《网络互联技术》（第2版） 课件 汪双顶 项目1-8 网络与通信入门 -IP子网规划

《网络互联技术》第2版十四五职业教育国家规划教材项目1网络与通信入门【项目背景】小王是某学院的一名网络工程师，想参加全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试（简称“软考”）。为了获得该岗位证书，小王利用空闲时间系统学习网络和通信知识，并且在机房中组建双机互联对等网络，初期规划如图所示，以便进一步了解组网知识积累组网经验。1．知识目标（1）了解网络发展历程。（2）了解网络分类。（3）了解网络通信系统组成和网络通信过程。2．技能目标组建双机互联对等网络。3．素质目标（1）增强读者对中国制造、科技强国的认同感，以及读者的爱国情怀和民族自豪感。（2）通过对网络与通信入门知识的讲解，培养读者在网络和通信方面的安全意识，使读者具备良好的信息素养，为数字中国建设夯实基础。【项目目标】1.1网络功能【知识准备】【技术介绍】网络通信则指相同网络协议的计算机进行的信息沟通与交流。为了实现网络通信，需要使用双绞线、同轴电缆或光纤等通信介质，通过网络互联设备，把分散的多台计算机进行连接，并通过网络通信协议进行通信。【技术介绍】把两台计算机连接，构成比较简单的双机互联对等网络。把全球计算机进行连接，构成全球互联网。网络实现的功能包括：硬件共享、资源共享、负载均衡、数据通信和保障系统可靠5个方面。【技术介绍】

1.1网络功能

1．硬件共享

通过网络共享网络各种硬件：服务器、存储器、打印机。共享硬件的好处：提高硬件使用效率、节约开支。【技术介绍】

1.1网络功能

2．资源共享

互联网是巨大信息共享资源库，接入互联网与其他用户共享网上资源。依托互联网信息海洋，人类社会步入信息时代”。【技术介绍】

1.1网络功能

3．负载均衡

负载均衡将同一项目承担任务，均衡分配给网络中不同区域计算机（主机），实现分布式处理。【技术介绍】

1.1网络功能

4．数据通信

组建网络的一个主要目的就是让分布在不同空间中的用户实现远程通信，如发送电子邮件、打互联网协议（IP）电话、开线上会议等。【技术介绍】

5．保障系统可靠

网络冗余提高网络稳定性和可靠性，依托大型数据灾备中心（DisasterRecoveryCenter）实现数据存储、数据同步、数据备份、数据恢复、安全加固、容灾设计功能，保障系统可靠。

1.2网络发展历程【知识准备】【技术介绍】

1.2网络发展历程

20世纪50年代，美国半自动化地面防空系统（Semi-AutomaticGroundEnvironment，SAGE）开启计算机与通信技术结合。1958年，该系统第一个指挥中心使用；1961年，全部指挥中心使用。【技术介绍】

1.2网络发展历程

1．第一代计算机网络系统

20世纪50年代，科技工作者将分散、无处理能力终端机，使用通信线路连接到大型计算机（大型机），通过分时控制系统，等候大型机轮流处理，实现多终端机分时使用大型机资源。【技术介绍】

2．第二代计算机网络系统

20世纪60年代，由于生产需要，产生共享远程大型计算机资源需求，出现大规模互联网络。其中，终端机（发送计算机）和远程大型计算机（接收计算机）通过接口消息处理器（InterfaceMessageProcessor，IMP，路由器前身），构成通信子网系统。【技术介绍】

2．第二阶段：第二代计算机网络系统1969年，美国国防部高级研究计划局（DARPA）组建高级研究计划局网络（AdvancedResearchProjectsAgencyNetwork，ARPANET）。ARPANET项目是计算机网络发展历程中重要里程碑。【技术介绍】

3．第三阶段：开放、互联的计算机网络系统1984年，国际标准化组织（ISO）制定开放系统互连模型（OpenSystemInterconnection-ReferenceModel，OSI-RM）。标志世界统一网络体系结构形成，即开放、互联网络系统形成。【技术介绍】

4．第四阶段：互联网

20世纪80年代，个人计算机（PC）技术、局域网（LAN）技术成熟，出现高速传输网络技术，网络向综合化、高速化发展，进入吉比特、多媒体、智能化发展阶段。【技术介绍】

4．第四阶段：互联网第四阶段标志成果：一是互联网作为全球网际网，在各方面发挥重要作用；二是局域网技术成熟，得到普及；三是计算机网络和电信网络融合，促进宽带城域网（MAN）技术演变。【技术介绍】

5．第五阶段：下一代网络

21世纪以来，下一代网络（NextGenerationNetwork，NGN）技术成熟，实现互联网、移动通信网络、电话通信网络和光网络等多网融合，提供包括语音、数据和多媒体等各种业务在内综合、开放网络架构，建设统一IP网络。【技术介绍】

5．第五阶段：下一代网络

（1）三网融合技术计算机网络、电信网络和有线电视网络相互渗透，技术相互吸收，趋向一致，各类网络设备互联互通，应用层采用统一通信协议，各类应用相互融合。【技术介绍】

5．第五阶段：下一代网络

（2）5G技术5G技术是新一代蜂窝移动通信技术，其优势在于数据传输速率最高可达20Gbit/s，比4G技术的数据传输速率快100倍。推动“物联网时代”的到来。【技术介绍】

5．第五阶段：下一代网络

（3）移动通信网络移动通信网络基于电信网络系统，在两个及以上规定基站之间提供网络连接，实现网络通信。移动通信网络把生活中的智能移动终端（如手机、计算机等便携式电子设备）连接到公共网络，实现互联网接入。【技术介绍】

5．第五阶段：下一代网络

（3）移动通信网络自20世纪90年代以来，移动通信网络经过了多个阶段的发展，即1G技术、2G技术、3G技术、4G技术和5G技术。推动人类社会进入“移动互联网时代”。【技术介绍】

5．第五阶段：下一代网络

（4）云计算技术云计算将庞大的计算处理项目自动拆分成多个较小的子项目，然后，把这些子项目分配给由多部网络服务器组成的系统进行处理，并将处理结果返回给用户。【技术介绍】

5．第五阶段：下一代网络

（5）物联网技术物联网是通过信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种通信感知技术，实时采集需要监控、连接、互动的物体，实现物与物、物与人的网络连接，提供智能化识别、定位、跟踪、监控和管理功能的一种信息网络。【技术介绍】

5．第五阶段：下一代网络

（6）大数据技术随“云时代”来临，大数据与云计算密不可分。对于大数据，采用分布式网络架构处理，依托云计算分布式处理、分布式数据库、云存储和虚拟化技术，对海量数据分布式处理。

1.3网络分类【知识准备】【技术介绍】

1.3网络分类1．按照网络覆盖的地理范围按网络范围分类，分为：局域网、城域网和广域网。（1）局域网局域网在数百米到数千米。使用局域网组网技术，组建小范围内计算机、服务器以及网络设备互联系统，实现资源共享。【技术介绍】1．按照网络覆盖的地理范围（2）城域网城域网地理范围在数十千米到数百千米，覆盖一个城市或地区，建立中等范围联网。典型城域网有教育城域网、省级电子政务专网等。【技术介绍】1.3网络分类1．按照网络覆盖的地理范围（3）广域网广域网通过电信运营商网络，实现十千米到数千千米网络连接，提供远距离网络通信，形成国际性大型网络。典型广域网是互联网。【技术介绍】2．按照网络使用的传输介质

