计算机网络课程设计报告-校园网网络构建方案设计和实现

1、安 徽 新 华 学 院计算机网络课程设计 课程名称： 局域网 院 系： 信息工程学院 年级专业： 10计算机科学与技术（2）班 组 号： 第5组 学生姓名：方伟、程先超、徐剑威、蒋鸣、刘彦柱、骆瑞 指导教师： 齐晓霞 安徽新华学院信息工程学院2012年12月目录第1章 具体设计任务 第2章 所涉及的相关理论第3章 设计方案（设备、拓扑结构图）.第4章 具体配置步骤 .第5章 结果验证.第6章 调试过程中出现的问题及解决方法.第7章 结果分析与结论体会参考文献. 第一章 具体设计任务1、以一个小型局域网为例，设计网络规划布局，写出网络建设方案2、网络规模：（1）2栋教学楼，2栋学生公寓，1个图书

2、馆，1个实验室。（2）设计每栋楼的节点接入数，画出局域网拓扑图（3）将ACL技术与NAT技术运用到局域网。3、实验关键技术要求： a.允许浏览网页 b.禁止网络游戏 c.静态NAT第二章 所涉及的相关理论TCP/IP协议TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。 1.定义TCP/IP 是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议。

3、 TCP/IP 指传输控制协议/网际协议 (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)。 TCP/IP 定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。 TCP/IP（传输控制协议/网际协议）是互联网中的基本通信语言或协议。在私网中，它也被用作通信协议。当你直接网络连接时，你的计算机应提供一个TCP/IP程序的副本，此时接收你所发送的信息的计算机也应有一个TCP/IP程序的副本。 TCP/IP是一个两层的程序。高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。这些包通过网络传送到接收端的TCP层，接

4、收端的TCP层把包还原为原始文件。低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。即使来自同一文件的分包路由也有可能不同，但最后会在目的地汇合。 TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。TCP/IP通信是点对点的，意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。TCP/IP与上层应用程序之间可以说是“没有国籍的”，因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径，才是每个人都可以连续不断的使用网络。 许多用户熟悉使用TCP/IP协议的高层应用协议。包括万维网的超文本传输协议（HTTP），

5、文件传输协议（FTP），远程网络访问协议(Telnet)和简单邮件传输协议（SMTP）。这些协议通常和TCP/IP协议打包在一起。 使用模拟电话调制解调器连接网络的个人电脑通常是使用串行线路接口协议（SLIP）和点对点协议（P2P）。这些协议压缩IP包后通过拨号电话线发送到对方的调制解调器中。 与TCP/IP协议相关的协议还包括用户数据报协议（UDP），它代替TCP/IP协议来达到特殊的目的。其他协议是网络主机用来交换路由信息的，包括Internet控制信息协议（ICMP），内部网关协议（IGP），外部网关协议（EGP），边界网关协议（BGP）。 2.基本原理整体构架概述TCP/IP协议并不完

6、全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为： 应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。 传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送，应用程序之间的通信服务，主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等。如传输控制协议

7、（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。 互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。 网络接口层（主机-网络层）：接收IP数据报并进行传输，从网络上接收物理帧，抽取IP数据报转交给下一层，对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。 主要协议以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能，都是如何工作的： 1 IP 网际协议IP是TCP/IP的心脏

8、，也是网络层中最重要的协议。 IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层-TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。 高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说，IP地址形成了许多服务的认证基础，这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项，叫作IP source routing，可

9、以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说，使用了该选项的IP包好像是从路径上的最后一个系统传递过来的，而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的，说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么，许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。 2. TCP 如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向上传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。 TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet

10、的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。 面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。 3.UDP UDP与TCP位于同一层，但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询-应答的服务，例如NFS。相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包

