《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》(修改

1、實(shí)驗(yàn)一 常用網(wǎng)絡(luò)工具使用與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境組建本實(shí)驗(yàn)使用2個(gè)學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?、掌握雙絞線的制作；2、掌握計(jì)算機(jī)與連接設(shè)備（HUB和交換機(jī)）的連接；3、掌握HUB和交換機(jī)的級(jí)聯(lián)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及環(huán)境雙絞線、壓線鉗、RJ-45水晶頭、測線儀、HUB和交換機(jī)。三、預(yù)備知識(shí)與課前準(zhǔn)備1、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其工作原理l 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)l 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)l 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)l 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)l 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變體（星型總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、星型環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和FDDI）2、雙絞線的特點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)之間的建立互聯(lián)通信，可以通過許多方法實(shí)現(xiàn)，如在Windows下可以使用專用電纜連接，如建立以太網(wǎng)連接可以使用交叉線、直通線加集線器都能將兩

2、臺(tái)工作站連接起來。我們先來了解以下有關(guān)水晶頭的信息。帶金屬片的一面向自己，線頭的插孔朝向左時(shí)，可以看到接頭中的8個(gè)引腳。為了敘述方便，我們對(duì)引腳進(jìn)行編號(hào)，如下圖所示。水晶頭引腳分布圖從工作站連接到集線器/交換器和從連接面板到集線器/交換器需要使用直通線，直通線的兩端都符合T568-B或T568-A標(biāo)準(zhǔn)，目前國內(nèi)使用的直通線大多采用T568-B標(biāo)準(zhǔn)。 直通線做線示意圖交叉線做線示意圖T568-A標(biāo)準(zhǔn)的線頭排列順序?yàn)榫G白、綠、橙白、藍(lán)、藍(lán)白、橙、棕白、棕。T568-B標(biāo)準(zhǔn)的線頭排列順序?yàn)槌劝?、橙、綠白、藍(lán)、藍(lán)白、綠、棕白、棕。從工作站連接到工作站則需要使用交叉線，交叉線的一端符合T568-B標(biāo)準(zhǔn)，

3、另一端符合T568-A標(biāo)準(zhǔn)。3、常用網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的工作原理3.1網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)接口卡(Network Interface Card，NIC)簡稱網(wǎng)卡。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中必不可少的基本設(shè)備，它為計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊提供物理連接。網(wǎng)卡所完成的工作就是從計(jì)算機(jī)獲得數(shù)據(jù)，然后把數(shù)據(jù)編碼成為特定格式通過網(wǎng)絡(luò)連接線(網(wǎng)線)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中其他的網(wǎng)卡上，當(dāng)另一端的網(wǎng)卡接受到這些數(shù)據(jù)，它又把特定格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)理解的數(shù)據(jù)格式交給計(jì)算機(jī)處理。 3.2 集線器集線器（HUB）是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中連接多個(gè)計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備的連接設(shè)備,是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理的最小單元。英文HUB就是中心的意思,像樹的主干一樣,它是各分支的匯集點(diǎn)。許

4、多種類型的網(wǎng)絡(luò)都依靠集線器來連接各種設(shè)備并把數(shù)據(jù)分發(fā)到各個(gè)網(wǎng)段。HUB基本上是一個(gè)共享設(shè)備,其實(shí)質(zhì)是一個(gè)中繼器,主要提供信號(hào)放大和中轉(zhuǎn)的功能,它把一個(gè)端口接收的全部信號(hào)向所有端口分發(fā)出去。一些集線器在分發(fā)之前將弱信號(hào)加強(qiáng)后重新發(fā)出,一些集線器則排列信號(hào)的時(shí)序以提供所有端口間的同步數(shù)據(jù)通信。集線器的基本工作原理是廣播技術(shù)（broadcast），也就是HUB從任何一個(gè)端口收到一個(gè)Ethernet信息包后，它都將此Ethernet信息包廣播到其它所有端口，HUB不記憶哪一個(gè)MAC地址掛在哪一個(gè)端口。接在HUB端口上的網(wǎng)卡NIC根據(jù)信息包所要求的功能執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，這是由網(wǎng)絡(luò)層layer 3之上控制的。

5、上面所說的廣播是指HUB將該Ethernet信息包發(fā)送到所有其它端口，并不是指HUB將該包改變?yōu)閺V播包。 HUBA B C - E HUBA B C - EHUB工作原理： HUB從某一端口A將收到的包發(fā)送到所有端口。HUB工作原理： 非廣播包時(shí)，地址與包目的MAC地址相同的站響應(yīng)用戶A。 HUBA B C - EHUB工作原理： 廣播包時(shí)，所有用戶都響應(yīng)用戶A。3.3 交換機(jī)局域網(wǎng)中的交換機(jī)，也叫做交換式Hub(Switch Hub)。交換機(jī)的前身是網(wǎng)橋。交換機(jī)是使用硬件來完成以往網(wǎng)橋使用軟件來完成過濾、學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)過程的任務(wù)。交換機(jī)速度比HUB快，這是由于HUB不知道目標(biāo)地址在何處，發(fā)送數(shù)據(jù)

