网络设备安装与调试技术 课件 第1章-网段内的互联

第1章网段内的互联编著：

秦燊劳翠金

用通信设备和线路将不同位置、相对独立的多台计算机连接起来，并配置相应系统和软件，在原来独立的计算机之间实现软硬件共享和信息传递等形成的系统就是计算机网络。电脑、手机、打印机、服务器等通过计算机网络可实现物理互连、逻辑互联和资源共享。物理互连是基础，逻辑互联和资源共享是目的。互联的方式可分为有线和无线。1.1物理互连1.1.1两台电脑间的有线互连

一、探究两台电脑互连用直通线还是交叉线如图所示，打开模拟器PacketTracer8，分别用直通线和交叉线连接两台电脑。观察:直通线两端指示为红色，交叉线两端指示为绿色。结论：两台电脑直接相连应该用交叉线。图1-1两台电脑间的有线互连二、对直通线与交叉线的分析双绞线由八根不同颜色的细线缆组成，直通线与交叉线的区别在与双绞线两端细线缆的线序排列。在100M/S的快速以太网中，1、2号细线缆用于发送数据，3、6号细线缆用于接收数据。直通线两端的线序都是1、2、3、4、5、6、7、8。交叉线一端的1、2号位线交叉连到对端的3、6号位，即另一端的线序变成3、6、1、4、5、2、7、8。两台电脑采用交叉线相连符合快速以太网数据收发的规定，即一端1、2号位发送的数据，另一端在3、6号位接收。1.1.2多台电脑间的有线互连多台电脑互连时要借助交换机，各电脑都要先连到交换机，再由交换机转发。一、探究电脑与交换机间互连用直通线还是交叉线1.如图1-2所示，打开PacketTracer8，用直通线将三台电脑连接到交换机。为了能在网络拓扑图中显示出交换机各端口的标识，可以点击菜单“Options”的“Preferances...”选项。在弹出的对话框中勾选“AlwaysShowportLabelsinLogicalWorkspace”复选框。

图1-2三台电脑通过交换机相连2.可以看到，网线两端显示为绿色，说明电脑与交换机间需要用直通线连接。3.请读者尝试用交叉线连接，观察效果。二、探究交换机与交换机互连用直通线还是交叉线在组建更大规模的网络时，需要将多台交换机互连到一起，请读者参照之前的实验，用类似的方法探究交换机与交换机互连用直通线还是交叉线。提示：交换机的端口可分为普通端口和级联端口。级联端口一般标有“UPLINK”或“MDI”等标志。进行交换机间的互连时，可使用直通线将一台交换机的级联端口与另一台交换机的普通端口连接，也可使用交叉线将两台交换机的普通端口互连。三、端口类型分析端口类型可分为MDI和MDIX。MDI端口不对输入信号的线序进行调整，MDIX端口则会将接收到的1、2号位输入信号调整到3、6号位。电脑网卡端口的类型为MDI，交换机普通端口的类型为MDIX，交换机的级连端口类型为MDI。同类端口互连时，需要使用交叉线；异类端口互连时，需要使用直通线。1.1.3电脑间的无线互连一、探究电脑与家用无线路由器互连的方法1.在PacketTracer8中拖出两台电脑和一台家用无线路由器。2.如图1-3所示，为两台电脑添加无线网卡。方法是关闭电脑电源，将有线网卡从电脑移走，将无线网卡从备件区中拖入电脑中，最后打开电脑电源。图1-3PC1的Physical选项夹3.如图1-4所示，可以看到两台电脑自动连接到了家用无线路由器。图1-4无线连接拓扑及PC1属性的Config选项夹二、无线连接的分析如图1-4所示，分别点击两台电脑，查看电脑Config选项夹的Wireless0属性。可以看到两台电脑添加无线网卡后，都自动连接到了SSID为“Default”的无线网络。说明该家用无线路由器默认以“Default”为SSID名开启了对外的无线接入服务。1.2.1从十进制视角看逻辑互联一、探究IP地址和子网掩码

如图1-5所示，两台电脑已实现物理互连，实现逻辑互联？图1-5两台电脑通过交换机互联1.2逻辑互联就象寄信要写收件人地址和收件人姓名一样，电脑间通过有线或无线的方式实现物理互连后，还需要为各电脑配置IP地址和子网掩码，才能实现电脑间逻辑上的互联互通。

1.如图1-6所示，点击PC0后，在“Desktop”选项夹中点击“IPConfiguration”。

2.如图1-7所示，为PC0配置IP地址192.168.1.1，子网掩码255.255.255.0。图1-6PC0属性的Desktop选项夹图1-7PC0的IPConfiguraton对话框

3.用同样方法为PC1配置IP地址192.168.2.2，子网掩码255.255.255.0。

4.如图1-8所示，点击“CommandPrompt”进入电脑的命令框。

5.分别查看PC0和PC1的IP地址和子网掩码。以PC0为例，命令如下：C:\>ipconfigIPv4Address....................:192.168.1.1SubnetMask....................:255.255.255.0图1-8PC0属性的Desktop选项夹