11、括NTP（网络时间协议）和DNS（DNS也使用TCP）。 欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连接（也可以称为握手）（因为在两个系统间没有虚电路），也就是说，与UDP相关的服务面临着更大的危险。 4.ICMP ICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。ICMP的Redirect信息通知主机通向其他系统的更准确的路径，而Unreachable信息则指出路径有问题。另外，如果路径不可用了，ICMP可以使TCP连接体面地终止。PING是最常用的基于ICMP的服务。 5. TCP和UDP的端口结构 TCP和UDP服务通常有

12、一个客户/服务器的关系，例如，一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态，等待着连接。用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接。客户程序向服务进程写入信息，服务进程读出信息并发出响应，客户程序读出响应并向用户报告。因而，这个连接是双工的，可以用来进行读写。 两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢？TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认： 源IP地址 发送包的IP地址。 目的IP地址 接收包的IP地址。 源端口 源系统上的连接的端口。 目的端口 目的系统上的连接的端口。 端口是一个软件结构，被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。一个端口对应

13、一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口，例如，SMTP使用25、Xwindows使用6000。这些端口号是广为人知的，因为在建立与特定的主机或服务的连接时，需要这些地址和目的地址进行通讯。 参考模型TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为： 应用层：应用程序间

14、沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。 传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。 互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。 网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。 IP地址及其分类在Internet上连接的所

15、有计算机，从大型机到微型计算机都是以独立的身份出现，我们称它为主机。为了实现各主机间的通信，每台主机都必须有一个唯一的网络地址。就好像每一个住宅都有唯一的门牌一样，才不至于在传输资料时出现混乱。 Internet的网络地址是指连入Internet网络的计算机的地址编号。所以，在Internet网络中，网络地址唯一地标识一台计算机。 我们都已经知道，Internet是由几千万台计算机互相连接而成的。而我们要确认网络上的每一台计算机，靠的就是能唯一标识该计算机的网络地址，这个地址就叫做IP（Internet Protocol的简写）地址，即用Internet协议语言表示的地址。 目前，在Inter

16、net里，IP地址是一个32位的二进制地址，为了便于记忆，将它们分为4组，每组8位，由小数点分开，用四个字节来表示，而且，用点分开的每个字节的数值范围是0255，如，这种书写方法叫做点数表示法。 IP地址可确认网络中的任何一个网络和计算机，而要识别其它网络或其中的计算机，则是根据这些IP地址的分类来确定的。一般将IP地址按节点计算机所在网络规模的大小分为A，B，C三类，默认的网络屏蔽是根据IP地址中的第一个字段确定的。 1. A类地址 A类地址的表示范围为：55，默认网络屏蔽为：；A类地址分配给规模特别大的网络使用

17、。A类网络用第一组数字表示网络本身的地址，后面三组数字作为连接于网络上的主机的地址。分配给具有大量主机（直接个人用户）而局域网络个数较少的大型网络。例如IBM公司的网络。 到55是保留地址，用做循环测试用的。 到55也是保留地址，用做表示所有的IP地址。 一个A类IP地址由1字节（每个字节是8位）的网络地址和3个字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”,即第一段数字范围为1127。每个A类地址理论上可连接台主机(因为不存在最后一个字节值为“0”或“256”的IP地址，例如或123.5

18、.34.256这样的地址是不存在的），Internet有126个可用的A类地址。A类地址适用于有大量主机的大型网络。 2. B类地址 B类地址的表示范围为：55，默认网络屏蔽为：；B类地址分配给一般的中型网络。B类网络用第一、二组数字表示网络的地址，后面两组数字代表网络上的主机地址。 到55是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，这时你将会从到55中临时获得一个IP地址。 一个B类I

19、P地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，即第一段数字范围为128191。每个B类地址可连接65534(216-2, 因为主机号的各位不能同时为0,1)台主机，Internet有16383(214-1)个B类地址(因为B类网络地址是不指派的，而可以指派的最小地址为COME06）。 3. C类地址 C类地址的表示范围为：55，默认网络屏蔽为：；C类地址分配给小型网络，如一般的局域网，它可连接的主机数量是最少的，采用把所属的用户分为若干的网段进行管理。