按照网络使用传输介质，可以把网络分为有线网络和无线网络。有线网络使用有线传输介质，如双绞线（TwistedPair）、同轴电缆、光纤等；无线网络使用无线介质，如无线电波、微波、红外线等。【技术介绍】2．按照网络使用的传输介质

（1）双绞线两条绝缘导线，采用绞合结构，减少电磁干扰，互相抵消。双绞线标准如下。标准568B：白橙—1，橙—2，白绿—3，蓝—4，白蓝—5，绿—6，白棕—7，棕—8。标准568A：白绿—1，绿—2，白橙—3，蓝—4，白蓝—5，橙—6，白棕—7，棕—8。【技术介绍】2．按照网络使用的传输介质

按屏蔽层分为非屏蔽双绞线（UnshieldedTwistedPair，UTP）和屏蔽双绞线（ShieldedTwistedPair，STP）。屏蔽双绞线有金属屏蔽层，阻止外部电磁干扰，防止信息窃听，获得更高传输速率；非屏蔽双绞线即普通网线，没有屏蔽层，价格低廉，传输速率低，广泛用在生活中。【技术介绍】1.3网络分类2．按照网络使用的传输介质

（2）同轴电缆由内导体（铜质芯线）、绝缘层、网状屏蔽和塑料保护层组成，早期以太网传输介质。【技术介绍】2．按照网络使用的传输介质

（3）光纤光纤利用光学通信，在发送端采用发光二极管或半导体激光器，在电脉冲作用下，产生光脉冲（光脉冲携带信息光信号）；在接收端，光电二极管作为检测器，接收光信号，转为电信号，恢复数据。【技术介绍】2．按照网络使用的传输介质

（3）光纤光纤传输距离长，传输速率高，抗干扰性强，是远程骨干网络理想的传输介质之一。根据模数不同，光纤可以分为单模光纤和多模光纤。【技术介绍】2．按照网络使用的传输介质

（3）光纤光纤通信原理和光纤通信过程。【技术介绍】2．按照网络使用的传输介质

（4）无线电波、微波、红外线等无线传输介质利用无线射频信号，发送信号和接收信号，实现无线网络通信传输。人们利用无线电波、微波、红外线等不同波段无线传输介质，实现通信。【技术介绍】1.3网络分类3．按照网络拓扑网络拓扑（NetworkTopology）是传输介质连接各种网络设备，形成物理布局。按照拓扑把网络分为星形网络、总线型网络、环形网络、树形网络、全网状网络和部分网状网络。【技术介绍】4．按照网络中信号的交换方式

按照信号交换方式，分为：电路交换网络、报文交换网络、分组交换网络。（1）电路交换网络通信前，通过用户呼叫建立从主叫端到被叫端物理链路进行通信；当通信结束后，释放链路。优点是传输速率高、可靠性有保证，缺点是带宽浪费大。典型的电路交换网络是电话通信网络。【技术介绍】4．按照网络中信号的交换方式

（2）报文交换网络使用报文方式通信，报文由数据和报头组成，报头包含源地址和目的地址。设备根据报头目的地址，匹配路由表（RoutingTable），为报文选择最佳传输路径。【技术介绍】4．按照网络中信号的交换方式

（2）报文交换网络节点（计算机）接收报文，暂存在存储器，等线路空闲，根据报头目的地址，将转发到下一节点。如此往复，直到报文到达目的地址对应的终端。报文交换也称存储转发，不需要预先建立专用通信链路，不独占，通信费用很低，通信延迟很大。【技术介绍】4．按照网络中信号的交换方式

（3）分组交换网络是报文交换升级，把报文分为更短、更标准分组（Packet，包）进行传输。短小，速度快。【技术介绍】4．按照网络中信号的交换方式

（3）分组交换网络在分组交换中，以分组为传输单位，提高设备纠错能力，提高重传效率；此外，不必先建立连接，为不同分组动态选择传输路径，有利于降低传输延迟。分组交换分为如下两种方式：数据报（Datagram）分组和虚电路（VirtualCircuit）。【技术介绍】4．按照网络中信号的交换方式

（3）分组交换网络①数据报分组。报文分割成一个个更小分组（如P1、P2、P3、…），都含有源地址和目的地址，按顺序发送给中间节点；中间节点接收一个分组，存储起来，再为分组独立寻找路径。【技术介绍】4．按照网络中信号的交换方式

（3）分组交换网络②虚电路。两台设备在发送数据前，通过逻辑连接，建立虚电路，所有分组沿着这条逻辑连接建立虚电路传输。优点是通信传输效率高，产生延时短；缺点是对物理网络依赖性强。

1.4网络通信介绍【知识准备】【技术介绍】1.4网络通信介绍1．什么是网络通信

通信网络将网络中孤立设备物理连接，实现人与人、人与计算机、计算机与计算机之间通信链路，实现资源共享和通信。【技术介绍】2．网络通信系统组成

网络通信系统由IP数据包、发送方、接收方、传输介质和通信设备5部分组成。【技术介绍】1.4网络通信介绍2．网络通信系统组成

（1）IP数据包：通信中的数据块，也称数据包。文本、数字、图片、音频、视频等信息被编码后，以IP数据包形式传送。（2）发送方：发送IP数据包设备，计算机、服务器、手机等。（3）接收方：接收IP数据包设备，计算机、服务器、手机、电视等。（4）传输介质：信号传送的载体。光纤、双绞线。（5）通信设备：通信中转设备。【技术介绍】1.4网络通信介绍3．网络通信过程网络通信过程包含封装、传输和解封装3个步骤。【技术介绍】1.4网络通信介绍3．网络通信过程①终端设备传输信息，封装IP数据包。②封装IP数据包传输给网关路由器，网关重新封装，送往中间节点设备转发。③数据包经过互联网传输到目的地址所在网络本地网关对IP数据包解封装，寻找到目标计算机。报文到达目标计算机，确认无误后接收，将数据载荷交应用程序处理。至此，一次完整的网络通信过程结束。【项目小结】本项目针对网络工程师工作岗位要求掌握的网络与通信入门知识进行介绍。首先，本项目介绍了什么是通信和网络通信，以及网络的功能；其次，本项目介绍了网络发展历程，以及网络的不同角度的分类方式；最后，本项目介绍了网络通信知识，以及网络通信系统组成。学习完本项目后，读者应该掌握锐捷EVE模拟器的使用方法，并且会使用EVE模拟器组建双机互联对等网络。THANKS

人民邮电出版社《网络互联技术》第2版十四五职业教育国家规划教材项目2网络体系结构【项目背景】为了加深对网络通信标准知识的直观理解，小王准备组建办公网，初期规划如图所示，以便学习网络通信标准知识，积累组网经验。1．知识目标（1）了解网络体系结构和网络通信协议。（2）了解OSI-RM通信标准及其各层功能。（3）了解TCP/IP通信标准，掌握TCP/IP各层的主要协议。2．技能目标会组建简单的办公网。3．素质目标（1）培养读者整理知识笔记的习惯，按照标准格式制作实训报告。（2）培养读者和同学友好沟通的能力，建立团队协作关系。在小组实训中，做到项目明确、分工合理、落实到位、工作有序。【项目目标】2.1网络体系结构与网络通信协议【知识准备】【技术介绍】

