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大学 计算机网络 实验 试验 教程 刘兵 课件 ppt

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计算机网络实验教程,武汉工业学院 刘兵 主编 ISBN 7-5084-3131-6,21世纪高等院校计算机系列教材,第1章 计算机网络引论,学习要点： 计算机网络协议的层次划分方法及计算机网络的拓扑结构 TCP/IP协议中的一些基本概念。 网络测试的一些基本命令 Cisco路由器与交换机的一些基本概念,1.1 计算机网络的基本概念,1.1.1 计算机网络的定义及功能,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,返回,1.1.3 计算机网络的传输介质,1.1.1 计算机网络的定义及功能,1. 计算机网络的定义 把分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备在物理上互连，按照网络协议相互通信，以共享硬件、软件和数据资源为目标的系统称作计算机网络。,1.1.1 计算机网络的定义及功能,2. 计算机网络的功能 （1）数据通信 传输文件。 电子邮件（E-mail）。 （2）资源共享 资源共享包括硬件、软件和数据资源的共享。,1.1.1 计算机网络的定义及功能,2. 计算机网络的功能 （1）数据通信 传输文件。 电子邮件（E-mail）。 （2）资源共享 资源共享包括硬件、软件和数据资源的共享。,1.1.1 计算机网络的定义及功能,（3）计算机系统可靠性和可用性的提高 （4）易于进行分布处理,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,开放系统互连基本参考模型OSI/RM 。 “开放”是指按照OSI参考模型建立的任意两系统之间的连接或操作。 “系统”是指计算机、终端、外部设备、信息传输设备、操作员及相应的集合； 当一个系统能按照OSI标准与另一个系统进行通信时，就称该系统为开放系统。,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,开放系统互连基本参考模型OSI/RM好处： （1）各层之间是独立的。 （2）灵活性好。 （3）结构上可分割开。 （4）易于实现和维护。 （5）能促进标准化工作。,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,开放系统互连基本参考模型主要功能： 1. 物理层 物理层传输数据的单位是比特。 物理层主要关心的是在连接各种计算机的传输媒体上传输数据的比特流。,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,2. 数据链路层 数据链路层传输数据的单位是帧。 数据帧的帧格式中包括的信息有：地址信息、控制信息、数据信息、校验信息。 数据链路层的主要作用是通过数据链路层协议（即链路控制规程），在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,2. 数据链路层 数据链路层要解决以下一些主要问题： （1）代码透明性的问题。 （2）流量控制的问题。 （3）帧重复问题。,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,3. 网络层 网络层传送的数据单位是报文分组或数据包。 网络层的主要功能是路由选择。 一个好的路由选择应有以下特点： 信息传送所用时间最短； 使网络负载均衡； 通信量均匀； 路由选择算法应简单易实现，可适应网络拓扑的变化。,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,4. 运输层 运输层的基本功能是从会话层接收数据报文 。 互连网所采用的TCP/IP协议中的TCP（传输控制协议）协议就是属于运输层。,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,5. 会话层 会话层就是用户和网络的接口，这是进程到进程之间的通信。 会话层的主要功能：允许在不同主机上的各种进程间进行会话。,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,6. 表示层 表示层管理抽象数据结构，并且在计算机内部表示和网络的标准表示法之间进行转换。 表示层的另一功能是数据的加密和解密，为了防止数据在通信子网中传输时被敌意地窃听和篡改,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,7. 应用层 应用层是计算机网络与最终用户的界面，为网络用户之间的通信提供专用的程序。 应用层的另一个功能是文件传输协议FTP。,1.1.2 计算机网络协议的层次划分,1.1.3 计算机网络的传输介质,传输媒体也称为传输介质或传输媒介。 数据的传输介质指传送信息的载体，即通信线路。 常见的传输介质： 双绞线、同轴电缆、光纤。,1.1.3 计算机网络的传输介质,1. 