP/HSR并行冗余協(xié)議和高可靠性無縫冗余協(xié)議教學(xué)目標(biāo)和要求掌握PRP和HSR平行冗余協(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)PRP和HSR平行冗余協(xié)議基本原理熟練掌握平行冗余配置教學(xué)難點(diǎn)熟練掌握平行冗余配置教學(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)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4.4PRP/HSR并行冗余協(xié)議和高可靠性無縫冗余協(xié)議HSR/PRP全稱分別為高可靠性無縫冗余（High-availabilitySeamlessRedundancy）與并行冗余協(xié)議（ParallelRedundancyProtocol）。最初，該標(biāo)準(zhǔn)主要目的是為了滿足IEC61850-5中所提到的變電站自動化應(yīng)用中各通信組件或服務(wù)故障所要求的恢復(fù)時間問題，但協(xié)議設(shè)計(jì)時的通用性，使得這兩項(xiàng)協(xié)議能不僅僅適用于變電站的應(yīng)用場景下，而是成為一項(xiàng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的通用解決方案。HSR/PRP協(xié)議位于IEC62439其中的第3部分，即IEC62439-3，2008年第一版的協(xié)議中只有PRP協(xié)議，HSR協(xié)議是在2010年的第二版中才添加進(jìn)去的。在應(yīng)用場景上，HSR協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)單環(huán)網(wǎng)，PRP協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)雙環(huán)網(wǎng)和雙星網(wǎng)。下面我們介紹PRP協(xié)議的工作原理。1.PRP協(xié)議基本概念PRP協(xié)議在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時，提供了兩條不同的鏈路進(jìn)行鏈路冗余備份，如圖4-13所示。其中：SAN（SinglyAttachedNode）表示單端口設(shè)備，不實(shí)現(xiàn)PRP功能。DANP（DoublyAttachedNodeimplementingPRP）表示PRP的雙端口設(shè)備，可直接發(fā)送PRP流量。REDBOX（RedundancyBox）表示將SAN傳入的流量轉(zhuǎn)換成PRP流量發(fā)送出去的冗余盒。PRP冗余機(jī)制主要依靠兩個邏輯或物理獨(dú)立的子網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)A和網(wǎng)絡(luò)B）分別傳送相同的PRP數(shù)據(jù)幀來實(shí)現(xiàn)。圖4-13PRP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D2.PRP協(xié)議工作原理發(fā)送方將原始數(shù)據(jù)幀A復(fù)制一份，并在兩份數(shù)據(jù)幀中添加了特定字段RCT，形成PRP數(shù)據(jù)幀，即數(shù)據(jù)幀B和數(shù)據(jù)幀C，分別從自身的兩個端口發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)A和網(wǎng)絡(luò)B，最終都會到達(dá)同一個P接收方。接收方從兩個端口分別接收到這兩份帶有PRP信息的數(shù)據(jù)幀后，會經(jīng)過一系列的數(shù)據(jù)幀處理算法，依據(jù)“先來后到”的原則，將后到達(dá)的PRP數(shù)據(jù)幀丟棄，僅保留一份先到達(dá)的PRP信息數(shù)據(jù)幀，再將特定字段RCT去掉后，還原成原始的數(shù)據(jù)幀A，傳遞給上層。3.PRP數(shù)據(jù)幀PRP協(xié)議在設(shè)備的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)只是在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)設(shè)備的介質(zhì)訪問控制MAC子層中增添了一個鏈路層冗余實(shí)體子層LRE（LinkRedundancyEntity），這個子層內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了PRP數(shù)據(jù)幀的產(chǎn)生和丟棄算法。協(xié)議在原始數(shù)據(jù)幀的基礎(chǔ)上，增加了一個RCT（RedundancyControlTrailer，冗余控制體）字段，并針對這個字段進(jìn)行一系列的處理，基于802.3標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的PRP幀格式如圖4-14所示.8字節(jié)6字節(jié)6字節(jié)2字節(jié)46-1500字節(jié)2字節(jié)12位4位2字節(jié)4字節(jié)報(bào)頭目標(biāo)地址源地址L/T數(shù)據(jù)幀序列號載荷大小子網(wǎng)IDPRP數(shù)據(jù)幀后綴FCSRCT字段圖4-14PRP幀格式RCT字段由6個字節(jié)組成：幀序列號（SequenceNumber）:16位，LRE對同一原始信息幀復(fù)制而來的PRP幀賦予相同的序列號，并會隨PRP幀的發(fā)送而遞增序列號的值。載荷大?。↙SDUsize）：12位，標(biāo)識數(shù)據(jù)字段和RCT字段的總字節(jié)大小。子網(wǎng)ID（LanId）：4位，僅有兩個值可選，0xa、0xb，代表A、B兩個子網(wǎng)PRP數(shù)據(jù)幀后綴（PRPSuffix）：16位，固定為0x88fb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4.5.5高可靠性無縫冗余配置配置SCALANCEX204RNA將其中一臺S71200配置成PROFINETIOController，另一臺S71200配置成IODevice實(shí)現(xiàn)零秒切換通訊測試。