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文檔簡介

《計算機及網(wǎng)絡》課程教案

[單元章節(jié)]

第二章計算機網(wǎng)絡

[教學目標]

(1)了解計算機網(wǎng)絡的概念。

(2)了解數(shù)據(jù)網(wǎng)的基本概念,了解鐵通互聯(lián)網(wǎng)CTTNET基本結(jié)構(gòu)。了解OSI7層

模型。熟悉常用的TCP/UDP端口。

(3)熟悉PPPOE鏈路建立過程。

(4)熟悉VLAN技術(shù)及劃分方法。

(5)掌握IP地址定義及其配置

(6)掌握常用的網(wǎng)絡命令。

[重點難點]

1.教學重點:

(DIP地址定義及其配置

(2)VLAN技術(shù)及劃分方法

(3)常用的網(wǎng)絡命令

2.教學難點:

(1)VLAN技術(shù)及IP地址規(guī)戈I」

(2)PPPoE鏈路建立過程

[教學方法]

講授法+直觀演示法+任務驅(qū)動法

[教學手段]

多媒體課件+課堂直觀演示+課堂練習

[教學準備]

教師計算機需要連接至互聯(lián)網(wǎng),可以高速下載。

[教學時數(shù)]

2課時。

[教學內(nèi)容]

一、導語設計(3分鐘)

提問:現(xiàn)在還有哪位學員家里的計算機沒有上網(wǎng)?除了計算機,還有什么設備在互

聯(lián)網(wǎng)上?

讓學員回答。并帶著疑問進行本次授課。

[參考答案]:

計算機網(wǎng)絡通俗地講就是由多臺計算機(或其它計算機網(wǎng)絡設備)通過傳輸介質(zhì)和

軟件物理(或邏輯)連接在一起組成的。具體來說,Internet是由通信線路、路由器、

服務器和計算機、信息資源組成的。

二、授課內(nèi)容

1、計算機網(wǎng)絡知識

計算機網(wǎng)絡是利用通信設備和通信線路將地理上分散的、具有獨立功能的多個計

算機系統(tǒng)連接起來,按照特定的通信規(guī)則進行信息交流,進而實現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。

計算機網(wǎng)絡由計算機硬件、軟件、通信設備、通信線路(通信介質(zhì))以及數(shù)據(jù)和信

息資源組成。

典型的計算機網(wǎng)絡可分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩個部分。

提供通信線路的功能。由網(wǎng)絡節(jié)點、通信鏈路和信號變換設備等共同組成,公用的

通信子網(wǎng)由電信運營商建設與管理。

資源子網(wǎng)

是信息資源的提供者,并且網(wǎng)上各站點具有訪問網(wǎng)絡信息資源和處理數(shù)據(jù)的能力。

由計算機系統(tǒng)、終端控制器和連網(wǎng)設備等共同組成。

功能

計算機網(wǎng)絡具備6大基本功能,主要是是通信、共享、協(xié)同功能:

數(shù)據(jù)信息的快速傳輸。及時、高速地傳遞文字、聲音、圖像等各種信息。

資源共享。

數(shù)據(jù)信息的集中和綜合處理。形成各種報表,提供給管理者或決策者分析和參考。

均衡負載,相互協(xié)作。

提高系統(tǒng)的可靠性。多臺計算機提供冗余。

分布式處理。任務分解至各計算機。

計算機網(wǎng)絡分類:

按地域劃分:廣域網(wǎng)WAN、局域網(wǎng)LAN、城域網(wǎng)MAN。

按使用范圍劃分:公用網(wǎng)(為公眾提供各種信息服務的網(wǎng)絡系統(tǒng)1專用網(wǎng)(為一

個或幾個部門所擁有,如銀行系統(tǒng)的金融專用網(wǎng)絡X

按通信傳播方式劃分:點對點式、廣播式

按通信所用媒體劃分:有線網(wǎng)、無線網(wǎng)

網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡中的線路和節(jié)點的幾何或邏輯排列關(guān)系。

局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)常見的有總線型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)等。

力京,J

總線型:總線拓撲結(jié)構(gòu)采用一條公共總線作為傳輸介質(zhì),各個節(jié)點都接在總線上。

優(yōu)點:投資少,結(jié)構(gòu)簡單、靈活,易于擴充。缺點:故障率較高。目前已被淘汰。

星型拓撲結(jié)構(gòu):由一個中心節(jié)點和分別連接的其他節(jié)點組成。

優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,節(jié)點調(diào)整容易實現(xiàn)。

缺點:纜線投資大,中央節(jié)點的處理能力影響網(wǎng)絡性能。中心節(jié)點一旦有故障,則

整個網(wǎng)絡就會停止工作。

環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu):數(shù)據(jù)按一個方向逐節(jié)點沿環(huán)傳遞。

優(yōu)點:需要的連接少。

缺點:由于本身結(jié)構(gòu)的特點,當一個節(jié)點出故障時,整個網(wǎng)絡就不能工作;對故障

的診斷困難,網(wǎng)絡重新配置也比較困難。

常用的網(wǎng)絡設備:

回到導入的題目:除了你的計算機,還有什么設備在互聯(lián)網(wǎng)上?讓學員說說自己了

解的網(wǎng)絡設備。

主要的網(wǎng)絡設備有中繼器、集線器、網(wǎng)橋、交換機、路由器、網(wǎng)關(guān),目前來說,隨

著交換機芯片技術(shù)的成熟,中繼器、集線器已經(jīng)逐步被交換機取代了。

網(wǎng)絡連接設備是網(wǎng)絡通信的中介設備。

中繼器(Repeater1可以延長傳輸距離。一種在物理層上互聯(lián)網(wǎng)的小設備,用于

放大增強信號并進行轉(zhuǎn)發(fā)以保證信號可靠傳輸。它連接的兩個網(wǎng)段必須是同一種類型的

LAN。

集線器(HUB工集線、信號再生功能。物理層協(xié)議級的互聯(lián)設備,將多個站點互

聯(lián)起來,也允許將多個網(wǎng)段連到同一個Hub。

網(wǎng)橋(Bridge)可以將多個LAN連接起來的設備,一種在數(shù)據(jù)鏈路層把網(wǎng)段互相

連接起來的設備。在網(wǎng)橋中可以進行兩個網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議轉(zhuǎn)換。