20、C类网络用前三组数字表示网络的地址，最后一组数字作为网络上的主机地址。 一个C类地址是由3个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”，即第一段数字范围为192223。每个C类地址可连接254台主机，Internet有个C类地址段（32*256*256），有个地址（32*256*256*254）。 RFC 1918留出了3块IP地址空间（1个A类地址段，16个B类地址段，256个C类地址段）作为私有的内部使用的地址。在这个范围内的IP地址不能被路由到Internet骨干网上；Internet路由器将丢弃该私有地址。 IP地址类别RFC 1918内部地址范围 A类1

21、到55 B类到55 C类到55 使用私有地址将网络连至Internet，需要将私有地址转换为公有地址。这个转换过程称为网络地址转换（Network Address Translation，NAT），通常使用路由器来执行NAT转换。 实际上，还存在着D类地址和E类地址。但这两类地址用途比较特殊，在这里只是简单介绍一下： D类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110。 D类地址范围：到54 。 D类地址

22、用于多点播送。D类地址称为广播地址，供特殊协议向选定的节点发送信息时用。 E类地址保留给将来使用。 连接到Internet上的每台计算机，不论其IP地址属于哪类都与网络中的其它计算机处于平等地位，因为只有IP地址才是区别计算机的唯一标识。所以，以上IP地址的分类只适用于网络分类。 在Internet中，一台计算机可以有一个或多个IP地址，就像一个人可以有多个通信地址一样，但两台或多台计算机却不能共享一个IP地址。如果有两台计算机的IP地址相同，则会引起异常现象，无论哪台计算机都将无法正常工作。 顺便提一下几类特殊的IP地址： 1. 广播地址 目的端为给定网络上的所有主机，一般主机段为全1 2.

23、 单播地址 目的端为指定网络上的单个主机地址 3. 组播地址 目的端为同一组内的所有主机地址 4. 环回地址 在环回测试和广播测试时会使用 子网的划分若公司不上Internet,那一定不会烦恼IP地址的问题,因为可以任意使用所有的IP地址,不管是A类或是B类,这个时候不会想到要用子网,但若是上Internet那IP地址便弥足珍贵了,目前全球一阵Internet热,IP地址已经愈来愈少了,而所申请的IP地址目前也趋保守,而且只有经申请的IP地址能在Internet使用,但对某些公司只能申请到一个C类的IP地址,但又有多个点需要使用,那这时便需要使用到子网,这就需要考虑子网的划

24、分，下面简介子网的原理及如何规划。 151 子网掩码（Subnet Mask）的介绍 设定任何网络上的任何设备不管是主机、个人电脑、路由器等皆需要设定IP地址,而跟随着IP地址的是所谓的子网掩码（NetMask,Subnet Mask),这个子网掩码主要的目的是由IP地址中也能获得网络编码,也就是说IP地址和子网掩码作和而得到网络编码,如下所示： IP地址 . 子网掩码 . AND - Network Number . 子网掩码有所谓的默认值,如下所示 类 IP地址 范围 子网掩码 A-126.255.2

25、55.255 B-55 C-55 在预设的子网掩码（Net Mask）都只有255的值,在谈到子网掩码（Subnet Mask）时这个值便不一定是255了。在完整一组C类地址中如-55 子网掩码,称之网络编码（Network Number，将IP 地址和子网掩码作和),而55是广播的IP地址,所以这两者皆不能使用,实际只能使

26、用-54等254个IP地址,这是以作子网掩码的结果,而所谓Subnet Msk尚可将整组C类地址分成数组网络编码,这要在子网掩码上作手脚,若是要将整组C类地址分成2个网络编码那子网掩码设定为28,若是要将整组C类分成8组网络编码则子网掩码要为24,这是怎么来的,由以上知道网络编码是由IP地址和子网掩码作AND而来的,而且将子网掩码以二进制表示法知道是1的会保留,而为0的去掉 93-. -. - -. 以上

27、是以为子网掩码的结果,网络编码是,若是使用24作子网掩码结果便有所不同 93-. 24-. - 92-. 此时网络编码变成了92,这便是子网。那要如何决定所使用的子网掩码,24以二进制表示法为.,变化是在最后一组,便是224,以三个位（Bit）可表示2的3次方便是8个网络编码 子网掩码二进制表示法可分几个网络 255.255.255. 28 . 92 .

