《網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)》第2版十四五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材項目1網(wǎng)絡(luò)與通信入門【項目背景】小王是某學(xué)院的一名網(wǎng)絡(luò)工程師，想?yún)⒓尤珖嬎銠C技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試（簡稱“軟考”）。為了獲得該崗位證書，小王利用空閑時間系統(tǒng)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)和通信知識，并且在機房中組建雙機互聯(lián)對等網(wǎng)絡(luò)，初期規(guī)劃如圖所示，以便進(jìn)一步了解組網(wǎng)知識積累組網(wǎng)經(jīng)驗。1．知識目標(biāo)（1）了解網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程。（2）了解網(wǎng)絡(luò)分類。（3）了解網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)通信過程。2．技能目標(biāo)組建雙機互聯(lián)對等網(wǎng)絡(luò)。3．素質(zhì)目標(biāo)（1）增強讀者對中國制造、科技強國的認(rèn)同感，以及讀者的愛國情懷和民族自豪感。（2）通過對網(wǎng)絡(luò)與通信入門知識的講解，培養(yǎng)讀者在網(wǎng)絡(luò)和通信方面的安全意識，使讀者具備良好的信息素養(yǎng)，為數(shù)字中國建設(shè)夯實基礎(chǔ)。【項目目標(biāo)】1.1網(wǎng)絡(luò)功能【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】網(wǎng)絡(luò)通信則指相同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的計算機進(jìn)行的信息溝通與交流。為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，需要使用雙絞線、同軸電纜或光纖等通信介質(zhì)，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，把分散的多臺計算機進(jìn)行連接，并通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進(jìn)行通信?！炯夹g(shù)介紹】把兩臺計算機連接，構(gòu)成比較簡單的雙機互聯(lián)對等網(wǎng)絡(luò)。把全球計算機進(jìn)行連接，構(gòu)成全球互聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的功能包括：硬件共享、資源共享、負(fù)載均衡、數(shù)據(jù)通信和保障系統(tǒng)可靠5個方面?！炯夹g(shù)介紹】

1.1網(wǎng)絡(luò)功能

1．硬件共享

通過網(wǎng)絡(luò)共享網(wǎng)絡(luò)各種硬件：服務(wù)器、存儲器、打印機。共享硬件的好處：提高硬件使用效率、節(jié)約開支?！炯夹g(shù)介紹】

1.1網(wǎng)絡(luò)功能

2．資源共享

互聯(lián)網(wǎng)是巨大信息共享資源庫，接入互聯(lián)網(wǎng)與其他用戶共享網(wǎng)上資源。依托互聯(lián)網(wǎng)信息海洋，人類社會步入信息時代”?！炯夹g(shù)介紹】

1.1網(wǎng)絡(luò)功能

3．負(fù)載均衡

負(fù)載均衡將同一項目承擔(dān)任務(wù)，均衡分配給網(wǎng)絡(luò)中不同區(qū)域計算機（主機），實現(xiàn)分布式處理?！炯夹g(shù)介紹】

1.1網(wǎng)絡(luò)功能

4．?dāng)?shù)據(jù)通信

組建網(wǎng)絡(luò)的一個主要目的就是讓分布在不同空間中的用戶實現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，如發(fā)送電子郵件、打互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）電話、開線上會議等?！炯夹g(shù)介紹】

5．保障系統(tǒng)可靠

網(wǎng)絡(luò)冗余提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和可靠性，依托大型數(shù)據(jù)災(zāi)備中心（DisasterRecoveryCenter）實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)、安全加固、容災(zāi)設(shè)計功能，保障系統(tǒng)可靠。

1.2網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】

1.2網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程

20世紀(jì)50年代，美國半自動化地面防空系統(tǒng)（Semi-AutomaticGroundEnvironment，SAGE）開啟計算機與通信技術(shù)結(jié)合。1958年，該系統(tǒng)第一個指揮中心使用；1961年，全部指揮中心使用?！炯夹g(shù)介紹】

1.2網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程

1．第一代計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

20世紀(jì)50年代，科技工作者將分散、無處理能力終端機，使用通信線路連接到大型計算機（大型機），通過分時控制系統(tǒng)，等候大型機輪流處理，實現(xiàn)多終端機分時使用大型機資源。【技術(shù)介紹】

2．第二代計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

20世紀(jì)60年代，由于生產(chǎn)需要，產(chǎn)生共享遠(yuǎn)程大型計算機資源需求，出現(xiàn)大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)。其中，終端機（發(fā)送計算機）和遠(yuǎn)程大型計算機（接收計算機）通過接口消息處理器（InterfaceMessageProcessor，IMP，路由器前身），構(gòu)成通信子網(wǎng)系統(tǒng)?！炯夹g(shù)介紹】

2．第二階段：第二代計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1969年，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）組建高級研究計劃局網(wǎng)絡(luò)（AdvancedResearchProjectsAgencyNetwork，ARPANET）。ARPANET項目是計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程中重要里程碑?！炯夹g(shù)介紹】

3．第三階段：開放、互聯(lián)的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1984年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定開放系統(tǒng)互連模型（OpenSystemInterconnection-ReferenceModel，OSI-RM）。標(biāo)志世界統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)形成，即開放、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形成?！炯夹g(shù)介紹】

4．第四階段：互聯(lián)網(wǎng)

20世紀(jì)80年代，個人計算機（PC）技術(shù)、局域網(wǎng)（LAN）技術(shù)成熟，出現(xiàn)高速傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)向綜合化、高速化發(fā)展，進(jìn)入吉比特、多媒體、智能化發(fā)展階段?！炯夹g(shù)介紹】

4．第四階段：互聯(lián)網(wǎng)第四階段標(biāo)志成果：一是互聯(lián)網(wǎng)作為全球網(wǎng)際網(wǎng)，在各方面發(fā)揮重要作用；二是局域網(wǎng)技術(shù)成熟，得到普及；三是計算機網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)絡(luò)融合，促進(jìn)寬帶城域網(wǎng)（MAN）技術(shù)演變?！炯夹g(shù)介紹】

5．第五階段：下一代網(wǎng)絡(luò)

21世紀(jì)以來，下一代網(wǎng)絡(luò)（NextGenerationNetwork，NGN）技術(shù)成熟，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)、電話通信網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)等多網(wǎng)融合，提供包括語音、數(shù)據(jù)和多媒體等各種業(yè)務(wù)在內(nèi)綜合、開放網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，建設(shè)統(tǒng)一IP網(wǎng)絡(luò)?！炯夹g(shù)介紹】

5．第五階段：下一代網(wǎng)絡(luò)

（1）三網(wǎng)融合技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)相互滲透，技術(shù)相互吸收，趨向一致，各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)互通，應(yīng)用層采用統(tǒng)一通信協(xié)議，各類應(yīng)用相互融合?！炯夹g(shù)介紹】

5．第五階段：下一代網(wǎng)絡(luò)

（2）5G技術(shù)5G技術(shù)是新一代蜂窩移動通信技術(shù)，其優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)20Gbit/s，比4G技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率快100倍。推動“物聯(lián)網(wǎng)時代”的到來?！炯夹g(shù)介紹】

5．第五階段：下一代網(wǎng)絡(luò)

（3）移動通信網(wǎng)絡(luò)移動通信網(wǎng)絡(luò)基于電信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在兩個及以上規(guī)定基站之間提供網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。移動通信網(wǎng)絡(luò)把生活中的智能移動終端（如手機、計算機等便攜式電子設(shè)備）連接到公共網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入。【技術(shù)介紹】

5．第五階段：下一代網(wǎng)絡(luò)

（3）移動通信網(wǎng)絡(luò)自20世紀(jì)90年代以來，移動通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過了多個階段的發(fā)展，即1G技術(shù)、2G技術(shù)、3G技術(shù)、4G技術(shù)和5G技術(shù)。推動人類社會進(jìn)入“移動互聯(lián)網(wǎng)時代”?！炯夹g(shù)介紹】

5．第五階段：下一代網(wǎng)絡(luò)

（4）云計算技術(shù)云計算將龐大的計算處理項目自動拆分成多個較小的子項目，然后，把這些子項目分配給由多部網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器組成的系統(tǒng)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果返回給用戶。【技術(shù)介紹】

5．第五階段：下一代網(wǎng)絡(luò)

（5）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等各種通信感知技術(shù)，實時采集需要監(jiān)控、連接、互動的物體，實現(xiàn)物與物、物與人的網(wǎng)絡(luò)連接，提供智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理功能的一種信息網(wǎng)絡(luò)?！炯夹g(shù)介紹】

5．第五階段：下一代網(wǎng)絡(luò)

（6）大數(shù)據(jù)技術(shù)隨“云時代”來臨，大數(shù)據(jù)與云計算密不可分。對于大數(shù)據(jù)，采用分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)處理，依托云計算分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫、云存儲和虛擬化技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)分布式處理。

1.3網(wǎng)絡(luò)分類【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】

1.3網(wǎng)絡(luò)分類1．按照網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍按網(wǎng)絡(luò)范圍分類，分為：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。（1）局域網(wǎng)局域網(wǎng)在數(shù)百米到數(shù)千米。使用局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，組建小范圍內(nèi)計算機、服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)系統(tǒng)，實現(xiàn)資源共享?！炯夹g(shù)介紹】1．按照網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍（2）城域網(wǎng)城域網(wǎng)地理范圍在數(shù)十千米到數(shù)百千米，覆蓋一個城市或地區(qū)，建立中等范圍聯(lián)網(wǎng)。典型城域網(wǎng)有教育城域網(wǎng)、省級電子政務(wù)專網(wǎng)等?！炯夹g(shù)介紹】1.3網(wǎng)絡(luò)分類1．按照網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍（3）廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)通過電信運營商網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)十千米到數(shù)千千米網(wǎng)絡(luò)連接，提供遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)通信，形成國際性大型網(wǎng)絡(luò)。典型廣域網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)?！炯夹g(shù)介紹】2．按照網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì)

