第1单元 构建小型网络.ppt

第1单元构建小型网络 我们的生活和网络 生活中网络 1 双机互连网络 生活中网络 2 服务器 打印机 台式电脑 此图呈现的是生活中较小型网络的模型 可能存在于家庭环境或出现在办公室环境 甚至一个楼层内部 生活中网络 3 交换机 台式电脑 生活中网络 4 网络的主要功能是向用户提供资源共享和实现数据高速传输 生活中网络 5 生活中网络 6 生活中网络 7 生活中网络 8 组建SOHO家庭网络 项目一 家居网络 SOHO 是生活中常见网络 出现在家庭环境中 构建完好网络环境 实现家人在任意的电脑上 通过家庭网络传递文件 更为家庭休闲时 一家人通过网络一起玩网络游戏 家庭网络工作场景 家庭网络工作拓扑 两台计算机直接对接起来组成的网络也称为双机互连网络 需要使用交叉线来连接两台计算机实现家庭网络组建 通过配置其中一台计算机 开放共享资源 即可实现家庭网络资源共享 配置其中一台计算机成为家庭网络代理服务器 通过电话拨号方式 即可把家庭计算机接入Internet 家庭网络安装知识准备 什么是网络 网络基本功能 组成网络基本设备 网卡功能和作用 网络传输介质知识 网络基本拓扑结构 LAN工作原理网络IP地址知识 测试家庭网络连通性 故障排除 任务一知识准备 计算机网络功能 服务供应商 用户间相互通信 均衡负荷及分布处理功能 资源共享 按地理位置分类 局域网 LAN 城域网 MAN 广域网 WAN 互联网 INTERNET 局域网 LAN 广域网 WAN 以太网 按传输介质分类 有线网常用铜轴电缆和双绞线连接网络 特点是价格便宜 安装方便 传输距离短光纤网采用光导纤维作为传输介质 特点是传输距离长 传输率高可达1000Mbps 抗干扰能力强 无线网采用电磁波承载技术 无需线缆 特点是价格较贵 联网方式灵活 常用于辅助联网 按网络拓朴结构分 星型 总线型 树型 环型 网型 按传输方式分 单工半双工全双工 按服务方式分类 客户机 服务器网络对等网络 任务一实训访问互联网 任务一 访问互联网 任务目标 使用Internet 访问网络资源 材料准备 可以访问Internet网络机房 工作过程 步骤一 访问新浪 使用WWW网步骤二 访问百度 使用搜素引擎步骤三 访问网易邮局 收发电子邮件 知识准备 网卡 网卡又称为网络适配器或网络接口卡 NIC 插在计算机主板插槽中 实现计算机和外部设备之间通讯连接 图1 1 21主板网卡插槽 MAC地址 节点的身份证明局域网中 网络设备利用数据包的MAC地址来寻找它的目的地址的 网卡 MAC地址 MAC地址 3字节设备编号 3字节厂商编号 主机名 DNS后缀 节点类型 启动IP路由 启动代理 未知 否 否 显示全部IP配置 媒体状态 描述 媒体断开连接 11M无线网卡 实际地址 迅驰技术 迅驰技术 Centrino 是英特尔为笔记本电脑专门开发一种芯片组名称 汉字名为 迅驰 迅驰 是一种计算功能强 电池寿命长 具有移动性 无线连接上网功能CPU 芯片组 无线网卡结合名称 网络传输介质 双绞线 线序标准 568A白绿 绿 白橙 兰 白兰 橙 白棕 棕568B白橙 橙 白绿 兰 白兰 绿 白棕 棕 56 6 4 7 线缆种类交叉线相同设备类型接口使用交叉线直连线不同设备类型接口使用直连线智能MDI MDIX不需要知道电缆另一端为MDI还是MDIX设备两种电缆 普通 交叉 都可连接交换机 集线器或NIC设备 消除由于电缆配错引起的连接错误简化10 100M网络安装维护 降低开销 另一端的1和3 2和6对调 两端接法都相同 直通双绞线 交叉双绞线 直通双绞线 两端采用同样的线缆标准制作的线缆 即线缆的一端采用T568A的接法 另一端也采用T568A的接法 或者线缆的一端采用T568B的接法 另一端也采用T568B的接法 不同类型设备连接使用直通线 如网卡到交换机 网卡到ADSLmodem 交换机到路由器等 交叉线 又叫反线 coopercross over 线序按照一端568A 一端568B的标准排列好线序 并用RJ45水晶头夹好 虽然双绞线有4对8条芯线 但实际上在网络中只用到了其中的4条 即水晶头的第1 第2和第3 第6脚 它们分别起着收 发信号的作用 网络传输介质 光纤 FC PC型光尾纤接头外形图 SC PC型光尾纤接头外形图 ST PC型光尾纤接头外形图 FC PC SC PC型光尾纤外形图 任务二实训制作双绞线 任务二 制作双绞线 任务目标 学会制作交叉线和直连线 材料准备 RJ45接头 双绞线 卡线钳1把 测线仪器 工作过程 步骤一 剥线步骤二 排序步骤三 插入步骤四 压线步骤六 测试 任务验收 知识准备 IP地址 网络位 主机位 10101100 00010000 01111010 11001100 172 16 122 204 32比特的二进制数 每8比特表示成一个十进制数 A类 B类 C类 D类 多播组编号E类 用于实验 8比特 8比特 8比特 