28、 24 . 40 . 48 . 52 . 以下使用24将C类地址分成8组网络编码,各个网络编码及其广播IP地址及可使用之IP地址序号网络编码广播可使用之IP地址 （1）-1 -0 （2）2-3 3-2 （3）4-5 203.67

29、.10.65-4 （4）6-27 7-26 （5）28-59 29-58 （6）60-91 61-90 （7）92-23 93-22 （8）24-55 25-2

30、054 可验证所使用的IP地址是否如上表所示 15-. 24-. - 6-. 5-. 24-. - 2-. 其它的子网掩码所分成的网络编码可自行以上述方法自行推演出来。 153 子网的应用 使用子网是要解决只有一组C类地址但需要数个网络编码的问题,并不是解决IP地址不够用的问题,因为使用子网反而能使用的IP地址会变少,子网通常是使用在跨地域的网络互联之中,两者之间使用路由器连线,同时也上Internet,但只申请到一组C 类IP地址,过路

31、由又需不同的网络,所以此时就必须使用到子网,当然二网络间也可以远程桥接（Remote Bridge，字面翻译）连接,那便没有使用子网的问题。 网关地址 若要使两个完全不同的网络（异构网）连接在一起，一般使用网关，在Internet中两个网络也要通过一台称为网关的计算机实现互联。这台计算机能根据用户通信目标计算机的IP地址，决定是否将用户发出的信息送出本地网络，同时，它还将外界发送给属于本地网络计算机的信息接收过来，它是一个网络与另一个网络相联的通道。为了使TCP/IP协议能够寻址，该通道被赋予一个IP地址，这个IP地址称为网关地址。 完美测试TCP/IP协议简介 安装网络硬件和网络协议之后，我

32、们一般要进行TCP/IP协议的测试工作，那么怎样测试才算是比较全面的测试呢?我们认为，全面的测试应包括局域网和互联网两个方面，因此应从局域网和互联网两个方面测试，以下是我们在实际工作中利用命令行测试TCP/IP配置的步骤： 1、 单击“开始”/“运行”，输入CMD按回车，打开命令提示符窗口。 2、 首先检查IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器地址是否正确，输入命令ipconfig /all,按回车。此时显示了你的网络配置，观查是否正确。 3、 输入ping ，观查网卡是否能转发数据，如果出现“Request timed out”，表明配置差错或网络有问题。 4、 Pin

33、g一个互联网地址，如ping 8,看是否有数据包传回，以验证与互联网的连接性。 5、 Ping 一个局域网地址，观查与它的连通性。 6、 用nslookup测试DNS解析是否正确，输入如nslookup ，查看是否能解析。 如果你的计算机通过了全部测试，则说明网络正常，否则网络可能有不同程度的问题。在此不展开详述。不过，要注意，在使用 ping命令时，有些公司会在其主机设置丢弃ICMP数据包，造成你的ping命令无法正常返回数据包，不防换个网站试试。虚拟局域网VLAN的划分1.什么是VLANIEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案

34、。VLAN技术的出现，使得管理员根据实际应用需求，把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段。由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。 交换技术的发展，也加快了新的交换技术（VLAN）的应用速度。通过将企业网络划分为虚拟网络VLAN网段，可以强化网络管理