随着计算机网络技术的发展，各厂商开发出多种不同网络系统。如何实现互联互通？采取怎样措施管理这些系统？……人们根据网络体系结构（NetworkArchitecture）建立一个网络通信模型，解决这些问题。【技术介绍】网络体系结构采用分层方式，由服务、接口和协议组成。①服务：某一层为上一层提供怎样功能。②接口：上一层使用下一层服务的方式。③协议：通信双方对传送内容、形式、应答的约定。【技术介绍】

2．网络通信协议网络通信协议是通信双方进行信息传输和控制信息传输时必须遵守的各种标准和约定，由语义、语法和时序3要素组成。①语义：规定通信双方“讲什么”，即发出何种信息，完成何种动作，如何应答。②语法：规定通信双方“如何讲”，即确定传输信息的格式、编码等。③时序：规定通信双方“何时通信”，即对实现顺序进行说明，也称为“同步”。【技术介绍】

2．网络通信协议协议是不同开放系统的对等层之间的通信约定，通过协议可以实现对等层之间的虚拟对话。实体的对等层之间不直接相连，协议实现的是虚通信。实通信需要依靠实体中的上下层之间提供服务，并借助最底层的物理介质来实现。

2.2网络OSI-RM通信标准【知识准备】【技术介绍】1．OSI-RM概述1984年，ISO制定了OSI-RM。为OSI-RM，该模型通过IMP实现网络的互联互通。【技术介绍】

2．OSI-RM各层功能

OSI-RM将网络通信过程分成7层，由高到低分别是应用层（ApplicationLayer）、表示层（PresentationLayer）、会话层（SessionLayer）、传输层（TransportLayer）、网络层（NetworkLayer）、数据链路层（DataLinkLayer）和物理层（PhysicalLayer）。【技术介绍】

2．OSI-RM各层功能

（1）应用层应用程序与网络接口。用户提供服务，帮助用户完成使用网络完成工作。如Telnet协议为用户提供远程登录服务过程。【技术介绍】

2．OSI-RM各层功能

（2）表示层对上层传输信息转换，保证被另一台终端应用层接收，实现加密、压缩、转换等。（3）会话层会话层为两个通信实体建立连接，实现应用程序之间连接建立、连接维持、会话同步。【技术介绍】

2．OSI-RM各层功能

（4）传输层提供应用程序端到端（PorttoPort）通信连接。因为各种通信网络差异大，传输层对上层提供透明（不依赖于具体网络）、可靠传输。【技术介绍】

2．OSI-RM各层功能

（5）网络层实现不同网络IP数据包传输。网络层进行路由选择（寻径），保证上层数据准确、无误传输到目的网络。其中，网络层PDU称IP数据包。典型设备是路由器。【技术介绍】

2．OSI-RM各层功能

（6）数据链路层数据链路层负责相邻节点链路建立、维持和拆除；将信息组装成帧，在物理通道传送。为弥补物理层不足，数据链路层还要对数据帧校验和纠错。数据链路层PDU称帧，典型设备是交换机。【技术介绍】2．OSI-RM各层功能

（7）物理层物理层为数据传输，提供标准化物理连接服务。定义通信设备之间接口标准，规定机械特性、电气特性、功能特性、规程特性。物理层PDU称比特流，典型设备是集线器（Hub）。【技术介绍】3．数据封装和解封装

按照OSI-RM标准，在发送数据前，发送设备从上到下逐层添加各层控制信息（报头），形成最后比特流。封装使通信设备上、下层接口知道如何处理数据。【技术介绍】3．数据封装和解封装

接收设备按OSI-RM标准，从下到上逐层剥离同等层封装信息，称解封装。最后，把原始数据提交给应用层进行处理，完成通信过程。2.3网络TCP/IP通信标准【知识准备】【技术介绍】

2.3TCP/IP通信标准美国DARPA实现ARPANET计划，开发网络通信标准，实现不同类型网络联通。1．TCP/IP通信特点TCP/IP规划4层结构，即应用层、传输层、网络层（网际层）和网络接口层。接口层没有规划内容。【技术介绍】1．TCP/IP通信特点TCP/IP通信标准研发比OSI-RM更早，OSI-RM通信标准是在TCP/IP通信标准上的细化，因此TCP/IP更简单，OSI-RM更精细。【技术介绍】2．TCP/IP各层功能（1）应用层对应OSI-RM会话层、表示层和应用层，向用户提供应用服务，方便使用网络。应用层包含多种应用，如FTP、简易文件传送协议（TFTP）、HTTP、简单邮件传送协议（SMTP）等。【技术介绍】2．TCP/IP各层功能（2）传输层传输层介于通信子网和资源子网间，为终端程序提供端到端服务。其中，通信子网完成通信；资源子网完成数据处理。传输层两个协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。【技术介绍】2．TCP/IP各层功能（3）网络层网络层允许终端将封装包发送到网上，为这些包选择最佳路径，到达目的网络。网络层包含多个协议，如IP、互联网控制报文协议（ICMP）、互联网组管理协议（IGMP）和ARP等。【技术介绍】2．TCP/IP各层功能（4）网络接口层网络接口层实现数据从一台终端到另一台终端方法，穿越多个物理网过程。包括数据封装成帧；通过物理介质（如光纤、双绞线、无线电波等），穿越物理网。【技术介绍】2．TCP/IP各层功能（4）网络接口层在设计TCP/IP通信标准时，没有考虑具体介质，没有对底层（数据链路层、物理层）规定。因此，网络接口层没有具体内容，指出终端使用底层协议，连接到某种网络，不同终端、不同网络使用底层协议不尽相同。【技术介绍】3．TCP/IP主要协议

（1）传输层主要协议传输层协议有TCP和UDP，为两台终端应用程序提供端（端口）到端（端口）通信。在这个过程中，传输层使用TCP和UDP经典协议实现可靠通信。【技术介绍】3．TCP/IP主要协议

（1）传输层主要协议：TCPTCP保障网络通信质量，实现应用程序之间可靠通信，将数据准确、可靠、按顺序从源端口传到目的端口，提供可靠、无差错通信服务，保障网络通信质量。图为TCP报文格式。【技术介绍】（1）传输层主要协议：TCPa．3次握手机制TCP使用3次握手建立连接，保障通信可靠性。其中连接可由任何一方发起。如图3次握手过程。【技术介绍】（1）传输层主要协议：TCPa．3次握手机制第1次握手，客户机发请求。第2次握手，服务器收到请求发送确认，实现通信同步。第3次握手时，客户机告知服务器，客户机已收到确认消息，开始通信。【技术介绍】（1）传输层主要协议：TCPb．4次挥手机制客户机和服务器之间通过4个报文关闭连接，称为4次挥手。第1次挥手时，客户机发送FIN报文，表示发送完毕，客户机进入FIN_WAIT_1。第2次挥手时，服务器收到FIN报文，发送确认给客户机，客户机等待数据传输完毕。第3次挥手时，数据传输完毕后，服务器发送FIN报文给客户机，通知关闭连接，服务器进入LAST_ACK状态。第4次挥手时，客户机向服务器发送ACK报文，进入TIME_WAIT状态。服务器收到ACK报文段，关闭连接。【技术介绍】4次挥手机制【技术介绍】（1）传输层主要协议：TCP。

c．重传机制为了避免丢包，TCP使用重传纠错。在传输中，接收到信息立即发回应答（ACK），通知正确接收，ACK是下一个报文。如果没有收到确认，发送方需要重新发送。【技术介绍】（1）传输层主要协议：TCPd．滑动窗口机制TCP滑动窗口，动态改变窗口大小，控制流量。TCP有两个滑动窗口：一个用于接收数据，另一个发送数据。通过滑动窗口控制流量。【技术介绍】（1）传输层主要协议：TCPe．端口号传输层提供端到端通信，这里端指应用程序服务“端口”。计算机在同一时间运行多个程序，端口服务，标明一台计算机从特定进程传输信息，到另一台计算机特定进程。【技术介绍】（1）传输层主要协议:TCPe．端口号传输层使用源端口和目的端口通信。客户机使用的源端口随机分配，目的端口由服务器指定。源端口号为大于1023号；目的端口号为服务器启用应用程序（服务）端口号：0-1023。【技术介绍】3．TCP/IP主要协议