交換機(Switch\是目前構(gòu)建網(wǎng)絡的非常重要的設備,實現(xiàn)端口存儲、定向轉(zhuǎn)發(fā)

功能。用來在LAN中互連多個網(wǎng)段,并可進行數(shù)據(jù)鏈路層和物理層協(xié)議轉(zhuǎn)換。

路由器(Router\選用最優(yōu)路徑實現(xiàn)數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡設備,實現(xiàn)異構(gòu)型網(wǎng)絡

互聯(lián)。

網(wǎng)關(guān)(Gateway1亦稱網(wǎng)間協(xié)議轉(zhuǎn)換器,用于連接使用不同通信協(xié)議或結(jié)構(gòu)的網(wǎng)

絡。網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)

2.數(shù)據(jù)通信基礎

通信系統(tǒng)模型。用來實現(xiàn)通信過程的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)。必須具備信源、傳輸介質(zhì)、

信宿三個基本要素。信源是發(fā)出各種信息(文字、圖像等)的信息源,可以是人,也可

以是機器。信宿是信息的接收端。

介紹幾個基本概念

信號與信道:信號是數(shù)據(jù)的物理表示形式。信道是傳輸信號的通道,由傳輸介質(zhì)和

通信設備組成。

模擬信號與數(shù)字信號:模擬信號是在一定的數(shù)值范圍內(nèi)可連續(xù)取值的信號,是連續(xù)

變化的電信號。數(shù)字信號是離散的電信號,用恒定的電壓值表示1和0值,在傳輸介質(zhì)

上傳輸。

重點講解帶寬的概念。

帶寬:帶寬是指信道所能傳送的信號的頻率寬度。帶寬是網(wǎng)絡速度的最大值,是衡

量網(wǎng)絡質(zhì)量的重要指標。帶寬大,意味著上網(wǎng)能達到的最大速度大,也就是說,你1兆

帶寬的寬帶網(wǎng),下我的最大速度就是每秒1兆bit(-128KB),而2兆帶寬的寬帶上網(wǎng),

下載的最大速度就是每秒2兆bit(=256KB\一般來說,帶寬在1兆以上的,都可以

稱為寬帶上網(wǎng)。

現(xiàn)在用戶經(jīng)常投訴網(wǎng)絡速度慢,可能是因為服務器在他網(wǎng)(互聯(lián)帶寬過小或故障)

或上層鏈路擁塞的原因造成的。

導入問題:用戶總是反映網(wǎng)速慢,你們?nèi)绾谓o用戶判斷和處理的?

[參考答案]我們可以用用BT或迅雷等下載工具下載,如果下載速度在100KB/S-

125KB/S左右(注意是長時間,不是瞬時速度),基本可以判斷1M的寬帶在接入側(cè)是正常

的。2M在200-230KB/S左右是正常的。同時,在360安全衛(wèi)士中〉高級工具〉流量監(jiān)

控器中,可以看到哪些程序在使用網(wǎng)絡,單個程序下載/上傳速度和整體下載/上傳速度。

基帶與頻帶傳輸:是否經(jīng)過調(diào)制處理再進行傳輸,可分為基帶傳輸(不調(diào)制)和頻

帶傳輸(調(diào)制X

并行傳輸與串行傳輸:按每次傳送的數(shù)據(jù)位數(shù),可分為并行傳輸和串行傳輸。

異步傳輸與同步傳輸:異步傳輸以字符為單位進行傳輸。同步傳輸以數(shù)據(jù)塊為單

位進行傳輸。

單工通信:數(shù)據(jù)只能在一個固定方向上傳輸。如監(jiān)視器屬于單工通信接收信息的設

備。

半雙工通信:允許數(shù)據(jù)在兩個方向上傳輸,但在某一時刻信息只能在一個方向上傳

輸。如雙向無線對講機,發(fā)送和接收必須輪流進行。

全雙工通信:允許數(shù)據(jù)同時在兩個方向上傳輸。如多數(shù)計算機終端都是全雙工通信

設備。

3.網(wǎng)絡協(xié)議

網(wǎng)絡協(xié)議(有時也稱為通信協(xié)議)是指在計算機與計算機之間進行通信必須遵循的

一些事先約定好的規(guī)則。網(wǎng)絡協(xié)議必須遵循標準化的體系結(jié)構(gòu),目前主要有ISO的OSI

標準和TCP/IP協(xié)議組標準。

OSI把網(wǎng)絡協(xié)議規(guī)定成7層模型。

開放系統(tǒng)A開放系統(tǒng)B

應用層協(xié)議

應用層應用層

表示層協(xié)議

表示層表不層

會話層協(xié)議

會話層會話層

傳輸層協(xié)議

傳輸層傳輸層

網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層

數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層

物理層物理層

物理媒體

(1)物理層:給出了一個通信信道的物理媒體上傳輸原始的二進制數(shù)據(jù)流(也稱

比特流)時的協(xié)議。

(2)數(shù)據(jù)鏈路層:給出了把二進制數(shù)據(jù)流劃分成數(shù)據(jù)幀,并依照一定規(guī)則傳送與

處理的協(xié)議。

(3)網(wǎng)絡層:把數(shù)據(jù)幀劃分成更小的“分組",規(guī)定分組的格式,給出使分組經(jīng)過

通信子網(wǎng)正確的從源傳送到目的地的協(xié)議。網(wǎng)絡層是控制通信子網(wǎng)正常運行的協(xié)議,它

提供兩類典型的數(shù)據(jù)分組傳送服務方式。

(4)傳輸層

根據(jù)高層用戶的請求建立起有效的網(wǎng)絡通信連接,處理端到端之間通信的差錯控

制、恢復處理和流量控制問題,也可以方便的撤消與拆除網(wǎng)絡連接。

(5)會話層

允許不同主機上的各種進程之間進行會話。

(6)表示層

為應用層提供傳輸?shù)男畔⒃诒硎痉矫娴囊?guī)則與協(xié)議。

(7)應用層

為各類不同的網(wǎng)絡應用提供使用網(wǎng)絡環(huán)境的手段,具體規(guī)定了在用戶級別需要的、

帶有通信任務的許多常用信息服務的規(guī)則和協(xié)議。

TCP/IP協(xié)議組,也稱因特網(wǎng)協(xié)議組,共有5層結(jié)構(gòu)。

TCP/1P協(xié)議棧具有簡單

JI

,.調(diào)I際

5會話片k??