8比特 IP地址的分类 1 A类 0NNNNNNN Host Host Host 8 9 16 17 24 25 32 1 126 1 B类 10NNNNNN Network Host Host 8 9 16 17 24 25 32 128 191 1 C类 110NNNNN Network Network Host 8 9 16 17 24 25 32 192 223 1 D类 1110MMMM 多播组 多播组 多播组 8 9 16 17 24 25 32 224 239 IP地址的分类 IP地址分类练习 地址 类别 网络 主机 10 2 1 1 128 63 2 100 201 222 5 64 192 6 141 2 130 113 64 16 256 241 201 10 IP地址分类练习 答案 地址 类别 网络 主机 10 2 1 1 128 63 2 100 201 222 5 64 192 6 141 2 130 113 64 16 256 241 201 10 A B C C B Nonexistent 10 0 0 0 128 63 0 0 201 222 5 0 192 6 141 0 130 113 0 0 0 2 1 1 0 0 2 100 0 0 0 64 0 0 0 2 0 0 64 16 特殊的IP地址 本地回环地址127 0 0 1IP地址的网络位随意 主机位全为0192 168 12 0IP地址的网络位随意 主机位全为1192 168 12 255IP地址的网络位全为0 主机位随意0 0 0 23IP地址的网络位和主机位全为00 0 0 0IP地址的网络位和主机位全为1255 255 255 255 私有地址 RFC1918 A类 10 0 0 0至10 255 255 255B类 172 16 0 0至172 31 255 255C类 192 168 0 0至192 168 255 255 11111111 计算可用的主机地址 1721600 10101100 00010000 00000000 00000000 网络 主机 00000000 00000001 11111111 11111111 11111111 11111110 00000000 00000011 11111101 1 2 3 65534 65535 65536 2 65534 2N 2 216 2 65534 任务三实训组建SOHO家居网络 SOHO网络互联 工作目标给主机配置IP地址 实现主机互联互通工作目的理解互联网线和测试网线区别 熟悉主机双网卡熟悉实验室布线熟悉实验设备 SOHO网络拓扑 一 SOHO网络拓扑 二 项目测试 两台主机利用Ping命令测试 能够相互Ping通 故障分析 故障1 网线连接不正确故障2 IP地址配置不正确故障3 在双网卡主机上 IP地址没有被正确配置在测试网卡上故障4 防火墙规则设置故障5 双网卡冲突 家庭网络安装段位划分 一级 双机网络正确安装 二级 测试家庭网络连通性 三级 调试网络 排除故障 四级 使用不同IP地址 测试网络连通 五级 如何实现不同IP网络连通 任务四实训共享SOHO网络资源 任务四 共享SOHO家居网络中资源 任务目标 共享SOHO家居网络中资源 材料准备 双绞线 计算机2台 工作过程 步骤一 打开 我的电脑 对话框 步骤二 选择并右击共享文件夹 在弹出快捷菜单中选择 共享和安全 步骤三 在打开 文件夹属性 对话框中 共享 选项卡 步骤四 设置该文件夹为共享属性 项目测试 访问本地网络上共享资源1 在桌面上打开 网上邻居 可看到网络共享的资源 包括开放共享本地资源 以及网络上其它用户开放给本地网络上共享资源 2 打开工具栏上 搜索 按钮 出现如图1 1 71所示对话框 在输入搜索地址 如172 16 1 239 或输入对方设备地址 172 16 1 239 直接获得访问资源 搭建办公网络 项目二 办公网络是比家居网络更复杂网络 出现在办公室环境中 构建完好办公网络环境 可以针对工作中文案及时地处理 解决管理工作中复杂的工作流程安排 智能化 信息化的办公网络系统 实现了资源共享 办公网络工作场景 办公网络工作拓扑 办公网络用户需求分析 办公网络中需要连接更多的设备 有老师反映网络速度慢 网络故障和堵塞严重 网络中心需要优化和管理功能 保证全网内安全 全校园实现互连互通网络环境 共享网络资源 知识准备 集线器 集线器是一种不需任何软件管理网络互连设备 广泛应用到组网中 用于接入计算机设备 集线器在网络中作用 相当于OSI网络互联模型的第一层 因此也称为物理层设备 功能负责在两个节点的物理层上按比特传递信息 完成信号的整形 放大和复制功能 以此来延长网络的长度 特点 所有用户共享10M带宽任何用户发送数据时 所有用户都可以接收到在某一时刻只允许一个用户传输数据 物理层设备 集线器 共享式HUB带来的全网络广播和冲突 共享式以太网 