按照網(wǎng)絡(luò)使用傳輸介質(zhì)，可以把網(wǎng)絡(luò)分為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)。有線網(wǎng)絡(luò)使用有線傳輸介質(zhì)，如雙絞線（TwistedPair）、同軸電纜、光纖等；無線網(wǎng)絡(luò)使用無線介質(zhì)，如無線電波、微波、紅外線等。【技術(shù)介紹】2．按照網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì)

（1）雙絞線兩條絕緣導(dǎo)線，采用絞合結(jié)構(gòu)，減少電磁干擾，互相抵消。雙絞線標(biāo)準(zhǔn)如下。標(biāo)準(zhǔn)568B：白橙—1，橙—2，白綠—3，藍(lán)—4，白藍(lán)—5，綠—6，白棕—7，棕—8。標(biāo)準(zhǔn)568A：白綠—1，綠—2，白橙—3，藍(lán)—4，白藍(lán)—5，橙—6，白棕—7，棕—8。【技術(shù)介紹】2．按照網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì)

按屏蔽層分為非屏蔽雙絞線（UnshieldedTwistedPair，UTP）和屏蔽雙絞線（ShieldedTwistedPair，STP）。屏蔽雙絞線有金屬屏蔽層，阻止外部電磁干擾，防止信息竊聽，獲得更高傳輸速率；非屏蔽雙絞線即普通網(wǎng)線，沒有屏蔽層，價格低廉，傳輸速率低，廣泛用在生活中。【技術(shù)介紹】1.3網(wǎng)絡(luò)分類2．按照網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì)

（2）同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體（銅質(zhì)芯線）、絕緣層、網(wǎng)狀屏蔽和塑料保護(hù)層組成，早期以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)?！炯夹g(shù)介紹】2．按照網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì)

（3）光纖光纖利用光學(xué)通信，在發(fā)送端采用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器，在電脈沖作用下，產(chǎn)生光脈沖（光脈沖攜帶信息光信號）；在接收端，光電二極管作為檢測器，接收光信號，轉(zhuǎn)為電信號，恢復(fù)數(shù)據(jù)?！炯夹g(shù)介紹】2．按照網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì)

（3）光纖光纖傳輸距離長，傳輸速率高，抗干擾性強，是遠(yuǎn)程骨干網(wǎng)絡(luò)理想的傳輸介質(zhì)之一。根據(jù)模數(shù)不同，光纖可以分為單模光纖和多模光纖。【技術(shù)介紹】2．按照網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì)

（3）光纖光纖通信原理和光纖通信過程?！炯夹g(shù)介紹】2．按照網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì)

（4）無線電波、微波、紅外線等無線傳輸介質(zhì)利用無線射頻信號，發(fā)送信號和接收信號，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)通信傳輸。人們利用無線電波、微波、紅外線等不同波段無線傳輸介質(zhì)，實現(xiàn)通信?！炯夹g(shù)介紹】1.3網(wǎng)絡(luò)分類3．按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌∟etworkTopology）是傳輸介質(zhì)連接各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，形成物理布局。按照拓?fù)浒丫W(wǎng)絡(luò)分為星形網(wǎng)絡(luò)、總線型網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、樹形網(wǎng)絡(luò)、全網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和部分網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。【技術(shù)介紹】4．按照網(wǎng)絡(luò)中信號的交換方式

按照信號交換方式，分為：電路交換網(wǎng)絡(luò)、報文交換網(wǎng)絡(luò)、分組交換網(wǎng)絡(luò)。（1）電路交換網(wǎng)絡(luò)通信前，通過用戶呼叫建立從主叫端到被叫端物理鏈路進(jìn)行通信；當(dāng)通信結(jié)束后，釋放鏈路。優(yōu)點是傳輸速率高、可靠性有保證，缺點是帶寬浪費大。典型的電路交換網(wǎng)絡(luò)是電話通信網(wǎng)絡(luò)?！炯夹g(shù)介紹】4．按照網(wǎng)絡(luò)中信號的交換方式

（2）報文交換網(wǎng)絡(luò)使用報文方式通信，報文由數(shù)據(jù)和報頭組成，報頭包含源地址和目的地址。設(shè)備根據(jù)報頭目的地址，匹配路由表（RoutingTable），為報文選擇最佳傳輸路徑?！炯夹g(shù)介紹】4．按照網(wǎng)絡(luò)中信號的交換方式

（2）報文交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（計算機）接收報文，暫存在存儲器，等線路空閑，根據(jù)報頭目的地址，將轉(zhuǎn)發(fā)到下一節(jié)點。如此往復(fù)，直到報文到達(dá)目的地址對應(yīng)的終端。報文交換也稱存儲轉(zhuǎn)發(fā)，不需要預(yù)先建立專用通信鏈路，不獨占，通信費用很低，通信延遲很大。【技術(shù)介紹】4．按照網(wǎng)絡(luò)中信號的交換方式

（3）分組交換網(wǎng)絡(luò)是報文交換升級，把報文分為更短、更標(biāo)準(zhǔn)分組（Packet，包）進(jìn)行傳輸。短小，速度快?！炯夹g(shù)介紹】4．按照網(wǎng)絡(luò)中信號的交換方式

（3）分組交換網(wǎng)絡(luò)在分組交換中，以分組為傳輸單位，提高設(shè)備糾錯能力，提高重傳效率；此外，不必先建立連接，為不同分組動態(tài)選擇傳輸路徑，有利于降低傳輸延遲。分組交換分為如下兩種方式：數(shù)據(jù)報（Datagram）分組和虛電路（VirtualCircuit）?！炯夹g(shù)介紹】4．按照網(wǎng)絡(luò)中信號的交換方式

（3）分組交換網(wǎng)絡(luò)①數(shù)據(jù)報分組。報文分割成一個個更小分組（如P1、P2、P3、…），都含有源地址和目的地址，按順序發(fā)送給中間節(jié)點；中間節(jié)點接收一個分組，存儲起來，再為分組獨立尋找路徑?！炯夹g(shù)介紹】4．按照網(wǎng)絡(luò)中信號的交換方式

（3）分組交換網(wǎng)絡(luò)②虛電路。兩臺設(shè)備在發(fā)送數(shù)據(jù)前，通過邏輯連接，建立虛電路，所有分組沿著這條邏輯連接建立虛電路傳輸。優(yōu)點是通信傳輸效率高，產(chǎn)生延時短；缺點是對物理網(wǎng)絡(luò)依賴性強。

1.4網(wǎng)絡(luò)通信介紹【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】1.4網(wǎng)絡(luò)通信介紹1．什么是網(wǎng)絡(luò)通信

通信網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)絡(luò)中孤立設(shè)備物理連接，實現(xiàn)人與人、人與計算機、計算機與計算機之間通信鏈路，實現(xiàn)資源共享和通信。【技術(shù)介紹】2．網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組成

網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)由IP數(shù)據(jù)包、發(fā)送方、接收方、傳輸介質(zhì)和通信設(shè)備5部分組成。【技術(shù)介紹】1.4網(wǎng)絡(luò)通信介紹2．網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組成

（1）IP數(shù)據(jù)包：通信中的數(shù)據(jù)塊，也稱數(shù)據(jù)包。文本、數(shù)字、圖片、音頻、視頻等信息被編碼后，以IP數(shù)據(jù)包形式傳送。（2）發(fā)送方：發(fā)送IP數(shù)據(jù)包設(shè)備，計算機、服務(wù)器、手機等。（3）接收方：接收IP數(shù)據(jù)包設(shè)備，計算機、服務(wù)器、手機、電視等。（4）傳輸介質(zhì)：信號傳送的載體。光纖、雙絞線。（5）通信設(shè)備：通信中轉(zhuǎn)設(shè)備?！炯夹g(shù)介紹】1.4網(wǎng)絡(luò)通信介紹3．網(wǎng)絡(luò)通信過程網(wǎng)絡(luò)通信過程包含封裝、傳輸和解封裝3個步驟?！炯夹g(shù)介紹】1.4網(wǎng)絡(luò)通信介紹3．網(wǎng)絡(luò)通信過程①終端設(shè)備傳輸信息，封裝IP數(shù)據(jù)包。②封裝IP數(shù)據(jù)包傳輸給網(wǎng)關(guān)路由器，網(wǎng)關(guān)重新封裝，送往中間節(jié)點設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)。③數(shù)據(jù)包經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)侥康牡刂匪诰W(wǎng)絡(luò)本地網(wǎng)關(guān)對IP數(shù)據(jù)包解封裝，尋找到目標(biāo)計算機。報文到達(dá)目標(biāo)計算機，確認(rèn)無誤后接收，將數(shù)據(jù)載荷交應(yīng)用程序處理。至此，一次完整的網(wǎng)絡(luò)通信過程結(jié)束?！卷椖啃〗Y(jié)】本項目針對網(wǎng)絡(luò)工程師工作崗位要求掌握的網(wǎng)絡(luò)與通信入門知識進(jìn)行介紹。首先，本項目介紹了什么是通信和網(wǎng)絡(luò)通信，以及網(wǎng)絡(luò)的功能；其次，本項目介紹了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程，以及網(wǎng)絡(luò)的不同角度的分類方式；最后，本項目介紹了網(wǎng)絡(luò)通信知識，以及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組成。學(xué)習(xí)完本項目后，讀者應(yīng)該掌握銳捷EVE模擬器的使用方法，并且會使用EVE模擬器組建雙機互聯(lián)對等網(wǎng)絡(luò)。THANKS