4傳輸片%?A

3網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層

2建頻雷層》嗽據(jù)鏈珞層

1物理層

(1)物理層,對應于網(wǎng)絡的基本硬件,這也是Internet物理構(gòu)成,即我們可以看

得見的硬件設備,如PC機、互連網(wǎng)服務器、網(wǎng)絡設備等,必須對這些硬件設備的電氣

特性作一個規(guī)范,使這些設備都能夠互相連接并兼容使用。

(2)數(shù)據(jù)鏈路層,它定義了將數(shù)據(jù)組成正確幀的規(guī)程和在網(wǎng)絡中傳輸幀的規(guī)程,

幀是指一串數(shù)據(jù),它是數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中傳輸?shù)膯挝弧?/p>

(3)網(wǎng)絡層:用來方便的連接各種通信子網(wǎng),負責路由選擇合適的通信節(jié)點,使

數(shù)據(jù)能從源主機發(fā)往目的地主機。其中有IP協(xié)議、ICMP(網(wǎng)際控制報文)協(xié)議、ARP

協(xié)議、RARP協(xié)議等。本層定義了互聯(lián)網(wǎng)中傳輸?shù)摹靶畔ǜ袷?,以及從一個用戶通

過一個或多個路由器到最終目標的“信息包”轉(zhuǎn)發(fā)機制。

(4)傳輸層:只存在于主機之間,提供主機之間進程與進程的有效數(shù)據(jù)傳輸。其

中有TCP協(xié)議與UDP協(xié)議。為兩個用戶進程之間建立、管理和拆除可靠而又有效的端

到端連接。

(5)應用層:提供了各種應用程序使用的協(xié)議,如FTP、等。這里的應用層對應

ISO/RM的會話層、表示層和應用層。它定義了應用程序使用互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)程。

掌握常用的TCP/UDP端口。

TCP端口:21ftp服務器所開放的端口,用于上傳、下載。

TCP端口:22SSH為SecureShell的縮寫,是目前較可靠,專為遠程登錄會

話和其他網(wǎng)絡服務提供安全性的協(xié)議。

TCP端口:23telnet遠程登錄。目前路由器、交換機管理基本采用此協(xié)議。

TCP端口:25smtp服務器所開放的端口,用于發(fā)送郵件。

TCP/UDP端口:53domainnameserver(dns)dns服務器所開放的端

口。

TCP端口:80協(xié)議用于網(wǎng)頁瀏覽。

UDP端口:161snmp允許遠程管理設售。所有配置和運行信息的儲存在數(shù)據(jù)

庫中,通過snmp可獲得這些信息。現(xiàn)在網(wǎng)絡設備均采用此協(xié)議進行網(wǎng)絡管理。

熟悉PPPoE認證流程

Pppoe應用極為廣泛,目前寬帶接入方式adsl就使用了pppoe協(xié)議。

PPPoE:以太網(wǎng)上的PPPoE:pointtopointprotocoloverEthernet),以太

網(wǎng)上承載PPP協(xié)議(點到點連接協(xié)議),它利用以太網(wǎng)將大量主機組成網(wǎng)絡,通過一個

遠端接入設備連入因特網(wǎng),并對接入的每一個主機實現(xiàn)控制。計費功能,極高的性能價

格比使pppoe在包括小區(qū)組網(wǎng)建設等一系列應用中廣泛采用

PPPoE協(xié)議工作原理

PPPoE協(xié)議的工作流程包含發(fā)現(xiàn)和會話兩個階段,發(fā)現(xiàn)階段是無狀態(tài)的,目的是

獲得PPPoE終結(jié)端(在局端的ADSL設備上)的以太網(wǎng)MAC地址,并建立一個唯一

的發(fā)現(xiàn)階段結(jié)束后,就進入標準的會話階段。

PPPoESESSION-IDePPP

當一個主機想開始一個PPPoE會話,它必須首先進行發(fā)現(xiàn)階段,以識別局端的以

太網(wǎng)地址,并建立一個在發(fā)現(xiàn)階段,基于網(wǎng)絡的拓撲,主

MACPPPoESESSION-IDe

機可以發(fā)現(xiàn)多個接入集中器,然后允許用戶選擇一個。當發(fā)現(xiàn)階段成功完成,主機和選

擇的接入集中器都有了他們在以太網(wǎng)上建立PPP連接的信息。直到PPP會話建立,發(fā)

現(xiàn)階段一直保持無狀態(tài)的Client/server(客戶/服務器)模式。一旦PPP會話建立,主

機和接入集中器都必須為PPP虛接口分配資源。

PPPoE協(xié)議會話的發(fā)現(xiàn)和會話兩個階段具體進程如下。

發(fā)現(xiàn)(Discovery)階段:在發(fā)現(xiàn)(Discovery)階段中用戶主機以廣播方式尋找

所連接的所有接入集中器(或交換機),并獲得其以太網(wǎng)MAC地址。然后選擇需要連接

的主機,并確定所要建立的PPP會話標識號碼。發(fā)現(xiàn)階段有4個步驟,當此階段完成,

通信的兩端都知道PPPoESESSION-ID和對端的以太網(wǎng)地址他們一起唯一定義PPPoE

會話。

PPP會話階段:用戶主機與接入集中器根據(jù)在發(fā)現(xiàn)階段所協(xié)商的PPP會話連接參

數(shù)進行PPP會話。-HPPPoE會話開始,PPP數(shù)據(jù)就可以以任何其他的PPP封裝形式

發(fā)送。所有的以太網(wǎng)幀都是單播的。PPPoE會話的SESSION-ID一定不能改變,并且

必須是發(fā)現(xiàn)階段分配的,直。

PPPoE還有一個PADT分組,它可以在會話建立后的任何時候發(fā)送來終止PPPoE

會話,也就是會話釋放。

PPPoE的驗證過程:客戶端要通過一個局域網(wǎng)與遠程的PPPoE服務器進行身份驗

證,這時,它們會有兩個不同的會話階段,Discovery階段和PPP會話階段。當一個客

戶端想開始一個PPPoE會話時,它必須首先進行發(fā)現(xiàn)階段以識別對端的以太網(wǎng)MAC地

址,并建立一個PPPoESESSONJDe在發(fā)現(xiàn)階段,基于網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu),客戶端可以