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D4-52所示具體實(shí)驗(yàn)步驟詳見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書教師邊講解邊進(jìn)行實(shí)物展示學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明。四、學(xué)生實(shí)踐根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)室整理點(diǎn)名實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生第10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5章路由技術(shù) 5.1路由基礎(chǔ) 5.2靜態(tài)路由 教學(xué)目標(biāo)和要求1、掌握路由、網(wǎng)關(guān)、路由表等基本概念；2、掌握靜態(tài)路由基本概念；4、熟練掌握子網(wǎng)配置及VLAN間路本地路由配置教學(xué)重點(diǎn)1、掌握路由、網(wǎng)關(guān)、路由表等基本概念；2、靜態(tài)路由基本概念；教學(xué)難點(diǎn)1、正確理解網(wǎng)關(guān)概念2、正確理解靜態(tài)路由概念教學(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)情況詢問個別同學(xué)作業(yè)情況第5章路由技術(shù)5.1路由基礎(chǔ)5.1.1路由功能概述1.路由器的主要功能確定發(fā)送數(shù)據(jù)包的最佳路徑將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。2.網(wǎng)關(guān)與下一跳地址教師講解利用舉例講解網(wǎng)關(guān)與下一跳概念5.1.2路由表1.路由表的信息構(gòu)成（1）直連路由。（2）遠(yuǎn)程路由。2.度量5.1.3第三層交換技術(shù)教師講解5.2靜態(tài)路由5.2.1靜態(tài)路由概述靜態(tài)路由優(yōu)勢：（1）靜態(tài)路由不通過網(wǎng)絡(luò)通告，從而能夠提高安全性。（2）靜態(tài)路由比動態(tài)路由協(xié)議使用更少的帶寬，且不需要使用CPU周期計(jì)算和交換路由信息。（3）靜態(tài)路由用來發(fā)送數(shù)據(jù)的路徑已知。靜態(tài)路由缺點(diǎn)：（1）初始配置和維護(hù)耗費(fèi)時間。（2）配置容易出錯，尤其對于大型網(wǎng)絡(luò)。（3）需要管理員維護(hù)變化的路由信息。（4）不能隨著網(wǎng)絡(luò)的增長而擴(kuò)展；維護(hù)會越來越麻煩。（5）需要完全了解整個網(wǎng)絡(luò)的情況才能進(jìn)行操作。5.2.2默認(rèn)路由教師講解5.5本章實(shí)訓(xùn)5.5.1VLAN間路由配置部署設(shè)備并連接構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌缓笮枰趦膳_SCALANCEXB-208二層交換機(jī)上完成VLAN基礎(chǔ)配置，將PLC加入到VLAN10中、將HMI加入到VLAN20中，通過在三層交換機(jī)SCALANCEXM-408上配置路由功能，最終實(shí)現(xiàn)PLC和HMI兩個不同VLAN設(shè)備間的通信。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)生動手完成實(shí)驗(yàn)4-1教師記錄實(shí)驗(yàn)成績5.5.2靜態(tài)路由配置利用工業(yè)以太網(wǎng)線纜，按照如圖5-23所示的網(wǎng)絡(luò)邏輯拓?fù)鋱D將2臺SCALANCEXM-408第3層交換機(jī)、1臺S7-1200PLC和上位機(jī)連接起來。第一個SCALANCEXM-408的P4端口與S7-1200PLC的以太網(wǎng)端口相連、P5端口與第二個SCALANCEXM-408的P1端口相連，第二個SCALANCEXM-408的P8端口與上位機(jī)相連。為每一臺設(shè)備配置所屬網(wǎng)絡(luò)的IP地址，通過在2臺SCALANCEXM-408上配置靜態(tài)路由實(shí)現(xiàn)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，學(xué)生動手完成實(shí)驗(yàn)4-2教師記錄實(shí)驗(yàn)成績實(shí)驗(yàn)步驟，詳見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書學(xué)生動手完成實(shí)驗(yàn)4-2教師記錄實(shí)驗(yàn)成績實(shí)驗(yàn)室整理第11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5章路由技術(shù) 5.3動態(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)情況詢問個別同學(xué)作業(yè)情況5.3動態(tài)路由5.3.1動態(tài)路由概述1.動態(tài)路由的特點(diǎn)與靜態(tài)路由相比，動態(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.動態(tài)路由協(xié)議概述動態(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)前路徑無法使用時找出新的最佳路徑動態(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。