双绞线 双绞线是一种由4对线（即8根线）组成的，其中每根线的材质有铜线和铜包的钢线两类。 一般来说，双绞线电缆中的8根线是成对使用的，而且每一对都相互绞合在一起，绞合的目的是为了减少对相邻线的电磁干扰。,1.1.3 计算机网络的传输介质,1. 双绞线 表1-1 双绞线的引脚定义,1.1.3 计算机网络的传输介质,1. 双绞线 另外，双绞线适合于传输基带信号，也可用来传输频带信号。,2.4.2 同轴电缆,同轴电缆的结构，它的中央是铜质的芯线，铜质的芯线外包着一层绝缘层，绝缘层外是一层网状编织的金属丝作外导体屏蔽层,屏蔽层把电线很好地包起来，再往外就是外包皮的保护塑料外层了,目前经常用于局域网的同轴电缆有二种：一种是50的电缆，只用于数字信号发送，称为基带同轴电缆；另一种是用于频分多路复用FDM的模拟信号发送，阻抗为75的电缆，称为宽带同轴电缆。,3 光纤,光纤是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质，一根光缆中包含有多条光纤。 光纤上是利用有光脉冲信号表示1，没有光脉冲来表示0。 光纤通信系统是由光端机、光纤（光缆）和光纤中继器组成。 光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。光纤分为单模光纤和多模光纤两类（所谓“模”是指以一定的角度进入光纤的一束光）。,光纤不仅具有通信容量非常大的特点，而且还具有其他的一些特点： 抗电磁干扰性能好； 保密性好，无串音干扰； 信号衰减小，传输距离长； 抗化学腐蚀能力强。,1.2.1 TCP/IP协议的层次化分,TCP/IP体系共分成四个层次。它们分别是：网络接口层、网际层、运输层和应用层。,1.2.1 TCP/IP协议的层次化分,1. 网络接口层 网络接口层与OSI参考模型的网络层、数据链路层和物理层相对应. TCP/IP对网络接口层没有给出具体的规定。,1.2.1 TCP/IP协议的层次化分,2. 网际层 网际层有5个主要的协议：网际协议IP、Internet控制报文协议ICMP、互连网组管理协议IGMP、地址解析协议APR和逆地址解析协议RARP。 网际层的主要功能是使主机可以把分组发往任何网络并使分组独立地传向目标（可能经由不同的网络）。,1.2.1 TCP/IP协议的层次化分,3. 运输层 TCP/IP的运输层提供了两个主要的协议，即传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP，它的功能是使源主机和目的主机的对等实体之间可以进行会话。,1.2.1 TCP/IP协议的层次化分,4. 应用层 在TCP/IP体系结构中并没有OSI的会话层和表示层，TCP/IP把它都归结到应用层。所以，应用层包含所有的高层协议，如虚拟终端协议（TELNET）、文件传输协议（FTP）、简单邮件传送协议（SMTP）和域名服务（DNS）等等。,1.2.2 IP协议,1. IP地址 IP地址的编址方法共经过了三个历史阶段： （1）分类的IP地址； （2）子网的划分； （3）构成超网。,1.2.2 IP协议,1. IP地址 在Internet上路由的方法是：先按IP地址中的网络ID号找到相应的网络，再在这个网络上利用主机ID号找到相应的主机。 IP地址为32位地址，一般以4个字节表示。每个字节的数字又用十进制表示，即每个字节的数的范围是0255，且每个数字之间用点隔开，例如：55，这种标记方法称为“点分”十进制记号法。,1.2.2 IP协议,2. IP地址的分类,1.2.2 IP协议,特殊的IP地址 回传地址 广播地址 网络地址 私有地址的范围是： 54 （A类）； 54 （B类）； 54 （C类）。,1.2.2 IP协议,3. IP数据报的格式,1.2.3 划分子网和超网,1. 子网及子网掩码 （1）子网 子网是指在一个IP地址上生成的逻辑网络 . IP地址结构变成如下三层结构：,1.2.3 划分子网和超网,（2）子网掩码。 子网掩码是一个32位地址，它用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络ID和主机ID；用来将网络分割为多个子网；判断目的主机的IP地址是在本局域网或是在远程网。,1.2.3 划分子网和超网,（2）子网掩码。 具体的运算步骤如下： 例如：的二进制表示为 11000000 10101000 01100101 00000101B；子网掩码为，其二进制值为11111111 11111111 11111111 00000000，则当和进行逻辑与运算.,1.2.3 划分子网和超网,例如，某单位需要构建4个分布于不同地点的局域网络，每个网络都各有约20台主机，而其仅向NIC申请了一个C类的网络ID号，其号码为202.204.60。给出子网掩码,并分配各网络地址.,1.2.3 划分子网和超网,2. IP路由 路由是数据从一个节点传输到另一个节点的过程。 在网络中要实现IP路由必须使用路由器,1.2.3 划分子网和超网,3. 超网 几个网络合并成为一个超网。使用这种方法时，一个机构可申请一组C类地址块，而不是申请一个C类地址。 （1）指派地址 从这些地址块构成一个超块（superblock），使得每一个路由器的路由表中只有一个项目。,1.2.3 划分子网和超网,3. 