资源简介

《信息科技教室网络建设方案》
（第一部分：搭建小型局域网）
(可以在封面插入合适的图片)
项目小组名称： 【请输入你们的团队名称】
小 组 成 员： 【请列出所有成员姓名】
日 期： 【请输入日期】
一、项目需求分析
我们的目标是为一间新的信息科技教室搭建一个基础的小型局域网。目前需要将教室内的20台计算机、1台服务器、1台网络打印机相互连接，实现初步的设备互连与资源共享。
二、网络硬件认识与探究
作为一名网络工程师，首先要熟悉你的“工具”。请根据课堂探究和实物观察，完成以下记录。
1. 网线（双绞线）观察记录：
双绞线内部有________ 根细铜线。
它们的颜色分别是（请填写）：_________________。
网线两端的接头叫____________，上面有__________个金属触点。
网卡（网络适配器）观察记录
网卡接口的形状像汉字 “______” 。
当网线正常插入网卡接口时，指示灯会______ 。
当网线被拔出时，指示灯会______ 。
每块网卡都有一个全球唯一的_____地址，用于在网络中唯一标识这台设备。
三、网络拓扑结构设计
1. 设计选择
我们选择 ______ 拓扑结构来组建这个局域网。
选择理由：
连接简单，易于扩展（增加新设备不会影响现有网络）
故障容易排查（单一节点故障不影响其他设备）
稳定性高（避免了“手拉手”串接方式的可靠性问题）
2. 拓扑图绘制
请在下方空白处，绘制出信息科技教室的网络拓扑图。
（请打开文件四机互联与拓扑绘制交互程序.html文件进行设计）
（双击打开文件）
四、设备与材料清单
请根据你设计的拓扑图，计算并列出搭建该局域网所需的所有设备和材料。
设备材料名称 规格说明 数量 预估单价（元） 总价（元）
交换机 24口百兆/千兆以太网交换机 1台
网线 超五类/六类双绞线（长度根据工位确定） 22根
服务器 已采购 1台 - -
计算机 已采购 20台 - -
网络打印机 已采购 1台 - -
水晶头 备用 若干
总计
五、搭建与测试模拟
虽然我们无法真实连接20台设备，但我们已经通过4台计算机和1台交换机的实验掌握了搭建技能。
1. 实验回顾： 我们成功搭建了4台计算机的小型局域网，通过观察 _____ 和 ____ 的 _______ 状态，判断物理连接是否成功。
2. 原理阐述： 在这个网络中，数据能够准确送达目标计算机，依靠的是：_______________________________________。
3. 验收标准：
所有设备网线均已正确插入交换机端口。
所有网卡接口和交换机对应端口的指示灯均为绿色常亮或闪烁。
任意两台计算机之间可以相互通信（可通过命令测试）。
六、小组总结与反思
1.本次方案设计的最大收获是什么？
（例如：我们学会了如何根据需求选择最合适的网络拓扑结构，并学会了计算所需设备数量。）
2.在设计或动手过程中遇到了什么困难？是如何解决的？
（例如：在绘制拓扑图时，一开始不知道如何表示交换机，后来通过老师讲解和查阅资料，学会了使用标准符号进行绘制。）(共18张PPT)
第二单元第一课
——搭建小型局域网
我是小小网络工程师
今天我们都是网络工程师，我们的任务是完成《信息科技教室网络建设方案》的第一部分！通过本课程，你将学习如何识别网络设备、理解交换机作用，并动手搭建一个小型局域网。
学习目标
信息意识
识别常见网络设备及其功能。
计算思维
理解交换机作用，运用拓扑图规划网络结构。
数字化学习与创新
小组合作，动手搭建小型局域网。
信息社会责任
形成规范操作、安全连线的意识，理解MAC地址作用。
作为网络工程师，我们需要掌握这些关键技能，才能完成今天的任务。
项目背景：信息科技教室网络建设
项目需求
学校要新建一个信息科技教室，计划配备计算机、服务器、网络打印机、智能音箱等设备，这些设备需要相互连接并接入互联网，以满足信息科技课程教与学的需要。希望同学们也参与到这一建设中，利用即将学习的知识设计一份网络建设方案。