人民郵電出版社《網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)》第2版十四五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材項目2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)【項目背景】為了加深對網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)知識的直觀理解，小王準(zhǔn)備組建辦公網(wǎng)，初期規(guī)劃如圖所示，以便學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)知識，積累組網(wǎng)經(jīng)驗。1．知識目標(biāo)（1）了解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。（2）了解OSI-RM通信標(biāo)準(zhǔn)及其各層功能。（3）了解TCP/IP通信標(biāo)準(zhǔn)，掌握TCP/IP各層的主要協(xié)議。2．技能目標(biāo)會組建簡單的辦公網(wǎng)。3．素質(zhì)目標(biāo)（1）培養(yǎng)讀者整理知識筆記的習(xí)慣，按照標(biāo)準(zhǔn)格式制作實訓(xùn)報告。（2）培養(yǎng)讀者和同學(xué)友好溝通的能力，建立團(tuán)隊協(xié)作關(guān)系。在小組實訓(xùn)中，做到項目明確、分工合理、落實到位、工作有序?！卷椖磕繕?biāo)】2.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，各廠商開發(fā)出多種不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如何實現(xiàn)互聯(lián)互通？采取怎樣措施管理這些系統(tǒng)？……人們根據(jù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（NetworkArchitecture）建立一個網(wǎng)絡(luò)通信模型，解決這些問題。【技術(shù)介紹】網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)采用分層方式，由服務(wù)、接口和協(xié)議組成。①服務(wù)：某一層為上一層提供怎樣功能。②接口：上一層使用下一層服務(wù)的方式。③協(xié)議：通信雙方對傳送內(nèi)容、形式、應(yīng)答的約定。【技術(shù)介紹】

2．網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議是通信雙方進(jìn)行信息傳輸和控制信息傳輸時必須遵守的各種標(biāo)準(zhǔn)和約定，由語義、語法和時序3要素組成。①語義：規(guī)定通信雙方“講什么”，即發(fā)出何種信息，完成何種動作，如何應(yīng)答。②語法：規(guī)定通信雙方“如何講”，即確定傳輸信息的格式、編碼等。③時序：規(guī)定通信雙方“何時通信”，即對實現(xiàn)順序進(jìn)行說明，也稱為“同步”?！炯夹g(shù)介紹】

2．網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議協(xié)議是不同開放系統(tǒng)的對等層之間的通信約定，通過協(xié)議可以實現(xiàn)對等層之間的虛擬對話。實體的對等層之間不直接相連，協(xié)議實現(xiàn)的是虛通信。實通信需要依靠實體中的上下層之間提供服務(wù)，并借助最底層的物理介質(zhì)來實現(xiàn)。

2.2網(wǎng)絡(luò)OSI-RM通信標(biāo)準(zhǔn)【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】1．OSI-RM概述1984年，ISO制定了OSI-RM。為OSI-RM，該模型通過IMP實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。【技術(shù)介紹】

2．OSI-RM各層功能

OSI-RM將網(wǎng)絡(luò)通信過程分成7層，由高到低分別是應(yīng)用層（ApplicationLayer）、表示層（PresentationLayer）、會話層（SessionLayer）、傳輸層（TransportLayer）、網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer）、數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer）和物理層（PhysicalLayer）?！炯夹g(shù)介紹】

2．OSI-RM各層功能

（1）應(yīng)用層應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)接口。用戶提供服務(wù)，幫助用戶完成使用網(wǎng)絡(luò)完成工作。如Telnet協(xié)議為用戶提供遠(yuǎn)程登錄服務(wù)過程?！炯夹g(shù)介紹】

2．OSI-RM各層功能

（2）表示層對上層傳輸信息轉(zhuǎn)換，保證被另一臺終端應(yīng)用層接收，實現(xiàn)加密、壓縮、轉(zhuǎn)換等。（3）會話層會話層為兩個通信實體建立連接，實現(xiàn)應(yīng)用程序之間連接建立、連接維持、會話同步?！炯夹g(shù)介紹】

2．OSI-RM各層功能

（4）傳輸層提供應(yīng)用程序端到端（PorttoPort）通信連接。因為各種通信網(wǎng)絡(luò)差異大，傳輸層對上層提供透明（不依賴于具體網(wǎng)絡(luò)）、可靠傳輸?！炯夹g(shù)介紹】

2．OSI-RM各層功能

（5）網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)IP數(shù)據(jù)包傳輸。網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行路由選擇（尋徑），保證上層數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、無誤傳輸?shù)侥康木W(wǎng)絡(luò)。其中，網(wǎng)絡(luò)層PDU稱IP數(shù)據(jù)包。典型設(shè)備是路由器。【技術(shù)介紹】

2．OSI-RM各層功能

（6）數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)相鄰節(jié)點鏈路建立、維持和拆除；將信息組裝成幀，在物理通道傳送。為彌補物理層不足，數(shù)據(jù)鏈路層還要對數(shù)據(jù)幀校驗和糾錯。數(shù)據(jù)鏈路層PDU稱幀，典型設(shè)備是交換機。【技術(shù)介紹】2．OSI-RM各層功能

（7）物理層物理層為數(shù)據(jù)傳輸，提供標(biāo)準(zhǔn)化物理連接服務(wù)。定義通信設(shè)備之間接口標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定機械特性、電氣特性、功能特性、規(guī)程特性。物理層PDU稱比特流，典型設(shè)備是集線器（Hub）。【技術(shù)介紹】3．?dāng)?shù)據(jù)封裝和解封裝

按照OSI-RM標(biāo)準(zhǔn)，在發(fā)送數(shù)據(jù)前，發(fā)送設(shè)備從上到下逐層添加各層控制信息（報頭），形成最后比特流。封裝使通信設(shè)備上、下層接口知道如何處理數(shù)據(jù)。【技術(shù)介紹】3．?dāng)?shù)據(jù)封裝和解封裝

接收設(shè)備按OSI-RM標(biāo)準(zhǔn)，從下到上逐層剝離同等層封裝信息，稱解封裝。最后，把原始數(shù)據(jù)提交給應(yīng)用層進(jìn)行處理，完成通信過程。2.3網(wǎng)絡(luò)TCP/IP通信標(biāo)準(zhǔn)【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】

2.3TCP/IP通信標(biāo)準(zhǔn)美國DARPA實現(xiàn)ARPANET計劃，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)不同類型網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通。1．TCP/IP通信特點TCP/IP規(guī)劃4層結(jié)構(gòu)，即應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)際層）和網(wǎng)絡(luò)接口層。接口層沒有規(guī)劃內(nèi)容。【技術(shù)介紹】1．TCP/IP通信特點TCP/IP通信標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)比OSI-RM更早，OSI-RM通信標(biāo)準(zhǔn)是在TCP/IP通信標(biāo)準(zhǔn)上的細(xì)化，因此TCP/IP更簡單，OSI-RM更精細(xì)?！炯夹g(shù)介紹】2．TCP/IP各層功能（1）應(yīng)用層對應(yīng)OSI-RM會話層、表示層和應(yīng)用層，向用戶提供應(yīng)用服務(wù)，方便使用網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用層包含多種應(yīng)用，如FTP、簡易文件傳送協(xié)議（TFTP）、HTTP、簡單郵件傳送協(xié)議（SMTP）等?！炯夹g(shù)介紹】2．TCP/IP各層功能（2）傳輸層傳輸層介于通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)間，為終端程序提供端到端服務(wù)。其中，通信子網(wǎng)完成通信；資源子網(wǎng)完成數(shù)據(jù)處理。傳輸層兩個協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（TCP）和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）。【技術(shù)介紹】2．TCP/IP各層功能（3）網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層允許終端將封裝包發(fā)送到網(wǎng)上，為這些包選擇最佳路徑，到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)層包含多個協(xié)議，如IP、互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議（ICMP）、互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議（IGMP）和ARP等。【技術(shù)介紹】2．TCP/IP各層功能（4）網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層實現(xiàn)數(shù)據(jù)從一臺終端到另一臺終端方法，穿越多個物理網(wǎng)過程。包括數(shù)據(jù)封裝成幀；通過物理介質(zhì)（如光纖、雙絞線、無線電波等），穿越物理網(wǎng)。【技術(shù)介紹】2．TCP/IP各層功能（4）網(wǎng)絡(luò)接口層在設(shè)計TCP/IP通信標(biāo)準(zhǔn)時，沒有考慮具體介質(zhì)，沒有對底層（數(shù)據(jù)鏈路層、物理層）規(guī)定。因此，網(wǎng)絡(luò)接口層沒有具體內(nèi)容，指出終端使用底層協(xié)議，連接到某種網(wǎng)絡(luò)，不同終端、不同網(wǎng)絡(luò)使用底層協(xié)議不盡相同?！炯夹g(shù)介紹】3．TCP/IP主要協(xié)議

（1）傳輸層主要協(xié)議傳輸層協(xié)議有TCP和UDP，為兩臺終端應(yīng)用程序提供端（端口）到端（端口）通信。在這個過程中，傳輸層使用TCP和UDP經(jīng)典協(xié)議實現(xiàn)可靠通信?！炯夹g(shù)介紹】3．TCP/IP主要協(xié)議