超网 （2）超网掩码 当一个机构把分配到的几个地址块组合成一个超块时，需要知道这个块的第一个地址和超网掩码。其中超网掩码可以确定构成超网的地址范围。 某超网的第一个地址是：，而超网掩码是，问这个超网有几个地址块？地址的范围是多少？,1.2.3 划分子网和超网,4. 无分类编址 无分类域间路由选择CIDR（Classless Inter-Domain Routing）。CIDR的主要特点是： （1）CIDR消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念 （2）CIDR将网络前缀都相同的连续IP地址组成“CIDR地址块”。,1.2.4 ARP和RARP协议,1. 什么是ARP协议 ARP协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。 “地址解析”就是主机在发送数据帧之前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。,1.2.4 ARP和RARP协议,2. ARP协议的数据报格式,1.2.4 ARP和RARP协议,3. ARP数据报的封装,1.2.4 ARP和RARP协议,4. APR的工作原理 当主机A欲向本局域网上的主机B发送一个IP数据报时，先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址，若有，就可查出其对应的物理地址，将物理地址写入MAC帧，然后通过局域网发送此物理地址。,1.2.4 ARP和RARP协议,5. ARP命令 （1）arp -a或arp g 用于查看高速缓存中的所有项目。 （2）arp -a IP 如果有多个网卡，那么使用arp -a加上接口的IP地址，就可以只显示与该接口相关的ARP缓存项目。 （3）arp -s IP 物理地址 可以向ARP高速缓存中人工输入一个静态项目。 （4）arp -d IP 使用本命令能够人工删除一个静态项目。,1.2.4 ARP和RARP协议,6. RARP协议 RARP协议是无盘工作站在引导时用来获取IP地址的 RARP服务器有一个事先做好的从无盘工作站的硬件地址到IP地址的映射表，当收到某个主机发送的RARP请求分组后，RARP服务器就从这映射表查出该无盘工作站的IP地址，然后写入RARP响应分组，发回给无盘工作站。无盘工作站用此方法获得自己的IP地址。,1.2.5 TCP和UDP协议,1. 用户数据报协议UDP （1）UDP概述 UDP是在IP数据报的基础上加了端口和差错检测功能。UDP的优点如下： 发送数据之前不需要建立连接。 UDP没有拥塞控制，也不保证可靠交付。 UDP用户数据报只有8个字节的首部开销。 由于UDP没有拥塞控制，因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。,1.2.5 TCP和UDP协议,（2）用户数据报首部格式,1.2.5 TCP和UDP协议,2. 传输控制协议TCP TCP是运输层中面向连接的协议，提供全双工的和可靠交付的服务。TCP的数据传送单位称为“报文段”，记为TPDU。,1.2.5 TCP和UDP协议,（2）TCP的运输连接管理 TCP是运输层中面向连接 运输连接就有三个阶段：连接建立、数据传送、连接释放。 采用三次握手.,1.3.1 Ping命令,测试当前主机到目的主机的网络连接状态。Ping命令在Windows中的使用语法如下： ping -t -a -n count -l size -f -i TTL -v TOS -r count -s count -j host-list | -k host-list-w timeout target_name,1.3.3 Tracert命令,tracert 最常见的用法如下： tracert IP address -d,1.3.4 netstat命令,netstat命令语法格式如下： netstat -r -s -n -a,1.3.5 Route命令,Route命令的语法如下： ROUTE -f -p command destinationMASK netmask gateway METRIC metric IF interface,1.4.1 Cisco内置操作系统IOS简介,IOS：Internet work Operating System，网间网操作系统 IOS的完整版本号由三部分组成： 1）主版本。 2）辅助版本。 3）维护版本。,1.4.2 Cisco路由器的硬件组成,1. 硬件组成,1.4.2 Cisco路由器的硬件组成,1. 硬件组成,1.4.2 Cisco路由器的硬件组成,2. 路由器的启动过程 （1）加电之后，ROM运行加电自检程序（POST），检查路由器的处理器、接口及内存等硬件设备。 （2）执行路由器中的启动程序（Bootstrap），搜索Cisco的IOS。路由器中的IOS可从ROM中装入，或从Flash RAM中装入，也可从TFTP服务器装入。 （3）装入IOS后，寻找配置文件。配置文件通常在NVRAM中，配置文件也可从TFTP服务器装入。 （4）装入配置文件后，其中的信息将激活有关接口、协议和网络参数。 （5）当找不到配置文件时，路由器进入配置模式。,1.4.1 Cisco内置操作系统IOS简介,3. 