35、和网络安全，控制不必要的数据广播。在共享网络中，一个物理的网段就是一个广播域。而在交换网络中，广播域可以是有一组任意选定的第二层网络地址（MAC地址）组成的虚拟网段。这样，网络中工作组的划分可以突破共享网络中的地理位置限制，而完全根据管理功能来划分。这种基于工作流的分组模式，大大提高了网络规划和重组的管理功能。在同一个VLAN中的工作站，不论它们实际与哪个交换机连接，它们之间的通讯就好像在独立的交换机上一样。同一个VLAN中的广播只有VLAN中的成员才能听到，而不会传输到其他的 VLAN中去，这样可以很好的控制不必要的广播风暴的产生。同时，若没有路由的话，不同VLAN之间不能相互通讯，这样增加

36、了企业网络中不同部门之间的安全性。网络管理员可以通过配置VLAN之间的路由来全面管理企业内部不同管理单元之间的信息互访。交换机是根据用户工作站的MAC地址来划分VLAN的。所以，用户可以自由的在企业网络中移动办公，不论他在何处接入交换网络，他都可以与VLAN内其他用户自如通讯。 VLAN网络可以是有混合的网络类型设备组成，比如：10M以太网、100M以太网、令牌网、FDDI、CDDI等等，可以是工作站、服务器、集线器、网络上行主干等等。 VLAN除了能将网络划分为多个广播域，从而有效地控制广播风暴的发生，以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外，还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相

37、访问。 VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议，它在以太网帧的基础上增加了VLAN头，用VLAN ID把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户互访，每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围，并能够形成虚拟工作组，动态管理网络。 2.VLAN的目的VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）技术的出现，主要为了解决交换机在进行局域网互连时无法限制广播的问题。这种技术可以把一个LAN划分成多个逻辑的LANVLAN，每个VLAN是一个广播域，VLAN内的主机间通信就和在一个LAN内一样，而VLAN间则不能直接互通，这样

38、，广播报文被限制在一个VLAN内。 3.VLAN的优点1. 广播风暴防范：限制网络上的广播，将网络划分为多个VLAN可减少参与广播风暴的设备数量。LAN分段可以防止广播风暴波及整个网络。VLAN可以提供建立防火墙的机制，防止交换网络的过量广播。使用VLAN，可以将某个交换端口或用户赋于某一个特定的VLAN组，该VLAN组可以在一个交换网中或跨接多个交换机， 在一个VLAN中的广播不会送到VLAN之外。同样，相邻的端口不会收到其他VLAN产生的广 播。这样可以减少广播流量，释放带宽给用户应用，减少广播的产生。 2. 安全：增强局域网的安全性，含有敏感数据的用户组可与网络的其余部分隔离，从而降低泄

39、露机密信息的可能性。不同VLAN内的报文在传输时是相互隔离的，即一个VLAN内的用户不能和其它VLAN内的用户直接通信，如果不同VLAN要进行通信，则需要通过路由器或三层交换机等三层设备。 3.成本降低：成本高昂的网络升级需求减少，现有带宽和上行链路的利用率更高，因此可节约成本。 4.性能提高：将第二层平面网络划分为多个逻辑工作组（广播域）可以减少网络上不必要的流量并提高性能。 5.提高IT员工效率：VLAN为网络管理带来了方便，因为有相似网络需求的用户将共享同一个VLAN。 6.简化项目管理或应用管理：VLAN 将用户和网络设备聚合到一起，以支持商业需求或地域上的需求。通过职能划分，项目管理

40、或特殊应用的处理都变得十分方便，例如可以轻松管理教师的电子教学开发平台。此外，也很容易确定升级网络服务的影响范围。1 7. 增加了网络连接的灵活性。借助VLAN技术，能将不同地点、不同网络、不同用户组合在一起，形成一个虚拟的网络环境 ，就像使用本地LAN一样方便、灵活、有效。VLAN可以降低移动或变更工作站地理位置的管 理费用，特别是一些业务情况有经常性变动的公司使用了VLAN后，这部分管理费用大大降低。 4.组建VLAN的条件VLAN是建立在物理网络基础上的一种逻辑子网，因此建立VLAN需要相应的支持VLAN技术的网络设备。当网络中的不同VLAN间进行相互通信时，需要路由的支持，这时就需要增