發(fā)現(xiàn)多個PPPoE服務器,然后從中選擇一個,不過通常都是選擇反應最快的一個。

Discovery階段是一個無狀態(tài)的階段,該階段主要是選擇接入服務器,確定所要建

立的PPP會話標識符SessionID,同時獲得對方點到點的連接信息;PPP會話階段執(zhí)行

標準的PPP過程。當此階段完成,通信的兩端都知到PPPoESESSONJD和對端的以太

網(wǎng)地址,它們一起定義了一個唯一的PPPoE會話。這些步驟包括客戶端廣播一個發(fā)起

分組(PADI),一個或多個PPPoE服務器發(fā)送響應分組(PADO),客戶端向選中的服務器

發(fā)送請求分組(PADR),選中的PPPoE服務器發(fā)送一個確認分組(PADS)給客戶端。當客

戶端接收到確認分組,它可以開始進行PPP會話階段。當PPPoE服務器發(fā)送出確認分

組,它可以開始PPP會話。

RADIUS認證過程

Radius:RemoteAuthenticationDialInUserService,遠程用戶撥號認證系,

是應用最廣泛的AAA協(xié)議。

客戶端負責將認證等信息按照協(xié)議的格式通過UDP包送到服務器,同時對服務器

返回的信息解釋處理。

用戶NAS(Radius客戶端)Radius服務器

認證端口號:1645/

1812

計費端口號:

1646/1813

我們目前IP城域網(wǎng)中廣泛使用的BRAS(寬帶接入服務器)就是主要的NAS(網(wǎng)

絡接入服務器I

RADIUS采用Client/server結(jié)構(gòu)。

RADIUS的客戶端通常運行于接入服務器(BRAS)上,一個RADIUS服務器可以

同時支持多個RADIUS客戶(BRAS\

RADIUS的服務器上存放信息,接入服務器(BRAS)通過RADUIS協(xié)議對這些信

息進行訪問。信息集中,呆存便于管理,更加安全。

RADIUS服務器可以作為一個代理,實現(xiàn)用戶的漫游功能。

R/iDIUSR/M3IUS

ClientServer

(1)用戶嫡入用戶名/口令.(2)認證請求包Access-Request

(3)認證樓受包Access-Accept

(4》計費開玷諳或包配8unting~Req膏(start)

.(5)計費開咕諳或喃應包Accounting-Response

(6)用戶訪司法漏

(7)計費結(jié)束諳一包Axounting-Req皆產(chǎn)(stop)

(8》計費結(jié)束諳求嘀皮包Axounting-Rc%0nse

(9)通知訪H結(jié)束v--------------------------------------

4、局域網(wǎng)

提問:什么是局域網(wǎng)?顧名思義,局域網(wǎng)是局部范圍內(nèi)的網(wǎng)絡。

局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,LAN)是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺計算機互聯(lián)成的

計算機組。一般是方圓幾千米以內(nèi)。局域網(wǎng)可以實現(xiàn)文件管理、應用軟件共享、打印機

共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。局域網(wǎng)是封閉型的,可

以由辦公室內(nèi)的兩臺計算機組成,也可以由一個公司、學校內(nèi)的上千臺計算機組成。

局域網(wǎng)由服務器、客戶機(網(wǎng)卡1網(wǎng)絡設備等組成:

網(wǎng)絡服務器是網(wǎng)絡控制的核心。一個局域網(wǎng)至少需要一個服務器。

客戶機是用戶的終端電腦。

網(wǎng)絡設備,主要由交換機、路由器等設備組成

重點講解虛擬局域網(wǎng)。

VLAN(VirtualLocalAreaNetwork)的中文名為“虛擬局域網(wǎng)"。VLAN是一種

將局域網(wǎng)設備從邏輯上劃分成一個個網(wǎng)段,從而實現(xiàn)虛擬工作組的數(shù)據(jù)交換技術(shù)。這一

新興技術(shù)廣泛應用于電信運營商的交換機和路由器中,但主流應用還是在交換機之中。

但又不是所有交換機都具有此功能。

VLAN的目的:VLAN(VirtualLocalAreaNetwork,虛擬局域網(wǎng))技術(shù)的出現(xiàn),

主要為了解決交換機在進行局域網(wǎng)互連時無法限制廣播的問題。這種技術(shù)可以把一個

LAN劃分成多個邏輯的LAN——VLAN,每個VLAN是一個廣播域,VLAN內(nèi)的主機

間通信畫口在一個LAN內(nèi)一樣,而VLAN間則不能直接互通,這樣,廣播報文被限制

在一個VLAN內(nèi)。

下圖沒有劃分VLAN容易產(chǎn)生廣播風暴。

下圖為劃分了VLAN后的,廣播域縮小了,網(wǎng)絡安全性得到極大提高。

VLAN優(yōu)點:主要是防范廣播風暴

廣播風暴防范:

限制網(wǎng)絡上的廣播,將網(wǎng)絡劃分為多個VLAN可減少參與廣播風暴的設備數(shù)量。

LAN分段可以防止廣播風暴波及整個網(wǎng)絡。VLAN可以提供建立防火墻的機制,防止交

換網(wǎng)絡的過量廣播。使用VLAN,可以將某個交換端口或用戶賦于某一個特定的VLAN

組,該VLAN組可以在一個交換網(wǎng)中或跨接多個交換機,在一個VLAN中的廣播不會

送到VLAN之外。同樣,相鄰的端口不會收到其他VLAN產(chǎn)生的廣播。這樣可以減少

廣播流量,釋放帶寬給用戶應用,減少廣播的產(chǎn)生。

安全:

增強局域網(wǎng)的安全性,含有敏感數(shù)據(jù)的用戶組可與網(wǎng)絡的其余部分隔離,從而降低

泄露機密信息的可能性。不同VLAN內(nèi)的報文在傳輸時是相互隔離的,即一個VLAN內(nèi)

的用戶不能和其它VLAN內(nèi)的用戶直接通信,如果不同VLAN要進行通信,則需要通

過路由器或三層交換機等三層設備。

性能提高:

將第二層平面網(wǎng)絡劃分為多個邏輯工作組(廣播域)可以減少網(wǎng)絡上不必要的流量

并提高性能。

組建VLAN的條件

VLAN是建立在物理網(wǎng)絡基礎上的一種邏輯子網(wǎng),因此建立VLAN需要相應的支

持VLAN技術(shù)的網(wǎng)絡設備。當網(wǎng)絡中的不同VLAN間進行相互通信時,需要路由的支

持,這時就需要增加路由設備——要實現(xiàn)路由功能,既可采用路由器,也可采用三層交

換機來完成。同時還嚴格限制了用戶數(shù)量.

VLAN的劃分的方法:有以下四種,主要采用第一種

一是根據(jù)端口來劃分VLAN

目前最常用的劃分方式,利用交換機的端口來劃分VLAN成員。被設定的端口都

在同一個廣播域中。例如,一個交換機的1,2,3,4,5端口被定義為虛擬網(wǎng)AAA,

同一交換機的6,7,8端口組成虛擬網(wǎng)BBB。這樣做允許各端口之間的通訊,并允許共

享型網(wǎng)絡的升級。但是,這種劃分模式將虛擬網(wǎng)限制在了一臺交換機上?,F(xiàn)在的端口

VLAN技術(shù)允許跨越多個交換機的多個不同端口劃分VLAN,不同交換機上的若干個端

口可以組成同一個虛擬網(wǎng)。以交換機端口來劃分網(wǎng)絡成員,其配置過程簡單明了。

端口所屬VLAN1

婦姬

部黜1尊

腦浙VL碎

83660負

婢MI瓶

二是根據(jù)MAC地址劃分VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機的MAC地址來劃分,即對每個MAC地

址的主機都配置它屬于哪個組。這種劃分VLAN方法的最大優(yōu)點就是當用戶物理位置

移動時,即從一個交換機換到其他的交換機時,VLAN不用重新配置,所以,可以認為

這種根據(jù)MAC地址的劃分方法是基于用戶的VLAN,這種方法的缺點是初始化時,所

有的用戶都必須進行配置,如果有幾百個甚至上千個用戶的話,配置是非常累的。而且

這種劃分的方法也導致了交換機執(zhí)行效率的降低,因為在每Y交換機的端口都可能存

在很多個VLAN組的成,員,這樣就無法限制廣播包了。另外,對于使用筆記本電腦的用

戶來說,他們的網(wǎng)卡可能經(jīng)常更換,這樣,VLAN就必須不停地配置。

而且MAC地址是可以人為修改的,容易產(chǎn)生安全問題。

三是根據(jù)網(wǎng)絡層劃分VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機的網(wǎng)絡層地址或協(xié)議類型(如果支持多協(xié)議)

劃分的,雖然這種劃分方法是根據(jù)網(wǎng)絡地址,比如IP地址,但它不是路由,與網(wǎng)絡層的

路由毫無關(guān)系。這種方法的優(yōu)點是用戶的物理位置改變了,不需要重新配置所屬的

VLAN,而且可以根據(jù)協(xié)議類型來劃分VLAN,這對網(wǎng)絡管理者來說很重要,還有,這

種方法不需要附加的幀標簽來識別VLAN,這樣可以減少網(wǎng)絡的通信量。這種方法的缺

點是效率低,因為檢查每一個數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡層地址是需要消耗處理時間的(相對于前面

兩種方法),一般的交換機芯片都可以自動檢查網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)幀頭,但要讓芯片

能檢查IP幀頭,需要更高的技術(shù),同時也更費時。當然,這與各個廠商的實現(xiàn)方法有

關(guān)。

四是基于協(xié)議的VLAN,應用非常少。

以上劃分VLAN的方式中,基于端口的VLAN端口方式建立在物理層上;MAC方

式建立在數(shù)據(jù)鏈路層上;網(wǎng)絡層和協(xié)議方式建立在第三層上。

VLAN的實現(xiàn)方式,通過802.1Q協(xié)議實現(xiàn)。IEEE802.1Q規(guī)范為標識帶有VLAN

成員信息的以太幀建立了一種標準方法。關(guān)鍵在于標簽。支持802.1Q的交換端口可被

配置來傳輸標簽幀或無標簽幀。一個包含VLAN信息的標簽字段可以插入到以太幀中。

如果端口有支持802.1Q的設備(如另一個交換機)相連,那么這些標簽幀可以在交換

機之間傳送VLAN成員信息,這樣VLAN就可以跨越多臺交換機。但是,對于沒有支

持802.1Q設備相連的端口我們必須確保它們用于傳輸無標簽幀,這一點非常重要。很

多PC和打印機的NIC并不支持802.1Q,一旦它們收到一個標簽幀,它們會因為讀

不懂標簽而丟棄該幀。

4Bytes

DostinofionSource802.1QFrame

Type/lenDota

AddressAddressVIANTogCheck

2Bytes2Bytes(TogCoeHrolInformotion)

TagCanonical

User

ProtocolFormatVLANID

Priority

IDIndicator(12麗)

(3Bits)

0x81000Bit)

5.1ntemet基礎

提問:目前國內(nèi)有哪些Internet運營商。

簡要介紹國內(nèi)Internet網(wǎng)運營商情況,了解鐵通互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。