路由器的配置途径 可通过以下几种途径对CISCO路由器进行配置： （1）控制台 （2）虚拟终端（Telnet） （3）网络管理工作站 （4）Cisco ConfigMaker （5）TFTP（Trivial File Transfer Protocol）服务器,1.4.3 Cisco交换机设备的型号说明,1. 1900系列 2. 2900系列,计算机网络实验教程武汉工业学院刘兵 主编 ISBN 7-5084-3131-621世纪高等院校计算机系列教材 第1章 计算机网络引论 学习要点：计算机网络协议的层次划分方法及计算机网络的拓扑结构TCP/IP协议中的一些基本概念。网络测试的一些基本命令Cisco路由器与交换机的一些基本概念 1.1 计算机网络的基本概念 1.1.1 计算机网络的定义及功能 1.1.2 计算机网络协议的层次划分 返回1.1.3 计算机网络的传输介质 1.1.1 计算机网络的定义及功能 1. 计算机网络的定义 把分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备在物理上互连，按照网络协议相互通信，以共享硬件、软件和数据资源为目标的系统称作计算机网络。 1.1.1 计算机网络的定义及功能 2. 计算机网络的功能 （1）数据通信 传输文件。电子邮件（E-mail）。（2）资源共享资源共享包括硬件、软件和数据资源的共享。 1.1.1 计算机网络的定义及功能 2. 计算机网络的功能 （1）数据通信 传输文件。电子邮件（E-mail）。（2）资源共享资源共享包括硬件、软件和数据资源的共享。 1.1.1 计算机网络的定义及功能 （3）计算机系统可靠性和可用性的提高（4）易于进行分布处理1.1.2 计算机网络协议的层次划分 开放系统互连基本参考模型OSI/RM 。“开放”是指按照OSI参考模型建立的任意两系统之间的连接或操作。 “系统”是指计算机、终端、外部设备、信息传输设备、操作员及相应的集合；当一个系统能按照OSI标准与另一个系统进行通信时，就称该系统为开放系统。 1.1.2 计算机网络协议的层次划分 开放系统互连基本参考模型OSI/RM好处：（1）各层之间是独立的。（2）灵活性好。（3）结构上可分割开。（4）易于实现和维护。（5）能促进标准化工作。1.1.2 计算机网络协议的层次划分 开放系统互连基本参考模型主要功能：1. 物理层 物理层传输数据的单位是比特。物理层主要关心的是在连接各种计算机的传输媒体上传输数据的比特流。 1.1.2 计算机网络协议的层次划分 2. 数据链路层 数据链路层传输数据的单位是帧。数据帧的帧格式中包括的信息有：地址信息、控制信息、数据信息、校验信息。 数据链路层的主要作用是通过数据链路层协议（即链路控制规程），在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。 1.1.2 计算机网络协议的层次划分 2. 数据链路层 数据链路层要解决以下一些主要问题：（1）代码透明性的问题。（2）流量控制的问题。 （3）帧重复问题。 1.1.2 计算机网络协议的层次划分 3. 网络层网络层传送的数据单位是报文分组或数据包。 网络层的主要功能是路由选择。一个好的路由选择应有以下特点： 信息传送所用时间最短； 使网络负载均衡； 通信量均匀；路由选择算法应简单易实现，可适应网络拓扑的变化。 1.1.2 计算机网络协议的层次划分 4. 运输层运输层的基本功能是从会话层接收数据报文 。互连网所采用的TCP/IP协议中的TCP（传输控制协议）协议就是属于运输层。 1.1.2 计算机网络协议的层次划分 5. 会话层 会话层就是用户和网络的接口，这是进程到进程之间的通信。 会话层的主要功能：允许在不同主机上的各种进程间进行会话。 1.1.2 计算机网络协议的层次划分 6. 表示层 表示层管理抽象数据结构，并且在计算机内部表示和网络的标准表示法之间进行转换。表示层的另一功能是数据的加密和解密，为了防止数据在通信子网中传输时被敌意地窃听和篡改 1.1.2 计算机网络协议的层次划分 7. 应用层应用层是计算机网络与最终用户的界面，为网络用户之间的通信提供专用的程序。 应用层的另一个功能是文件传输协议FTP。 1.1.2 计算机网络协议的层次划分 1.1.3 计算机网络的传输介质 传输媒体也称为传输介质或传输媒介。 数据的传输介质指传送信息的载体，即通信线路。常见的传输介质： 双绞线、同轴电缆、光纤。1.1.3 计算机网络的传输介质 1. 双绞线 双绞线是一种由4对线（即8根线）组成的，其中每根线的材质有铜线和铜包的钢线两类。 一般来说，双绞线电缆中的8根线是成对使用的，而且每一对都相互绞合在一起，绞合的目的是为了减少对相邻线的电磁干扰。 1.1.3 计算机网络的传输介质 1. 双绞线 表1-1 双绞线的引脚定义1.1.3 计算机网络的传输介质 1. 双绞线 另外，双绞线适合于传输基带信号，也可用来传输频带信号。2.4.2 同轴电缆 同轴电缆的结构，它的中央是铜质的芯线，铜质的芯线外包着一层绝缘层，绝缘层外是一层网状编织的金属丝作外导体屏蔽层,屏蔽层把电线很好地包起来，再往外就是外包皮的保护塑料外层了 目前经常用于局域网的同轴电缆有二种：一种是50的电缆，只用于数字信号发送，称为基带同轴电缆；另一种是用于频分多路复用FDM的模拟信号发送，阻抗为75的电缆，称为宽带同轴电缆。