（1）传输层主要协议：

UDPUDP提供无连接通信服务：无须建立连接，实现快速通信服务。UDP只完成端口和差错检测功能，马上发送，加快速度。UDP对发送数据不排序、不重传、不流量控制，报文发送后，无法得知其是否已安全、完整地到达目的地址。图为UDP报文格式。【技术介绍】3．TCP/IP主要协议

（2）网络层主要协议:IPIP把不同底层物理网提交数据，统一封装成IP包，屏蔽物理网络细节，将IP包从一个网络传到另一个网络，实现互联互通。图为IP数据包通过网络层传输过程。【技术介绍】3．TCP/IP主要协议

（2）网络层主要协议：

IPIP对底层物理网硬件没要求，任何网络提交数据，使用IP统一封装成IP数据包。图为封装完成的IP数据包（类似信件）。【技术介绍】3．TCP/IP主要协议

（2）网络层主要协议：

IP为在复杂互联网，实现可靠传输，IP使用复杂标识信息，将数据封装成IP数据包。图为第4版互联网协议（IPv4）数据包的封装格式，包括分组头和数据部分。【技术介绍】3．TCP/IP主要协议

（2）网络层主要协议：ICMPIP是不可靠协议，需要借助其他协议，即ICMP，实现网络连接测试。ICMP允许计算机或路由器报告网络连接状况，提供异常连接报告，如通过测试（ping命令），了解网络连接是否畅通。【技术介绍】3．TCP/IP主要协议

（2）网络层主要协议：ARP

ARP协议：维护IP地址与MAC地址的映射关系，即ARP表项。在DOS（DOS）中，利用“ARP–a”命令，查看IP地址和MAC地址映射关系。2.4网络通信IEEE802通信标准【知识准备】【技术介绍】

2.4IEEE802通信标准IEEE802通信标准由电气电子工程师学会（IEEE）成立局域网/城域网标准委员会，制定一系列局域网和城域网技术标准。旨在规范网络设备在物理层和数据链路层通信，确保不同厂商设备在同一网络环境中协同工作。【技术介绍】2.4IEEE802通信标准1．IEEE802与OSI-RMIEEE802通信标准针对OSI-RM通信标准的最低两层，即物理层和数据链路层。将数据链路层细分为MAC子层和逻辑链路控制（LLC）子层。更细致规定设备如何在物理介质上发送和接收数据，如何在共享介质上，进行数据传输管理。【技术介绍】2.4IEEE802通信标准2．物理层功能IEEE802通信标准物理层：规定设备如何在物理链路上，正确传输二进制信号，包括信号的编码与解码、同步前导码的生成与去除、二进制位信号的发送与接收。【技术介绍】2.4IEEE802通信标准3．数据链路层功能数据链路层工作：把IP数据包封装成帧。保证可靠性，使用循环冗余校验（CyclicRedundancyCheck，CRC）技术。【技术介绍】3．数据链路层功能为了适应局域网环境，将数据链路层细分为两个子层：MAC层和LLC层。（1）MAC层MAC层解决与MAC有关问题，在物理层基础实现无差错通信。如在以太网、无线局域网（WLAN）中，MAC子层负责MAC机制实现，为MAC子层提供不同共享介质访问方法。【技术介绍】3．数据链路层功能（2）LLC层LLC层：把MAC层数据，封装成LLC格式，向网络层提供一致服务。LLC层：向网络层提供服务，建立和释放逻辑连接；实现数据链路层和网络层协议协商，提供访问接口（服务访问点）。

2.5网络通信层次化局域网【知识准备】【技术介绍】2.5层次化局域网按功能，把网络分为核心层、汇聚层和接入层，每层实现特定的网络服务功能，实现层次化结构网络设计，进行模块化管理。①核心层：为网络提供高速交换组件，完成数据的高速交换。【技术介绍】2.5层次化局域网②汇聚层：核心层和接入层的分界层，需要完成IP数据包的封装、过滤、寻址，提供IP策略，增强处理各种数据的能力。【技术介绍】2.5层次化局域网③接入层：保障用户接入网络，按优先级获得传输带宽，保障接入安全。【技术介绍】2.5层次化局域网1．核心层核心层是网络中心，实现数据高速交换。核心层设计重点：网络具有冗余，保障网络可靠性，实现高速传输。核心层采用双机热备份，保证网络核心稳定、可靠，达到均衡网络负载的目的。【技术介绍】2．汇聚层将来自用户网络数据流，进行汇聚，以减轻核心层负载。实现以下功能：制定策略（如拒绝某些不符合安全策略的数据流量，进入核心层转发）；保障部门或工作组网安全访问；完成虚拟局域网（VLAN）之间路由选择；在路由域间实施路由重分布，实现路由选择协议之间的选择和优化。【技术介绍】3．接入层为本地网络提供计算机的接入服务。实现的功能包括：支持汇聚层的访问控制和安全策略，为本地网络建立独立的冲突域，建立本地网络与汇聚层的网络连接，保障计算机的接入安全。【项目小结】本项目针对网络工程师工作岗位和软考需要掌握的网络通信标准知识进行介绍。首先，本项目介绍了网络体系结构与网络通信协议；然后，本项目介绍了OSI-RM通信标准，以及OSI-RM各层功能；之后，本项目介绍了TCP/IP通信标准，以及TCP/IP各层功能，重点介绍了传输层和网络层的通信协议；接下来，本项目介绍了IEEE802通信标准，重点介绍了物理层和数据链路层的通信过程；最后，本项目介绍了层次化局域网规划知识，重点介绍了核心层、汇聚层和接入层。THANKS

人民邮电出版社《网络互联技术》第2版十四五职业教育国家规划教材项目3局域网组网技术【项目背景】机房网速很慢，网络中心主任林老师到机房勘察发现网络中有大量广播，经过分析认为网速很慢是使用U盘导致计算机感染病毒，需要通过全网杀毒方式恢复网速。在网络中心兼职的小李同学困惑地问：为什么一台计算机感染病毒，会影响整个机房的计算机？林老师解释说，这是局域网（以太网）传输机制造成的。1．知识目标（1）了解局域网体系结构。（2）了解以太网技术。（3）了解以太网中的广播和冲突。