6、到所有的端口。而交換機(jī)中有一張路由表，如果知道目標(biāo)地址在何處，就把數(shù)據(jù)發(fā)送到指定地點(diǎn)，如果它不知道就發(fā)送到所有的端口。這樣過濾可以幫助降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量，提高效率。但交換機(jī)的功能還不止如此，它可以把網(wǎng)絡(luò)拆解成網(wǎng)絡(luò)分支、分割網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，隔離分支中發(fā)生的故障，這樣就可以減少每個(gè)網(wǎng)絡(luò)分支的數(shù)據(jù)信息流量而使每個(gè)網(wǎng)絡(luò)更有效，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)效率。目前有使用交換機(jī)代替HUB的趨勢。交換機(jī)是構(gòu)成整個(gè)交換式網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備，交換機(jī)所采用交換方式的不同將會(huì)影響交換機(jī)的工作性能，為此我們有必要了解交換機(jī)的一些工作原理及特點(diǎn)。1）交換機(jī)常用的三種交換技術(shù)目前，交換機(jī)主要使用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)(Store and Forwar

7、d)、直通(Cut Through)和無碎片直通(Fragment Free Cut Through)三種方式。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式交換機(jī)是指在交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)幀時(shí)，先存儲(chǔ)在一個(gè)共享緩沖區(qū)中，然后進(jìn)行過濾（濾掉不健全的幀和有沖突的幀）和差錯(cuò)校驗(yàn)處理，最后再將數(shù)據(jù)按目的地址發(fā)送到指定的端口。直通方式 直通式交換機(jī)只對(duì)接收到的數(shù)據(jù)幀的目的地址信息進(jìn)行檢查，然后立刻按指定的地址轉(zhuǎn)發(fā)出去，而不做差錯(cuò)和過濾處理。無碎片直通方式 “碎片”是指當(dāng)信息發(fā)送中突然發(fā)生沖突時(shí)，因?yàn)殡p方立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)幀而在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的殘缺不健全的幀。碎片是無用的信息，必須將其濾除。無碎片直通方式首先存儲(chǔ)接收到的數(shù)據(jù)幀的部分字

8、節(jié)（前64個(gè)字節(jié)），然后進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)，如果有錯(cuò)，立即濾除，并要求對(duì)方重發(fā)此幀，否則認(rèn)為該幀健全，并馬上轉(zhuǎn)發(fā)出去。2）三種交換技術(shù)的比較在三種交換方式中，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式具有最高的交換質(zhì)量，但速度最慢，適用于網(wǎng)絡(luò)主干的連接。直通方式是三種交換方式中最快的一種，但因?qū)θ魏螏疾蛔鲞^濾處理，所以誤碼率較高，適用于交換式網(wǎng)絡(luò)的外圍連接。無碎片直通方式是前兩種方式的折衷。3）第三層交換日益強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向更快、更便捷的方向發(fā)展提供了保障，而日益龐大和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)又產(chǎn)生了持續(xù)增長的網(wǎng)絡(luò)堵塞。普通交換機(jī)工作在OSI七層模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），交換以MAC（介質(zhì)訪問控制層，是數(shù)據(jù)鏈路層中的一部分

9、）地址為基礎(chǔ)。目前第二層交換機(jī)已無法勝任大規(guī)模局域網(wǎng)的建設(shè)，所以在一些較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中一般將交換機(jī)和路由器結(jié)合在一起使用。路由器處于OSI模型的第三層（網(wǎng)絡(luò)層），通常以IP協(xié)議通過軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際互聯(lián)，并且路由器價(jià)格昂貴、轉(zhuǎn)發(fā)速度慢，越來越成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。第三層交換就是在第二層交換的基礎(chǔ)上把路由功能集成在交換機(jī)中，吸收了路由器在網(wǎng)絡(luò)中的可擴(kuò)展性和靈活性等特點(diǎn)，所以將第三層交換機(jī)又稱為路由交換機(jī)。與第二層交換機(jī)相比，第三層交換機(jī)在性能上得到了飛躍性的提高，在網(wǎng)絡(luò)分段、安全性、可管理性等方面都具有很大的優(yōu)勢。第三層交換在提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度和擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模等方面所起的作用已得到了網(wǎng)絡(luò)用戶的一致公認(rèn)，下一代

10、骨干網(wǎng)的核心將是第三層交換機(jī)。4）多層交換和第四層交換隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了多層交換和第四層交換。我們把多層交換機(jī)可以看作是在傳統(tǒng)交換機(jī)（第二層交換機(jī)）的基礎(chǔ)上附加（而非集成）了路由交換功能的設(shè)備。目前的多層交換機(jī)可很好地兼容現(xiàn)有的路由器網(wǎng)絡(luò)。第四層交換機(jī)是在第三層交換機(jī)的基礎(chǔ)上引進(jìn)了新的網(wǎng)絡(luò)功能，它工作于OSI模型的第四層（傳輸層），可對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行查詢、獲取數(shù)據(jù)包的相關(guān)信息等操作。目前第四層交換還只是一個(gè)概念，尚未有正式的產(chǎn)品推出。2.4路由器路由器是互聯(lián)網(wǎng)的主要節(jié)點(diǎn)設(shè)備。路由器通過路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由選擇（routing），這也是路由器名稱的由來（router，轉(zhuǎn)發(fā)者