3 光纤 光纤是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质，一根光缆中包含有多条光纤。光纤上是利用有光脉冲信号表示1，没有光脉冲来表示0。光纤通信系统是由光端机、光纤（光缆）和光纤中继器组成。光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。光纤分为单模光纤和多模光纤两类（所谓“模”是指以一定的角度进入光纤的一束光）。 光纤不仅具有通信容量非常大的特点，而且还具有其他的一些特点：抗电磁干扰性能好；保密性好，无串音干扰；信号衰减小，传输距离长；抗化学腐蚀能力强。1.2.1 TCP/IP协议的层次化分 TCP/IP体系共分成四个层次。它们分别是：网络接口层、网际层、运输层和应用层。 1.2.1 TCP/IP协议的层次化分1. 网络接口层网络接口层与OSI参考模型的网络层、数据链路层和物理层相对应.TCP/IP对网络接口层没有给出具体的规定。 1.2.1 TCP/IP协议的层次化分2. 网际层网际层有5个主要的协议：网际协议IP、Internet控制报文协议ICMP、互连网组管理协议IGMP、地址解析协议APR和逆地址解析协议RARP。 网际层的主要功能是使主机可以把分组发往任何网络并使分组独立地传向目标（可能经由不同的网络）。 1.2.1 TCP/IP协议的层次化分3. 运输层TCP/IP的运输层提供了两个主要的协议，即传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP，它的功能是使源主机和目的主机的对等实体之间可以进行会话。 1.2.1 TCP/IP协议的层次化分4. 应用层在TCP/IP体系结构中并没有OSI的会话层和表示层，TCP/IP把它都归结到应用层。所以，应用层包含所有的高层协议，如虚拟终端协议（TELNET）、文件传输协议（FTP）、简单邮件传送协议（SMTP）和域名服务（DNS）等等。 1.2.2 IP协议1. IP地址IP地址的编址方法共经过了三个历史阶段：（1）分类的IP地址；（2）子网的划分；（3）构成超网。 1.2.2 IP协议1. IP地址在Internet上路由的方法是：先按IP地址中的网络ID号找到相应的网络，再在这个网络上利用主机ID号找到相应的主机。 IP地址为32位地址，一般以4个字节表示。每个字节的数字又用十进制表示，即每个字节的数的范围是0255，且每个数字之间用点隔开，例如：55，这种标记方法称为“点分”十进制记号法。1.2.2 IP协议2. IP地址的分类1.2.2 IP协议特殊的IP地址 回传地址 广播地址网络地址私有地址的范围是： 54 （A类）； 54 （B类）； 54 （C类）。1.2.2 IP协议3. IP数据报的格式 1.2.3 划分子网和超网1. 子网及子网掩码（1）子网子网是指在一个IP地址上生成的逻辑网络 .IP地址结构变成如下三层结构： 1.2.3 划分子网和超网（2）子网掩码。子网掩码是一个32位地址，它用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络ID和主机ID；用来将网络分割为多个子网；判断目的主机的IP地址是在本局域网或是在远程网。 1.2.3 划分子网和超网（2）子网掩码。具体的运算步骤如下：例如：的二进制表示为 11000000 10101000 01100101 00000101B；子网掩码为，其二进制值为11111111 11111111 11111111 00000000，则当和进行逻辑与运算.1.2.3 划分子网和超网例如，某单位需要构建4个分布于不同地点的局域网络，每个网络都各有约20台主机，而其仅向NIC申请了一个C类的网络ID号，其号码为202.204.60。给出子网掩码,并分配各网络地址.1.2.3 划分子网和超网2. IP路由路由是数据从一个节点传输到另一个节点的过程。 在网络中要实现IP路由必须使用路由器 1.2.3 划分子网和超网3. 超网几个网络合并成为一个超网。使用这种方法时，一个机构可申请一组C类地址块，而不是申请一个C类地址。（1）指派地址从这些地址块构成一个超块（superblock），使得每一个路由器的路由表中只有一个项目。 1.2.3 划分子网和超网3. 超网（2）超网掩码当一个机构把分配到的几个地址块组合成一个超块时，需要知道这个块的第一个地址和超网掩码。其中超网掩码可以确定构成超网的地址范围。某超网的第一个地址是：，而超网掩码是，问这个超网有几个地址块？地址的范围是多少？ 1.2.3 划分子网和超网4. 无分类编址 无分类域间路由选择CIDR（Classless Inter-Domain Routing）。CIDR的主要特点是： （1）CIDR消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念 （2）CIDR将网络前缀都相同的连续IP地址组成“CIDR地址块”。 1.2.4 ARP和RARP协议 1. 什么是ARP协议 ARP协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。 “地址解析”就是主机在发送数据帧之前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。 1.2.4 ARP和RARP协议 2. ARP协议的数据报格式1.2.4 ARP和RARP协议 3. ARP数据报的封装 1.2.4 ARP和RARP协议 4. APR的工作原理 当主机A欲向本局域网上的主机B发送一个IP数据报时，先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址，若有，就可查出其对应的物理地址，将物理地址写入MAC帧，然后通过局域网发送此物理地址。1.2.4 ARP和RARP协议 5. ARP命令（1）arp -a或arp g用于查看高速缓存中的所有项目。（2）arp -a IP如果有多个网卡，那么使用arp -a加上接口的IP地址，就可以只显示与该接口相关的ARP缓存项目。（3）arp -s IP 物理地址可以向ARP高速缓存中人工输入一个静态项目。（4）arp -d IP使用本命令能够人工删除一个静态项目。1.2.4 ARP和RARP协议 6. RARP协议RARP协议是无盘工作站在引导时用来获取IP地址的 RARP服务器有一个事先做好的从无盘工作站的硬件地址到IP地址的映射表，当收到某个主机发送的RARP请求分组后，RARP服务器就从这映射表查出该无盘工作站的IP地址，然后写入RARP响应分组，发回给无盘工作站。无盘工作站用此方法获得自己的IP地址。 1.2.5 TCP和UDP协议1. 用户数据报协议UDP（1）UDP概述UDP是在IP数据报的基础上加了端口和差错检测功能。UDP的优点如下：发送数据之前不需要建立连接。UDP没有拥塞控制，也不保证可靠交付。UDP用户数据报只有8个字节的首部开销。由于UDP没有拥塞控制，因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。1.2.5 TCP和UDP协议（2）用户数据报首部格式1.2.5 TCP和UDP协议2. 传输控制协议TCPTCP是运输层中面向连接的协议，提供全双工的和可靠交付的服务。TCP的数据传送单位称为“报文段”，记为TPDU。1.2.5 TCP和UDP协议（2）TCP的运输连接管理TCP是运输层中面向连接运输连接就有三个阶段：连接建立、数据传送、连接释放。 采用三次握手.1.3.1 Ping命令测试当前主机到目的主机的网络连接状态。Ping命令在Windows中的使用语法如下：ping -t -a -n count -l size -f -i TTL -v TOS -r count -s count -j host-list | -k host-list-w timeout target_name1.3.3 Tracert命令 tracert 最常见的用法如下： tracert IP address -d 1.3.4 netstat命令netstat命令语法格式如下：netstat -r -s -n -a1.3.5 Route命令Route命令的语法如下：ROUTE -f -p command destinationMASK netmask gateway METRIC metric IF interface1.4.1 Cisco内置操作系统IOS简介IOS：Internet work Operating System，网间网操作系统IOS的完整版本号由三部分组成：1）主版本。2）辅助版本。3）维护版本。1.4.2 Cisco路由器的硬件组成1. 硬件组成1.4.2 Cisco路由器的硬件组成1. 硬件组成1.4.2 Cisco路由器的硬件组成2. 路由器的启动过程 （1）加电之后，ROM运行加电自检程序（POST），检查路由器的处理器、接口及内存等硬件设备。 （2）执行路由器中的启动程序（Bootstrap），搜索Cisco的IOS。路由器中的IOS可从ROM中装入，或从Flash RAM中装入，也可从TFTP服务器装入。 （3）装入IOS后，寻找配置文件。配置文件通常在NVRAM中，配置文件也可从TFTP服务器装入。 （4）装入配置文件后，其中的信息将激活有关接口、协议和网络参数。 （5）当找不到配置文件时，路由器进入配置模式。 1.4.1 Cisco内置操作系统IOS简介3. 路由器的配置途径 可通过以下几种途径对CISCO路由器进行配置： （1）控制台 （2）虚拟终端（Telnet） （3）网络管理工作站 （4）Cisco ConfigMaker （5）TFTP（Trivial File Transfer Protocol）服务器 1.4.3 Cisco交换机设备的型号说明 1. 1900系列2. 2900系列计算机网络实验教程,武汉工业学院 刘兵 等制作,第2章 局域网,学习要点： 网络模拟软件的使用 虚拟VLAN的划分方法 多个交换机间的VLAN配置,2.1 网络模拟软件的使用,2.1.1 Cisco网络设备的三种配置模式,2.1.2 网络模拟软件的特点,返回,2.1.3 网络模拟软件的安装及使用方法,2.1.4 实验一 网络模拟软件的使用,2.1.1 Cisco网络设备的三种配置模式,1. 用户模式（User EXEC） 用户模式是路由器启动时的缺省模式，提供有限的路由器访问权限，允许执行一些非破坏性的操作，如查看路由器的配置参数，测试路由器的连通性等，但不能对路由器配置做任何改动。 