交換機與路由器配置項目式教程課件

1、交換機與路由器配置項目式教程交換機與路由器配置項目式教程常州輕工職業(yè)技術學院 殷玉明工工 廠廠二樓研發(fā)部二樓研發(fā)部一樓銷售部一樓銷售部生產部生產部客服部客服部二樓設備二樓設備間間2010年年技能目標教學目標教學目標知識目標素質目標明確三維培養(yǎng)目標：學生不僅要掌握理論知識，而且要具有生產一線的必備技能，具備一定的分析問題、解決問題的能力，具有良好的團隊合作精神，具備良好的職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)。課程教學載體課程教學載體-企業(yè)網(wǎng)絡企業(yè)網(wǎng)絡任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡網(wǎng)絡定義、協(xié)議 、分類 計算機網(wǎng)絡是將分布在不同地理位置上的具有獨立功能的計算機由通信介質連接起來，通過通信協(xié)議進行通信，實現(xiàn)

2、資源共享的系統(tǒng)。 協(xié)議是指通信雙方共同遵循的規(guī)則或約定，由語義、語法和時序三個要素構成 。 常用的網(wǎng)絡協(xié)議有NetBEUI協(xié)議和TCP/IP協(xié)議。按照網(wǎng)絡的覆蓋范圍，可以將計算機網(wǎng)絡分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）。兩臺計算機可以構成最小的計算機網(wǎng)絡。 任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡從層次化角度認識計算機網(wǎng)絡1.1 從層次化角度認識計算機網(wǎng)絡 計算機網(wǎng)絡是相當復雜的系統(tǒng)，對網(wǎng)絡的體系結構進行分層，可以將復雜的系統(tǒng)分成若干個局部問題來研究和處理。 網(wǎng)絡體系結構，是指網(wǎng)絡的層次結構和各層協(xié)議的結合。 國際標準化組織的開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型將網(wǎng)絡體系結構分成七層。定義

3、比較復雜 ，是一個很好的分析和研究網(wǎng)絡體系的參考模型。 TCP/IP模型分為四層。TCP/IP體系結構在因特網(wǎng)中得到廣泛應用，得到了大型網(wǎng)絡公司的普遍支持，成為了計算機網(wǎng)絡中的主要標準體系。 了解TCP/IP模型各層次上的一些協(xié)議任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡TCP/IP模型各層次上的一些協(xié)議網(wǎng)絡中安裝了TCP/IP協(xié)議的計算機包含全部四層，網(wǎng)絡接口層的任務由安裝在計算機上的網(wǎng)卡來完成。路由器和三層交換機包含互聯(lián)層和網(wǎng)絡接口層。 不同物理網(wǎng)絡互聯(lián)后在互聯(lián)層上得到了統(tǒng)一，使用統(tǒng)一的IP地址。 任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡分析數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的傳輸過程 1.2 分析數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的

4、傳輸過程 開放系統(tǒng)互聯(lián)七層參考模型和TCP/IP的四層模型各有其優(yōu)缺點，前者過于復雜，后者網(wǎng)絡接口層過于簡單。我們這里使用兩者結合的五層模型來分析數(shù)據(jù)的傳輸過程。 數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的傳輸過程是一個不斷封裝和拆封的過程。 數(shù)據(jù)通信是對等層實體之間的通信。任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡TCP協(xié)議封裝格式(1) 1.3 分析不同協(xié)議封裝格式 在TCP/IP模型中，傳輸層要使用TCP或UDP協(xié)議對應用層數(shù)據(jù)進行封裝，然后交給互聯(lián)層，再使用IP協(xié)議進行封裝，而后再交給數(shù)據(jù)鏈路層，由數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議進行封裝成幀。 1、傳輸層TCP協(xié)議封裝格式 TCP協(xié)議對應用層數(shù)據(jù)封裝時，就是在應用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元前面

5、加上TCP協(xié)議的控制信息，稱為TCP報頭。 報文由報頭和數(shù)據(jù)兩個部分組成，數(shù)據(jù)部分就是應用層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，報頭由20個固定字節(jié)和4N（N為整數(shù)）個字節(jié)的選項和填充項組成。 任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡TCP協(xié)議封裝格式（2） Source Port是源端口，指明了發(fā)送端所使用的端口。端口是傳輸層向應用層提供服務的層間接口，編號用16位二進制數(shù)表示，最大值65536；Destination Port是目的端口，指明了接收端所使用的端口。報文到達目的主機的傳輸層后，就是根據(jù)目的端口來交給相應的應用程序的。 有些TCP端口是固定指派給一些應用程序的，稱為著名端口。如：FTP為21，WW

