《计算机组网及Wireshark实验教程》课件1- 局域网的构建

第1部分局域网的构建

1.1基础知识1.1.1局域网1.1.2以太网技术1.1.3链路层编址1.1.4以太网交换机1.1.5虚拟局域网1.2能力培养目标1.3实验内容网络中大部分的通信内容来自于应用层，也就是应用程序；接着交给计算机的操作系统，然后是网卡最后通过通信链路，例如网线，再经由交换机发送到目的主机。如果目的主机和源主机在同一个网络中，数据将直接交付；如果目的主机和源主机不在同一个网络中，那么数据会经由网关代为转发，最后交付到目的主机。

基础知识局域网（LOCALAREANETWORK）简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联而成的计算机网络。“某一区域”可以是同一办公室、同一栋建筑物、同一个公司或者同一个学校等，范围一般在几百米以内。在同一局域网内的计算机可以方便地实现文件、应用软件、打印机、扫描仪等资源的共享功能。

1.1.1局域网路由器上的WAN口就是用来连接外网（Internet），或者说是连接宽带运营商的接入设备的。路由器上的LAN口（1、2、3、4），用来连接内网（局域网）中的设备。所以家里的路由器构建了一个局域网，同时通过接口－WAN口连接到了广域网（INTERNET）。家用的路由器如果有无线上网的功能，那么它还会帮我们构建一个无线局域网络，这时它就叫做无线路由器。

1.1.1局域网243WAN1以太网是有线局域网市场事实上的工业标准，是到目前为止最为成功的有线局域网技术。共享式以太网CSMA/CD多路访问和碰撞检测协议交换式以太网以太网交换机(交换机端口到主机网卡继续使用CSMA/CD)

1.1.2以太网技术以太网在不断发展的过程中，从共享式以太网到HUB的发明，到交换式以太网，有一个历经40年保持不变的东西，那就是以太网帧的数据结构。

1.1.2以太网技术最大传输单元MTU（MaximumTransmissionUnit）是1500字节。这意味着如果一个IP数据报的长度超过了1500字节，那么该数据报发送进入一个以太网之前，主机必须将这个数据报分片。并不是计算设备本身具有MAC地址，而是节点的网卡或者适配器具有MAC地址。MAC地址长度为48位，共有248个可能的MAC地址。MAC地址就如同身份证上的号码，具有全球唯一性。

1.1.3链路层编址链路层帧的三种传播方式第一种方式是单播。第二种发送方式是广播

广播帧的目的MAC地址为十六进制的FF-FF-FF-FF-FF-FF。第三种发送方式为组播，组播转发可以理解为选择性的广播。工作于网络模型的第二层（即数据链路层），是一种根据MAC地址识别结果转发以太网帧的网络设备。它的任务是接收以太网帧并将它们转发到相应的端口。

1.1.4以太网交换机

三种方式：直通转发（cut-throughswitching），存储转发（store-and-forwardswitching），无碎片转发（segment-freeswitching）。交换机的过滤和转发过滤（filtering）是交换机决定一个帧应该转发到某个端口还是将其丢弃的过程。转发（forwarding）是决定一个帧应该被导向哪个端口，并把该帧发送到这个端口的过程。交换机的过滤和转发借助于交换机转发表来完成。交换机转发表的建立-自学习的过程，它是自动构建的。

1.1.4以太网交换机一个广播域是指网络中所有能接收到同样广播消息的设备集合。VLAN通常在交换机或路由器上实现。

现在使用最广泛的VLAN协议标准是IEEE802.1Q。它在以太网帧中增加VLAN标签来给以太网帧进行分类。VLAN优点

限制了网络上的广播流量。增强局域网的安全性。方便了网络管理。

1.1.5虚拟局域网

VLAN划分标准按端口划分VLAN：

这种根据交换机端口来划分VLAN的方式是最常用的一种方式，是一种物理层上划分VLAN的方法。被设定为同一个VLAN的端口在同一个广播域中。按MAC地址划分VLAN。按网络层协议或地址划分。基于策略的VLAN。

1.1.5虚拟局域网

理解计算机IP地址配置的基本方法和目的，以及常用网络命令的功能和操作方法；掌握网线制作的线序标准和RJ-45接头的基本制作方法；了解交换机的功能，掌握交换机的连接方法、配置模式、配置命令以及基本参数的设置方法；了解VLAN的功能，掌握VLAN的Access接口、Trunk接口的配置方法，以及通过三层交换机实现VLAN间通信的配置方法；了解生成树的概念，理解生成树的选举规则，掌握快速生成树协议的基本配置方法。

1.2能力培养目标网络配置及常用命令；双绞线的制作；交换机的基本配置；交换机的VLAN配置；交换机的生成树配置。

1.3实验内容实验原理计算机要联网就需要配置一个IP地址。从计算机配置的角度来说，有两种途径获得一个IP地址：

动态配置和静态配置。实验目的•掌握计算机IP地址的静态配置方法•掌握ipconfig、netstat、ping命令的使用方法

1.3.1网络配置及常用命令实验原理在网线制作过程中，通常采用的T568A和T568B是指用于8针配线（最常见的就是RJ-45水晶头）模块插座/插头的两种线序颜色标准。实验目的•熟悉网线制作的工具•了解T568A和T568B线序颜色标准•掌握网线制作的基本技能•掌握网线连通性检测的基本方法

1.3.2双绞线的制作实验原理交换机的管理方式基本分为两种：带内管理和带外管理。通过交换机的Console（控制台）端口管理交换机属于带外管理，不占用交换机的网络端口，其特点是需要使用配置线缆进行近距离配置。第一次配置交换机时必须利用Console端口进行配置实验目的•掌握交换机各种命令行操作模式的区别•掌握获取各种帮助信息的方法•熟悉交换机的基本配置和管理，包括交换机名称、端口，以及配置保存•熟悉命令行界面的操作技巧

1.3.3交换机的基本配置实验原理交换机能有效隔离冲突域，为了进一步减少数据广播影响的范围，提高局域网安全性，可以使用虚拟局域网即VLAN技术把一个物理的LAN在逻辑上划分成多个广播域。同一VLAN的计算机间可以直接通信，而不同VLAN之间的主机不能直接通信。实验目的•理解VLAN的应用场景•掌握VLAN的基本配置•理解数据报跨越VLAN路由的原理•掌握多层交换网络连通的方法

1.3.4交换机的VLAN配置实验原理在多个交换机互联的网络中，有可能出现交换网络的环路问题。生成树协议（Spanning-TreeProtocol，STP）的目标就是解决交换网络中的环路问题实验目的•理解生成树协议工作原理•掌握快速生成树协议RSTP基本配置方法•理解STP的选举过程•掌握修改交换机优先级的方法•理解根端口的选举过程

1.3.5交换机的生成树配置第2部分网络的互联2.1基础知识2.1.1路由器基本结构2.1.2网络延迟的形成2.1.3IP数据报2.1.4子网和IP地址2.1.5Internet的层次路由2.1.6内网和NAT2.2能力培养目标2.3实验内容第3部分网络的应用3.1基础知识3.1.1应用程序的体系结构