本课任务
我们将实现四台计算机相互连接，在此过程中认识常见的网络设备，了解它们的功能，完成《信息科技教室的网络建设方案》第一部分——搭建小型局域网。
核心问题
"如何把这些设备合理地连接在一起？"
导入
大家认识图片上的这些法宝吗？它们就是今天我们搭建网络的神兵利器。
探索
我们先从连接两台计算机开始，再到多台计算机互连，看看需要哪些网络设备吧。
1.两台计算机互连
两台计算机是独立工作的，如果要相互传递信息，首先要将它们连接起来，并且每台计算机要配备发送与接受数据的硬件设备。
你知道用什么可以将两台计算机连接起来吗
计算机中用来发送与接收数据的硬件设备叫什么呢
自主探究：
任务一：网络工程师入门任务卡
任务驱动：领取“网络工程师入门任务卡”（教材P23中的“写一写”，填写入导学案）。
核心问题：“连接两台计算机，需要什么？网线和网卡长什么样？有什么特性？”
探究方式：
1.观察网线和水晶头，完成P23页‘写一写（一）（填写入导学案中）’
2.观察电脑主机箱后的网卡接口或教材图3，完成‘写一写2（二）（填写入导学案中）’
任务一：认识硬件——网线与网卡
网线（双绞线）
双绞线内部有8根线，分别为橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。这些线按照特定标准排列，确保数据传输的稳定性。
数据以电信号的形式沿铜线传输，在传输过程中电信号会逐渐衰减，有效传输距离一般在100米以内。
网卡（网络适配器）
网卡接口形状像"RJ45"，指示灯用于显示连接状态和数据传输情况：
绿灯常亮：表示连接正常
绿灯闪烁：表示数据传输中
网卡是计算机或其他设备连接到网络的硬件设备，负责数据的发送和接收，多数能接入网络的设备内部会集成网卡。网卡的名称有很多，如网络适配器、网络接口卡、以太网卡等。
探-挑战：如何连接多台计算机？
两台互联
简单，一根网线直接连接两台计算机。
多台互联的困境
连接多台计算机时会遇到挑战。
需要更好的解决方案
我们需要一个更聪明的办法！
方案A：全互联-每两台之间都拉线
每两台电脑之间都有直接连接，需要的网线数量公式：n(n-1)/2
结论：线多、混乱、不现实。
方案B：串接（手拉手）
计算机依次连接，结论：需多网卡、一故障全瘫痪、扩展需断网。
核心设备：交换机 (Switch)
交换机的主要功能
端口扩展
提供多个端口连接多台设备。
智能转发
能将数据准确发送给目标计算机。
故障隔离
一台设备故障不影响其他设备。
星型拓扑结构
所有设备都连接到中心的交换机，形成星形结构。这是目前最常用、最佳的连接方式。
议一议
在一个局域网中，可能有多台计算机。当不同计算机发送数据时，如何判断是哪台计算机发出的呢
某同学认为，可以给局域网中的计算机起不同的名字。你认为该同学的方法可行吗 如何设置计算机的名字更为合理呢
能量加油站
网卡在出厂时会被赋予一个唯一的物理地址(MAC地址）用于标识不同的设备。这个地址是一个48位的二进制数，通常写为12个16进制数，如：00-16-EA-AE-3C-40或00：16：EA：AE：3C：40。MAC地址可以理解为这块网卡（或计算机）的名字，在网络传输中用来区分每台计算机。
交换机为什么这么聪明？
核心问题："交换机怎么知道该把数据发给谁？"
交换机通过学习连接设备的MAC地址，建立一个MAC地址与端口的对照表（MAC地址表）。当收到数据时，它会查询此表来决定将数据发送到哪个端口。例如，当计算机A发送数据给计算机C时，交换机会查询MAC地址表，发现C连接在端口3，便仅将数据从端口3转发出去，确保只有C能收到。
网络拓扑图
当网络设备比较多时，需要预先规划网络连接方案，充分考虑接人网络设备的数量、类型和空间位置。
做一做