2．技能目标使用交换机组建办公网。3．素质目标（1）通过配置国产交换机，增强读者对中国制造的认同感以及民族自豪感。（2）培养读者整理知识笔记的习惯，按照标准格式制作实训报告。（3）培养读者保持工作环境干净的习惯，实现整洁的物料放置，遵守6S管理规范。（4）培养读者在实训现场的良好安全意识，懂得安全操作知识，严格按照安全标准流程进行操作。【项目目标】3.1局域网【知识准备】【技术介绍】3.1局域网1．局域网定义局域网指在地理位置有限范围内，将各种设备互联在一起，实现高速数据传输和资源共享的网络。局域网通常出现在企事业单位、学校等组织内部，用于实现组织内部设备的互联互通。【技术介绍】3.1局域网1．局域网定义影响局域网传输效率的要素包括网络拓扑、传输介质与MAC方法。局域网具有以下特点。①

覆盖范围小，一般为数百米到数千米，可以覆盖一所学校或一个园区企业。②

数据传输速率高，最高速率达100Gbit/s。③

误码率低，采用基带传输，使用高质量传输介质，传输质量高。④

支持多种传输介质。⑤

组网简单，建网成本低，周期短，便于管理和扩充。【技术介绍】3.1局域网

2．局域网体系结构局域网覆盖范围小，不进行大规模路由选择，IEEE802通信标准规划为两层架：物理层和数据链路层。为了细化局域网通信过程，IEEE802通信标准把数据链路层细分为两个子层，分别是MAC子层和LLC子层。【技术介绍】3.1局域网2．局域网体系结构（1）物理层功能物理层：建立、维护和撤销网络中的物理连接，处理网络通信过程中的机械、电气和规程特性，实现在连接的物理介质上传输与接收比特流。【技术介绍】3.1局域网2．局域网体系结构（2）数据链路层功能IEEE802标准设计LLC和MAC功能层，实现数据链路层通信功能，为通信提供不同共享介质访问方法。【技术介绍】2．局域网体系结构（2）数据链路层功能数据链路层将收到IP数据包，封装成在不同介质传输数据帧（帧）；数据链路层还进行顺序控制、差错控制和流量控制，把不可靠的物理链路变为可靠的物理链路。【技术介绍】（2）数据链路层功能①MAC层MAC层靠近物理层，负责MAC方式实现。不同类型的局域网使用不同MAC规则，实现对设备的物理寻址。②LLC层LLC层靠近网络层，向网络层提供服务。LLC子层位于MAC子层之上，被所有底层共用。LLC子层需要屏蔽MAC子层连接的物理介质差别，向网络层提供标准化的连接服务。【技术介绍】3．IEEE802通信标准中常用的局域网通信标准IEEE802通信标准中，常用的11个局域网通信标准列表如下。①IEEE802.1──通用网络概念及交换机标准等。②IEEE802.2──逻辑链路控制标准等。③IEEE802.3──带冲突检测的载波监听多路访问（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，CSMA/CD）方法及物理层规定。④IEEE802.4──令牌总线结构、访问方法及物理层规定。⑤IEEE802.5──令牌环访问方法及物理层规定等。3.2以太网技术【知识准备】【技术介绍】3.2以太网技术1．以太网

最初以太网使用一根粗同轴电缆作为传输介质，在2500m（每500m装一台中继器）内，实现计算机终端之间通信。【技术介绍】3.2以太网技术1．以太网

以太网采用广播方式通信：无论哪一台计算机发送信息，都把信息广播到共享信道，所有计算机都能收到广播信号。只有一台计算机网卡能识别接收信号。其中，星形以太网使用集线器组网，使用第二代CSMA/CD协议通信。【技术介绍】3.2以太网技术1．以太网

DEC、Intel和Xerox联合提出第一代以太网协议，在此基础形成10Mbit/s以太网标准和规范。随着交换技术出现，网络架构从共享式向交换架构发展，推动百兆、千兆、万兆乃至十万兆以太网标准出现。如今，IEEE802.3已成为最重要的局域网标准之一。【技术介绍】3.2以太网技术2．CSMA/CD协议

总线拓扑环境中：多台计算机同时发送信号，在共享信道上造成信号叠加，产生冲突。以太网使用CSMA/CD协议解决冲突。为了避免冲突，计算机在发送前，先侦听信道是否空闲，如果空闲，立即发送信号；如果忙碌，等待一段时间，再发送数据。【技术介绍】2．CSMA/CD协议

：

CSMA/CD工作流程如下。①

载波监听：发送前，侦听信道空闲，如空闲，发送数据；如忙碌，则等待，直到信道空闲。②

多路访问：每个站点（计算机）发送数据，同时被多个站点接收。③

冲突检测：发送数据同时，对冲突检测，如两个站点同时发送，信号叠加使线路上电压摆动值超过正常值一倍，判断冲突产生。判断产生冲突，立即停止发送，等待随机时间，再重新尝试发送数据。这种机制网络传输效率和稳定性，降低数据产生冲突可能。【技术介绍】3.2以太网技术3．广播和冲突

广播和冲突都是以太网传输现象，下面分别介绍。（1）广播早期以太网，计算机将数据封装成帧，通过广播方式传输。广播能到达范围称广播域。同一广播域内计算机都能处理目的地址为广播地址（FF-FF-FF-FF-FF-FF）帧。【技术介绍】3.2以太网技术3．广播和冲突

（2）冲突网络中两台计算机同时发送数据，它们发出信号在共享信道碰撞，称冲突。冲突域是连接在共享介质上所有节点集合。所有节点竞争同一带宽。通过CSMA/CD解决网络中冲突。【技术介绍】3.2以太网技术4．网卡和接口以太网中计算机连接网络设备连接器，称网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），也称网卡。网卡是组网关键部件，实现接收、发送、封帧、拆帧、纠错、缓存等重要功能。但是，交换机转发数据网口，称接口（Interface）。【技术介绍】3.2以太网技术4．网卡和接口需要特别说明，网络设备的物理接口，简称网口、接口或端口。在这里，接口和端口含义一致。但在软件领域，端口有两种含义，一是TCP/UDP服务端口，这种端口由专用的端口号标识；二是虚拟接口，如交换机虚拟接口（SwitchVirtualInterface，SVI）。【技术介绍】3.2以太网技术5．MAC地址

在以太网中，使用MAC地址识别物理设备。MAC地址是网络设备上唯一标识的硬件地址，记录在硬件芯片，称硬件地址或物理地址。MAC地址的长度为48位（6字节），采用十六进制进行表示，如00-D0-F8-11-22-33，表示为00D0.F811.2233，表示格式如下：MM-MM-MM-SS-SS-SS或MMMM.MMSS.SSSS【技术介绍】3.2以太网技术5．MAC地址

MAC地址前24位是厂家标识，向IEEE申请获得，该标识也称组织唯一标识符（OrganizationUniqueIdentifier，OUI）；后24位是设备序列号。使用MAC地址，唯一标识局域网中一台计算机或一个接口。在DOS中，使用“IPconfig/all”命令查询MAC地址。【技术介绍】3.2以太网技术6．以太网帧

帧是以太网中信息传输最小单位。IP包发送到数据链路层设备（如网卡），网卡在IP数据包外，添加MAC地址信息、校验信息，将IP数据包封装成帧。以太网中传输帧有两种格式：Ethernet_II格式和IEEE802.3格式。【技术介绍】3.2以太网技术7．以太网帧类型根据以太网帧目标MAC地址，将帧分为单播帧、广播帧和组播帧。单播帧收发方式和广播帧收发方式如所示。①