一個區(qū)域內(nèi)部的路由表?xiàng)l目減少，同時可以匯總區(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才會啟動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動態(tài)路由實(shí)現(xiàn)三個網(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)通信。二層交換機(jī)XB208-A和XB208-B僅用于網(wǎng)絡(luò)連接，不需要做任何附加配置。教師講解實(shí)驗(yàn)原理，關(guān)鍵配置，學(xué)生動手完成實(shí)驗(yàn)4-2教師記錄實(shí)驗(yàn)成績實(shí)驗(yàn)步驟，詳見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書學(xué)生動手完成實(shí)驗(yàn)4-4教師記錄實(shí)驗(yàn)成績實(shí)驗(yàn)室整理第12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6章NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 6.1NAT原理 6.1.1專用私有地址 6.1.2網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 6.2利用西門子三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)NAT 6.2.1靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換（NATStatic） 教學(xué)目標(biāo)和要求掌握靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換基本原理熟練掌握NAT靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換配置培養(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)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換配置教學(xué)難點(diǎn)NAT靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換配置教學(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)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6章NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT（NetworkAddressTranslation，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）是一種廣域網(wǎng)（WAN）的技術(shù)，用于將私有地址轉(zhuǎn)換為共有IP地址，被廣泛應(yīng)用于各種類型Internet接入方式和各種類型的網(wǎng)絡(luò)中。NAT不僅能夠有效地隱藏并保護(hù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)，避免外部網(wǎng)絡(luò)攻擊，還能夠在IP地址分配不理想、不足的時候，有效、合理化地分配IP地址，從而能夠進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)訪問。6.1NAT原理6.1.1專用私有地址類地址范圍A-55B-55C-55假設(shè)公司A和公司B都在使用網(wǎng)絡(luò)/8。在公司A中，一個內(nèi)部用戶A想訪問公司B的一臺服務(wù)器C，此時就會出現(xiàn)問題：兩個網(wǎng)絡(luò)都在使用網(wǎng)絡(luò)/8，并都使用了相同的地址，這兩個網(wǎng)絡(luò)不能彼此通信，如圖6-1所示。有兩種方法可以解決這個問題：（1）將兩個網(wǎng)絡(luò)中的一個（或兩個）重新分配地址；（2）使用地址轉(zhuǎn)換。6.1.2網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（即NAT）是IETF（InternetEngineeringTaskForce，Internet工程任務(wù)組）提出的RFC1631標(biāo)準(zhǔn)，可以將數(shù)據(jù)包中的地址信息從一個地址轉(zhuǎn)換為另一個地址。1.需要使用NAT的情況以下情況可能需要使用NAT：（1）申請的公有IP地址數(shù)量不足以分配給所有的設(shè)備；（2）正在更換服務(wù)提供商，新服務(wù)提供商不再支持舊的公有地址空間；（3）需要連接兩個使用相同地址空間網(wǎng)絡(luò)；（4）正在使用給別人分配的公有IP地址；（5）想要實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡，用一個虛擬IP地址來代表多個設(shè)備；（6）想要對進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的流量進(jìn)行更好的控制，隱藏內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。2.NAT的優(yōu)缺點(diǎn)1）NAT的優(yōu)點(diǎn)2）NAT的缺點(diǎn)6.2利用西門子三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)NAT三種地址：內(nèi)部本地地址、內(nèi)部全局地址和外部地址內(nèi)部本地地址：分配給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中某個設(shè)備的實(shí)際IP地址，外部網(wǎng)絡(luò)無法訪問該地址。