假设在一间教室内有5台计算机，现在要把它们连接起来。为了绘制方便，将计算机简化成一个点，连接的线路简化成一条线。尝试绘制一个连接图，把这些计算机连接在一起。
连接图可以清晰地表示出计算机之间的物理布局和连接关系。这种物理布局和连接关系称为网络拓扑结构，连接图称为拓扑图。
探-任务二：动手搭建！
第一步：设计拓扑图
在网页教具上绘制4台计算机与1台交换机的星型拓扑图。明确每台设备的位置和连接关系。
第二步：物理连接
根据拓扑图，用网线将4台电脑连接到交换机。确保网线插头完全插入网口。
第三步：状态检查
观察所有设备网口和交换机端口的指示灯（绿灯常亮/闪烁=连接成功）。
请以工程师小组为单位，完成《网络建设方案》第一部分的全部内容：
工程师资格认证小测试
选择题
小型局域网的核心设备是？
A: 路由器
B: 交换机
C: 集线器
D: 网关
判断题
MAC地址和IP地址一样可随意修改。
错误
解析：MAC地址是网卡的物理地址，由厂商烧录，通常不能修改。

课堂总结
搭建小型局域网
课堂总结：网络硬件与交换机原理
设备
交换机：扩展、转发、隔离
结构
星型拓扑：稳定、可扩展、易维护
硬件
网线/双绞线，网卡/MAC地址
原理
MAC地址表支撑交换机智能转发
本节课我们学习了搭建小型局域网的基本知识，包括网络硬件、交换机功能、网络拓扑结构以及MAC地址的工作原理。这些知识将帮助我们完成信息科技教室的网络建设方案。
恭喜各位初级网络工程师结业！
你们已经掌握了搭建小型局域网的基本技能，为下一阶段的学习打下了坚实基础。
继续努力，成为真正的网络专家！第二单元第一课 搭建小型局域网-练习题
一、选择题 (共5题)
（容易）
连接两台计算机组成一个小型网络，最基本需要的硬件设备是？
A. 交换机和网线
B. 路由器和网线
C. 只有网线
D. 交换机和路由器
答案：C
解析： 两台计算机可以直接通过一根网线连接，无需交换机或路由器等中间设备。这是最简单的点对点网络连接方式。
（容易）
2. 网卡的主要功能是？
A. 美化计算机机箱
B. 负责计算机数据的发送和接收
C. 提高计算机运行速度
D. 为计算机提供电能
答案：B
解析： 网卡是网络接口卡（NIC）的简称，其核心功能是作为计算机与网络之间的接口，负责准备、发送和控制网络上的数据。
（中等难度）
3. 在一个使用交换机连接的小型局域网中，交换机能够准确地将数据发送给目标计算机，主要是依靠？
A. 计算机的IP地址
B. 计算机的MAC地址
C. 计算机的名称
D. 交换机的品牌
答案：B
解析： 交换机工作在数据链路层，它通过识别和学习每台连接设备网卡的唯一物理地址（MAC地址）来构建MAC地址表，从而实现数据的智能转发。
（中等难度）
4. 与“手拉手”串接方式相比，使用交换机组建的星型拓扑网络的主要优势不包括？
A. 其中一台计算机故障不会影响整个网络
B. 增加新计算机更方便，无需中断网络
C. 所需的网线数量最少
D. 网络稳定性更高，更容易排查故障
答案：C
解析： 星型拓扑需要每台设备都有一根网线连接到中心交换机，因此需要大量网线。但其优点在于故障隔离、易于扩展和维护。串接方式虽省线，但可靠性差。
（较难）
5. 某网络工程师需要为一个拥有30台计算机的办公室设计网络。从成本和性能综合考虑，下列哪种拓扑结构最不合适？
A. 使用一台48端口交换机的星型拓扑
B. 使用两台24端口交换机级联的星型拓扑
C. 采用总线型拓扑
D. 采用全网状拓扑（每两台计算机之间都直接连接）
答案：D
解析： 全网状拓扑需要n(n-1)/2根网线，30台计算机需要435根网线，这在成本和物理布线上都是灾难性的，且管理极其复杂。其他选项都是可行或常见的解决方案。
二、判断题 (共5题，请判断对错)
MAC地址和IP地址一样，都可以由用户随意修改。
答案：错误
解析： MAC地址是网卡出厂时被固化的全球唯一的物理地址，通常不可更改。IP地址是逻辑地址，可以由用户或网络管理员根据需要（如DHCP或手动）进行配置和修改。