11、）。作為不同網(wǎng)絡(luò)之間互相連接的樞紐，路由器系統(tǒng)構(gòu)成了基于TCP/IP的國際互連網(wǎng)絡(luò)Internet的主體脈絡(luò)，也可以說，路由器構(gòu)成了Internet的骨架。它的處理速度是網(wǎng)絡(luò)通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則直接影響著網(wǎng)絡(luò)互連的質(zhì)量。因此，在園區(qū)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)、乃至整個(gè)Internet研究領(lǐng)域中，路由器技術(shù)始終處于核心地位，其發(fā)展歷程和方向，成為整個(gè)Internet研究的一個(gè)縮影。所謂路由就是指通過相互連接的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)地點(diǎn)的活動(dòng)。一般來說，在路由過程中，信息至少會(huì)經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)。通常，人們會(huì)把路由和交換進(jìn)行對(duì)比，這主要是因?yàn)樵谄胀ㄓ脩艨磥韮烧咚鶎?shí)現(xiàn)的功能是完全一樣的。其實(shí)，

12、路由和交換之間的主要區(qū)別就是交換發(fā)生在OSI參考模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。這一區(qū)別決定了路由和交換在移動(dòng)信息的過程中需要使用不同的控制信息，所以兩者實(shí)現(xiàn)各自功能的方式是不同的。路由器的一個(gè)作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來。從過濾網(wǎng)絡(luò)流量的角度來看，路由器的作用與交換機(jī)和網(wǎng)橋非常相似。但是與工作在數(shù)據(jù)鏈路層，從物理上劃分網(wǎng)段的交換機(jī)不同，路由器使用專門的軟件協(xié)議從邏輯上對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分。例如，一臺(tái)支持IP協(xié)議的

13、路由器可以把網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)子網(wǎng)段，只有指向特殊IP地址的網(wǎng)絡(luò)流量才可以通過路由器。對(duì)于每一個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包，路由器都會(huì)重新計(jì)算其校驗(yàn)值，并寫入新的物理地址。因此，使用路由器轉(zhuǎn)發(fā)和過濾數(shù)據(jù)的速度往往要比只查看數(shù)據(jù)包物理地址的交換機(jī)慢。但是，對(duì)于那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，使用路由器可以提高網(wǎng)絡(luò)的整體效率。路由器的另外一個(gè)明顯優(yōu)勢就是可以自動(dòng)過濾網(wǎng)絡(luò)廣播。從總體上說，在網(wǎng)絡(luò)中添加路由器的整個(gè)安裝過程要比即插即用的交換機(jī)復(fù)雜很多。一般說來，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與多個(gè)子網(wǎng)互聯(lián)都應(yīng)采用路由器來完成。路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。由此可見，選擇最佳路徑的

14、策略即路由算法是路由器的關(guān)鍵所在。為了完成；這項(xiàng)工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)路徑表（Routing Table），供路由選擇時(shí)使用。路徑表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字等內(nèi)容。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改，可以由路由器自動(dòng)調(diào)整，也可以由主機(jī)控制。1）靜態(tài)路徑表 由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路徑表稱之為靜態(tài)（static）路徑表，一般是在系統(tǒng)安裝時(shí)就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定的，它不會(huì)隨未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。2）動(dòng)態(tài)路徑表動(dòng)態(tài)（Dynamic）路徑表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行情況而自動(dòng)調(diào)整的路徑表。路由器根據(jù)路由選擇

15、協(xié)議（Routing Protocol）提供的功能，自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，在需要時(shí)自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健Ｔ陂_放體系互聯(lián)協(xié)議的OSI七層模式中，網(wǎng)絡(luò)層又叫通信子網(wǎng)層，是通信子網(wǎng)（局域網(wǎng)）與網(wǎng)絡(luò)高層的界面。這主要負(fù)責(zé)控制通信子網(wǎng)的操作，可將廣域網(wǎng)上任一局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤地傳輸?shù)狡渌钟蚓W(wǎng)或廣域網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)之上。 4、共享式和交換式局域網(wǎng)的原理及組網(wǎng)規(guī)則用集線器組成的網(wǎng)絡(luò)稱為共享式網(wǎng)絡(luò)，而用交換機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)稱為交換式網(wǎng)絡(luò)。共享式以太網(wǎng)存在的主要問題是所有用戶共享帶寬，每個(gè)用戶的實(shí)際可用帶寬隨網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)的增加而遞減。這是因?yàn)楫?dāng)信息繁忙時(shí)，多個(gè)用戶可能同時(shí)“爭用”一個(gè)信道，而一個(gè)信道在某一時(shí)