单播帧：点对点传输，仅由指定目标节点接收，不会被其他设备处理。②

广播帧：MAC地址为全1（FFFF.FFFF.FFFF），广播域中所有节点都接收。③

组播帧：MAC地址以01开头，加入该组播组节点，才能接收。【项目小结】本项目针对网络工程师工作岗位的能力要求介绍了局域网体系结构知识，以及IEEE802通信标准。本项目还介绍了以太网、CSMA/CD协议、广播和冲突、网卡和接口、MAC地址和以太网帧知识，以及如何捕获局域网数据帧。THANKS

人民邮电出版社《网络互联技术》第2版十四五职业教育国家规划教材项目4交换机基础与配置【项目背景】小刘是某公司网络工程师，每天都需要登录到公司交换机查看公司网络状态，优化网络，排除网络故障。1．知识目标（1）了解二层交换技术。（2）认识交换机。（3）学会配置交换机。2．技能目标配置交换机。3．素质目标（1）培养读者对科技强国的认同感以及民族自豪感。（2）培养读者对中国制造的认同感。（3）培养读者保持工作环境干净的习惯，实现整洁的物料放置，遵守6S管理规范。【项目目标】4.1二层交换技术【知识准备】【技术介绍】

二层交换网络实现本地通信。使用交换机通信。交换机依据MAC地址表中学习地址信息识别和转发数据帧。【技术介绍】4.1二层交换技术二层交换基于数据链路层（第二层）交换技术。通过识别数据帧中MAC地址，根据MAC地址转发数据帧，实现数据在局域网内的快速传输。1．什么是交换

交换机按MAC地址表，把帧从一个接口，转到另一个接口过程，称交换。把原来“共享”带宽变成“独占”带宽，提高传输性能。【技术介绍】4.1二层交换技术2．二层交换过程首先，交换机对收到的帧进行解析，读取帧中源MAC地址、目的MAC地址。然后，交换机通过学习、自更新，生成所示MAC地址表。【技术介绍】2．二层交换过程交换机依据MAC地址表中记录接口，转发数据帧。如某数据帧的源MAC地址，不在MAC地址表中，交换机会将该数据帧广播给其他所有接口。【技术介绍】4.1二层交换技术2．二层交换过程在交换机上，使用如下命令，查看交换机的MAC地址表。【技术介绍】4.1二层交换技术2．二层交换过程交换机自动学习MAC地址，显示为动态（Dynamic）MAC条目，手动添加到MAC地址表中MAC地址条目，显示静态（Static）MAC地址条目。由于MAC地址表空间有限，定期删除长时间未使用动态MAC地址条目，称老化，默认老化时间为300s。通过如下命令，修改动态MAC地址条目的老化时间。【技术介绍】3．区分二层交换技术和三层交换技术二层交换技术：依据MAC地址表对数据帧进行转发，实现同一网络中设备之间的通信。三层交换技术：使用三层交换机，依据路由表转发数据，实现不同子网之间的通信。4.2认识交换机【知识准备】【技术介绍】4.2认识交换机交换机在局域网中发挥着至关重要的作用，是构建高效、可扩展和安全网络的关键设备。交换机不仅提高网络性能，还增强网络安全性，实现网络管理，是现代网络基础设施不可或缺组成部分。【技术介绍】4.2认识交换机1．认识交换机交换机是一台智能、低价、高性能和高端口密集度网络传输设备。交换机依据MAC地址表，在源MAC地址和目的MAC地址之间，建立临时交换路径，实现所有端口独享带宽，保证每个端口快速传输，大大提高网络吞吐量。【技术介绍】4.2认识交换机1．认识交换机三层交换技术出现，使以太网进入高速时代，形成“千兆到桌面，万兆作核心”典型网络架构。所有型号交换机都具有基本功能，包括：智能学习MAC地址、过滤式转发帧（交换）和环路避免。【技术介绍】4.2认识交换机1．认识交换机（1）智能学习MAC地址在网络通信过程中自动学习MAC地址，构建MAC地址表，称为“智能学习”。（2）过滤式转发帧从接口上收到数据帧，根据解析得到信，息更新MAC地址表，根据匹配结果，将收到帧从相应接口转发。（3）环路避免交换机需要利用生成树技术自动消除环路。【技术介绍】4.2认识交换机2．交换机系统组成交换机硬件包括：CPU、随机存储器（RandomAccessMemory，RAM）、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、可读写存储器（Flash）、接口等。如锐捷S5300交换机：前面板48个10/100/1000Base-T以太网端口、4个千兆SFP/SFP+光电复用接口、1个Console口；后面板一个交流电源输入接口和一个扩展插槽。【技术介绍】4.2认识交换机2．交换机系统组成（1）交换机CPU芯片CPU提供网络控制和管理功能，处理网络协议、维护交换表项能，对配置分析、监控分析和协议分析等。【技术介绍】4.2认识交换机2．交换机系统组成（2）交换机ASIC芯片交换机通过专用集成电路（ASIC）芯片实现转发。由于交换机采用硬件转发信息，保证高速传输。【技术介绍】4.2认识交换机2．交换机系统组成（3）交换机背板和总线交换机内部的硬件集成电路系统用于在交换机所有端口之间直接并行转发数据。交换机内部通过在背板部署多总线结构，提供一条独享、点到点的电路连接，避免产生冲突。【技术介绍】4.2认识交换机2．交换机系统组成（4）存储器交换机拥有多种类型存储器，其中：RAM辅助CPU工作，ROM保存操作系统引导程序，Flash保存操作系统和配置文件。【技术介绍】（5）交换机接口交换机拥有丰的接口，实现多种网络连接和通信服务。①RJ45口：包括快速以太网100Base-TX接口和千兆以太网1000Base-TX接口。【技术介绍】2．交换机系统组成（5）交换机接口②

光纤接口：各种光纤接口都以模块形式出现。千兆以太网标准实施以来，光纤技术得以广泛应用。光电复用接口：默认支持千兆位电信号传输，将接口插入光模块，转换为支持光信号传输光纤接口。【技术介绍】4.2认识交换机2．交换机系统组成（5）交换机接口③Console口：网管交换机都有Console口，以便对交换机进行配置和管理。【技术介绍】4.2认识交换机3．交换机和集线器集线器属于物理层设备，所有接口都在一个冲突域中，容易引起广播和冲突。任意计算机发出信息，其他计算机都可以接收信息。接入设备越多，广播占用时间越多，对网络传输影响越严重。【技术介绍】3．交换机和集线器交换机通过解读收到帧中目的MAC地址、源MAC地址，匹配MAC地址表，指导数据帧转发。交换机的每个接口都是一个冲突域，可以大大避免引起广播和冲突。【技术介绍】4.2认识交换机4．智能学习过程

交换机通过学习、更新和维护一张MAC地址表，决定将收到信息帧，转发到哪个接口。交换机初始MAC地址表为空。初始化之前，交换机不知道计算机在哪个口。交换机收到帧后，将帧广播到除发送接口外所有接口，称泛洪。【技术介绍】4.2认识交换机4．智能学习过程

通过解析帧，把源MAC地址和发送接口（G0/0）建立映射关系，记录在MAC地址表中，对外广播该帧。连接在同一网络中的计算机都会收到该帧，MAC地址和帧目的MAC地址相同计算机响应，返回确认帧，其他计算机丢弃该帧。【技术介绍】4.2认识交换机4．智能学习过程