如果要连接4台计算机，采用“全互联”方式（每两台之间都拉一根网线）是最优方案。
答案：错误
解析： “全互联”方式需要6根网线，且每台计算机需要3个网卡，成本高、布线乱、难以管理。使用一台交换机组建星型网络只需4根网线，是更优方案。
在“手拉手”串接的网络中，如果中间的一台计算机断电了，整个网络都会瘫痪。
答案：正确
解析： “手拉手”串接网络是一个线性结构，数据需要经过每一台计算机进行转发。中间任何一台计算机出现故障，都会中断整条链路上的通信。
网卡接口旁的指示灯熄灭，表示网络连接正常且正在传输数据。
答案：错误
解析： 网卡指示灯熄灭通常表示物理连接断开或没有信号。指示灯常亮通常表示物理连接正常，闪烁表示正在传输数据。
总线型拓扑结构因为其结构简单、所需线缆量少，所以是当前组建局域网最主流、最推荐的拓扑结构。
答案：错误
解析： 总线型拓扑存在故障难以定位、主干电缆故障导致全网瘫痪、网络效率低等致命缺点。当前最主流、最推荐的局域网拓扑结构是星型拓扑，它克服了总线型的缺点。教学教案设计
总第 04 课时
课 题 名 称 搭建小型局域网
学习目标 （包含学科核心素养） 信息意识：能识别常见网络设备（网卡、网线、交换机）及其功能，理解其在组建网络中的作用。 计算思维：能通过对比分析不同连接方式的优劣，理解交换机的作用，并运用拓扑图来规划和表达简单的网络结构。 数字化学习与创新：能小组合作，动手实践，根据规划的网络拓扑图，使用真实设备（计算机、交换机、网线）成功搭建一个小型局域网。 信息社会责任：能在网络搭建实践中形成规范操作、安全连线的意识，并理解唯一物理地址（MAC地址）对于网络身份标识与管理的重要性。
问 题 类 型 学生问题 把两台电脑连起来我知道用网线，那要是把教室里所有电脑都连起来，难道要拉无数根网线吗？” “交换机到底是个什么东西？它凭什么就能知道把数据传给哪台电脑？” “画网络拓扑图有什么用？为什么不能直接拿设备连？”
学科问题 在多台计算机互连的场景中，如何解决“N*(N-1)/2”线缆激增问题与故障隔离问题？ 在共享传输介质的局域网中，如何唯一地标识和定位一台终端设备以实现数据的准确分发？（引出MAC地址与交换机工作原理） 不同的网络拓扑结构（如星型、总线型、环型）如何影响网络的性能、成本与可靠性？
教师问题 如果我们不用交换机，而是用‘手拉手’（串接）的方式把4台电脑连起来，可能会遇到什么麻烦？”（引导学生思考故障排查、扩展性等问题） “每台网卡都有一个全球唯一的MAC地址，就像我们的身份证号。请大家想一想，为什么在网络通信中，光给计算机起一个‘好听的名字’（如小明的主机）是不够的，而非得用这个复杂的MAC地址呢？”（引导学生理解标准化、唯一性在底层通信中的必要性）
问题系统 （星号标出核心问题） 1.在多台计算机互连的场景中，如何解决“N*(N-1)/2”线缆激增问题与故障隔离问题？ 2.在共享传输介质的局域网中，如何唯一地标识和定位一台终端设备以实现数据的准确分发？（引出MAC地址与交换机工作原理） 3.不同的网络拓扑结构（如星型、总线型、环型）如何影响网络的性能、成本与可靠性？
问题探究流程 导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）