16、刻只允許一個(gè)用戶占用，所以大量的用戶經(jīng)常處于監(jiān)測等待狀態(tài)，致使信號(hào)傳輸時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)、停滯或失真，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)的性能。在交換式以太網(wǎng)中，交換機(jī)提供給每個(gè)用戶專用的信息通道，除非兩個(gè)源端口企圖同時(shí)將信息發(fā)往同一個(gè)目的端口，否則多個(gè)源端口與目的端口之間可同時(shí)進(jìn)行通信而不會(huì)發(fā)生沖突。通過實(shí)驗(yàn)測得，在多服務(wù)器組成的LAN中，處于半雙工模式下的交換式以太網(wǎng)的實(shí)際最大傳輸速度是共享式網(wǎng)絡(luò)的1.7倍，而工作在全雙工狀態(tài)下的交換式以太網(wǎng)的實(shí)際最大傳輸速度可達(dá)到共享式網(wǎng)絡(luò)的3.8倍。由于以太網(wǎng)使用CSMA/CD工作方式，使用HUB組網(wǎng)必須遵從HUB組網(wǎng)的5-4-3規(guī)則，全網(wǎng)任意兩個(gè)工作站之間最多可用5個(gè)電纜段，4

17、個(gè)HUB，全長不大于800M。在使用高速交換機(jī)和100MBPS HUB組建高速共享的LAN要遵守3-2-1規(guī)則，在交換機(jī)連接2個(gè)高速局域網(wǎng)中，要求在每個(gè)高速LAN內(nèi)，最多用2個(gè)高速HUB，兩個(gè)工作站間最多經(jīng)過3條電纜，但兩個(gè)高速HUB之間的電纜長度不能超過5M。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、按照TIA/EIA 568-B標(biāo)準(zhǔn)制作網(wǎng)線。2、使用交換機(jī)或HUB連接計(jì)算機(jī)組成以太網(wǎng)。3、安裝及測試網(wǎng)卡（ping 127.0.0.1）。4、擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，交換機(jī)或HUB的級(jí)聯(lián)（5-4-3或3-2-1規(guī)則）。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、記錄網(wǎng)線制作過程及使用的標(biāo)準(zhǔn)，分析為什么雙絞線能較好的防電磁干擾。2、測試網(wǎng)卡時(shí)所返回的數(shù)據(jù)。3

18、、畫出網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖，說明網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)帶寬。實(shí)驗(yàn)二 IP地址分類及子網(wǎng)劃分本實(shí)驗(yàn)使用2個(gè)學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握有類IP地址的使用及主機(jī)IP地址的設(shè)置；2、 掌握子網(wǎng)掩碼與子網(wǎng)劃分使用；3、 了解無類別域間路由（路由聚合和超網(wǎng)）及設(shè)計(jì)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及環(huán)境安裝Windows 2000的主機(jī)、交換機(jī)及路由器。三、預(yù)備知識(shí)和課前準(zhǔn)備1、有類別編址當(dāng)TCP/IP在20世紀(jì)80年代被首次引入時(shí)，它依賴于一個(gè)兩層的編址方案，這在當(dāng)時(shí)提供了足夠的擴(kuò)展性。IPV4的32比特長度的地址包括兩個(gè)部分網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)一起唯一地標(biāo)識(shí)了通過Internet連接的所以主機(jī)。1）IP地址的類別在有類別系

19、統(tǒng)中，IP地址被分成5個(gè)不同的類別：A、B、C、D和E。根據(jù)地址的類別，IP地址的四個(gè)字節(jié)中的每一個(gè)要么代表著地址的網(wǎng)絡(luò)部分，要么代表著主機(jī)部分。只有前3類地址A、B和C被用于IP網(wǎng)絡(luò)上實(shí)際主機(jī)的編址。D類地址用于多目組播，而E類保留給實(shí)驗(yàn)研究用。A類網(wǎng)絡(luò)主機(jī)字節(jié)1234范圍0127025502551254B類網(wǎng)絡(luò)主機(jī)字節(jié)1234范圍128191025502551254C類網(wǎng)絡(luò)主機(jī)字節(jié)1234范圍192223025502551254D類主機(jī)字節(jié)12342）特殊的IP地址保留地址Internet的保留地址主要作為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用，包括：A類地址：10.0.0.0B類地址：172.16.0.0172.

20、31.0.0 169.254.0.0169.254.255.254（微軟保留地址塊）C類地址：192.168.0.0192.168.255.0網(wǎng)絡(luò)地址（“0”地址）主機(jī)號(hào)全為0的IP地址表示某網(wǎng)絡(luò)號(hào)的網(wǎng)絡(luò)本身；廣播地址主機(jī)號(hào)各位全為1的IP地址表示本網(wǎng)廣播或稱為本地廣播。環(huán)回地址A類地址的第一段十進(jìn)制數(shù)值為127是保留地址，用于環(huán)路反饋測試等。如127.0.0.1代表本機(jī)地址，可用來測試網(wǎng)卡。全“0”地址整個(gè)IP地址全為0代表一個(gè)未知的網(wǎng)絡(luò)如：0.0.0.0。在路由器的配置中，用于默認(rèn)路由的配置3）子網(wǎng)掩碼與子網(wǎng)劃分子網(wǎng)掩碼是一個(gè)與IP地址相對(duì)應(yīng)的32比特的數(shù)。掩碼中的各個(gè)比特與IP地址的各個(gè)