（1）傳輸層主要協(xié)議：TCPTCP保障網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，實現(xiàn)應(yīng)用程序之間可靠通信，將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠、按順序從源端口傳到目的端口，提供可靠、無差錯通信服務(wù)，保障網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。圖為TCP報文格式?！炯夹g(shù)介紹】（1）傳輸層主要協(xié)議：TCPa．3次握手機制TCP使用3次握手建立連接，保障通信可靠性。其中連接可由任何一方發(fā)起。如圖3次握手過程。【技術(shù)介紹】（1）傳輸層主要協(xié)議：TCPa．3次握手機制第1次握手，客戶機發(fā)請求。第2次握手，服務(wù)器收到請求發(fā)送確認(rèn)，實現(xiàn)通信同步。第3次握手時，客戶機告知服務(wù)器，客戶機已收到確認(rèn)消息，開始通信?！炯夹g(shù)介紹】（1）傳輸層主要協(xié)議：TCPb．4次揮手機制客戶機和服務(wù)器之間通過4個報文關(guān)閉連接，稱為4次揮手。第1次揮手時，客戶機發(fā)送FIN報文，表示發(fā)送完畢，客戶機進(jìn)入FIN_WAIT_1。第2次揮手時，服務(wù)器收到FIN報文，發(fā)送確認(rèn)給客戶機，客戶機等待數(shù)據(jù)傳輸完畢。第3次揮手時，數(shù)據(jù)傳輸完畢后，服務(wù)器發(fā)送FIN報文給客戶機，通知關(guān)閉連接，服務(wù)器進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài)。第4次揮手時，客戶機向服務(wù)器發(fā)送ACK報文，進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)。服務(wù)器收到ACK報文段，關(guān)閉連接?！炯夹g(shù)介紹】4次揮手機制【技術(shù)介紹】（1）傳輸層主要協(xié)議：TCP。

c．重傳機制為了避免丟包，TCP使用重傳糾錯。在傳輸中，接收到信息立即發(fā)回應(yīng)答（ACK），通知正確接收，ACK是下一個報文。如果沒有收到確認(rèn)，發(fā)送方需要重新發(fā)送?！炯夹g(shù)介紹】（1）傳輸層主要協(xié)議：TCPd．滑動窗口機制TCP滑動窗口，動態(tài)改變窗口大小，控制流量。TCP有兩個滑動窗口：一個用于接收數(shù)據(jù)，另一個發(fā)送數(shù)據(jù)。通過滑動窗口控制流量?！炯夹g(shù)介紹】（1）傳輸層主要協(xié)議：TCPe．端口號傳輸層提供端到端通信，這里端指應(yīng)用程序服務(wù)“端口”。計算機在同一時間運行多個程序，端口服務(wù)，標(biāo)明一臺計算機從特定進(jìn)程傳輸信息，到另一臺計算機特定進(jìn)程。【技術(shù)介紹】（1）傳輸層主要協(xié)議:TCPe．端口號傳輸層使用源端口和目的端口通信?？蛻魴C使用的源端口隨機分配，目的端口由服務(wù)器指定。源端口號為大于1023號；目的端口號為服務(wù)器啟用應(yīng)用程序（服務(wù)）端口號：0-1023。【技術(shù)介紹】3．TCP/IP主要協(xié)議

（1）傳輸層主要協(xié)議：

UDPUDP提供無連接通信服務(wù)：無須建立連接，實現(xiàn)快速通信服務(wù)。UDP只完成端口和差錯檢測功能，馬上發(fā)送，加快速度。UDP對發(fā)送數(shù)據(jù)不排序、不重傳、不流量控制，報文發(fā)送后，無法得知其是否已安全、完整地到達(dá)目的地址。圖為UDP報文格式。【技術(shù)介紹】3．TCP/IP主要協(xié)議

（2）網(wǎng)絡(luò)層主要協(xié)議:IPIP把不同底層物理網(wǎng)提交數(shù)據(jù)，統(tǒng)一封裝成IP包，屏蔽物理網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，將IP包從一個網(wǎng)絡(luò)傳到另一個網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)互聯(lián)互通。圖為IP數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸過程?！炯夹g(shù)介紹】3．TCP/IP主要協(xié)議

（2）網(wǎng)絡(luò)層主要協(xié)議：

IPIP對底層物理網(wǎng)硬件沒要求，任何網(wǎng)絡(luò)提交數(shù)據(jù)，使用IP統(tǒng)一封裝成IP數(shù)據(jù)包。圖為封裝完成的IP數(shù)據(jù)包（類似信件）?！炯夹g(shù)介紹】3．TCP/IP主要協(xié)議

（2）網(wǎng)絡(luò)層主要協(xié)議：

IP為在復(fù)雜互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)可靠傳輸，IP使用復(fù)雜標(biāo)識信息，將數(shù)據(jù)封裝成IP數(shù)據(jù)包。圖為第4版互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IPv4）數(shù)據(jù)包的封裝格式，包括分組頭和數(shù)據(jù)部分?！炯夹g(shù)介紹】3．TCP/IP主要協(xié)議

（2）網(wǎng)絡(luò)層主要協(xié)議：ICMPIP是不可靠協(xié)議，需要借助其他協(xié)議，即ICMP，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接測試。ICMP允許計算機或路由器報告網(wǎng)絡(luò)連接狀況，提供異常連接報告，如通過測試（ping命令），了解網(wǎng)絡(luò)連接是否暢通?！炯夹g(shù)介紹】3．TCP/IP主要協(xié)議

（2）網(wǎng)絡(luò)層主要協(xié)議：ARP

ARP協(xié)議：維護(hù)IP地址與MAC地址的映射關(guān)系，即ARP表項。在DOS（DOS）中，利用“ARP–a”命令，查看IP地址和MAC地址映射關(guān)系。2.4網(wǎng)絡(luò)通信IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】

2.4IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)由電氣電子工程師學(xué)會（IEEE）成立局域網(wǎng)/城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會，制定一系列局域網(wǎng)和城域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。旨在規(guī)范網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層通信，確保不同廠商設(shè)備在同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中協(xié)同工作?！炯夹g(shù)介紹】2.4IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)1．IEEE802與OSI-RMIEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)針對OSI-RM通信標(biāo)準(zhǔn)的最低兩層，即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。將數(shù)據(jù)鏈路層細(xì)分為MAC子層和邏輯鏈路控制（LLC）子層。更細(xì)致規(guī)定設(shè)備如何在物理介質(zhì)上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，如何在共享介質(zhì)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸管理?！炯夹g(shù)介紹】2.4IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)2．物理層功能IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)物理層：規(guī)定設(shè)備如何在物理鏈路上，正確傳輸二進(jìn)制信號，包括信號的編碼與解碼、同步前導(dǎo)碼的生成與去除、二進(jìn)制位信號的發(fā)送與接收?！炯夹g(shù)介紹】2.4IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)3．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層工作：把IP數(shù)據(jù)包封裝成幀。保證可靠性，使用循環(huán)冗余校驗（CyclicRedundancyCheck，CRC）技術(shù)?！炯夹g(shù)介紹】3．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層功能為了適應(yīng)局域網(wǎng)環(huán)境，將數(shù)據(jù)鏈路層細(xì)分為兩個子層：MAC層和LLC層。（1）MAC層MAC層解決與MAC有關(guān)問題，在物理層基礎(chǔ)實現(xiàn)無差錯通信。如在以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)（WLAN）中，MAC子層負(fù)責(zé)MAC機制實現(xiàn)，為MAC子層提供不同共享介質(zhì)訪問方法。【技術(shù)介紹】3．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層功能（2）LLC層LLC層：把MAC層數(shù)據(jù)，封裝成LLC格式，向網(wǎng)絡(luò)層提供一致服務(wù)。LLC層：向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，建立和釋放邏輯連接；實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議協(xié)商，提供訪問接口（服務(wù)訪問點）。

2.5網(wǎng)絡(luò)通信層次化局域網(wǎng)【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】2.5層次化局域網(wǎng)按功能，把網(wǎng)絡(luò)分為核心層、匯聚層和接入層，每層實現(xiàn)特定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，實現(xiàn)層次化結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，進(jìn)行模塊化管理。①核心層：為網(wǎng)絡(luò)提供高速交換組件，完成數(shù)據(jù)的高速交換。【技術(shù)介紹】2.5層次化局域網(wǎng)②匯聚層：核心層和接入層的分界層，需要完成IP數(shù)據(jù)包的封裝、過濾、尋址，提供IP策略，增強處理各種數(shù)據(jù)的能力?！炯夹g(shù)介紹】2.5層次化局域網(wǎng)③接入層：保障用戶接入網(wǎng)絡(luò)，按優(yōu)先級獲得傳輸帶寬，保障接入安全?！炯夹g(shù)介紹】2.5層次化局域網(wǎng)1．核心層核心層是網(wǎng)絡(luò)中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速交換。核心層設(shè)計重點：網(wǎng)絡(luò)具有冗余，保障網(wǎng)絡(luò)可靠性，實現(xiàn)高速傳輸。核心層采用雙機熱備份，保證網(wǎng)絡(luò)核心穩(wěn)定、可靠，達(dá)到均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的目的?！炯夹g(shù)介紹】2．匯聚層將來自用戶網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，進(jìn)行匯聚，以減輕核心層負(fù)載。實現(xiàn)以下功能：制定策略（如拒絕某些不符合安全策略的數(shù)據(jù)流量，進(jìn)入核心層轉(zhuǎn)發(fā)）；保障部門或工作組網(wǎng)安全訪問；完成虛擬局域網(wǎng)（VLAN）之間路由選擇；在路由域間實施路由重分布，實現(xiàn)路由選擇協(xié)議之間的選擇和優(yōu)化?！炯夹g(shù)介紹】3．接入層為本地網(wǎng)絡(luò)提供計算機的接入服務(wù)。實現(xiàn)的功能包括：支持匯聚層的訪問控制和安全策略，為本地網(wǎng)絡(luò)建立獨立的沖突域，建立本地網(wǎng)絡(luò)與匯聚層的網(wǎng)絡(luò)連接，保障計算機的接入安全。【項目小結(jié)】本項目針對網(wǎng)絡(luò)工程師工作崗位和軟考需要掌握的網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)知識進(jìn)行介紹。首先，本項目介紹了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議；然后，本項目介紹了OSI-RM通信標(biāo)準(zhǔn)，以及OSI-RM各層功能；之后，本項目介紹了TCP/IP通信標(biāo)準(zhǔn)，以及TCP/IP各層功能，重點介紹了傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層的通信協(xié)議；接下來，本項目介紹了IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)，重點介紹了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的通信過程；最后，本項目介紹了層次化局域網(wǎng)規(guī)劃知識，重點介紹了核心層、匯聚層和接入層。THANKS