Router ?,2.1.1 Cisco网络设备的三种配置模式,2. 特权模式(Privileged EXEC) 特权模式，也叫使能（enable）模式，从用户模式进入特权模式的命令是enable。进入特权模式时，在路由器控制台上将看到如下内容： Router enable Password:（要求输入特权模式密码） Router# Router# disable Router,2.1.1 Cisco网络设备的三种配置模式,3. 全局模式(Global Configuration) 设置路由器上运行的硬件和软件的相关参数；配置各接口、路由协议和广域网协议；设置用户和访问密码等。 Router # conf t Enter configuration commands,one per line. End with CNTL/Z Router(config) # (这是全局模式的提示符) Router(config) # exit Router#,2.1.3 网络模拟软件的安装及使用方法,/netsim下载BOSON模拟软件。,2.1.3 网络模拟软件的安装及使用方法,2.1.3 网络模拟软件的安装及使用方法,1. 网络设备连接,2.1.3 网络模拟软件的安装及使用方法,2. 交换机及路由器的模式转换方法,2.1.3 网络模拟软件的安装及使用方法,3. PC机的地址的设置方法,4. 路由器的IP地址及默认网关的配置方法,（2）从用户模式转到特权模式。使用命令如下： enable 从用户模式进入特权模式 （3）从特权模式进入全局配置模式。使用命令如下： Router # configure t （4）路由器进入某一个端口的方法是： Router（config） interface 端口号 这里进入路由器的S0口（0号串行口）进行设置。使用命令如下： Router（config） interface s0,（5）设置端口的IP地址。 Router（config）ip address IP地址 子网掩码 默认网关 在本例中设置路由器的S0端口的 IP地址：2，子网掩码：。使用的具体命令如下： router（config） ip address 2 router（config） no shut 激活端口 （6）显示路由器IP地址的配置 情况 当路由器的IP地址及相关参数配置完成之后，要想查看所配置的情况必须先要退回到用户模式，然后输入命令： show interface 端口号 如果不写端口号，则显示路由器上的所有端口信息。本例中显示路由器S0端口的信息，使用的具体命令如下： router show interface S0,2.1.4 实验一 网络模拟软件的使用,按图中要求设置路由器的IP地址，路由器名字的命名规则如下： 姓名简写+学号+路由器号 例如：某同学叫张三，学号0205011，路由器1的名字命名为：zs02050111；路由器2的名字为：zs02050112；路由器3的名字为：zs02050113。,2.2.1 以太网的原理,1. 以太网的两个版本 1980年9月，Dec公司、Intel公司和施乐公司联合提出了10Mbps的以太网第一个版本的DIX V1（DIX是这三个公司名称的缩写）。 1982年出第二版DIX V2，这个版本成为世界第一个局域网产品规约。,2. 以太网工作原理,3. CSMA/CD的冲突检测所需时间,2.2.2 以太网的帧格式,2.2.3 快速以太网和吉比特以太网,1. 快速以太网 100Mb/s的以太网中采用的方法是保持最短帧长不变，但将一个网段的最大电缆长度减小到100m。帧间时间间隔从原来的9.6s改为现在的0.96s。快速以太网有以下三种不同的物理层标准： （1）100BASE-TX （2）100BASE-FX （3）100BASE-T4,2. 吉比特以太网,提供1000Mb/s的通信带宽，采用和传统10M，100M以太网同样的CSMA/CD协议、帧格式和帧长。,2.2.4 以太网双绞线的制作方法,1. 双绞线的制作方法 （1）剪断：（2）剥线：（3）理线：（4）剪齐： （5）插入：（6）压线：,2.2.5 实验二 计算机连网实验,按图所示的两种不同的计算机连接方式，来制作相应的RJ-45的双绞线。并通过相应的IP地址的设置来实现从一个计算机向另一个计算机传送一个文本文件。,2.3.1 交换式局域网,交换机（第二层交换机，即数据链路层）使用第二层交换发送帧。 两种交换模式来通过交换机转发数据帧： （1）存储转发 （2）直通交换,2.3.1 交换式局域网,交换机（第二层交换机，即数据链路层）使用第二层交换发送帧。 两种交换模式来通过交换机转发数据帧： （1）存储转发 （2）直通交换（快速转发交换 、自由分段交换 ）,2.3.2 虚拟局域网的基础,1. 什么是VLAN VLAN（Virtual Local Area Network）又称虚拟局域网，是指在交换局域网的基础上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。,2.3.2 虚拟局域网的基础,2. VLAN的优越性 （1）增加了网络连接的灵活性 （2）控制网络上的广播 （3）增加网络的安全性,2.3.3 虚拟局域网的划分方法,1. 