任務(wù)4

組建對等局域網(wǎng)4.1任務(wù)描述

在對等局域網(wǎng)中，所有計算機的地位平等，無需專用服務(wù)器。每臺計算機既可以作為客戶端請求網(wǎng)絡(luò)資源，也可以作為服務(wù)器提供共享資源（如文件、打印機）。網(wǎng)絡(luò)通信項目組因工作原因，需要組建小型對等局域網(wǎng)。本任務(wù)要求完成各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的物理連接，實現(xiàn)各主機間的IP連通性，以及實現(xiàn)項目組主機之間的網(wǎng)絡(luò)資源共享。4.2任務(wù)目標了解沖突與沖突域的概念；理解交換型以太網(wǎng)的原理；理解對等局域網(wǎng)的概念；掌握交換機數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)過程。知識目標01能夠完成對等局域網(wǎng)的基本配置；能夠使用Ping命令測試網(wǎng)絡(luò)連通性；能夠完成對等局域網(wǎng)共享資源設(shè)置及應(yīng)用。能力目標02遵法守紀、誠實守信，履行道德準則和行為規(guī)范，具有社會責任感。素養(yǎng)目標03探索搭建不同類型的對等局域網(wǎng)，掌握數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)過程。創(chuàng)新目標044.3知識準備4.3.1共享型以太網(wǎng)

最初的以太網(wǎng)采用總線拓撲，各個主機之間共用一條同軸電纜進行通信。各主機共享這條通信鏈路的帶寬，某臺主機發(fā)送的數(shù)據(jù)，總線上其他主機都能接收。4.3.1共享型以太網(wǎng)：沖突與沖突域共享型以太網(wǎng)上任意兩臺設(shè)備同時進行數(shù)據(jù)傳輸，會產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號損壞。沖突產(chǎn)生原因數(shù)據(jù)損壞，通信中斷，效率低下（尤其主機多時）。沖突后果一個共享介質(zhì)上所有設(shè)備的集合，其中任意兩臺設(shè)備同時發(fā)送數(shù)據(jù)必然產(chǎn)生沖突的區(qū)域。沖突域定義4.3.1共享型以太網(wǎng)：CSMA/CD協(xié)議為了避免沖突，共享型以太網(wǎng)任意時刻僅允許一臺設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。當網(wǎng)絡(luò)中接入大量主機時，通信效率嚴重降低。為解決共享型以太網(wǎng)中多臺設(shè)備同時發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生的沖突問題，引入了CSMA/CD協(xié)議。協(xié)議引入目的01信道檢測過程02邊發(fā)送邊偵聽信道，若發(fā)送成功則返回監(jiān)聽狀態(tài)；若檢測到?jīng)_突，立即中止發(fā)送，執(zhí)行退避算法。等待一個隨機時間（0~2^n-1個時隙時間，n為沖突次數(shù)，上限10）。重傳，最多16次失敗則放棄。。沖突檢測與退避算法03載波偵聽(Listen)：發(fā)送前檢測信道是否空閑（無信號）。發(fā)送(Send)：若空閑，立即發(fā)送；若忙，持續(xù)偵聽直到空閑，并等待一個幀間隙時間(IFG,通常96bit時間)后發(fā)送。4.3.2交換型以太網(wǎng)：交換機交換型以太網(wǎng)以交換機為中心構(gòu)成，無需改變其他網(wǎng)絡(luò)硬件，僅用交換機替代集線器即可。交換型以太網(wǎng)架構(gòu)交換機將數(shù)據(jù)幀從與目的設(shè)備相連的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，支持全雙工模式，提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率。數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)方式交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層，基于MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)幀。交換機工作層次交換機的每一個接口都是一個獨立的沖突域，減少了沖突發(fā)生的概率。獨立沖突域010203044.3.2交換型以太網(wǎng)：交換機性能指標根據(jù)RFC1242文檔，吞吐量指交換機在不丟幀的情況下的最大轉(zhuǎn)發(fā)速率，反映交換機性能。吞吐量不同轉(zhuǎn)發(fā)方式下延遲定義不同，存儲轉(zhuǎn)發(fā)和直接轉(zhuǎn)發(fā)方式有不同的延遲計算方式，延遲越大處理速度越慢。延遲丟幀率指在穩(wěn)態(tài)負載下，因缺少資源應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)而未能轉(zhuǎn)發(fā)的幀占全部數(shù)據(jù)幀的比例，描述過載性能。丟幀率背靠背指空閑狀態(tài)下，以最小合法時間間隔發(fā)送連續(xù)固定長度幀的時間，反映處理突發(fā)幀的能力。背靠背MAC地址表深度反映交換機能夠?qū)W習到的最大MAC地址數(shù)量，深度越大適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)能力越強。MAC地址表深度4.3.2交換型以太網(wǎng)：交換機數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)過程