人民郵電出版社《網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)》第2版十四五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材項目3局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)【項目背景】機房網(wǎng)速很慢，網(wǎng)絡(luò)中心主任林老師到機房勘察發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中有大量廣播，經(jīng)過分析認(rèn)為網(wǎng)速很慢是使用U盤導(dǎo)致計算機感染病毒，需要通過全網(wǎng)殺毒方式恢復(fù)網(wǎng)速。在網(wǎng)絡(luò)中心兼職的小李同學(xué)困惑地問：為什么一臺計算機感染病毒，會影響整個機房的計算機？林老師解釋說，這是局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）傳輸機制造成的。1．知識目標(biāo)（1）了解局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。（2）了解以太網(wǎng)技術(shù)。（3）了解以太網(wǎng)中的廣播和沖突。

2．技能目標(biāo)使用交換機組建辦公網(wǎng)。3．素質(zhì)目標(biāo)（1）通過配置國產(chǎn)交換機，增強讀者對中國制造的認(rèn)同感以及民族自豪感。（2）培養(yǎng)讀者整理知識筆記的習(xí)慣，按照標(biāo)準(zhǔn)格式制作實訓(xùn)報告。（3）培養(yǎng)讀者保持工作環(huán)境干凈的習(xí)慣，實現(xiàn)整潔的物料放置，遵守6S管理規(guī)范。（4）培養(yǎng)讀者在實訓(xùn)現(xiàn)場的良好安全意識，懂得安全操作知識，嚴(yán)格按照安全標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行操作?！卷椖磕繕?biāo)】3.1局域網(wǎng)【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】3.1局域網(wǎng)1．局域網(wǎng)定義局域網(wǎng)指在地理位置有限范圍內(nèi)，將各種設(shè)備互聯(lián)在一起，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)通常出現(xiàn)在企事業(yè)單位、學(xué)校等組織內(nèi)部，用于實現(xiàn)組織內(nèi)部設(shè)備的互聯(lián)互通?！炯夹g(shù)介紹】3.1局域網(wǎng)1．局域網(wǎng)定義影響局域網(wǎng)傳輸效率的要素包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹鬏斀橘|(zhì)與MAC方法。局域網(wǎng)具有以下特點。①

覆蓋范圍小，一般為數(shù)百米到數(shù)千米，可以覆蓋一所學(xué)校或一個園區(qū)企業(yè)。②

數(shù)據(jù)傳輸速率高，最高速率達(dá)100Gbit/s。③

誤碼率低，采用基帶傳輸，使用高質(zhì)量傳輸介質(zhì)，傳輸質(zhì)量高。④

支持多種傳輸介質(zhì)。⑤

組網(wǎng)簡單，建網(wǎng)成本低，周期短，便于管理和擴充。【技術(shù)介紹】3.1局域網(wǎng)

2．局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)覆蓋范圍小，不進(jìn)行大規(guī)模路由選擇，IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃為兩層架：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。為了細(xì)化局域網(wǎng)通信過程，IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)把數(shù)據(jù)鏈路層細(xì)分為兩個子層，分別是MAC子層和LLC子層。【技術(shù)介紹】3.1局域網(wǎng)2．局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)（1）物理層功能物理層：建立、維護(hù)和撤銷網(wǎng)絡(luò)中的物理連接，處理網(wǎng)絡(luò)通信過程中的機械、電氣和規(guī)程特性，實現(xiàn)在連接的物理介質(zhì)上傳輸與接收比特流?！炯夹g(shù)介紹】3.1局域網(wǎng)2．局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)（2）數(shù)據(jù)鏈路層功能IEEE802標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計LLC和MAC功能層，實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層通信功能，為通信提供不同共享介質(zhì)訪問方法。【技術(shù)介紹】2．局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)（2）數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層將收到IP數(shù)據(jù)包，封裝成在不同介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)幀（幀）；數(shù)據(jù)鏈路層還進(jìn)行順序控制、差錯控制和流量控制，把不可靠的物理鏈路變?yōu)榭煽康奈锢礞溌?。【技術(shù)介紹】（2）數(shù)據(jù)鏈路層功能①MAC層MAC層靠近物理層，負(fù)責(zé)MAC方式實現(xiàn)。不同類型的局域網(wǎng)使用不同MAC規(guī)則，實現(xiàn)對設(shè)備的物理尋址。②LLC層LLC層靠近網(wǎng)絡(luò)層，向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)。LLC子層位于MAC子層之上，被所有底層共用。LLC子層需要屏蔽MAC子層連接的物理介質(zhì)差別，向網(wǎng)絡(luò)層提供標(biāo)準(zhǔn)化的連接服務(wù)?！炯夹g(shù)介紹】3．IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)中常用的局域網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)中，常用的11個局域網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)列表如下。①IEEE802.1──通用網(wǎng)絡(luò)概念及交換機標(biāo)準(zhǔn)等。②IEEE802.2──邏輯鏈路控制標(biāo)準(zhǔn)等。③IEEE802.3──帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，CSMA/CD）方法及物理層規(guī)定。④IEEE802.4──令牌總線結(jié)構(gòu)、訪問方法及物理層規(guī)定。⑤IEEE802.5──令牌環(huán)訪問方法及物理層規(guī)定等。3.2以太網(wǎng)技術(shù)【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)1．以太網(wǎng)

最初以太網(wǎng)使用一根粗同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，在2500m（每500m裝一臺中繼器）內(nèi)，實現(xiàn)計算機終端之間通信。【技術(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)1．以太網(wǎng)

以太網(wǎng)采用廣播方式通信：無論哪一臺計算機發(fā)送信息，都把信息廣播到共享信道，所有計算機都能收到廣播信號。只有一臺計算機網(wǎng)卡能識別接收信號。其中，星形以太網(wǎng)使用集線器組網(wǎng)，使用第二代CSMA/CD協(xié)議通信?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)1．以太網(wǎng)

DEC、Intel和Xerox聯(lián)合提出第一代以太網(wǎng)協(xié)議，在此基礎(chǔ)形成10Mbit/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。隨著交換技術(shù)出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從共享式向交換架構(gòu)發(fā)展，推動百兆、千兆、萬兆乃至十萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)。如今，IEEE802.3已成為最重要的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)2．CSMA/CD協(xié)議

總線拓?fù)洵h(huán)境中：多臺計算機同時發(fā)送信號，在共享信道上造成信號疊加，產(chǎn)生沖突。以太網(wǎng)使用CSMA/CD協(xié)議解決沖突。為了避免沖突，計算機在發(fā)送前，先偵聽信道是否空閑，如果空閑，立即發(fā)送信號；如果忙碌，等待一段時間，再發(fā)送數(shù)據(jù)。【技術(shù)介紹】2．CSMA/CD協(xié)議

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CSMA/CD工作流程如下。①

載波監(jiān)聽：發(fā)送前，偵聽信道空閑，如空閑，發(fā)送數(shù)據(jù)；如忙碌，則等待，直到信道空閑。②

多路訪問：每個站點（計算機）發(fā)送數(shù)據(jù)，同時被多個站點接收。③

沖突檢測：發(fā)送數(shù)據(jù)同時，對沖突檢測，如兩個站點同時發(fā)送，信號疊加使線路上電壓擺動值超過正常值一倍，判斷沖突產(chǎn)生。判斷產(chǎn)生沖突，立即停止發(fā)送，等待隨機時間，再重新嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)。這種機制網(wǎng)絡(luò)傳輸效率和穩(wěn)定性，降低數(shù)據(jù)產(chǎn)生沖突可能?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)3．廣播和沖突

廣播和沖突都是以太網(wǎng)傳輸現(xiàn)象，下面分別介紹。（1）廣播早期以太網(wǎng)，計算機將數(shù)據(jù)封裝成幀，通過廣播方式傳輸。廣播能到達(dá)范圍稱廣播域。同一廣播域內(nèi)計算機都能處理目的地址為廣播地址（FF-FF-FF-FF-FF-FF）幀。【技術(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)3．廣播和沖突

（2）沖突網(wǎng)絡(luò)中兩臺計算機同時發(fā)送數(shù)據(jù)，它們發(fā)出信號在共享信道碰撞，稱沖突。沖突域是連接在共享介質(zhì)上所有節(jié)點集合。所有節(jié)點競爭同一帶寬。通過CSMA/CD解決網(wǎng)絡(luò)中沖突?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)4．網(wǎng)卡和接口以太網(wǎng)中計算機連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接器，稱網(wǎng)絡(luò)接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），也稱網(wǎng)卡。網(wǎng)卡是組網(wǎng)關(guān)鍵部件，實現(xiàn)接收、發(fā)送、封幀、拆幀、糾錯、緩存等重要功能。但是，交換機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)網(wǎng)口，稱接口（Interface）?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)4．網(wǎng)卡和接口需要特別說明，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理接口，簡稱網(wǎng)口、接口或端口。在這里，接口和端口含義一致。但在軟件領(lǐng)域，端口有兩種含義，一是TCP/UDP服務(wù)端口，這種端口由專用的端口號標(biāo)識；二是虛擬接口，如交換機虛擬接口（SwitchVirtualInterface，SVI）?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)5．MAC地址

在以太網(wǎng)中，使用MAC地址識別物理設(shè)備。MAC地址是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上唯一標(biāo)識的硬件地址，記錄在硬件芯片，稱硬件地址或物理地址。MAC地址的長度為48位（6字節(jié)），采用十六進(jìn)制進(jìn)行表示，如00-D0-F8-11-22-33，表示為00D0.F811.2233，表示格式如下：MM-MM-MM-SS-SS-SS或MMMM.MMSS.SSSS【技術(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)5．MAC地址

MAC地址前24位是廠家標(biāo)識，向IEEE申請獲得，該標(biāo)識也稱組織唯一標(biāo)識符（OrganizationUniqueIdentifier，OUI）；后24位是設(shè)備序列號。使用MAC地址，唯一標(biāo)識局域網(wǎng)中一臺計算機或一個接口。在DOS中，使用“IPconfig/all”命令查詢MAC地址。【技術(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)6．以太網(wǎng)幀