导（问题引导）： 情境设置： PPT展示“学校信息科技教室建设招标通知”图片，创设真实情境。“学校计划新建一间信息科技教室，里面有计算机、服务器、网络打印机、智能音箱等设备。现在需要一个网络方案把它们全部连接起来，我们班同学就是这次项目的‘网络工程师’！” 问题聚焦：展示一根网线和一个交换机。“今天，我们首先要攻克第一个技术难关：如何把教室里的多台计算机连接起来，组成一个可以相互通信的小型局域网？我们先从最简单的两台电脑开始。” 实物激趣：教师展示网线、水晶头、网卡接口图片和交换机实物。“认识这些‘法宝’吗？它们就是今天我们搭建网络的神兵利器。” 学（自主探究）： 任务一：网络工程师入门任务卡 活动设计： 任务驱动：学生领取“网络工程师入门任务卡”（即教材中的“写一写”）。 核心问题：“连接两台计算机，需要什么？网线和网卡长什么样？有什么特性？” 探究方式： 学生两人一组，观察手中的网线和水晶头，完成‘写一写1’：记录双绞线内部8根铜线的颜色（橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕），并数出水晶头有8个金属触点。 观察电脑主机箱后的网卡接口或教材图3，完成‘写一写2’：其接口形状像汉字“一”（或“口”）。根据教材描述或实物观察，指示灯正常连通时会常亮或闪烁，断开时会熄灭。 教师巡视：指导学生观察，纠正错误认知，并强调网线有效传输距离（100米）等知识点。 探（合作探究）： 活动设计：学生分为4-5人“网络工程小组”，完成两个挑战。 挑战一：议一议——方案设计与论证（8分钟） 问题：“如何用最合理的方式连接4台计算机？”（对应教材“议一议”和“探索4”） 过程： 各组在教具网页上画出两种连接方案：一是“全互联”（每两台之间都拉线），二是“手拉手”串接。 计算“全互联”方案所需网线数量（4*(4-1)/2 = 6根），感受其不可行性。 分析“手拉手”串接方案的缺点（需多网卡、故障影响全局、扩展需断网）。 引出最优解：教师引导思考：“能不能找一个‘中央枢纽’？”出示交换机实物和教材图，介绍其作用和优势。 关键知识点：交换机的核心作用——端口扩展、智能转发、故障隔离。 挑战二：设计与实现——动手组网（12分钟） 问题：“请根据星型拓扑结构，绘制拓扑图，并实际动手将4台计算机通过交换机连接起来！”（对应教材“设计”与“实现”） 过程： 画拓扑图：各组在白板上绘制星型拓扑图（中心是交换机，周围是4台计算机）。 动手连接：依据拓扑图，使用网线将4台计算机连接到交换机的端口上。 状态检查：观察所有设备网口和交换机端口的指示灯，确认物理连接是否成功（绿灯常亮或闪烁）。 原理探究（能量加油站）： 教师提问：“交换机怎么知道哪根线连着哪台电脑？”引导学生阅读教材“能量加油站”内容，理解MAC地址是设备的唯一物理标识，交换机会学习并生成MAC地址表来进行精准转发。 教师角色：巡回指导，确保连接正确，并参与讨论，引导学生理解MAC地址和交换机工作原理这一难点。 四（课堂检测）： 检测题目： 活动设计：通过希沃白板/答题器进行快速问答。 检测题目： 选择题：小型局域网中，用来连接多台计算机，并能智能转发数据的核心设备是？（ B ） A. 网线 B. 交换机 C. 计算机网卡 D. 智能音箱 （解析：交换机是组网的核心设备，负责端口扩展和数据转发） 判断题：每块网卡都有一个全球唯一的IP地址，用于在网络中标识这台设备。( 错误 ) （解析：用于在网络底层唯一标识设备的是MAC地址（物理地址），IP地址是逻辑地址。） 看图题：PPT展示教材图11中的几种拓扑结构，问：“请问我们刚才动手搭建的是哪一种拓扑结构？”（ 星型拓扑 ） 五、拓（知识拓展）： 活动设计：发布“信息科技教室网络规划师”课后任务（对应教材“拓展”）。 任务： 绘制拓扑图：假设科技教室有20台计算机、1台服务器、1台网络打印机、1个智能音箱。请你绘制一张完整的网络拓扑图。 列出设备清单：明确需要哪些网络设备（如：24口交换机1台、网线22根等）。 简要说明：为什么选择星型拓扑？
板 书 设 计 搭建小型局域网
一、硬件基础 网线：双绞线（8芯）、水晶头（8触点） 网卡：接口、指示灯、MAC地址 (唯一标识) 二、多机互联方案 问题：全互联(线多)、串接(可靠性差) 解决方案：交换机 (核心设备) 功能：端口扩展、智能转发(MAC地址表)、故障隔离 三、拓扑结构 星型拓扑 (最优选) 优点：易扩展、便排查、高可靠 绘制拓扑图