基于端口划分的VLAN 基于MAC地址划分VLAN 3. 基于网络层协议划分VLAN 4. 根据IP组播划分VLAN 5.按策略划分VLAN 6. 按用户定义、非用户授权划分VLAN,2.4.1 1900系列交换机的基本命令,1. 显示版本,2.4.1 1900系列交换机的基本命令,2. 设置地址 ip address IP地址 子网掩码 例如，把交换机的某一端口的IP地址设为2，子网掩码为，使用的命令是： 。,2.4.1 1900系列交换机的基本命令,3. 设置默认网关 为交换机设置默认网关的命令如下： ip default-gateway IP地址 例如，设置某一交换机的默认网关为54，命令： 。,2.4.1 1900系列交换机的基本命令,4. 设置接口工作模式 使用如下命令为交换机的端口指定双工模式： duplex auto | full | full-flow-control | half 5. 查看MAC地址表 在特权模式下，可使用show mac-address-table命令来查看MAC地址表,2.4.1 1900系列交换机的基本命令,6. 特权模式下其它显示交换机信息的命令 （1）show ip：显示交换机IP地址的配置情况 （2）show running-config：列出交换机的配置清单，该命令是检查配置时最常用的命令。 （3）show interface：列出接口的具体配置和统计信息。 # show interface e0/8 # show interface fa0/26,2.4.2 配置VLAN命令,1. 创建VLAN 在全局配置模式下，可使用下面的命令来创建一个VLAN。 Vlan vlan_id name vlan_name 例如: (config)# vlan 20 name liubing,2.4.2 配置VLAN命令,2. 把端口加入到指定VLAN 把端口加入到指定VLAN的语法如下： vlan-membership static vlan_id,2.4.3. 配置VLAN步骤,PC1、PC2和PC3连接到Cisco 1912的以太网端口1、2、3；PC4、PC5和PC6连接到Cisco 1912的以太网端口8、9、12。另外计算机PC1到PC6的IP地址和子网掩码的分配情况如表所示,（1）首先配置PC1计算机的IP地址和默认网关。使用命令如下： c ipconfig /ip ！设置IP地址为，设置子网掩码为 c ipconfig /dg ！设置默认网关为,enable ！进入特权命令状态 config terminal ！进入全局设置状态 hostname liubing ！配置交换机的主机名为liubing vlan 2 name vlan2 ！定义VLAN2并命名为VLAN2 interface ethernet 0/8 ！进入E0/8端口 vlan-membership static 2 ！将端口静态配置到VLAN2 exit ！返回到全局配置模式,interface ethernet 0/9 ！进入E0/9端口 vlan-membership static 2 ！将端口静态配置到VLAN2 exit ！返回到全局配置模式 interface ethernet 0/12 ！进入E0/12端口 vlan-membership static 2 ！将端口静态配置到VLAN2 exit ！返回到全局配置模式,2. VLAN配置的验证,（1）显示VLAN1使用的命令,2. VLAN配置的验证,（2）显示VLAN2使用的命令,2.4.4 实验三 单交换机进行VLAN划分,PC1到PC3分别连接到Cisco 1912的以太网端口1、2、3；PC4、PC5和PC6连接到Cisco 1912的以太网端口8、9、10。计算机 PC1到PC6的IP地址和子网掩码分配如表2-4所示。其中PC1和PC4是一个VLAN；PC2和PC5是一个VLAN；PC3和PC6是一个VLAN。,2.4.5 多个交换机间的VLAN配置,1. VTP操作模式 VTP使用“域”（domain）关系组织互连的交换机，并在“域”内的所有交换机上维护VTP 配置信息的一致性。“域”关系是通过域名建立并维护的，一组使用同一域名的交换机构成一个“域”。将交换机配置为以下3种VTP操作模式中的一种： （1）服务器模式（server mode） （2）客户机模式（client mode） （3）透明模式(transparent mode),2.4.5 多个交换机间的VLAN配置,2. VTP的操作命令 （1）设置VTP操作模式 交换机在默认的情况下，VTP工作在服务器模式下，可以在特权模式下使用下面的命令来改变VTP的工作模式： # vtp server | client | transparent （2）定义域名 在工作于服务器模式下的交换机上使用下面的命令来定义域名： # vtp domain domain_name,2.4.5 多个交换机间的VLAN配置,3. 设置trunk端口 trunk on | auto | desirable | nonegotiate | off 4. 在特权模式下显示交换机VLAN配置情况的命令 （1）show vlan：在特权模式下使用show vlan命令来查看vlan的设置情况。 （2）sh