幀是以太網(wǎng)中信息傳輸最小單位。IP包發(fā)送到數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備（如網(wǎng)卡），網(wǎng)卡在IP數(shù)據(jù)包外，添加MAC地址信息、校驗信息，將IP數(shù)據(jù)包封裝成幀。以太網(wǎng)中傳輸幀有兩種格式：Ethernet_II格式和IEEE802.3格式?！炯夹g(shù)介紹】3.2以太網(wǎng)技術(shù)7．以太網(wǎng)幀類型根據(jù)以太網(wǎng)幀目標(biāo)MAC地址，將幀分為單播幀、廣播幀和組播幀。單播幀收發(fā)方式和廣播幀收發(fā)方式如所示。①

單播幀：點對點傳輸，僅由指定目標(biāo)節(jié)點接收，不會被其他設(shè)備處理。②

廣播幀：MAC地址為全1（FFFF.FFFF.FFFF），廣播域中所有節(jié)點都接收。③

組播幀：MAC地址以01開頭，加入該組播組節(jié)點，才能接收。【項目小結(jié)】本項目針對網(wǎng)絡(luò)工程師工作崗位的能力要求介紹了局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)知識，以及IEEE802通信標(biāo)準(zhǔn)。本項目還介紹了以太網(wǎng)、CSMA/CD協(xié)議、廣播和沖突、網(wǎng)卡和接口、MAC地址和以太網(wǎng)幀知識，以及如何捕獲局域網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。THANKS

人民郵電出版社《網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)》第2版十四五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材項目4交換機基礎(chǔ)與配置【項目背景】小劉是某公司網(wǎng)絡(luò)工程師，每天都需要登錄到公司交換機查看公司網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，排除網(wǎng)絡(luò)故障。1．知識目標(biāo)（1）了解二層交換技術(shù)。（2）認(rèn)識交換機。（3）學(xué)會配置交換機。2．技能目標(biāo)配置交換機。3．素質(zhì)目標(biāo)（1）培養(yǎng)讀者對科技強國的認(rèn)同感以及民族自豪感。（2）培養(yǎng)讀者對中國制造的認(rèn)同感。（3）培養(yǎng)讀者保持工作環(huán)境干凈的習(xí)慣，實現(xiàn)整潔的物料放置，遵守6S管理規(guī)范?！卷椖磕繕?biāo)】4.1二層交換技術(shù)【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】

二層交換網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)本地通信。使用交換機通信。交換機依據(jù)MAC地址表中學(xué)習(xí)地址信息識別和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀?！炯夹g(shù)介紹】4.1二層交換技術(shù)二層交換基于數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）交換技術(shù)。通過識別數(shù)據(jù)幀中MAC地址，根據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)內(nèi)的快速傳輸。1．什么是交換

交換機按MAC地址表，把幀從一個接口，轉(zhuǎn)到另一個接口過程，稱交換。把原來“共享”帶寬變成“獨占”帶寬，提高傳輸性能?！炯夹g(shù)介紹】4.1二層交換技術(shù)2．二層交換過程首先，交換機對收到的幀進(jìn)行解析，讀取幀中源MAC地址、目的MAC地址。然后，交換機通過學(xué)習(xí)、自更新，生成所示MAC地址表?！炯夹g(shù)介紹】2．二層交換過程交換機依據(jù)MAC地址表中記錄接口，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。如某數(shù)據(jù)幀的源MAC地址，不在MAC地址表中，交換機會將該數(shù)據(jù)幀廣播給其他所有接口?！炯夹g(shù)介紹】4.1二層交換技術(shù)2．二層交換過程在交換機上，使用如下命令，查看交換機的MAC地址表。【技術(shù)介紹】4.1二層交換技術(shù)2．二層交換過程交換機自動學(xué)習(xí)MAC地址，顯示為動態(tài)（Dynamic）MAC條目，手動添加到MAC地址表中MAC地址條目，顯示靜態(tài)（Static）MAC地址條目。由于MAC地址表空間有限，定期刪除長時間未使用動態(tài)MAC地址條目，稱老化，默認(rèn)老化時間為300s。通過如下命令，修改動態(tài)MAC地址條目的老化時間。【技術(shù)介紹】3．區(qū)分二層交換技術(shù)和三層交換技術(shù)二層交換技術(shù)：依據(jù)MAC地址表對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)同一網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備之間的通信。三層交換技術(shù)：使用三層交換機，依據(jù)路由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)不同子網(wǎng)之間的通信。4.2認(rèn)識交換機【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機交換機在局域網(wǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是構(gòu)建高效、可擴展和安全網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備。交換機不僅提高網(wǎng)絡(luò)性能，還增強網(wǎng)絡(luò)安全性，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理，是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施不可或缺組成部分。【技術(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機1．認(rèn)識交換機交換機是一臺智能、低價、高性能和高端口密集度網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備。交換機依據(jù)MAC地址表，在源MAC地址和目的MAC地址之間，建立臨時交換路徑，實現(xiàn)所有端口獨享帶寬，保證每個端口快速傳輸，大大提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。【技術(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機1．認(rèn)識交換機三層交換技術(shù)出現(xiàn)，使以太網(wǎng)進(jìn)入高速時代，形成“千兆到桌面，萬兆作核心”典型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。所有型號交換機都具有基本功能，包括：智能學(xué)習(xí)MAC地址、過濾式轉(zhuǎn)發(fā)幀（交換）和環(huán)路避免。【技術(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機1．認(rèn)識交換機（1）智能學(xué)習(xí)MAC地址在網(wǎng)絡(luò)通信過程中自動學(xué)習(xí)MAC地址，構(gòu)建MAC地址表，稱為“智能學(xué)習(xí)”。（2）過濾式轉(zhuǎn)發(fā)幀從接口上收到數(shù)據(jù)幀，根據(jù)解析得到信，息更新MAC地址表，根據(jù)匹配結(jié)果，將收到幀從相應(yīng)接口轉(zhuǎn)發(fā)。（3）環(huán)路避免交換機需要利用生成樹技術(shù)自動消除環(huán)路?！炯夹g(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機2．交換機系統(tǒng)組成交換機硬件包括：CPU、隨機存儲器（RandomAccessMemory，RAM）、只讀存儲器（Read-OnlyMemory，ROM）、可讀寫存儲器（Flash）、接口等。如銳捷S5300交換機：前面板48個10/100/1000Base-T以太網(wǎng)端口、4個千兆SFP/SFP+光電復(fù)用接口、1個Console口；后面板一個交流電源輸入接口和一個擴展插槽?！炯夹g(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機2．交換機系統(tǒng)組成（1）交換機CPU芯片CPU提供網(wǎng)絡(luò)控制和管理功能，處理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、維護(hù)交換表項能，對配置分析、監(jiān)控分析和協(xié)議分析等。【技術(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機2．交換機系統(tǒng)組成（2）交換機ASIC芯片交換機通過專用集成電路（ASIC）芯片實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)。由于交換機采用硬件轉(zhuǎn)發(fā)信息，保證高速傳輸?！炯夹g(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機2．交換機系統(tǒng)組成（3）交換機背板和總線交換機內(nèi)部的硬件集成電路系統(tǒng)用于在交換機所有端口之間直接并行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。交換機內(nèi)部通過在背板部署多總線結(jié)構(gòu)，提供一條獨享、點到點的電路連接，避免產(chǎn)生沖突?！炯夹g(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機2．交換機系統(tǒng)組成（4）存儲器交換機擁有多種類型存儲器，其中：RAM輔助CPU工作，ROM保存操作系統(tǒng)引導(dǎo)程序，F(xiàn)lash保存操作系統(tǒng)和配置文件。【技術(shù)介紹】（5）交換機接口交換機擁有豐的接口，實現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)連接和通信服務(wù)。①RJ45口：包括快速以太網(wǎng)100Base-TX接口和千兆以太網(wǎng)1000Base-TX接口?！炯夹g(shù)介紹】2．交換機系統(tǒng)組成（5）交換機接口②

光纖接口：各種光纖接口都以模塊形式出現(xiàn)。千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)實施以來，光纖技術(shù)得以廣泛應(yīng)用。光電復(fù)用接口：默認(rèn)支持千兆位電信號傳輸，將接口插入光模塊，轉(zhuǎn)換為支持光信號傳輸光纖接口。【技術(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機2．交換機系統(tǒng)組成（5）交換機接口③Console口：網(wǎng)管交換機都有Console口，以便對交換機進(jìn)行配置和管理?！炯夹g(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機3．交換機和集線器集線器屬于物理層設(shè)備，所有接口都在一個沖突域中，容易引起廣播和沖突。任意計算機發(fā)出信息，其他計算機都可以接收信息。接入設(shè)備越多，廣播占用時間越多，對網(wǎng)絡(luò)傳輸影響越嚴(yán)重?！炯夹g(shù)介紹】3．交換機和集線器交換機通過解讀收到幀中目的MAC地址、源MAC地址，匹配MAC地址表，指導(dǎo)數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)。交換機的每個接口都是一個沖突域，可以大大避免引起廣播和沖突。【技術(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機4．智能學(xué)習(xí)過程

交換機通過學(xué)習(xí)、更新和維護(hù)一張MAC地址表，決定將收到信息幀，轉(zhuǎn)發(fā)到哪個接口。交換機初始MAC地址表為空。初始化之前，交換機不知道計算機在哪個口。交換機收到幀后，將幀廣播到除發(fā)送接口外所有接口，稱泛洪。【技術(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機4．智能學(xué)習(xí)過程

通過解析幀，把源MAC地址和發(fā)送接口（G0/0）建立映射關(guān)系，記錄在MAC地址表中，對外廣播該幀。連接在同一網(wǎng)絡(luò)中的計算機都會收到該幀，MAC地址和幀目的MAC地址相同計算機響應(yīng)，返回確認(rèn)幀，其他計算機丟棄該幀?！炯夹g(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機4．智能學(xué)習(xí)過程