6、W為80，Telnet為23，SMTP為25，POP3為110，DOMAIN為53。UDP也有一些著名端口，如DOMAIN為53，SNMP為161。UDP和TCP都是傳輸層協(xié)議，但它們的端口號是獨立的，即使同樣的端口編號，應用程序也不會搞錯。任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡IP協(xié)議封裝格式 2、互聯(lián)層IP協(xié)議封裝格式 IP協(xié)議對來自傳輸層的報文進行分組封裝，封裝后的數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)報。 IP版本號有IPv4、IPv6。我們目前所用的IP協(xié)議基本都是IPv4版本。 IPv4的地址為32位二進制數(shù)，通常用點分十進制數(shù)來表示。 使用TCP/IP協(xié)議通信的計算機需要分配唯一的IP地址。 任務任務1

7、：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡Ethernet V2以太網(wǎng)幀格式3、數(shù)據(jù)鏈路層Ethernet V2以太網(wǎng)幀格式 以太網(wǎng)幀格式主要有DIX Ethernet V2和以太網(wǎng)幀格式，Ethernet V2幀格式是普遍使用的幀格式。目的MAC地址，是接收站的物理地址，由48位二進制數(shù)表示；源MAC地址是發(fā)送站的物理地址。 類型字段用于標識所攜帶數(shù)據(jù)的上層協(xié)議的類型，區(qū)分數(shù)據(jù)是IP數(shù)據(jù)、IPv6數(shù)據(jù)、IPX數(shù)據(jù)等。如0X0800代表IP數(shù)據(jù)，0X86DD代表IPv6數(shù)據(jù)。 任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡HDLC協(xié)議的幀格式 4、數(shù)據(jù)鏈路層HDLC協(xié)議的幀格式 HDLC（High Level

8、Data Link Control）協(xié)議是一個面向位的同步高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議，它是由國際標準化組織(ISO)根據(jù)IBM公司的SDLC(Synchronous Data Link Control)協(xié)議擴展而成的。實現(xiàn)通信鏈路上一個主站與多個次站之間的數(shù)據(jù)通信。 HDLC有信息幀（I幀）、監(jiān)控幀（S幀）和無編號幀（U幀）3種不同類型的幀。信息幀用于傳送有效信息或數(shù)據(jù)，通常簡稱為I幀。監(jiān)控幀用于差錯控制和流量控制，通常稱為S幀。無編號幀用于提供對鏈路的建立、拆除以及多種控制功能，簡稱U幀。 地址字段是8比特，用于標識接收或發(fā)送HDLC幀的地址；地址字段的內容取決于所采用的操作方式。在操作方式中，有

9、主站、從站、組合站之分。每一個從站和組合站都被分配一個唯一的地址。命令幀中的地址字段攜帶的是對方站的地址，而響應幀中的地址字段所攜帶的地址是本站的地址。任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡Cisco HDLC協(xié)議的幀格式 5、數(shù)據(jù)鏈路層Cisco HDLC協(xié)議的幀格式 Cisco HDLC協(xié)議是Cisco公司對ISO的HDLC協(xié)議的擴展，主要是增加了16比特的協(xié)議字段，用來標明所攜帶數(shù)據(jù)的上層協(xié)議的類型，如0X0800代表IP數(shù)據(jù)。 Address字段用來標明所攜帶的是單播包還是廣播包。0X0F代表單播包，0X8F代表廣播包。Control字段總是設置成全零，即0X00。 FCS字段為CR

10、C校驗字段。 Flag字段為幀標志字段。 Cisco路由器在串口上默認使用Cisco HDLC協(xié)議進行封裝。 任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡幀中繼封裝格式6、幀中繼封裝格式幀中繼封裝分為IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務組)封裝和Cisco封裝。Cisco封裝簡化了IETF封裝。我們這里只介紹對分配到網(wǎng)絡協(xié)議標識（Network Level Protocol ID，NLPID）的協(xié)議數(shù)據(jù)進行IETF幀中繼封裝的格式。 1.4 認識IP地址 以太網(wǎng)利用MAC地址（一種物理地址）來標識網(wǎng)絡中的一個結點，兩個以太網(wǎng)結點之間的通信需要知道對方的MAC地址來封裝以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。如圖所示。任務任務1：認識計