21、比特相對(duì)應(yīng)。如果IP地址的一個(gè)比特對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼比特為1，那么該IP地址的比特屬于地址的網(wǎng)絡(luò)部分。如果IP地址中的一個(gè)比特對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼比特為0，那么該IP地址比特屬于主機(jī)部分。子網(wǎng)掩碼取代了傳統(tǒng)的地址類別來決定一個(gè)比特是否屬于地址的網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)部分。這樣也就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行子網(wǎng)劃分。劃分子網(wǎng)后，可以提高IP地址的利用率，可以減少在每個(gè)子網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)廣播信息量，可以使互連網(wǎng)絡(luò)更加易于管理。子網(wǎng)劃分也帶來了一個(gè)問題：每進(jìn)行一次子網(wǎng)劃分，我們的一些地址就變得沒有用了（主機(jī)號(hào)全0和全1的地址不能用），因此也造成了浪費(fèi)。子網(wǎng)個(gè)數(shù)的計(jì)算方法：子網(wǎng)個(gè)數(shù)2子網(wǎng)位數(shù)2每個(gè)子網(wǎng)主機(jī)個(gè)數(shù)的計(jì)算：主機(jī)個(gè)數(shù)2主機(jī)個(gè)

22、數(shù)22、無類別域間路由（路由聚合和超網(wǎng)）采用無類別域間路由（CIDR，發(fā)音“cider”）編址形式的路由器忽略傳統(tǒng)的地址類別。在傳統(tǒng)的有類別系統(tǒng)中，路由器先判定一個(gè)地址的類別，然后基于這個(gè)判定來識(shí)別網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)字節(jié)。當(dāng)采用CIDR時(shí)，路由器用一個(gè)比特掩碼來判定一個(gè)地址的網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)部分，不再受限于使用一個(gè)整字節(jié)。通過用比特掩碼代替地址類別來判定地址的網(wǎng)絡(luò)部分，CIDR是路由器能夠聚合或歸納路由信息，并且因此可以縮小路由表的大小。也就是，只使用一個(gè)地址和掩碼的組合就能表示到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由。如果沒有CIDR和路由聚合，路由器就必須維護(hù)如下表所示的各個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)條目。網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼第1字節(jié)第2字節(jié)第3字節(jié)第4字

23、節(jié)172.24.0.0/16172.25.0.0/16172.26.0.0/16172.27.0.0/16172.28.0.0/16172.29.0.0/16172.30.0.0/16172.31.0.0/16上表顯示出我們這8個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址前13個(gè)比特是相同的。CIDR兼容路由器能夠用一個(gè)13比特前綴來歸納路由。配對(duì)如下：172.24.0.0255.248.0.0這樣單個(gè)地址和掩碼就定義了一個(gè)歸納了到這8個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由的無類別前綴，提高了路由的效率，降低所需CPU周期數(shù)和對(duì)路由器內(nèi)存的需求。超網(wǎng)是一種用一個(gè)比特掩碼來將多個(gè)有類別網(wǎng)絡(luò)組合成單個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址的方法。超網(wǎng)和路由聚合實(shí)際上是同一過程的不同名稱

24、，是子網(wǎng)劃分的反面。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 在多臺(tái)物理連接的主機(jī)上設(shè)置有類IP地址，使其同屬于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，然后進(jìn)行網(wǎng)上鄰居的訪問，及進(jìn)行文件共享。2、 重新設(shè)置主機(jī)IP地址，使其分屬于各個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)，嘗試各主機(jī)是否能相互訪問。3、 分別將A類地址10.0.0.0 、B類地址172.16.0.0 和C類地址192.168.0.0劃分為4個(gè)子網(wǎng)。4、 使用超網(wǎng)組合的技術(shù)將C類地址網(wǎng)絡(luò)192.168.0.0 255.255.255.0 、192.168.1.0 255.255.255.0 和192.168.2.0 255.255.255.0組合成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 記錄所設(shè)置的IP地址和掩碼，

25、說明所設(shè)IP的類別、網(wǎng)上鄰居訪問和文件共享是否成功。2、 記錄新設(shè)置的IP地址和掩碼，說明所設(shè)IP的類別，各個(gè)主機(jī)訪問是否成功。3、 分別寫出各個(gè)子網(wǎng)的地址和掩碼。4、 分別寫出網(wǎng)絡(luò)地址和掩碼，并嘗試各主機(jī)是否能通信。實(shí)驗(yàn)三 交換機(jī)基本配置本實(shí)驗(yàn)使用4個(gè)學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握交換機(jī)的連接方法；2、掌握交換機(jī)的基本配置；3、掌握VLAN劃分和設(shè)置。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與環(huán)境Windows 2000 Server/Advance Server主機(jī)局域網(wǎng)、CISCO Catalyst 3550交換機(jī)，BOSON NetSim軟件。三、預(yù)備知識(shí)與課前準(zhǔn)備1、配置端口1）配置一組端口命令目的Step1conf

26、igure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step2interface range port-range進(jìn)入組配置狀態(tài)Step3使用端口配置命令進(jìn)行配置Step4end退回Step5show interfaces interface-id驗(yàn)證配置Step6copy running-config startup-config保存A、有效的組范圍vlan從1 到4094 fastethernet 槽位/first port - last port, 槽位為0gigabitethernet槽位/first port - last port,槽位為0port-channel port-channel-n