因特網(wǎng)(Internet)是由ARPANET(美國軍方專網(wǎng))發(fā)展起來的。

在短短30多年時間里,Internet從研究試驗階段發(fā)展到用于教育、科研的學術(shù)性

階段,進而發(fā)展到商業(yè)化階段。

目前我國主要有電信、聯(lián)通、移動、鐵通、教育網(wǎng)等互聯(lián)網(wǎng)運營機構(gòu)。其中電信、

聯(lián)通為第一層面,移動、鐵通、教育網(wǎng)在第二層面。

中國互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)間互聯(lián)原則

主要通過雙方直連(占95%以上)和國家互聯(lián)網(wǎng)交換中心兩種方式互聯(lián)。

各運營商間流量不能相互穿透。例如鐵通不能通過聯(lián)通穿透至電信,也不能通過電

信穿透至聯(lián)通。

中國互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)間結(jié)算原則

電信和聯(lián)通對等互聯(lián),互不結(jié)算。第二層面向第一層面支付互聯(lián)費用(單向結(jié)算X

鐵通互聯(lián)網(wǎng)由骨干網(wǎng)、省網(wǎng)、IP城域網(wǎng)組成,通過北京、上海、廣州互聯(lián)點與其他

運營商互聯(lián)。

骨干網(wǎng)由七大核心(北京、上海、廣州、沈陽、武漢、成都、西安)及各省會城市

匯聚節(jié)點組成。

湖南鐵通省網(wǎng)由長沙核心節(jié)點和14個匯聚節(jié)點組成。

湖南鐵通各市州組成完整的IP城域網(wǎng)。

瞥置黑UDSLA園食交展

SR,M交換機線

機接

BA

S

簡要介紹IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),讓大家初步建立全程全網(wǎng)的概念,有助于幫助大家

理解。

重點掌握掌握IP地址的編碼和分類、子網(wǎng)掩碼的使用,局域網(wǎng)IP地址規(guī)劃。

Internet上的每臺主機(Host)都有一個唯一的IP地址。IP協(xié)議就是使用這個地址

在主機之間傳遞信息,這是Internet能夠運行的基礎。IP地址的長度為32位,分為4

段,每段8位,用十進制數(shù)字表示,每段數(shù)字范圍為0~255,段與段之間用句點隔開。

例如。IP地址有兩部分組成,一部分為網(wǎng)絡地址,另一部分為主機地址。

IP地址分為A、B、C、D、E5類。常用的是B和C兩類。

IP地址由32位二進制數(shù)值組成,即IP地址占4個字節(jié)。

采用"點分十進制"表示,即:每8位二進制數(shù)為一組,用十進制數(shù)表示,并用小

數(shù)點隔開。

例如,二進制數(shù)表示的IP地址:

11011010110000111111011111100111

用218.195.247.231表示

11011010110000111111011111100111

218195247231

將IP地址分成了網(wǎng)絡號和主機號兩部分,設計者就必須決定每部分包含多少位。

網(wǎng)絡號的位數(shù)直接決定了可以分配的網(wǎng)絡數(shù)(計算方法2八網(wǎng)絡號位數(shù));主機號的位數(shù)

則決定了網(wǎng)絡中最大的主機數(shù)(計算方法2八主機號位數(shù)-2%

IP的分配:TCP/IP協(xié)議需要針對不同的網(wǎng)絡進行不同的設置,且每個節(jié)點一般需

要一個"IP地址"、一個"子網(wǎng)掩碼"、一個"默認網(wǎng)關(guān)"。不過,可以通過動態(tài)主機

配置協(xié)議(DHCP),給客戶端自動分配一個IP地址,避免了出錯,也簡化了TCP/IP協(xié)