网络内一台主机发送数据的时候 其他主机只能接收数据 都不能发送数据 冲突域 域内的不同设备同时发出的帧互相冲突 每台主机得到的可用带宽很低 网上冲突增加 信息传输安全得不到保证 广播域 网络中接受广播信息的设备集合 当这些设备中的一个发出一个广播时 所有其他的设备都能接收到这个广播帧 局域网之间连接的桥梁 扩展网络和通信手段 在各种传输介质中转发数据信号 扩展网络的距离 有选择地将地址的信号 从一个传输介质发送到另一个传输介质 能有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信 数据链路层设备 网桥 数据 源地址 帧检测序列 类型 目的地址 可变 2 6 6 4 XXXXXXXXXXXX 由厂商分配给设备 由IEEE分配给厂商 如 锐捷网络00 D0 F8 前导位 MAC地址 8 单位 字节 EthernetII的帧格式 以太网络通讯数据格式 总线型网络 10base T 总线型网络只存在一条公共物理传输通道 网络中计算机争抢公共通道 传输效率极低 星型网络 10base T 星型网络引入集线器设备 各节点计算机发出信号通过集线器整形 放大后 再发送到网络上 减少网络冲突发生 改善了网络传输效率 网络通讯规则 CSMA CD 以太网使用CSMA CD机制 所有的设备利用同一个媒介通信 每一时刻只能传输一个设备的信息 但可以同时接收信息 如果两个设备试图在同一时刻传输 将发生传输冲突 检测到冲突后 两个设备都等待一段随机的时间再传输 交换机设备介绍 交换机用于连接局域网各节点 高性能的特殊计算机设备是一种具有简化 低价 高性能和高端口密集特点的交换产品 多端口的网桥 二层交换属数据链路层 可以识别数据包中MAC地址 根据MAC地址转发信息 将MAC地址与对应端口记录在地址表 RG S2150G 交换机与集线器的区别 交换机系统组成 交换机软件操作系统 RGNOS 交换机硬件构成系统 ROM Flash Interface CPU RAM 交换机设备硬件组成 交换机设备 硬件构件 软件操作系统 RGNOS CPU 提供控制和管理 控制和管理所有网络通讯的运行 理论上可以执行任何网络功能 例如 执行生成树 路由协议 ARP等 CPU提供了更快速和灵活的功能支持 在交换机中 CPU的作用通常没有那么重要 因为大部分的交换计算由一种叫做专用集成电路ASIC的专用硬件来完成 交换硬件控制中心 CPU ASIC 专门的硬件集成电路并行转发数据 提供高性能的基于硬件的功能特性 主要由两部分功能组成 1 转发功能 L2 L3 组播 SPAN2 端口功能 提供缓冲 拥塞避免 链路聚合 VLAN标记 广播抑制 ACL QOS优点 性能高 速度快缺点 研发周期比较长 功能无法灵活扩展 交换硬件构架的组成 ASIC 交换背板是交换机最重要的硬件组成 背板就像是公共汽车 运载并收发网络信息 高密度端口之间连接通道 类似pc中的主板 SLOT1 SLOT2 SLOT3 SLOT4 SLOT7 SLOT8 SLOT9 SLOT9 SLOT8 SLOT10 SLOT10 SLOT7 SLOT4 SLOT3 SLOT2 SLOT1 交换硬件构架组成 交换背板 背板提供插槽 端口间的连接 提供插槽或端口间的连接和数据传输 背板设计直接影响整机处理性能 交换机支持的接口类型 交换机支持的模块 交换机性能参数 背板带宽 是交换机接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量 背板带宽标志了交换机总的数据交换能力 单位为Gbps 计算公式 端口数 相应端口速率 2 全双工模式 24X100MX2 4 8GS2126G 12 8G包转发率 交换机每秒可以转发多少百万个数据包 Mpps S2126G 6 6MPPSMAC地址表大小 指交换机的MAC地址表中可以最多存储的MAC地址数量 8K线速交换 以单位时间内发送64byte的数据包 最小包 的个数 超级明星队理想阵容 1 000Mbps 8bit 64 8 12 byte 1 488 095pps 帧为64byte 考虑8byte的帧头 12byte的帧间隙的固定开销 交换机软件 RGNOS RGNOS是一种特殊的软件 用它配置管理交换硬件 将信息从一个接口交换到另一个端口 正是由于NOS存在 才使交换机具有强大的生命力 任务一实训认识交换机硬件 任务一 认识交换机硬件 任务目标 识别交换机组成硬件 材料清单 交换机 1台 配置线缆 工作过程 1 认识交换机CPU 处理器 2 交换背板芯片ASIC 工作过程 3 认识交换机接口 4 认识配置线缆 知识准备 交换机设备介绍 交换机配置 交换机的基本功能 地址学习 Addresslearning 帧的转发和过滤 Forword filterdecision 环路避免 Loopavoidance MAC地址表 0260 8c01 1111 