41、加路由设备要实现路由功能，既可采用路由器，也可采用三层交换机来完成。同时还严格限制了用户数量. 5.VLAN的划分（1）根据端口来划分VLAN 许多VLAN厂商都利用交换机的端口来划分VLAN成员。被设定的端口都在同一个广播域中。例如，一个交换机的1，2，3，4，5端口被定义为虚拟网AAA，同一交换机的6，7，8端口组成虚拟网BBB。这样做允许各端口之间的通讯，并允许共享型网络的升级。但是，这种划分模式将虚拟网限制在了一台交换机上。 第二代端口VLAN技术允许跨越多个交换机的多个不同端口划分VLAN，不同交换机上的若干个端口可以组成同一个虚拟网。 以交换机端口来划分网络成员，其配置过程简单明了

42、。因此，从目前来看，这种根据端口来划分VLAN的方式仍然是最常用的一种方式。 （2）根据MAC地址划分VLAN 这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分，即对每个MAC地址的主机都配置它属于哪个组。这种划分VLAN方法的最大优点就是当用户物理位置移动时，即从一个交换机换到其他的交换机时，VLAN不用重新配置，所以，可以认为这种根据MAC地址的划分方法是基于用户的VLAN，这种方法的缺点是初始化时，所有的用户都必须进行配置，如果有几百个甚至上千个用户的话，配置是非常累的。而且这种划分的方法也导致了交换机执行效率的降低，因为在每一个交换机的端口都可能存在很多个VLAN组的成员，这样就

43、无法限制广播包了。另外，对于使用笔记本电脑的用户来说，他们的网卡可能经常更换，这样，VLAN就必须不停地配置。 （3）根据网络层划分VLAN 这种划分VLAN的方法是根据每个主机的网络层地址或协议类型(如果支持多协议)划分的，虽然这种划分方法是根据网络地址，比如IP地址，但它不是路由，与网络层的路由毫无关系。 这种方法的优点是用户的物理位置改变了，不需要重新配置所属的VLAN，而且可以根据协议类型来划分VLAN，这对网络管理者来说很重要，还有，这种方法不需要附加的帧标签来识别VLAN，这样可以减少网络的通信量。 这种方法的缺点是效率低，因为检查每一个数据包的网络层地址是需要消耗处理时间的(相对

44、于前面两种方法)，一般的交换机芯片都可以自动检查网络上数据包的以太网帧头，但要让芯片能检查IP帧头，需要更高的技术，同时也更费时。当然，这与各个厂商的实现方法有关。 （4）根据IP组播划分VLAN IP 组播实际上也是一种VLAN的定义，即认为一个组播组就是一个VLAN，这种划分的方法将VLAN扩大到了广域网，因此这种方法具有更大的灵活性，而且也很容易通过路由器进行扩展，当然这种方法不适合局域网，主要是效率不高。 （5）基于规则的VLAN 也称为基于策略的VLAN。这是最灵活的VLAN划分方法，具有自动配置的能力，能够把相关的用户连成一体，在逻辑划分上称为“关系网络”。网络管理员只需在网管软件

45、中确定划分VLAN的规则（或属性），那么当一个站点加入网络中时，将会被“感知”，并被自己地包含进正确的VLAN中。同时，对站点的移动和改变也可自动识别和跟踪。 采用这种方法，整个网络可以非常方便地通过路由器扩展网络规模。有的产品还支持一个端口上的主机分别属于不同的VLAN，这在交换机与共享式Hub共存的环境中显得尤为重要。自动配置VLAN时，交换机中软件自动检查进入交换机端口的广播信息的IP源地址，然后软件自动将这个端口分配给一个由IP子网映射成的VLAN。 （6）按用户定义、非用户授权划分VLAN 基于用户定义、非用户授权来划分VLAN，是指为了适应特别的VLAN网络，根据具体的网络用户的特