議的設置。

其中A、B、C3類(如下表格)由InternetNIC在全球范圍內(nèi)統(tǒng)一分配,D、E類

為特殊地址。

A類

B類

C類

D類

E類

A類IP地址

一個A類IP地址是指,在IP地址的四段號碼中,第一段號碼為網(wǎng)絡號碼,

剩下的三段號碼為本地計算機的號碼。如果用二進制表示IP地址的話,A類IP地址就

由1字節(jié)的網(wǎng)絡地址和3字節(jié)主機地址組成,網(wǎng)絡地址的最高位必須是〃0"。A類IP

地址中網(wǎng)絡的標識長度為7位,主機標識的長度為24位,A類網(wǎng)絡地址數(shù)量較少,可

以用于主機數(shù)達1600多萬臺的大型網(wǎng)絡。

A類IP地址地址范圍-54(二進制表示為:00000001

000000000000000000000001-01111110111111111111111111111110\

B類IP地址

一個B類IP地址是指,在IP地址的四段號碼中,前兩段號碼為網(wǎng)絡號碼

如果用二進制表示IP地址的話,B類IP地址就由2字節(jié)的網(wǎng)絡地址和2字節(jié)主機地址

組成,網(wǎng)絡地址的最高位必須是〃10〃。B類IP地址中網(wǎng)絡的標識長度為14位,主機

標識的長度為16位,B類網(wǎng)絡地址適用于中等規(guī)模的網(wǎng)絡,每個網(wǎng)絡所能容納的計算

機數(shù)為6萬多臺。

B類IP地址地址范圍-54二進制表示為10000000

000000010000000000000001-101111111111111011111111111111101

C類IP地址

一個C類IP地址是指,在IP地址的四段號碼中,前三段號碼為網(wǎng)絡號碼,

剩下的一段號碼為本地計算機的號碼。如果用二進制表示IP地址的話,C類IP地址就

由3字節(jié)的網(wǎng)絡地址和1字節(jié)主機地址組成,網(wǎng)絡地址的最高位必須是"110〃。C類

IP地址中網(wǎng)絡的標識長度為21位,主機標識的長度為8位,C類網(wǎng)絡地址數(shù)量較多,

適用于小規(guī)模的局域網(wǎng)絡,每個網(wǎng)絡最多只能包含254臺計算機。

C類IPifctlt范圍-54(二進制表示為:11000000

000000000000000100000001-11011111111111111111111011111110%

除了以上三種類型的IP地址外,還有幾種特殊類型的IP地址,TCP/IP協(xié)議

規(guī)定,凡IP地址中的第一個字節(jié)以〃川0〃開始的地址都叫多點廣播地址。因此,任何

第一個字節(jié)大于223小于240的IP地址是多點廣播地址;IP地址中的每一個字節(jié)都為

0的地址("0.0.0.0")對應于當前主機;IP地址中的每一個字節(jié)都為1的IP地址

(“255.255.255.255")是當前子網(wǎng)的廣播地址;IP地址中凡是以“川10”的地

址都留著將來作為特殊用途使用;IP地址中不能以十進制”127〃作為開頭,該類地址

中數(shù)字127.0.0.1到127.1.1.1用于回路測試,同時網(wǎng)絡ID的第一個6位組

也不能全置為"0",全"0〃表示本地網(wǎng)絡。D類IP地址第一個字節(jié)以"1110"開始,

它是一個專門保留的地址。它并不指向特定的網(wǎng)絡,目前這一類地址被用在多點廣播

(Multicast)中。多點廣播地址用來一次尋址一組計算機,它標識共享同一協(xié)議的一組

計算機。地址范圍224.001-54。E類IP地址以“11110”開始,保留

用于將來和實驗使用。

公有IP和私有IP

公有地址:公有地址(Publicaddress)由InterNIC(InternetNetwork

InformationCenter因特網(wǎng)信息中心)負責。這些IP地址分配給注冊并向InterNIC

提出申請的組織機構(gòu)。通過它直接訪問因特網(wǎng)。

私有地址:私有地址(Privateaddress)屬于非注冊地址,專門為組織機構(gòu)內(nèi)部

使用。保留作為私網(wǎng)使用的IP地址段

lO.x.x.x1個A類ifeiitE殳

172.16.X.X至172.31.X.X16個B類地址段

192.168.X.X256個C類地址段

內(nèi)網(wǎng)的計算機以NAT(網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換)協(xié)議,通過一個公共的網(wǎng)關(guān)訪問Interneto

內(nèi)網(wǎng)的計算機可向Internet上的其他計算機發(fā)送連接請求,但Internet上其他的

計算機無法向內(nèi)網(wǎng)的計算機發(fā)送連接請求。

特殊IP地址主要有廣播地址、組播地址、環(huán)回地址。

廣播地址:主機號全為"1〃的網(wǎng)絡地址用于廣播之用,叫做廣播地址。所謂廣播,

指同時向網(wǎng)上所有主機發(fā)送報文。

組播地址:目的端為同一組內(nèi)的所有主機地址。

環(huán)回地址:在環(huán)回測試和廣播測試時會使用。

網(wǎng)絡地址代表一個兩段

產(chǎn)一廣播地t畸定網(wǎng)有節(jié)點

any

所有網(wǎng)絡路由由

亡播地址本點

子網(wǎng)掩碼:當沒有劃分子網(wǎng)時,IP地址是兩級結(jié)構(gòu),劃分子網(wǎng)后就變成了三級IP地

址的結(jié)構(gòu)。子網(wǎng)掩碼中的?表示在IP地址中網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號的對應比特,而子網(wǎng)掩碼中

的0表示在IP地址中主機號的對應比特。

網(wǎng)絡號子網(wǎng)號節(jié)點號

卜圖是劃分了子網(wǎng)的一個B類172私網(wǎng)網(wǎng)段

B類網(wǎng)172薯41

17?

以太M

泡§

,

劃分了子網(wǎng)的一個c類私網(wǎng)網(wǎng)段。

224c5法

烈騫??罐獴25sr2248

2012^^225里

252248

22S士

B201.222.滿Zd2248

?255.255.222c5我

4

201.222523n2248

c類子網(wǎng)規(guī)劃實例

子網(wǎng)地址

主機地址21-26

廣播地址27

IP主機地址21

子網(wǎng)掩碼48

靜態(tài)IP與動態(tài)IP

對于大多數(shù)通過撥號上網(wǎng)的用戶,由于其上網(wǎng)時間和空間的離散性,為每個用戶分

配固定的IP地址(靜態(tài)),將造成本來就短缺的IP地址的浪費。

解決辦法:對撥號用戶,自動獲得一個每次撥通時不一定相同的IP地址(動態(tài)

IP\撥號用戶任意兩次連接時的IP地址可能不同,但是,在每次連接時間內(nèi)的IP地址

是不變的。

我們目前都是為普通用戶分配動態(tài)IP地址,專線用戶分配固定IP地址。

域名和DNS

一臺主機的IP地址是用4字節(jié)數(shù)字來表示的,這種地址不便于記憶,很難推廣。

于是出現(xiàn)了用域名稱代替IP地址的方案。域名系統(tǒng)是一個分層分布式管理的命名系統(tǒng)。

域名一般格式:

sina.edu.cn

主機名單位名機構(gòu)國別或地區(qū)

DNS:是域名系統(tǒng)(DomainNameSystem)的縮寫,它是由解析器和域名服務

器組成的。域名服務器是指保存有該網(wǎng)絡中所有主機的域名和對應IP地址,并具有將

域名轉(zhuǎn)換為IP地址功能的服務器。

湖南鐵通DNS服務器地址為:

6.常用網(wǎng)絡測試命令(要求學員掌握)