0260 8c01 2222 0260 8c01 3333 0260 8c01 4444 A B C D 交换机初始化时MAC地址表是空的 F0 1 F0 3 F0 2 F0 4 二层交换地址学习 0260 8c01 1111 0260 8c01 2222 0260 8c01 3333 0260 8c01 4444 F0 1 F0 3 F0 2 F0 4 D C A B F0 1 0260 8c01 1111 F0 2 0260 8c01 2222 F0 3 0260 8c01 3333 F0 4 0260 8c01 4444 MAC地址表 未知单播帧 广播帧 执行广播操作Flooding 交换机转发帧的模式 存储转发式 直通式 无碎片直通式 交换机的交换方式 1 直通转发 Cut through 直通转发 不进行错误检查 存储转发 Store and forward 交换机的交换方式 2 存储转发 对所有的错误进行检查 延迟高 碎片隔离 FragmentFree 交换机的交换方式 3 碎片隔离 检查前64字节的数据 没有增加显著的延迟 任务2实训交换机优化办公网 任务2 使用交换机优化办公网 任务目标 使用交换机优化办公网速度 材料清单 交换机 1台 PC机 若干 网线 工作场景 图所示网络场景是杉达职业学校办公网场景 使用交换机替代原有集线器设备 组建办公网 优化办公网的环境 工作过程 步骤一 制作组网网线 直连线 步骤二 安装网络步骤三 配置网络管理地址网络连通后 为计算机配置管理IP地址 使网络具有管理性 步骤四 使用交换机设备 组建完成杉达职业学校办公网任务 需要使用网络测试命令 观察组建网络连通性 以保证网络能正常工作 知识准备 3 交换机配置 交换机的访问方式 通过带外对交换机进行管理 PC配置线缆与交换机直接相连 通过Telnet对交换机进行远程管理 通过Web对交换机进行远程管理 通过SNMP工作站对交换机远程管理 PC网线与交换机直接相连 带外管理方法 通过带外对路由器进行管理 波特率 9600数据位 8停止位 1无校验 无流量控制 基于WEB的管理 RGNOS的用户图形界面 1 支持命令简写 按TAB键补充完整2 直接输入 显示该模式下所有的命令3 命令空格 显示命令参数并对其解释说明4 字符 显示以该字符开头的命令5 命令历史缓存 显示上一条命令 显示下一条命令6 错误提示信息 命令行简洁方式 交换机配置模式 用户模式 switch 交换机信息的查看 简单测试命令 特权模式 switch 查看 管理交换机配置信息 测试 调试配置模式 switch config 配置交换机的整体参数 接口配置模式switch config if 配置交换机的接口参数 VLAN模式Swicth config vlan 配置交换机的VLAN参数 交换机配置模式 Switch showinterfaces Switch showversion 显示交换机初始启动的状态 Switch showrunning config 显示交换机的各种运行状态 Switch config hostnameS2126GSwitch config interfacevlan1Switch config if noshutdownSwitch config if ipaddress192 168 1 1255 255 255 0Switch config if end 配置交换机管理IP地址 VLAN1默认是交换机管理中心 交换机所有的接口都处于此下 配置地址可连通到所有的接口 交换机管理IP只能有一个生效 默认情况下给VLAN1配置IP 因为交换机所有接口默认都属于VLAN1 Switch enableSwitch configureterminalSwitch config Switch config interfacefastethernet0 3 F0 3的端口模式Switch config if speed10 配置端口速率为10MSwitch config if duplexhalf 配置端口的双工模式为半双工Switch config if noshutdown 开启该端口 转发数据配置端口速率参数有100 100M 10 10M auto 自适应 默认是auto配置双式模式有full 全双工 half 半双工 auto 自适应 默认是auto 交换机端口参数的配置 配置交换机的登陆密码S2126G config enablesecretlevel10star 0 表示输入的是明文形式的口令 1为分配等级配置交换机的特权密码S2126G config enablesecretlevel150Star 0 表示输入的是明文形式的口令 1为分配等级等级1分配给特权模式 等级15分配给全局模式 登级2 14分配给不同的命令 交换机口令 配置TELNET方式管理交换机 Switch config enables