如下圖所示，交換機LSW1的接口Ethernet0/0/1、Ethernet0/0/2和Ethernet0/0/3分別連接PC1、PC2、PC3。如果要實現(xiàn)PC1向PC3成功發(fā)送數(shù)據(jù)，交換機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)將經(jīng)歷3個過程。4.3.2交換型以太網(wǎng)：交換機數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)過程學習源MAC地址

PC1將數(shù)據(jù)發(fā)送給交換機接口Ethernet0/0/1。交換機將收到數(shù)據(jù)幀的源MAC地址與接收到這個數(shù)據(jù)幀的接口編號形成映射關(guān)系，并且這個映射關(guān)系保存在自己的MAC地址表中。0102廣播數(shù)據(jù)幀

若交換機MAC地址表中無目標MAC地址，會向除接收接口外的所有接口廣播數(shù)據(jù)。當各接口收到數(shù)據(jù)，PC2丟棄，PC3回復(fù)。03轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀

若在交換機的MAC地址表中找到了目標MAC地址，且該數(shù)據(jù)幀的源和目的MAC地址對應(yīng)接口編號不同，交換機從目標MAC地址對應(yīng)接口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；若相同則丟棄。4.3.2交換型以太網(wǎng)：我國以太網(wǎng)發(fā)展歷程廣泛應(yīng)用階段起步階段03目前，接入網(wǎng)以太網(wǎng)化是大勢所趨，在有線電視、無線局域網(wǎng)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，居民小區(qū)接入率領(lǐng)先。發(fā)展階段011995年前后，我國開始出現(xiàn)以太網(wǎng)組建的大型企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)，交換機取代集線器，速率達100Mb/s。021998年，千兆以太網(wǎng)出現(xiàn)，以太網(wǎng)在局域網(wǎng)和校園網(wǎng)廣泛應(yīng)用；1999年，應(yīng)用到城域網(wǎng)?？蒲腥藛T貢獻04我國科研技術(shù)人員攻克技術(shù)難關(guān)，打破國外壟斷，實現(xiàn)以太網(wǎng)產(chǎn)品國產(chǎn)化，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。4.3.3制作雙絞線：所需材料與工具制作帶有RJ-45接頭的無屏蔽雙絞線UTP電纜的專用工具，用于剝線和壓線操作。剝線/壓線鉗即無屏蔽雙絞線，是制作網(wǎng)線的主要材料。UTP線纜網(wǎng)線兩端連接的部件，與UTP線纜配合使用，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。水晶頭4.3.3制作雙絞線：排線標準線序為綠白、綠、橙白、藍、藍白、橙、棕白、棕。01線序是橙白、橙、綠白、藍、藍白、綠、棕白、棕。02EIA/TIA568A線序EIA/TIA568B線序4.3.3制作雙絞線：排線標準線纜兩頭采用相同的排線方法，通常都按EIA/TIA568B排線。01線纜一頭用EIA/TIA568B線序，另一頭用EIA/TIA568A線序排線于連接相同設(shè)備類型(同種設(shè)備)。02直通雙絞線排線方法交叉雙絞線排線方法4.3.3制作雙絞線：制作過程剝線用剝線/壓線鉗上的剝線刀在距末端2cm處繞線割一圈，剝下絕緣膠皮，露出4對雙絞線。解絞與排線將4對線拆開、捋直。按選定標準(T568A/B)排列8根線芯。保持線芯平直、順序準確、絞距盡量小。剪齊末端在距線芯末端約1.2-1.5cm處（確保插入水晶頭后線芯能頂?shù)降祝?，用壓線鉗的剪線刀或剪刀將8根線芯剪齊。插入水晶頭將剪齊的線芯（保持順序）水平、筆直地插入RJ-45水晶頭金屬觸點朝上的線槽中，確保每根線芯都到達頂端。外皮應(yīng)進入水晶頭約0.5cm，被壓住固定。壓線把插入雙絞線的水晶頭放入RJ-45的壓槽中，用剝線/壓線鉗用力、均勻地壓緊，確保線針壓緊雙絞線的銅絲。雙絞線制作完成后，可以使用網(wǎng)線測試儀測試8根線芯是否通斷、線序是否正確。4.3.3制作雙絞線：接口連接01