27、umber - port-channel-number, port-channel號(hào)從1到64B、端口號(hào)之間需要加入空格，如：interface range fastethernet 0/15 是有效的，而interface range fastethernet 0/1-5 是無效的.C、interface range 命令只能配置已經(jīng)存在的interface vlanD、所有在同一組的端口必須是相同類別的。見以下例子:Switch# configure terminalSwitch(config)# interface range fastethernet0/1 - 5 Switch(con

28、fig-if-range)# no shutdown 以下的例子顯示使用句號(hào)來配置不同類型端口的組:Switch# configure terminalSwitch(config)# interface range fastethernet0/1 - 3, gigabitethernet0/1 - 2 Switch(config-if-range)# no shutdown 3550的所有端口缺省的端口都是二層口，如果此端口已經(jīng)配置成三層端口的話，則需要用switchport來使其成為二層端口。2）配置端口速率及雙工模式可以配置快速以太口的速率為10/100Mbps及千兆以太口的速率為10/1

29、00/1000-Mbps; 但對(duì)于GBIC端口則不能配置速率及雙工模式，有時(shí)可以配置nonegotiate,當(dāng)需要聯(lián)接不支持自適應(yīng)的其它千兆端口時(shí)命令目的Step1configure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step2interface interface-id.進(jìn)入端口配置狀態(tài)Step3speed 10 |100 |1000 |auto |nonegotiate設(shè)置端口速率Step4duplex auto | full | half設(shè)置全雙工或半雙工Step5end退出Step6show interfaces interface-id顯示有關(guān)配置情況Step7copy running-c

30、onfig startup-config保存3）端口描述 命令目的 Step1 configure terminal進(jìn)入配置模式Step2 interface interface-id進(jìn)入要加描述的端口Step3 description string加入描述Step4 end退回.Step5 show interfaces interfaceid description show running-config驗(yàn)證.Step6 copy running-config startup-config保存見以下例子：Switch# config terminalSwitch(config)# inte

31、rface fastethernet0/4Switch(config-if)# description Connects to MarketingSwitch(config-if)# endSwitch# show interfaces fastethernet0/4 descriptionInterface Status Protocol DescriptionFa0/4 up down Connects to Marketing4）配置三層口配置步驟如下：命令目的Step1configure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step2interface fastethernet | gigab

32、itethernet interface-id|vlan vlan-id|port-channel port-channel-number進(jìn)入端口配置狀態(tài)Step3no switchport把物理端口變成三層口Step4ip address ip_address subnet_mask 配置IP地址和掩碼Step5no shutdown激活端口Step6end退出Step7show interfaces interface-idshow ip interface interface-idshow running-configinterface interface-id驗(yàn)證配置Step8copy

33、 running-config startup-config保存配置配置舉例如下：Switch# configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)# interface gigabitethernet0/2Switch(config-if)# no switchportSwitch(config-if)# ip address 192.20.135.21 255.255.255.0Switch(config-if)# no shutdownSwitch(con

34、fig-if)# end 2、監(jiān)控及維護(hù)端口監(jiān)控端口和控制器的狀態(tài)命令 目的 show interfaces interface-id顯示所有端口或某一端口的狀態(tài)和配置.Show interfaces interface-id status err-disabled顯示一系列端口的狀態(tài)或錯(cuò)誤關(guān)閉的狀態(tài)show interfaces interface-id switchport顯示二層端口的狀態(tài)，可以用來決定此口是否為二層或三層口。show interfaces interface-id description顯示端口描述show ip interface interface-id顯示所有或某

35、一端口的IP可用性狀態(tài)show running-config interface interface-id顯示當(dāng)前配置中的端口配置情況show version顯示軟硬件等情況刷新、重置端口及計(jì)數(shù)器Clear命令目的 clear counters interface-id清除端口計(jì)數(shù)器.clear interface interface-id重置某一端口的硬件邏輯clear line number | console 0 | vty number重置異步串口的硬件邏輯關(guān)閉和打開端口命令 目的 Step1 configure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step2interface vlan vl

36、an-id | fastethernet | gigabitethernet interface-id | port-channel port-channel-number選擇要關(guān)閉的端口Step3Shutdown（no shutdown）關(guān)閉（打開）Step4end退出Step5show running-config驗(yàn)證3、配置VLAN一個(gè)VLAN就是一個(gè)交換網(wǎng)，其邏輯上按功能、項(xiàng)目、應(yīng)用來分而不必考慮用戶的物理位置。任何交換口都可以屬于某一VLAN，IP包、廣播包及組播包均可以發(fā)送或廣播給在此VLAN內(nèi)的最終用戶。每一個(gè)VLAN均可看成是一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，發(fā)往另一VLAN的數(shù)據(jù)包必須由路由器或

37、網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)（如下圖）。由于VLAN被看成是一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，其具有自己的網(wǎng)橋管理信息庫 (MIB) 并可支持自己的生成樹 VLAN作為邏輯定義的網(wǎng)絡(luò)示意圖VLAN常常與IP子網(wǎng)相聯(lián)系，同一IP子網(wǎng)屬于同一VLAN。在3550上VLAN之間的數(shù)據(jù)包可以由VLAN端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。Catalyst 3550交換機(jī)支持1005個(gè) VLAN，可以分別是VTPclient、server及 transparent modes.。 VLAN號(hào)可以從1到4094，VLAN號(hào)1002到1005保留給令牌環(huán)及FDDI。VLAN. VTP只能學(xué)習(xí)到普通范圍的VLAN, 即從VLAN到1到1005; VLAN號(hào)大于1005屬于