46、别要求来定义和设计VLAN，而且可以让非VLAN群体用户访问VLAN，但是需要提供用户密码，在得到VLAN管理的认证后才可以加入一个VLAN。 * 以上划分VLAN的方式中，基于端口的VLAN端口方式建立在物理层上；MAC方式建立在数据链路层上；网络层和IP广播方式建立在第三层上。网络地址转换NAT（静态NAT配置、动态NAT配置及端口多路复用PAT）；6.NAT简介 借助于NAT，私有(保留)地址的内部网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的IP地址，一个局域网只需使用少量IP地址(甚至是1个)即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求。 NAT将自动修改IP报文

47、的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校验则在NAT处理过程中自动完成。有些应用程序将源IP地址嵌入到IP报文的数据部分中，所以还需要同时对报文进行修改，以匹配IP头中已经修改过的源IP地址。否则，在报文数据都分别嵌入IP地址的应用程序就不能正常工作。 NAT实现方式 NAT的实现方式有三种，即静态转换Static Nat、动态转换Dynamic Nat 和 端口多路复用OverLoad。 静态转换是指将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，IP地址对是一对一的，是一成不变的，某个私有IP地址只转换为某个公有IP地址。借助于静态转换，可以实现外部网络对内部网络中某些特定设备(如服务器)的访问

48、。 网络地址转换(NAT)的实现 在配置网络地址转换的过程之前，首先必须搞清楚内部接口和外部接口，以及在哪个外部接口上启用NAT。通常情况下，连接到用户内部网络的接口是NAT内部接口，而连接到外部网络(如Internet)的接口是NAT外部接口。 静态地址转换的实现 假设内部局域网使用的lP地址段为54，路由器局域网端(即默认网关)的IP地址为，子网掩码为。网络分配的合法IP地址范围为2835，路由器在广域网中的IP地址为29，子网掩码为

49、48可用于转换的IP地址范围为3034。要求将内部网址分别转换为合法IP地址3034。 第一步，设置外部端口。 interface serial 0 ip address 29 48 ip nat outside 第二步，设置内部端口。 interface ethernet 0 ip address ip nat inside 第三步，在内

50、部本地与外部合法地址之间建立静态地址转换。 ip nat inside source static 内部本地地址内部合法地址。 示例： ip nat inside source static 30 /将内部网络地址转换为合法IP地址30 ip nat inside source static 31 /将内部网络地址转换为合法IP地址31 ip nat inside source static

51、32 /将内部网络地址转换为合法IP地址32 ip nat inside source static 33 /将内部网络地址转换为合法IP地址33 ip nat inside source static 34 /将内部网络地址转换为合法IP地址34 至此，静态地址转换配置完毕。 7.常用动态路由协议的分析 RIP RIP（路由信息协议）是路由器生产商之

52、间使用的第一个开放标准，是最广泛的路由协议，在所有IP路由平台上都可以得到。当使用RIP时，一台 Cisco路由器可以与其他厂商的路由器连接。RIP有两个版本：RIPv1和RIPv2，它们均基于经典的距离向量路由算法，最大跳数为15跳。 RIPv1是族类路由（Classful Routing）协议，因路由上不包括掩码信息，所以网络上的所有设备必须使用相同的子网掩码，不支持VLSM。RIPv2可发送子网掩码信息，是非族类路由（Classless Routing）协议，支持VLSM。 RIP使用UDP数据包更新路由信息。路由器每隔30s更新一次路由信息，如果在180s内没有收到相邻路由器的回应，则认为去往该路由器的路由不可用，该路由器不可到达。如果在240s后仍未收到该路由器的应答，则把有关该路由器的路由信息从路由表中删除。 RIP具有以下特点： 不同厂商的路由器可以通过RIP互联； 配置简单； 适用于小型网络（小于15跳）； RIPv1不支持VLSM； 需消耗广域网带宽； 需消耗CPU、内存资源。 RIP的算法简单，但在路径较多时收敛速度慢