在OSI參考模型中，同層設(shè)備使用交叉雙絞線連接，不同層設(shè)備使用直通雙絞線連接。02

現(xiàn)在交換機的接口一般均支持MDI/MDIX自動翻轉(zhuǎn)，即自動適配接口類型，不管接交叉雙絞線還是直通雙絞線都可正常使用。OSI參考模型連接方式交換機接口新特性4.3.4交換機基本配置雙工模式指接口傳輸數(shù)據(jù)的方向性。全雙工模式下，網(wǎng)絡(luò)適配器可同時在收發(fā)兩個方向傳輸和處理數(shù)據(jù)；半雙工模式下，數(shù)據(jù)接收和發(fā)送不能同時進行。雙工模式的概念接口速率指接口每秒能夠轉(zhuǎn)發(fā)的比特數(shù)，單位是b/s。接口速率的含義接口的最大速率取決于交換機接口的物理帶寬，如吉比特交換機接口速率上限是1Gb/s，設(shè)置時不能超過該值。接口速率與物理帶寬4.3.4交換機基本配置：查看接口信息以交換機接口Ethernet0/0/1為例：[Huawei]displayinterfaceethernet0/0/1Ethernet0/0/1currentstate:UP......Speed:10,Loopback:NONEDuplex:FULL,Negotiation:ENABLE示例展示可使用displayinterface命令查看交換機接口的雙工模式和接口速率。查看接口信息命令4.3.4交換機基本配置：修改接口配置使用undonegotiationauto命令關(guān)閉接口的自動協(xié)商功能。關(guān)閉自動協(xié)商01duplex{fullhalf}命令將接口的雙工模式靜態(tài)設(shè)置為全雙工或半雙工模式。speed命令設(shè)置接口的速率。設(shè)置雙工模式和接口速率命令02以交換機接口Ethernet0/0/1為例：[Huawei]interfaceethernet0/0/1[Huawei-Ethernet0/0/1]undonegotiationauto[Huawei-Ethernet0/0/1]speed100//速率設(shè)置為100Mb/s[Huawei-Ethernet0/0/1]duplexhalf//設(shè)置為半雙工模式示例展示034.3.4交換機基本配置：查看MAC地址表使用displaymac-address命令可以查看交換機的MAC地址表，該表呈現(xiàn)計算機的MAC地址和交換機接口的映射關(guān)系。查看MAC地址表命令[Huawei]displaymac-addressMACaddresstableofslot0:------------------------------------------------------------------------------------------------MACAddressVLAN/PEVLANCEVLANPortTypeLSP/LSR-IDVSI/SIMAC-Tunnel------------------------------------------------------------------------------------------------5489-9876-6b8210--GE0/0/2dynamic0/-5489-9858-7de810--GE0/0/1dynamic0/-------------------------------------------------------------------------------------------------Totalmatchingitemsonslot0displayed=2示例展示4.3.5在計算機上配置IP地址打開配置對話框在“以太網(wǎng)

屬性”對話框中，雙擊“Internet協(xié)議版本4(TCP/IPv4)”，打開“Internet協(xié)議版本4(TCP/IPv4)屬性”對話框。輸入IP信息在“Internet協(xié)議版本4(TCP/IPv4)屬性”對話框中，選擇“使用下面的IP地址(S):”，并輸入主機的IP地址等信息。查看IP信息IP地址配置完成后，在“cmd命令行”界面，使用ipconfig/all命令查看IP地址信息。4.3.6網(wǎng)絡(luò)連通性測試判斷連通狀態(tài)

執(zhí)行Ping測試0103如果Ping測試結(jié)果顯示連通時間，說明網(wǎng)絡(luò)正常；如果顯示“地址不可達”或者“請求超時”，說明網(wǎng)絡(luò)不通。在一臺主機的“cmd命令行”界面，使用Ping命令，測試網(wǎng)絡(luò)的連通性。02示例展示4.3.7設(shè)置資源共享在運行Windows7操作系統(tǒng)的計算機上，依次選擇“控制面板”→“網(wǎng)絡(luò)和Internet”→“網(wǎng)絡(luò)和共享中心”→“高級共享設(shè)置”。打開控制面板路徑4.3.7設(shè)置資源共享在“系統(tǒng)屬