38、擴(kuò)展VLAN，不存在VLAN數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)需要生成VLAN 號(hào)從1006到4094時(shí)交換機(jī)必須配置成VTP透明模式。1）配置普通范圍的VLANVLAN號(hào)1，1002到1005是自動(dòng)生成的不能被去掉。VLAN號(hào)1到1005的配置被寫到文件vlan.dat 中, 可以用show vlan 命令查看， vlan.dat 文件存放在NVRAM中。不要手工刪除vlan.dat 文件，可能造成VLAN的不完整。如要?jiǎng)h除vlan需要用有關(guān)的命令來進(jìn)行。生成、修改以太網(wǎng)VLAN命令目的Step1configure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step2vlan vlan-id輸入一個(gè)VLAN號(hào), 然后進(jìn)入vla

39、n配置狀態(tài)，可以輸入一個(gè)新的VLAN號(hào)或舊的來進(jìn)行修改。 Step3 name vlan-name(可選)輸入一個(gè)VLAN名，如果沒有配置VLAN名，缺省的名字是VLAN號(hào)前面用0填滿的4位數(shù)，如VLAN0004是VLAN4的缺省名字Step4mtu mtu-size(可選) 改變MTU大小Step5end退出Step6show vlan name vlan-name | id vlan-id驗(yàn)證Step7copy running-config startup config(可選) 保存配置也可以在enable狀態(tài)下，進(jìn)行VLAN配置:命令 目的 Step1vlan database進(jìn)入VLA

40、N配置狀態(tài)Step2vlan vlan-id name vlan-name加入VLAN號(hào)及VLAN名Step3 vlan vlan-id mtu mtu-size(可選) 修改MTU大小Step4exit更新VLAN數(shù)據(jù)庫并退出Step5show vlan name vlan-name | id vlan-id驗(yàn)證配置Step6copy running-config startup config保存配置（可選）刪除VLAN當(dāng)刪除一個(gè)處于VTP服務(wù)器的交換機(jī)上刪除VLAN時(shí)，則此VLAN將在所有相同VTP的交換機(jī)上刪除。當(dāng)在透明模式下刪除時(shí)，只在當(dāng)前交換機(jī)上刪除。當(dāng)刪除一個(gè)VLAN時(shí)，原來屬于此

41、VLAN的端口將處于非激活的狀態(tài)，直到將其分配給某一VLAN。命令 目的 Step1configure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step2no vlan vlan-id刪除某一VLAN. Step3 end退出Step4show vlan brief驗(yàn)證Step5copy running-config startup config保存將端口分配給一個(gè)VLAN。命令 目的 Step1configure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step2interface interface-id進(jìn)入要分配的端口Step3 switchport mode access定義二層口Step4switchpor

42、t access vlan vlan-id把端口分配給某一VLANStep5end退出Step6show running-config interface interface-id 驗(yàn)證端口的VLAN號(hào)Step7show interfaces interface-id switchport驗(yàn)證端口管理模式和VLAN情況Step8copy running-config startup-config保存配置配置VLAN Trunks命令 目的 Step1configure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step2interface interface-id進(jìn)入端口配置狀態(tài)Step3switchpor

43、t trunk encapsulation isl | dot1q | negotiate配置trunk封裝ISL 或 802.1Q 或自動(dòng)協(xié)商Step4switchport mode dynamic auto | desirable | trunk配置二層trunk模式。dynamic auto自動(dòng)協(xié)商是否成為trunkdynamic desirable把端口設(shè)置為trunk如果對(duì)方端口是trunk, desirable, 或自動(dòng)模式trunk設(shè)置端口為強(qiáng)制的trunk方式，而不理會(huì)對(duì)方端口是否為trunkStep5switchport access vlan vlan-id(可選) 指定一

44、個(gè)缺省VLAN, 如果此端口不再是trunkStep6switchport trunk native vlan vlan-id指定802.1Q native VLAN號(hào) Step7end退出Step8show interfaces interface-id switchport顯示有關(guān)switchport 的配置Step9show interfaces interface-id trunk顯示有關(guān)trunk的配置Step10copy running-config startup-config保存配置定義trunk允許的VLAN缺省情況下trunk允許所有的VLAN通過?？梢允褂?switchp

45、ort trunk allowed vlan remove vlan-list 來去掉某一VLAN 命令目的Step1configure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step2interface interface-id進(jìn)入端口配置Step3 switchport mode trunk配置二層口為trunkStep4switchport trunk allowed vlan add | all | except | remove vlan-list (可選) 配置trunk允許的VLAN. 使用add, all, except, remove關(guān)鍵字Step5end退出Step6show int

46、erfaces interface-id switchport 驗(yàn)證VLAN配置情況.Step7copy running-config startup-config保存配置允許所有VLAN通過時(shí),可用no switchport trunk allowed vlan 端口配置命令。2）配置Native VLAN（802.1q）封裝802.1q的trunk端口可以接受帶有標(biāo)簽和不帶標(biāo)簽的數(shù)據(jù)流，交換機(jī)向native vlan傳送不帶標(biāo)簽的數(shù)據(jù)流，缺省情況下native VLAN是1。命令 目的 Step1configure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step2interface interfac