11、算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡認識IP地址（1）以太網(wǎng)并不是唯一的物理網(wǎng)絡，還有以太網(wǎng)并不是唯一的物理網(wǎng)絡，還有 網(wǎng)、網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)等，這些網(wǎng)、網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)等，這些物理網(wǎng)絡使用不同的技術，物理地址的長度、格式和表示方式都不相物理網(wǎng)絡使用不同的技術，物理地址的長度、格式和表示方式都不相同，在網(wǎng)絡互聯(lián)時，采用物理地址是不現(xiàn)實的。同，在網(wǎng)絡互聯(lián)時，采用物理地址是不現(xiàn)實的。 網(wǎng)絡互聯(lián)需要統(tǒng)一的通信地址IP地址。 IP協(xié)議作為一種網(wǎng)絡互聯(lián)協(xié)議在網(wǎng)絡層上將各種物理網(wǎng)絡地址統(tǒng)一為IP地址，采用統(tǒng)一的地址格式來屏蔽各種物理地址的差異，構成一個邏輯網(wǎng)絡。 IP地址不能代替物理地址，IP地址是網(wǎng)絡層定義的邏輯地址，是三層地

12、址。物理地址是數(shù)據(jù)鏈路層地址，是直接對應網(wǎng)絡物理接口的二層地址。數(shù)據(jù)最終是要經(jīng)過網(wǎng)絡接口流過傳輸介質的。任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡認識IP地址（2） IP地址不同于以太網(wǎng)物理地址（MAC），IP地址是一種層次結構的地址，地址結構中包含位置信息，在一個大型網(wǎng)絡中可以很快定位。一個對象（路由器、計算機等）連接到幾個物理網(wǎng)絡就需要幾個IP地址。 IPv4規(guī)定IP地址用32位二進制數(shù)表示，由網(wǎng)絡號和主機號構成。MAC地址是一個48位二進制數(shù)，不包含位置信息，只是唯一標識網(wǎng)絡中的一個站點。在一個大型網(wǎng)絡中通過查找所有計算機的MAC地址來確定一臺計算機是不可想象的。任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡

13、認識計算機網(wǎng)絡認識IP地址（3） 任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡IP地址分類 1、IP地址分類為了給不同規(guī)模的網(wǎng)絡地址分配提供靈活性，IP地址的設計者將IP地址空間劃分為五個不同的地址類別：A類、B類、C類、D類和E類。網(wǎng)絡類型第一字節(jié)十進制范圍二進制網(wǎng)絡位二進制主機位最大主機數(shù)使用的網(wǎng)絡規(guī)模A類01278位24位16777214大型網(wǎng)絡B類12819116位16位65534中型網(wǎng)絡C類19222324位8位254小型網(wǎng)絡D類224239組播地址E類240255保留試驗使用任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡劃分大小相等的子網(wǎng)2、劃分大小相等的子網(wǎng)分類地址易于管理，但浪費嚴重。即

14、使只有4臺計算機的局域網(wǎng)也要分配一個C類地址。而一個C類地址有可用地址254個，浪費250個IP地址。借用主機編號的n位，可將一個網(wǎng)絡再劃分成2n個子網(wǎng)。這樣劃分的子網(wǎng)大小一樣。引入子網(wǎng)概念后，網(wǎng)絡位加上子網(wǎng)位才能全局唯一地標識一個網(wǎng)絡。把所有的網(wǎng)絡位用1來標識，主機位用0來標識，就得到了子網(wǎng)掩碼。引入子網(wǎng)掩媽的概念后，A、B、C三類網(wǎng)絡默認的子網(wǎng)掩碼分別為，。任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡劃分大小相等的子網(wǎng)舉例劃分大小相等的子網(wǎng)舉例如果我們有4個需要25個地址的網(wǎng)段，可以用一個C類網(wǎng)絡()來劃分子網(wǎng)。需要截取主機地址的前3位作為子網(wǎng)絡地址，與之對應的子網(wǎng)掩碼