講解所有命令,都是以實體電腦進行操作。

(1)ping

ping是個使用頻率極高的實用程序,用于確定本地主機是否能與另一臺主機交換

(發(fā)送與接收)數(shù)據(jù)報。根據(jù)返回的信息,你就可以推斷tcp/ip參數(shù)是否設置得正確以

及運行是否正常。需要注意的是:成功地與另一臺主機進行一次或兩次數(shù)據(jù)報交換并不

表示tcp/ip配置就是正確的,你必須執(zhí)行大量的本地主機與遠程主機的數(shù)據(jù)報交換,才

能確信tcp/ip的正確性。

簡單的說,ping就是一個測試程序,如果ping運行正確,你大體上就可以排除

網(wǎng)絡訪問層、網(wǎng)卡、modem的輸入輸出線路、電纜和路由器等存在的故障,從而減小

了問題的范圍。但由于可以自定義所發(fā)數(shù)據(jù)報的大小及無休止的高速發(fā)送,ping也被

某些別有用心的人作為ddos(拒絕服務攻擊)的工具,前段時間yahoo就是被黑客利

用數(shù)百臺可以高速接入互聯(lián)網(wǎng)的電腦連續(xù)發(fā)送大量ping數(shù)據(jù)報而癱瘓的。

按照缺省設置,windows上運行的ping命令發(fā)送4個icmp(網(wǎng)間控制報文I辦

議)回送請求,每個32字節(jié)數(shù)據(jù),如果一切正常,你應能得到4個回送應答。

ping能夠以毫秒為單位顯示發(fā)送回送請求到返回回送應答之間的時間量。如果應

答時間短,表示數(shù)據(jù)報不必通過太多的路由器或網(wǎng)絡連接速度比較快。ping還能顯示

ttl(timetolive存在時間)值,你可以通過ttl值推算一下數(shù)據(jù)包已經(jīng)通過了多少個路

由器:源地點ttl起始值(就是比返回ttl略大的一個2的乘方數(shù))-返回時ttl值。例

如,返回ttl值為119,那么可以推算數(shù)據(jù)報離開源地址的ttl起始值為128,而源地點

到目標地點要通過9個路由器網(wǎng)段(128-119);如果返回ttl值為246,ttl起始值就是

256,源地點到目標地點要通過9個路由器網(wǎng)段。

正常情況下,當你使用ping命令來查找問題所在或檢驗網(wǎng)絡運行情況時,你需要

使用許多ping命令,如果所有都運行正確,你就可以相信基本的連通性和配置參數(shù)沒

有問題;如果某些ping命令出現(xiàn)運行故障,它也可以指明到何處去查找問題。下面就

給出一個典型的檢測次序及對應的可能故障:

ping

——這個ping命令被送到本地計算機的ip軟件該命令永不退出該計算機。

如果沒有做到這一點,就表示tcp/ip的安裝或運行存在某些最基本的問題。

ping本機ip

——這個命令被送到你計算機所配置的ip地址,你的計算機始終都應該對該

ping命令作出應答,如果沒有,則表示本地配置或安裝存在問題。出現(xiàn)此問題時,局域

網(wǎng)用戶請斷開網(wǎng)絡電纜,然后重新發(fā)送該命令。如果網(wǎng)線斷開后本命令正確,則表示另

一臺計算機可能配置了相同的ip地址。

ping局域網(wǎng)內(nèi)其他ip

——這個命令應該離開你的計算機,經(jīng)過網(wǎng)卡及網(wǎng)絡電纜到達其他計算機,

再返回。收到回送應答表明本地網(wǎng)絡中的網(wǎng)卡和載體運行正確。但如果收到0個回送應

答,那么表示子網(wǎng)掩碼(進行子網(wǎng)分割時,將ip地址的網(wǎng)絡部分與主機部分分開的代

碼)不正確或網(wǎng)卡配置錯誤或電纜系統(tǒng)有問題。

ping網(wǎng)關(guān)ip

——這個命令如果應答正確,表示局域網(wǎng)中的網(wǎng)關(guān)路由器正在運行并能夠作

出應答。

ping遠程ip

——如果收到4個應答,表示成功的使用了缺省網(wǎng)關(guān)。對于撥號上網(wǎng)用戶則

表示能夠成功的訪問internet(但不排除isp的dns會有問題\

pinglocalhost

——localhost是個作系統(tǒng)的網(wǎng)絡保留名,它是的別名,每太計算

機都應該能夠?qū)⒃撁洲D(zhuǎn)換成該地址。如果沒有做到這一帶內(nèi),則表示主機文件

(/windows/host)中存在問題。

ping????

——對這個域名執(zhí)行ping命令,你的計算機必須先將域名轉(zhuǎn)換成ip地址,

通常是通過dns服務器如果這里出現(xiàn)故障,則表示dns服務器的ip地址配置不正確

或dns服務器有故障(對于撥號上網(wǎng)用戶,某些isp已經(jīng)不需要設置dns服務器了工

順便說一句:你也可以利用該命令實現(xiàn)域名對ip地址的轉(zhuǎn)換功能。

如果上面所列出的所有ping命令都能正常運行,那么你對你的計算機進行本

地和遠程通信的功能基本上就可以放心了。但是,這些命令的成功并不表示你所有的網(wǎng)

絡配置都沒有問題,例如,某些子網(wǎng)掩碼錯誤就可能無法用這些方法檢測到。

ping命令的常用參數(shù)選項

pingip-t----連續(xù)對ip地址執(zhí)行ping命令,直到被用戶以ctrl+c中斷。

pingip-I2000——指定ping命令中的數(shù)據(jù)長度為2000字節(jié),而不是缺省

的32字節(jié)。

pingip-n----執(zhí)行特定次數(shù)的ping命令。

C:\DocumentsandSettings\Administrator>ping-I1000-n2sina

Pingingnewswh.sina[2]with1000bytesofdata:

Replyfrom2:bytes=1000time=21msTTL=56

Replyfrom2:bytes=1000time=20msTTL=56

Pingstatisticsfor2:

Packets:Sent=2,Received=2,Lost=0(0%loss).

Approximateroundtriptimesinmilli-seconds:

Minimum=20msfMaximum=21msfAverage=20ms

(2)tracert

當數(shù)據(jù)報從你的計算機經(jīng)過多個網(wǎng)關(guān)傳送到目的地時,tracert命令可以用來跟蹤

數(shù)據(jù)報使用的路由(路徑I該實用程序跟蹤的路徑是源計算機到目的地的一條路徑,不

能保證或認為數(shù)據(jù)報總遵循這個路徑。如果你的配置使用dns,那么你常常會從所產(chǎn)生

的應答中得到城市、地址和常見通信公司的名字。tracert是一個運行得比較慢的命令

(如果你指定的目標地址比較遠),每個路由器你大約需要給它15秒鐘

tracert的使用很簡單,只需要在tracert后面跟一個ip地址或url,tracert會進

行相應的域名轉(zhuǎn)換的。tracert一般用來檢測故障的位置,你可以用tracertip在哪個環(huán)

節(jié)上出了問題,雖然還是沒有確定是什么問題,但它已經(jīng)告訴了我們問題所在的地方,

你也就可以很有把握的告訴別人——某某出了問題。

C:\DocumentsandSettings\Adninistrator>tracertWWVJ.

Fracingrouteto[4]

□ueramaximumof30hops:

1<1ns<1ns<1nsbogon[]

21ns1ms1ms45

3Requesttinedout.

4<1ms<1ms<1ns1

51ns1ms<1ms61

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