如圖所示，交換機匹配MAC地址表，按MAC地址表記錄與確認(rèn)幀源MAC地址對應(yīng)的接口（G0/0）轉(zhuǎn)發(fā)該確認(rèn)幀，即二層交換轉(zhuǎn)發(fā)?！炯夹g(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機4．智能學(xué)習(xí)過程

最終交換機得到一張整個網(wǎng)絡(luò)的、完整的MAC地址表，用于后續(xù)的轉(zhuǎn)發(fā)和過濾決策?！炯夹g(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機4．智能學(xué)習(xí)過程

注意：MAC地址表中的條目有生命周期。在一定時間內(nèi)（老化時間為300s），沒有從某接口收到相同源MAC地址幀，交換機認(rèn)為該MAC地址對應(yīng)的計算機已斷開，相應(yīng)的MAC地址條目移除。如果收到幀的源MAC地址改變，用新的源MAC地址改寫MAC地址表中的該接口對應(yīng)的MAC地址?！炯夹g(shù)介紹】5．轉(zhuǎn)發(fā)方式

交換機有3種轉(zhuǎn)發(fā)方式，分別是泛洪（Flooding）、過濾式轉(zhuǎn)發(fā)（Forwarding）、丟棄（Discarding）。（1）泛洪新上架交換機中MAC地址表是空，交換機對收到數(shù)據(jù)幀，采用泛洪（廣播）方式轉(zhuǎn)發(fā)?！炯夹g(shù)介紹】5．轉(zhuǎn)發(fā)方式

（2）過濾式轉(zhuǎn)發(fā)通過智能學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)、生成MAC地址表后，對于所有收到的數(shù)據(jù)幀，都依據(jù)MAC地址表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，稱過濾式轉(zhuǎn)發(fā)（交換）。交換機收到幀后，按記錄在MAC地址表映射信息，將接收到幀，從相應(yīng)接口轉(zhuǎn)發(fā)?！炯夹g(shù)介紹】5．轉(zhuǎn)發(fā)方式

（3）丟棄交換機如果收到目的MAC地址和連接的接口的MAC地址相同的幀，則丟棄（拒絕）該幀。IEEE802.3規(guī)定，以太網(wǎng)幀長度64～1518字節(jié)。幀不小于64字節(jié)，如果比64字節(jié)小，該幀是碎片幀，交換機將長度小于64字節(jié)幀丟棄?！炯夹g(shù)介紹】4.2認(rèn)識交換機6．過濾式轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)3種過濾式轉(zhuǎn)發(fā)：直通轉(zhuǎn)發(fā)（CutThrough）、存儲轉(zhuǎn)發(fā)（StoreandForward）和無碎片直通轉(zhuǎn)發(fā)（FragmentFreeCutThrough）。（1）直通轉(zhuǎn)發(fā)也稱快速轉(zhuǎn)發(fā)，使用直通技術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)幀，ASIC芯片收到幀頭（只檢查14字節(jié)），查詢MAC地址表，立即轉(zhuǎn)發(fā)?！炯夹g(shù)介紹】6．過濾式轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)（2）存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換機收到完整幀，讀取目的MAC地址和源MAC地址，執(zhí)行循環(huán)冗余校驗，將校驗結(jié)果和幀尾的4字節(jié)校驗碼進(jìn)行對比，如不匹配，丟棄幀；如果匹配，查詢MAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)。存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)增加延時?！炯夹g(shù)介紹】6．過濾式轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)（3）無碎片直通轉(zhuǎn)發(fā)也稱分段過濾，介于前兩種技術(shù)間。交換機使用無碎片直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀時，先讀取前64字節(jié)，然后才開始轉(zhuǎn)發(fā)。4.3配置交換機【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】4.3配置交換機對交換機配置，通過以下4種方式：一是通過帶外（OutofBand）方式對交換機進(jìn)行配置二是通過Telnet方式對交換機進(jìn)行遠(yuǎn)程配置三是通過Web方式對交換機進(jìn)行遠(yuǎn)程配置四是通過簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）管理工作站，對交換機遠(yuǎn)程配置?！炯夹g(shù)介紹】4.3配置交換機1．連接交換機

第一次配置交換機時，只能使用配置線纜連接交換機的Console口，不需要占用網(wǎng)絡(luò)帶寬，稱帶外方式；其他3種配置，通過網(wǎng)線以太網(wǎng)口，通過IP地址配置交換機，占用網(wǎng)絡(luò)帶寬，稱帶內(nèi)方式?！炯夹g(shù)介紹】4.3配置交換機1．連接交換機

使用配置線纜，連接計算機COM口和交換機Console口。然后完成連接參數(shù)配置?！炯夹g(shù)介紹】1．連接交換機

（1）通過超級終端程序方式配置計算機Windows操作系統(tǒng)自帶的超級終端程序：選擇“開始”→“程序”→“附件”→“超級終端”。其中，超級終端程序連接參數(shù)配置如下：每秒位數(shù)（波特率）為9600，數(shù)據(jù)位為8，奇偶校驗為“無”，停止位為1，數(shù)據(jù)流控制為“無”。【技術(shù)介紹】1．連接交換機

（2）通過SecureCRT軟件方式Windows7以上操作系統(tǒng)不再提供超級終端程序。使用第三方工具SecureCRT軟件（或PuTTY軟件）。右擊桌面上“此電腦”，選擇“管理”命令，彈出“計算機管理”窗口。在“設(shè)備管理器”目錄查看Console口所在COM口，當(dāng)USB轉(zhuǎn)接口正常工作后會出現(xiàn)對應(yīng)的COM口?！炯夹g(shù)介紹】1．連接交換機

（2）通過SecureCRT軟件方式在SecureCRT軟件中打開“文件”菜單，選擇“新建”，新建會話向?qū)?，選擇Serial口。配置Serial參數(shù)：端口號為COM6，波特率為9600，數(shù)據(jù)位為8，奇偶校驗為None，停止位為1。勾選RTS/CTS。【技術(shù)介紹】4.3配置交換機2．管理交換機模式交換機有為3種工作模式，分別為用戶模式、特權(quán)模式及配置模式（如全局配置模式、VLAN配置模式、接口配置模式、線程配置模式等）?！炯夹g(shù)介紹】4.3配置交換機2．管理交換機模式其中，各個模式可以通過命令相互轉(zhuǎn)換?！炯夹g(shù)介紹】3．獲得幫助的方法（1）使用“?”幫助在命令提示符下輸入“?”，列出命令模式支持的所有命令。還可僅列出命令開頭關(guān)鍵字符，實現(xiàn)快速輸入。（2）使用簡寫只需要輸入一部分字符，能唯一識別該命令即可。例如，“showrunning-config”命令可以被簡寫成如下樣式?！炯夹g(shù)介紹】3．獲得幫助的方法（3）使用Tab鍵輸入開頭關(guān)鍵字母后按Tab鍵，能夠自動補全該命令。例如，輸入“showru”后按Tab鍵，命令行中會自動補全為“showrunning”命令?！炯夹g(shù)介紹】4.3配置交換機4．配置交換機命令使用配置線纜，將交換機Console口和計算機COM口連接，啟動超級終端程序，配置參數(shù)。【技術(shù)介紹】4.3配置交換機4．配置交換機命令（1）設(shè)置交換機名稱使用如下命令設(shè)置交換機名稱，幫助管理者區(qū)分網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每一臺交換機?！炯夹g(shù)介紹】4.3配置交換機4．配置交換機命令（2）設(shè)置系統(tǒng)時間在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時鐘后，設(shè)備時鐘將以設(shè)置的系統(tǒng)時間持續(xù)運行，即使設(shè)備斷電，設(shè)備時鐘仍能繼續(xù)運行。【技術(shù)介紹】4.3配置交換機4．配置交換機命令（3）配置每日通知和登錄標(biāo)題通過設(shè)置標(biāo)題（Banner）實現(xiàn)對每日通知和登錄標(biāo)題的配置。【技術(shù)介紹】4.3配置交換機4．配置交換機命令在全局配置模式下，可使用“nobannermotd”命令刪除每日通知和登錄標(biāo)題。（4）配置交換機接口速度在交換機接口配置模式下，可使用如下命令配置交換機接口速度。【技術(shù)介紹】4.3配置交換機4．配置交換機命令（5）配置交換機管理IP地址默認(rèn)VLAN1是交換機管理中心，使用以下命令配置交換機管理IP地址?！炯夹g(shù)介紹】4.3配置交換機4．配置交換機命令（6）查看配置在任意模式下，使用“show”命令可以查看各種配置信息。4.4配置交換機安全【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】4.4配置交換機安全1．配置特權(quán)模式密碼

通過如下命令，配置登錄交換機控制臺的特權(quán)模式密碼。Switch(config)#enablesecretlevel150password其中，參數(shù)“l(fā)evel”表示用戶級別，范圍為1～15?！?”表示普通用戶級別，如果不指明用戶級別，默認(rèn)用戶級別為“15”（最高授權(quán)級別）。參數(shù)“0/1”表示輸入明文/密文?！炯夹g(shù)介紹】4.4配置交換機安全2．配置Telnet遠(yuǎn)程登錄開啟交換機的Telnet服務(wù)，可將交換機視為Telnet服務(wù)器，為用戶提供遠(yuǎn)程登錄功能?！炯夹g(shù)介紹】4.4配置交換機安全2．配置Telnet遠(yuǎn)程登錄交換機Telnet服務(wù)默認(rèn)開啟，用戶也可以在全局配置模式下使用命令開啟該服務(wù)。【技術(shù)介紹】4.4配置交換機安全2．配置Telnet遠(yuǎn)程登錄通過在交換機上建立一個Telnet連接對Telnet連接進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，可同時進(jìn)行多個設(shè)備的遠(yuǎn)程連接線程。在全局配置模式下，使用下面的命令配置交換機啟動線程數(shù)?！炯夹g(shù)介紹】4.4配置交換機安全2．配置Telnet遠(yuǎn)程登錄Telnet遠(yuǎn)程登錄認(rèn)證功能默認(rèn)關(guān)閉，在全局配置模式下使用下面的命令進(jìn)行登錄認(rèn)證。【技術(shù)介紹】4.4配置交換機安全3．配置密碼方式遠(yuǎn)程登錄交換機下面介紹配置密碼方式遠(yuǎn)程登錄交換機的方法。①