內(nèi)部全局地址：可供外部網(wǎng)絡(luò)訪問內(nèi)部設(shè)備的IP地址外部地址：分配給外部網(wǎng)絡(luò)中某個設(shè)備的實(shí)際IP地址。6.2.1靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換（NATStatic）我們通過一個例子來展示靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換的工作原理，在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中有3臺PLC控制器，連接到SCALANCEXM408交換機(jī)上，并通過交換機(jī)訪問外部網(wǎng)絡(luò)。因此，在交換機(jī)上配置了2個虛擬專用網(wǎng)VLAN10和VLAN20，VLAN10是內(nèi)部私有網(wǎng)絡(luò)，VLAN20連接外部公共網(wǎng)絡(luò)。為了隱藏內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在VLAN20端口配置靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換，NAT靜態(tài)映射表格如圖6-3所示。當(dāng)工作站訪問PLC1時，工作站發(fā)出的數(shù)據(jù)包目的IP地址應(yīng)為PLC1的內(nèi)部全局地址，數(shù)據(jù)包經(jīng)過交換機(jī)后，目的IP地址被轉(zhuǎn)換成內(nèi)部本地地址。當(dāng)響應(yīng)數(shù)據(jù)包返回時，源地址為PLC1的內(nèi)部本地地址，經(jīng)過交換機(jī)后，源地址為PLC1的內(nèi)部全局地址，如圖6-4所示。靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換的優(yōu)點(diǎn)是映射關(guān)系固定，適用于需要對外提供服務(wù)的設(shè)備，如Web服務(wù)器、郵件服務(wù)器等。可以實(shí)現(xiàn)一對一的映射，確保外部網(wǎng)絡(luò)可以直接訪問特定設(shè)備。缺點(diǎn)也是顯而易見的，對于全局IP地址資源不足時，靜態(tài)NAT會浪費(fèi)IP地址資源，因?yàn)槊總€設(shè)備需要一個獨(dú)立的映射IP地址。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NAT靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換配置在圖6-9網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)段和網(wǎng)段屬于內(nèi)網(wǎng)，網(wǎng)段屬于外網(wǎng)。內(nèi)網(wǎng)中PLC1和PC2在訪問外網(wǎng)設(shè)備時需要提供地址保護(hù)，地址轉(zhuǎn)換如表6-2所示，使得PC3不知道PLC1和PC2的內(nèi)部實(shí)際地址。表6-2靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換表轉(zhuǎn)換接口內(nèi)部本地地址內(nèi)部全局地址VLAN10VLAN10具體實(shí)驗(yàn)步驟詳見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書教師邊講解邊進(jìn)行實(shí)物展示學(xué)生可以提問，由教師進(jìn)行進(jìn)一步的解釋和說明。四、學(xué)生實(shí)踐根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)室整理點(diǎn)名實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生第13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6章NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 6.2.2動態(tài)地址轉(zhuǎn)換（Pool）6.2.3網(wǎng)絡(luò)地址端口轉(zhuǎn)換（NAPT）教學(xué)目標(biāo)和要求掌握靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換基本原理熟練掌握NAT靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換配置培養(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)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換配置教學(xué)難點(diǎn)NAT靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換配置教學(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)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6.2.2動態(tài)地址轉(zhuǎn)換（Pool）動態(tài)地址轉(zhuǎn)換是一種網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，它允許多個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共享一組全局IP地址，從而在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間建立映射關(guān)系。在動態(tài)地址轉(zhuǎn)換中，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的本地IP地址按需映射到一組可用的全局IP地址中的一個。這種映射是動態(tài)的，根據(jù)通信會話的需求動態(tài)創(chuàng)