15、就是44(11111111.11111111.11111111.11100000)。這樣可以將一個C類網(wǎng)絡劃分出8個子網(wǎng)。有些早期的路由協(xié)議不支持子網(wǎng)劃分，如RIPv1、IGRP。這種固定子網(wǎng)掩碼長度的子網(wǎng)劃分方法雖然比不劃分子網(wǎng)要經(jīng)濟，但由于各個子網(wǎng)大小一樣，使用中還是有IP地址浪費。更經(jīng)濟的方式是使用可變長子網(wǎng)掩碼。網(wǎng)絡號子網(wǎng)號主機號子網(wǎng)號+主機號03103103132630316495031961270311281590

16、31160191031192223031224255任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡劃分大小不同的子網(wǎng)3、劃分大小不同的子網(wǎng)可變長子網(wǎng)掩碼（Variable Length Subnet Mask，VLSM）是一種產生不同大小子網(wǎng)的網(wǎng)絡分配機制?？勺冮L子網(wǎng)掩碼通過改變子網(wǎng)掩碼中“1”的個數(shù)，來劃分不同大小的子網(wǎng)。如“/29”表示子網(wǎng)掩碼中“1”的個數(shù)為29，子網(wǎng)掩碼為。子網(wǎng)內有4個地址。子網(wǎng)內有8個地址。子網(wǎng)內有16個地址。任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡劃分大小不同的子網(wǎng)舉例劃分大小不同的子網(wǎng)舉例有4個不同規(guī)模的子網(wǎng)。路由器之間的

17、互聯(lián)只需要兩個地址。使用了多種子網(wǎng)掩碼，最大限度地節(jié)約了地址。 任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡無類別域間路由（CIDR ） 4、無類別域間路由（CIDR ） 無類別域間路由技術取消了IP地址分類結構，可進行地址聚合，減少路由表數(shù)量。無類別域間路由不按A、B、C來分類。 CIDR支持路由聚合，能夠將路由表中的許多路由條目合并為成更少的數(shù)目，因此可以限制路由器中路由表的增大，減少路由通告。 CIDR利用“網(wǎng)絡前綴”取代分類。 任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡無類別域間路由（CIDR ）舉例 無類別域間路由（CIDR ）舉例 為了能夠達到地址聚合的目的，需要在地址規(guī)劃時刻意按照2n

18、模式進行，這樣既規(guī)范又支持路由歸并。 所謂2n模式，就是分配的網(wǎng)段是2的整數(shù)倍個連續(xù)可歸并地址。 例如，將/24和/24分配給一個部門，將1 9 2 . 1 6 8 . 2 . 0 / 2 4 和 1 9 2 . 1 6 8 . 3 . 0 / 2 4 分 配 各 另 一 部 門 ， 將/24/24分配各某個部門。 要對兩個網(wǎng)絡地址進行聚合，必須具有相同的高位地址比特，地址分配必須是連續(xù)的。任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡區(qū)分通信概念（1）1.5 區(qū)分幾個通信概念1、區(qū)分基帶傳輸和頻帶傳輸在數(shù)據(jù)通信

19、中，由計算機或終端等數(shù)字設備直接發(fā)出的信號是二進制數(shù)字信號，是典型的矩形電脈沖信號，其頻譜包括直流、低頻和高頻等多種成份。在數(shù)字信號頻譜中，把直流（零頻）開始到能量集中的一段頻率范圍稱為基本頻帶，簡稱為基帶。因此，數(shù)字信號被稱為數(shù)字基帶信號，在信道中直接傳輸這種基帶信號就稱為基帶傳輸。頻帶傳輸就是先將基帶信號變換（調制）成便于在模擬信道中傳輸?shù)摹⒕哂休^高頻率范圍的模擬信號（稱為頻帶信號），再將這種頻帶信號在模擬信道中傳輸。 基帶傳輸只適用于短距離傳輸。在基帶傳輸中，由于基帶的頻率范圍比較寬，同一時刻，整個信道只傳輸一路信號，通信信道利用率低。要在信道中傳輸多路信號時，可以采用時分復用技術。局域網(wǎng)中就是使用的基帶傳輸技術。基帶信號與頻帶信號的轉換是通過調制解調技術完成的。任務任務1：認識計算機網(wǎng)絡認識計算機網(wǎng)絡區(qū)分通信概念（2）2、區(qū)分基帶MODEM和頻帶MODEM基帶MODEM是一種將基帶信號經(jīng)過碼型變換就直接在線路上傳輸?shù)脑O備，帶寬較寬，一般只適合在幾公里的范圍內的通信使用。頻帶MODEM是使用一個話路頻帶進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O備，適合長距離傳輸。路由器接