如图所示，交换机匹配MAC地址表，按MAC地址表记录与确认帧源MAC地址对应的接口（G0/0）转发该确认帧，即二层交换转发。【技术介绍】4.2认识交换机4．智能学习过程

最终交换机得到一张整个网络的、完整的MAC地址表，用于后续的转发和过滤决策。【技术介绍】4.2认识交换机4．智能学习过程

注意：MAC地址表中的条目有生命周期。在一定时间内（老化时间为300s），没有从某接口收到相同源MAC地址帧，交换机认为该MAC地址对应的计算机已断开，相应的MAC地址条目移除。如果收到帧的源MAC地址改变，用新的源MAC地址改写MAC地址表中的该接口对应的MAC地址。【技术介绍】5．转发方式

交换机有3种转发方式，分别是泛洪（Flooding）、过滤式转发（Forwarding）、丢弃（Discarding）。（1）泛洪新上架交换机中MAC地址表是空，交换机对收到数据帧，采用泛洪（广播）方式转发。【技术介绍】5．转发方式

（2）过滤式转发通过智能学习，学习、生成MAC地址表后，对于所有收到的数据帧，都依据MAC地址表进行转发，称过滤式转发（交换）。交换机收到帧后，按记录在MAC地址表映射信息，将接收到帧，从相应接口转发。【技术介绍】5．转发方式

（3）丢弃交换机如果收到目的MAC地址和连接的接口的MAC地址相同的帧，则丢弃（拒绝）该帧。IEEE802.3规定，以太网帧长度64～1518字节。帧不小于64字节，如果比64字节小，该帧是碎片帧，交换机将长度小于64字节帧丢弃。【技术介绍】4.2认识交换机6．过滤式转发技术3种过滤式转发：直通转发（CutThrough）、存储转发（StoreandForward）和无碎片直通转发（FragmentFreeCutThrough）。（1）直通转发也称快速转发，使用直通技术转发帧，ASIC芯片收到帧头（只检查14字节），查询MAC地址表，立即转发。【技术介绍】6．过滤式转发技术（2）存储转发交换机收到完整帧，读取目的MAC地址和源MAC地址，执行循环冗余校验，将校验结果和帧尾的4字节校验码进行对比，如不匹配，丢弃帧；如果匹配，查询MAC地址表转发。存储转发技术增加延时。【技术介绍】6．过滤式转发技术（3）无碎片直通转发也称分段过滤，介于前两种技术间。交换机使用无碎片直通转发技术转发数据帧时，先读取前64字节，然后才开始转发。4.3配置交换机【知识准备】【技术介绍】4.3配置交换机对交换机配置，通过以下4种方式：一是通过带外（OutofBand）方式对交换机进行配置二是通过Telnet方式对交换机进行远程配置三是通过Web方式对交换机进行远程配置四是通过简单网络管理协议（SNMP）管理工作站，对交换机远程配置。【技术介绍】4.3配置交换机1．连接交换机

第一次配置交换机时，只能使用配置线缆连接交换机的Console口，不需要占用网络带宽，称带外方式；其他3种配置，通过网线以太网口，通过IP地址配置交换机，占用网络带宽，称带内方式。【技术介绍】4.3配置交换机1．连接交换机

使用配置线缆，连接计算机COM口和交换机Console口。然后完成连接参数配置。【技术介绍】1．连接交换机

（1）通过超级终端程序方式配置计算机Windows操作系统自带的超级终端程序：选择“开始”→“程序”→“附件”→“超级终端”。其中，超级终端程序连接参数配置如下：每秒位数（波特率）为9600，数据位为8，奇偶校验为“无”，停止位为1，数据流控制为“无”。【技术介绍】1．连接交换机

（2）通过SecureCRT软件方式Windows7以上操作系统不再提供超级终端程序。使用第三方工具SecureCRT软件（或PuTTY软件）。右击桌面上“此电脑”，选择“管理”命令，弹出“计算机管理”窗口。在“设备管理器”目录查看Console口所在COM口，当USB转接口正常工作后会出现对应的COM口。【技术介绍】1．连接交换机

（2）通过SecureCRT软件方式在SecureCRT软件中打开“文件”菜单，选择“新建”，新建会话向导，选择Serial口。配置Serial参数：端口号为COM6，波特率为9600，数据位为8，奇偶校验为None，停止位为1。勾选RTS/CTS。【技术介绍】4.3配置交换机2．管理交换机模式交换机有为3种工作模式，分别为用户模式、特权模式及配置模式（如全局配置模式、VLAN配置模式、接口配置模式、线程配置模式等）。【技术介绍】4.3配置交换机2．管理交换机模式其中，各个模式可以通过命令相互转换。【技术介绍】3．获得帮助的方法（1）使用“?”帮助在命令提示符下输入“?”，列出命令模式支持的所有命令。还可仅列出命令开头关键字符，实现快速输入。（2）使用简写只需要输入一部分字符，能唯一识别该命令即可。例如，“showrunning-config”命令可以被简写成如下样式。【技术介绍】3．获得帮助的方法（3）使用Tab键输入开头关键字母后按Tab键，能够自动补全该命令。例如，输入“showru”后按Tab键，命令行中会自动补全为“showrunning”命令。【技术介绍】4.3配置交换机4．配置交换机命令使用配置线缆，将交换机Console口和计算机COM口连接，启动超级终端程序，配置参数。【技术介绍】4.3配置交换机4．配置交换机命令（1）设置交换机名称使用如下命令设置交换机名称，帮助管理者区分网络内的每一台交换机。【技术介绍】4.3配置交换机4．配置交换机命令（2）设置系统时间在设置网络设备时钟后，设备时钟将以设置的系统时间持续运行，即使设备断电，设备时钟仍能继续运行。【技术介绍】4.3配置交换机4．配置交换机命令（3）配置每日通知和登录标题通过设置标题（Banner）实现对每日通知和登录标题的配置。【技术介绍】4.3配置交换机4．配置交换机命令在全局配置模式下，可使用“nobannermotd”命令删除每日通知和登录标题。（4）配置交换机接口速度在交换机接口配置模式下，可使用如下命令配置交换机接口速度。【技术介绍】4.3配置交换机4．配置交换机命令（5）配置交换机管理IP地址默认VLAN1是交换机管理中心，使用以下命令配置交换机管理IP地址。【技术介绍】4.3配置交换机4．配置交换机命令（6）查看配置在任意模式下，使用“show”命令可以查看各种配置信息。4.4配置交换机安全【知识准备】【技术介绍】4.4配置交换机安全1．配置特权模式密码

通过如下命令，配置登录交换机控制台的特权模式密码。Switch(config)#enablesecretlevel150password其中，参数“level”表示用户级别，范围为1～15。“1”表示普通用户级别，如果不指明用户级别，默认用户级别为“15”（最高授权级别）。参数“0/1”表示输入明文/密文。【技术介绍】4.4配置交换机安全2．配置Telnet远程登录开启交换机的Telnet服务，可将交换机视为Telnet服务器，为用户提供远程登录功能。【技术介绍】4.4配置交换机安全2．配置Telnet远程登录交换机Telnet服务默认开启，用户也可以在全局配置模式下使用命令开启该服务。【技术介绍】4.4配置交换机安全2．配置Telnet远程登录通过在交换机上建立一个Telnet连接对Telnet连接进行参数设置，可同时进行多个设备的远程连接线程。在全局配置模式下，使用下面的命令配置交换机启动线程数。【技术介绍】4.4配置交换机安全2．配置Telnet远程登录Telnet远程登录认证功能默认关闭，在全局配置模式下使用下面的命令进行登录认证。【技术介绍】4.4配置交换机安全3．配置密码方式远程登录交换机下面介绍配置密码方式远程登录交换机的方法。①