47、e-id進(jìn)入配置成802.1qtrunk的端口Step3 switchport trunk native vlan vlan-id配置native VLAN號(hào)Step4end退出Step5show interfaces interface-id switchport驗(yàn)證native VLAN配置Step6copy running-config startup-config保存配置使用no switchport trunk native vlan 端口配置命令回到缺省的狀態(tài)。4、使用STP實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡負(fù)載均衡可以使用流量分流到其它平行的trunks上去. 交換機(jī)為了避免環(huán)路， STP通常是阻斷所

48、有端口交換機(jī)之間只留一條鏈路。使用負(fù)載均衡后，可以把不同VLAN的流量分配到不同的trunk上。可以通過配置STP端口權(quán)值STP路徑值來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡.，如果使用STP端口權(quán)值來配置那么二條負(fù)載均衡的trunk必須聯(lián)同一交換機(jī)上。使用路徑值則即可以聯(lián)相同的交換機(jī)與可以聯(lián)不同的交換機(jī)。使用STP端口權(quán)值的負(fù)載均衡，當(dāng)同一臺(tái)交換機(jī)的二個(gè)口形成環(huán)路時(shí)，STP端口權(quán)值用來決定那個(gè)口是enable的，那個(gè)口是阻斷的?？梢酝ㄟ^配置端口權(quán)值來決定二對(duì)trunk各走那些VLAN，有較高權(quán)值的端口（數(shù)字較小的）vlan，將處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，同一個(gè)VLAN在另一個(gè)trunk有較低的權(quán)值（數(shù)字較大）則將處在阻斷狀態(tài)。 即

49、同一VLAN只在一個(gè)trunk上發(fā)送接受。1）配置基于端口權(quán)值的負(fù)載均衡trunk1將發(fā)送和接收VLAN810的數(shù)據(jù)，trunk2將發(fā)送和接收VLAN36的數(shù)據(jù)配置如下：命令 目的 Step1configure terminal進(jìn)入Switch1配置狀態(tài)Step2vtp domain domain-name配置VTP域Step3 vtp mode server將Switch 1配置成VTP server.Step4end退出Step5show vtp status驗(yàn)證VTP的配置Step6show vlan驗(yàn)證VLANStep7configure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step8inte

50、rface fastethernet 0/1進(jìn)入F0/1端口Step9switchport trunk encapsulation isl | dot1q | negotiate配置trunk封裝Step10switchport mode trunk配置成trunkStep11end退出Step12show interfaces fastethernet0/1 switchport驗(yàn)證VLAN配置Step13 在switch1上的F0/2上重復(fù)7到11步驟Step14在Switch 2的F0/1,F0/2上重復(fù)7到11步驟。Step15show vlan當(dāng)trunk已經(jīng)起來，在switch2上

51、驗(yàn)證已經(jīng)學(xué)到相關(guān)的vlan配置Step16configure terminal在Switch 1上進(jìn)入配置狀態(tài)Step17interface fastethernet0/1進(jìn)入要配置的端口Step18spanning-tree vlan 8 port-priority 10將端口權(quán)值10賦與VLAN 8.Step19spanning-tree vlan 9 port-priority 10將端口權(quán)值10賦與VLAN 9.Step20spanning-tree vlan 10 port-priority 10將端口權(quán)值10賦與VLAN 10.Step21exit退回.Step22interfac

52、e fastethernet0/2進(jìn)入F0/2Step23 spanning-tree vlan 3 port-priority 10將端口權(quán)值10賦與VLAN 3.Step24spanning-tree vlan 4 port-priority 10將端口權(quán)值10賦與VLAN 4.Step25spanning-tree vlan 5 port-priority 10將端口權(quán)值10賦與VLAN 5.Step26spanning-tree vlan 6 port-priority 10將端口權(quán)值10賦與VLAN 10.Step27end退出Step28show running-config驗(yàn)證配

53、置Step29copy running-config startup-config保存配置2）配置STP路徑值的負(fù)載均衡也可以通過配置STP路徑值來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，如下圖所示。Trunk1走VLAN810，Trunk2走VLAN24命令 目的 Step1configure terminal進(jìn)入 Switch1配置狀態(tài)Step2interface fastethernet 0/1進(jìn)入F0/1Step3 switchport trunk encapsulation isl | dot1q | negotiate配置封裝Step4switchport mode trunk配置Trunk,缺省是ISL封

54、裝Step5exit退回Step6在F0/2口上重復(fù)24步驟Step7end退出Step8show running-config驗(yàn)證配置Step9show vlan驗(yàn)證switch1已經(jīng)學(xué)到VlanStep10configure terminal進(jìn)入配置狀態(tài)Step11interface fastethernet 0/1進(jìn)入F0/1Step12 spanning-tree vlan 2 cost 30設(shè)置Vlan2生成樹路徑值為30Step13spanning-tree vlan 3 cost 30設(shè)置Vlan3生成樹路徑值為30Step14spanning-tree vlan 4 cost 30設(shè)置Vlan4生成樹路徑值為30Step15end退出Step16在switch