6.测试两台电脑能否互通。以PC0pingPC1为例，命令如下：C:\>ping192.168.2.2Requesttimedout.可以看到，两台电脑无法互通。

7.将两台电脑的子网掩码都改为255.255.0.0，再次测试。命令如下：C:\>ping192.168.2.2Replyfrom192.168.2.2:bytes=32time<1msTTL=128可以看到两台电脑可以互相ping通了。二、IP地址和子网掩码

十进制视角下，IPv4地址由4段组成，每段的取值范围是0~255，段与段之间用小数点间隔开。子网掩码也由4段组成，有三种取值，分别是255.0.0.0、255.255.0.0和255.255.255.0。两台电脑能否互通，取决于它们的IP地址和子网掩码的组合。三、网络号和主机号

子网掩码可以将一个IP地址划分为网络号和主机号两部分。网络号用来标识电脑属于哪个网络，主机号用来标识电脑在这个网络中的编号。只有它们的网络号相同且主机号不同才能实现逻辑上的互通。

以IP地址192.168.2.1为例。若子网掩码是255.0.0.0，则192为网络号，168.2.1为主机号；若子网掩码是255.255.0.0，则192.168为网络号，2.1为主机号；若子网掩码是255.255.255.0，则192.168.2为网络号，1为主机号。四、实验结果分析

实验中，当两台电脑的子网掩码都是255.255.255.0时，PC0的网络号是192.168.1，PC1的网络号是192.168.2，属于不同网络，无法互通；当将两台电脑的子网掩码都为255.255.0.0时，它们的网络号都是192.168，属于同一个网络，可以互通。五、网络地址和广播地址

一个网络中最小的地址称为网络地址，最大的地址称为广播地址，介于最小和最大值之间的地址是可分配的地址。以IP地址192.168.1.2（子网掩码255.255.0.0）为例。这个IP地址所属的网络地址是192.168.0.0，192.168.0.0代表了整个网络，标识该网络所属的网段。该网络的后两组数是主机位，可容纳256*256（即65536）个地址。具体的说，网络地址192.168.0.0（子网掩码255.255.0.0）包含了192.168.0.0~192.168.255.255这65536个地址，其中192.168.0.1~192.168.255.254是可分配的地址。该网络的最大地址192.168.255.255是广播地址。1.2.2从二进制视角看逻辑互联

1.如图1-5所示，将PC0的IP地址设为192.168.1.1，子网掩码设为255.255.255.0。将PC1的IP地址设为192.168.1.200，子网掩码设为255.255.255.0。此时进行PC0pingPC1测试，可以观察到两台电脑能互通。这是因为它们的网络地址都是192.168.1.0，属于同一网段。

图1-5两台电脑通过交换机互联

2.保持PC0和PC1的IP地址不变，将它们子网掩码都改为255.255.255.128。此时进行PC0pingPC1测试，可以观察到，两台电脑不能互通了。下面从二进制的角度进行原因分析。

3.用二进制分别表示PC0和PC1的IP地址、子网掩码，将IP地址与子网掩码各位数码的位置对齐，用来求网络地址。子网掩码为1的位置，对应的IP地址部分的值直接抄写到网络地址部分；子网掩码为0的位置，直接将网络地址部分该位的值置0。下面是PC0和PC1的网络地址求解过程：PC0的IP地址11000000.10101000.00000001.00000001

子网掩码11111111.11111111.11111111.10000000网络地址11000000.10101000.00000001.00000000，用十进制表示是192.168.1.0。PC1的IP地址11000000.10101000.00000001.11001000

子网掩码11111111.11111111.11111111.10000000网络地址11000000.10101000.00000001.10000000，用十进制表示是192.168.1.128。可见，子网掩码变成255.255.255.128后，PC0和PC1的网络地址就会变得不同，互相之间也就无法ping通了。1.2.3有类地址与无类地址

一、有类地址

IPv4设计之初，将IP地址划分为A、B、C、D、E五类，称为有类地址，其中A、B、C类用于单播，D类用于组播，E类保留。按规定，A类地址的子网掩码为255.0.0.0，B类地址的子网掩码为255.255.0.0，C类地址的子网掩码为255.255.255.0。

A类地址的首字节以0开头（00000000~011111111），子网掩码255.0.0.0，地址范围是0.0.0.0~127.255.255.255，可指派范围是1.0.0.0~126.255.255.255，首字节0用来代表“本网络”、127被保留用作环回地址。

B类地址的首字节位以10开头（10000000~101111111），子网掩码255.255.0.0，地址范围是128.0.0.0~191.255.255.255。

C类地址的首字节位以110开头（11000000~11011111），子网掩码255.255.255.0，地址范围是192.0.0.0~223.255.255.255。

D类地址的首字节位以1110开头（11100000~11101111），地址范围是十进制的224.0.0.0~239.