教 学 反 思
项目驱动有效激发兴趣，学生角色（网络工程师）代入感强。 动手实操环节（连接设备、观察指示灯）将抽象硬件知识具象化，难点（MAC地址、交换机原理）突破效果好。 逻辑清晰，从“两台连”到“多台连”的矛盾自然引出交换机价值。 部分小组绘制拓扑图速度偏慢，下次需提供更清晰的符号范例或半成品框架。 实践环节时间可微调，预留更多时间给小组展示和讲解自己的拓扑设计，深化计算思维表达。 可提前录制一段“网线制作与测试”微视频，满足学有余力学生的拓展需求。
1《信息科技教室网络建设方案》
（第一部分：搭建小型局域网）
项目小组名称： 【请输入你们的团队名称】
小组成员： 【请列出所有成员姓名】
日期： 【请输入日期】
一、项目需求分析
我们的目标是为一间新的信息科技教室搭建一个基础的小型局域网。目前需要将教室内的20台计算机、1台服务器、1台网络打印机相互连接，实现初步的设备互连与资源共享。
二、网络硬件认识与探究
作为一名网络工程师，首先要熟悉你的“工具”。请根据课堂探究和实物观察，完成以下记录。
1. 网线（双绞线）观察记录：
双绞线内部有____8____ 根细铜线。
它们的颜色分别是（请填写）：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。
网线两端的接头叫水晶头，上面有 8 个金属触点。
2. 网卡（网络适配器）观察记录
网卡接口的形状像汉字 “一” 。
当网线正常插入网卡接口时，指示灯会 常亮或闪烁 。
当网线被拔出时，指示灯会 熄灭 。
每块网卡都有一个全球唯一的 MAC 地址，用于在网络中唯一标识这台设备。
三、网络拓扑结构设计
1. 设计选择
我们选择 星型 拓扑结构来组建这个局域网。
选择理由：
连接简单，易于扩展（增加新设备不会影响现有网络）
故障容易排查（单一节点故障不影响其他设备）
稳定性高（避免了“手拉手”串接方式的可靠性问题）
2. 拓扑图绘制
请在下方空白处，绘制出信息科技教室的网络拓扑图。
绘图要求：
使用 ○ 或 □ 代表计算机、服务器、打印机等设备。
使用 ◇ 或 代表核心网络设备（交换机）。
使用直线 — 代表网线连接。
请标注出设备数量（例如：计算机×20）。
(请在此处绘制你们的网络拓扑图)
[提示：中心是一个大型交换机，周围连接20台计算机、1台服务器和1台打印机]
四、设备与材料清单
请根据你设计的拓扑图，计算并列出搭建该局域网所需的所有设备和材料。
设备材料名称 规格说明 数量 预估单价（元） 总价（元）
交换机 24口百兆/千兆以太网交换机 1台
网线 超五类/六类双绞线（长度根据工位确定） 22根
服务器 已采购 1台 - -
计算机 已采购 20台 - -
网络打印机 已采购 1台 - -
水晶头 备用 若干
总计
五、搭建与测试模拟
虽然我们无法真实连接20台设备，但我们已经通过4台计算机和1台交换机的实验掌握了搭建技能。
1. 实验回顾： 我们成功搭建了4台计算机的小型局域网，通过观察 交换机 和 网卡 的 指示灯 状态，判断物理连接是否成功。
2. 原理阐述： 在这个网络中，数据能够准确送达目标计算机，依靠的是交换机学习了每台设备网卡的 MAC地址 ，并生成了地址转发表。
3. 验收标准：
所有设备网线均已正确插入交换机端口。
所有网卡接口和交换机对应端口的指示灯均为绿色常亮或闪烁。
任意两台计算机之间可以相互通信（可通过命令测试）。
六、小组总结与反思
本次方案设计的最大收获是什么？
（例如：我们学会了如何根据需求选择最合适的网络拓扑结构，并学会了计算所需设备数量。）
在设计或动手过程中遇到了什么困难？是如何解决的？
（例如：在绘制拓扑图时，一开始不知道如何表示交换机，后来通过老师讲解和查阅资料，学会了使用标准符号进行绘制。）

展开更多......

收起↑