配置交換機遠(yuǎn)程登錄地址。在全局配置模式下，使用下面的命令配置交換機遠(yuǎn)程登錄地址?！炯夹g(shù)介紹】4.4配置交換機安全3．配置密碼方式遠(yuǎn)程登錄交換機下面介紹配置密碼方式遠(yuǎn)程登錄交換機的方法。②

啟用交換機的保障遠(yuǎn)程登錄安全功能，使用密碼登錄交換機?！炯夹g(shù)介紹】4.4配置交換機安全3．配置密碼方式遠(yuǎn)程登錄交換機下面介紹配置密碼方式遠(yuǎn)程登錄交換機的方法。③

測試Telnet配置。將計算機通過網(wǎng)線連接到交換機上，打開計算機的DOS命令環(huán)境，在DOS命令行中輸入“telnet”。按Enter鍵后輸入“l(fā)inevty”配置密碼，進(jìn)入設(shè)備用戶模式，出現(xiàn)“Switch>”，再輸入特權(quán)模式密碼，即可遠(yuǎn)程登錄成功。【技術(shù)介紹】4.4配置交換機安全4．配置賬號+密碼方式遠(yuǎn)程登錄交換機下面介紹配置賬號+密碼方式遠(yuǎn)程登錄交換機的方法。①

配置交換機遠(yuǎn)程登錄地址。②

啟用交換機的保障遠(yuǎn)程登錄安全功能，使用密碼登錄交換機。【技術(shù)介紹】4.4配置交換機安全4．配置賬號+密碼方式遠(yuǎn)程登錄交換機下面介紹配置賬號+密碼方式遠(yuǎn)程登錄交換機的方法。③

測試過程同上在測試計算機的DOS命令行中輸入“telnet”，按Enter鍵，出現(xiàn)提示輸入賬號和密碼的信息（密碼在輸入時會被隱藏）。輸入正確的用戶名和密碼進(jìn)入設(shè)備用戶模式，出現(xiàn)“Switch>”，輸入密碼進(jìn)入特權(quán)模式?！卷椖啃〗Y(jié)】本項目針對網(wǎng)絡(luò)工程師工作崗位的能力要求介紹了交換機知識。首先，本項目介紹了二層交換技術(shù)，包括二層交換過程，并對二層交換和三層交換進(jìn)行了區(qū)分；然后，本項目介紹了交換機，以及交換機系統(tǒng)組成、轉(zhuǎn)發(fā)方式等；最后，本項目介紹了如何配置交換機，具體講解了基礎(chǔ)配置命令，以及配置交換機遠(yuǎn)程安全登錄的方式。THANKS

人民郵電出版社《網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)》第2版十四五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材項目5VLAN隔離技術(shù)【項目背景】有老師到網(wǎng)絡(luò)中心反映教學(xué)樓教室網(wǎng)絡(luò)速度太慢。網(wǎng)絡(luò)中心主任林老師到現(xiàn)場實地勘察發(fā)現(xiàn)：該教學(xué)樓是一棟樓，同樓層所有教室的網(wǎng)絡(luò)沒有進(jìn)行子網(wǎng)劃分，全部規(guī)劃在一個網(wǎng)段。在不影響應(yīng)用情況下，使用VLAN技術(shù)，把每一間教室網(wǎng)絡(luò)，劃分虛擬網(wǎng)段，再通過三層交換，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。1．知識目標(biāo)（1）了解VLAN技術(shù)，掌握基于端口的VLAN劃分方法。（2）掌握Trunk技術(shù)，認(rèn)識Access口、Trunk口。

（3）了解SVI技術(shù)。2．技能目標(biāo)（1）會配置基于端口的VLAN，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸。（2）會使用SVI技術(shù)，實現(xiàn)VLAN通信。3．素質(zhì)目標(biāo)（1）培養(yǎng)讀者具有工匠精神，使學(xué)生能夠注重細(xì)節(jié)，并將一絲不茍、精益求精的工匠精神融入每一個環(huán)節(jié)，做出打動人心的一流產(chǎn)品。（2）強調(diào)嚴(yán)格按照實訓(xùn)步驟規(guī)范操作，按章辦事，遵守規(guī)則。通過動手實操，提高讀者的動手能力。【項目目標(biāo)】5.1二層交換現(xiàn)象【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】5.1二層交換現(xiàn)象

1．以太網(wǎng)中的廣播現(xiàn)象

同一個局域網(wǎng)中所有設(shè)備位于同一廣播域，即使使用交換機也不能阻止以太網(wǎng)廣播。如圖所示?！炯夹g(shù)介紹】5.1二層交換現(xiàn)象

1．以太網(wǎng)中的廣播現(xiàn)象

接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備越多，對網(wǎng)絡(luò)的傳輸產(chǎn)生影響越大。顯然，廣播域越大，網(wǎng)絡(luò)中干擾流量問題就越嚴(yán)重?！炯夹g(shù)介紹】5.1二層交換現(xiàn)象2．以太網(wǎng)廣播解決方案在二層交換上，使用VLAN技術(shù)可以有效分割廣播，達(dá)到優(yōu)化廣播的目的，減少網(wǎng)絡(luò)干擾。5.2VLAN技術(shù)【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】使用交換機組建企業(yè)網(wǎng)，如果沒有很好規(guī)劃，企業(yè)網(wǎng)會存在很多問題，如廣播問題、安全問題等。使用VLAN技術(shù)，可以有效優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。1．什么是VLAN技術(shù)

VLAN把一個物理網(wǎng)絡(luò)劃分成多個邏輯網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)廣播域分割。在交換機上配置VLAN后，每個VLAN構(gòu)成一個獨立的二層廣播域，對應(yīng)OSI參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層。其中，一個VLAN代表一個廣播域，同一VLAN內(nèi)計算機可以通信，不同VLAN內(nèi)不能直接互通?！炯夹g(shù)介紹】2．VLAN技術(shù)特點

（1）限制廣播VLAN技術(shù)能限制廣播，減少干擾，即將數(shù)據(jù)幀限制在一個VLAN內(nèi)傳輸，不影響其他VLAN，在一定程度節(jié)省帶寬。【技術(shù)介紹】2．VLAN技術(shù)特點

（2）保障安全一個VLAN內(nèi)廣播不被發(fā)送到另一個VLAN，確保該VLAN信息不被其他VLAN收到，實現(xiàn)信息安全傳輸?！炯夹g(shù)介紹】2．VLAN技術(shù)特點

（3）建立虛擬工作組網(wǎng)絡(luò)使用VLAN，無須改變物理位置，就能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)管理，降低移動和改變網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)代價。注意，不同VLAN內(nèi)計算機無法二層通信，通過三層設(shè)備（路由器或三層交換機）通信。5.3VLAN劃分方法【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】5.3VLAN劃分方法VLAN劃分方法很多，不同的VLAN劃分方法適用于不同的場合，并且各有優(yōu)缺點，需要進(jìn)行選擇。其中，基于端口的VLAN劃分方法的使用范圍較為廣泛。【技術(shù)介紹】5.3VLAN劃分方法基于交換機端口VLAN劃分方法，是常用VLAN劃分方法之一，把交換機3、5、7、9端口，依次劃分到VLAN10，而把交換機19、21～24端口，劃分到VLAN20中。屬于同一個VLAN中端口可以不連續(xù)，甚至可以跨越多臺不同的交換機。5.4配置端口VLAN【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】5.4配置端口VLAN基于端口VLAN劃分方法實用VLAN劃分方法，只需要把交換機的端口，劃分到對應(yīng)的VLAN中即可。默認(rèn)情況下，交換機所有端口屬于VLAN1，可以互相通信，VLAN1也稱交換機管理中心?！炯夹g(shù)介紹】5.4配置端口VLAN1．創(chuàng)建VLAN。在全局配置模式下使用如下命令，進(jìn)入VLAN配置模式，創(chuàng)建VLAN。命令可為VLAN配置一個指定名稱。如果沒有配置名稱，則VLAN使用默認(rèn)名稱，如“VLAN0004”。如果想把VLAN的名稱改回默認(rèn)名稱，需要使用“noname”命【技術(shù)介紹】5.4配置端口VLAN2．將端口分配給VLAN在全局模式下，使用如下命令將指定端口分配給一個VLAN?！炯夹g(shù)介紹】5.4配置端口VLAN2．將端口分配給VLAN如果將多個端口一次性分配給同一個VLAN，需要使用如下命令批量分配。說明：“range”表示端口范圍，連續(xù)端口使用“-”連接，不連續(xù)端口使用“,”分隔。同一條命令中的所有端口需要具有相同類型，如同一條命令中的所有端口都是千兆端口?！炯夹g(shù)介紹】5.4配置端口VLAN3．查看VLAN信息和端口配置

使用如下命令查看VLAN信息和端口配置?！炯夹g(shù)介紹】5.4配置端口VLAN4．刪除VLAN在全局模式下，使用如下命令刪除VLAN。【技術(shù)介紹】【配置案例】在交換機上配置VLAN。在交換機上配置VLAN。創(chuàng)建VLAN10、VLAN20、VLAN30，將VLAN10、VLAN20分別命名為gongcheng、caiwu，并將端口1～3和端口4～6分別分配給VLAN10和VLAN