配置交换机远程登录地址。在全局配置模式下，使用下面的命令配置交换机远程登录地址。【技术介绍】4.4配置交换机安全3．配置密码方式远程登录交换机下面介绍配置密码方式远程登录交换机的方法。②

启用交换机的保障远程登录安全功能，使用密码登录交换机。【技术介绍】4.4配置交换机安全3．配置密码方式远程登录交换机下面介绍配置密码方式远程登录交换机的方法。③

测试Telnet配置。将计算机通过网线连接到交换机上，打开计算机的DOS命令环境，在DOS命令行中输入“telnet”。按Enter键后输入“linevty”配置密码，进入设备用户模式，出现“Switch>”，再输入特权模式密码，即可远程登录成功。【技术介绍】4.4配置交换机安全4．配置账号+密码方式远程登录交换机下面介绍配置账号+密码方式远程登录交换机的方法。①

配置交换机远程登录地址。②

启用交换机的保障远程登录安全功能，使用密码登录交换机。【技术介绍】4.4配置交换机安全4．配置账号+密码方式远程登录交换机下面介绍配置账号+密码方式远程登录交换机的方法。③

测试过程同上在测试计算机的DOS命令行中输入“telnet”，按Enter键，出现提示输入账号和密码的信息（密码在输入时会被隐藏）。输入正确的用户名和密码进入设备用户模式，出现“Switch>”，输入密码进入特权模式。【项目小结】本项目针对网络工程师工作岗位的能力要求介绍了交换机知识。首先，本项目介绍了二层交换技术，包括二层交换过程，并对二层交换和三层交换进行了区分；然后，本项目介绍了交换机，以及交换机系统组成、转发方式等；最后，本项目介绍了如何配置交换机，具体讲解了基础配置命令，以及配置交换机远程安全登录的方式。THANKS

人民邮电出版社《网络互联技术》第2版十四五职业教育国家规划教材项目5VLAN隔离技术【项目背景】有老师到网络中心反映教学楼教室网络速度太慢。网络中心主任林老师到现场实地勘察发现：该教学楼是一栋楼，同楼层所有教室的网络没有进行子网划分，全部规划在一个网段。在不影响应用情况下，使用VLAN技术，把每一间教室网络，划分虚拟网段，再通过三层交换，实现网络互联互通。1．知识目标（1）了解VLAN技术，掌握基于端口的VLAN划分方法。（2）掌握Trunk技术，认识Access口、Trunk口。

（3）了解SVI技术。2．技能目标（1）会配置基于端口的VLAN，优化网络传输。（2）会使用SVI技术，实现VLAN通信。3．素质目标（1）培养读者具有工匠精神，使学生能够注重细节，并将一丝不苟、精益求精的工匠精神融入每一个环节，做出打动人心的一流产品。（2）强调严格按照实训步骤规范操作，按章办事，遵守规则。通过动手实操，提高读者的动手能力。【项目目标】5.1二层交换现象【知识准备】【技术介绍】5.1二层交换现象

1．以太网中的广播现象

同一个局域网中所有设备位于同一广播域，即使使用交换机也不能阻止以太网广播。如图所示。【技术介绍】5.1二层交换现象

1．以太网中的广播现象

接入网络的设备越多，对网络的传输产生影响越大。显然，广播域越大，网络中干扰流量问题就越严重。【技术介绍】5.1二层交换现象2．以太网广播解决方案在二层交换上，使用VLAN技术可以有效分割广播，达到优化广播的目的，减少网络干扰。5.2VLAN技术【知识准备】【技术介绍】使用交换机组建企业网，如果没有很好规划，企业网会存在很多问题，如广播问题、安全问题等。使用VLAN技术，可以有效优化网络传输效率。1．什么是VLAN技术

VLAN把一个物理网络划分成多个逻辑网络，实现广播域分割。在交换机上配置VLAN后，每个VLAN构成一个独立的二层广播域，对应OSI参考模型中的数据链路层。其中，一个VLAN代表一个广播域，同一VLAN内计算机可以通信，不同VLAN内不能直接互通。【技术介绍】2．VLAN技术特点

（1）限制广播VLAN技术能限制广播，减少干扰，即将数据帧限制在一个VLAN内传输，不影响其他VLAN，在一定程度节省带宽。【技术介绍】2．VLAN技术特点

（2）保障安全一个VLAN内广播不被发送到另一个VLAN，确保该VLAN信息不被其他VLAN收到，实现信息安全传输。【技术介绍】2．VLAN技术特点

（3）建立虚拟工作组网络使用VLAN，无须改变物理位置，就能实现网络动态管理，降低移动和改变网络架构代价。注意，不同VLAN内计算机无法二层通信，通过三层设备（路由器或三层交换机）通信。5.3VLAN划分方法【知识准备】【技术介绍】5.3VLAN划分方法VLAN划分方法很多，不同的VLAN划分方法适用于不同的场合，并且各有优缺点，需要进行选择。其中，基于端口的VLAN划分方法的使用范围较为广泛。【技术介绍】5.3VLAN划分方法基于交换机端口VLAN划分方法，是常用VLAN划分方法之一，把交换机3、5、7、9端口，依次划分到VLAN10，而把交换机19、21～24端口，划分到VLAN20中。属于同一个VLAN中端口可以不连续，甚至可以跨越多台不同的交换机。5.4配置端口VLAN【知识准备】【技术介绍】5.4配置端口VLAN基于端口VLAN划分方法实用VLAN划分方法，只需要把交换机的端口，划分到对应的VLAN中即可。默认情况下，交换机所有端口属于VLAN1，可以互相通信，VLAN1也称交换机管理中心。【技术介绍】5.4配置端口VLAN1．创建VLAN。在全局配置模式下使用如下命令，进入VLAN配置模式，创建VLAN。命令可为VLAN配置一个指定名称。如果没有配置名称，则VLAN使用默认名称，如“VLAN0004”。如果想把VLAN的名称改回默认名称，需要使用“noname”命【技术介绍】5.4配置端口VLAN2．将端口分配给VLAN在全局模式下，使用如下命令将指定端口分配给一个VLAN。【技术介绍】5.4配置端口VLAN2．将端口分配给VLAN如果将多个端口一次性分配给同一个VLAN，需要使用如下命令批量分配。说明：“range”表示端口范围，连续端口使用“-”连接，不连续端口使用“,”分隔。同一条命令中的所有端口需要具有相同类型，如同一条命令中的所有端口都是千兆端口。【技术介绍】5.4配置端口VLAN3．查看VLAN信息和端口配置

使用如下命令查看VLAN信息和端口配置。【技术介绍】5.4配置端口VLAN4．删除VLAN在全局模式下，使用如下命令删除VLAN。【技术介绍】【配置案例】在交换机上配置VLAN。在交换机上配置VLAN。创建VLAN10、VLAN20、VLAN30，将VLAN10、VLAN20分别命名为gongcheng、caiwu，并将端口1～3和端口4～6分别分配给VLAN10和VLAN