項目2--樓層對等網(wǎng)絡(luò)組建-

1、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用項目二：樓層對等網(wǎng)絡(luò)組建項目描述項目背景：項目目標：對等網(wǎng)絡(luò)又稱工作組，網(wǎng)上各臺計算機有相同的功能，無主從之分，任一臺計算機都是即可作為服務(wù)器，設(shè)定共享資源供網(wǎng)絡(luò)中其他計算機所使用，又可以作為工作站，沒有專用的服務(wù)器，也沒有專用的工作站。對等網(wǎng)絡(luò)是小型局域網(wǎng)常用的組網(wǎng)方式。利用普通交換機組建對等網(wǎng)，實現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的共享。任務(wù)2-1：共享網(wǎng)絡(luò)組建 任務(wù)描述某單位辦公室有10臺電腦，需要把它們連成網(wǎng)絡(luò)，以便實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源（文件、打印機）共享。任務(wù)目標配置本地計算機上的共享文件，開放資源給網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備共享；訪問網(wǎng)絡(luò)上共享的資源信息。任務(wù)2-1：共享網(wǎng)絡(luò)組建 工作過程1.確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用星

2、型拓撲結(jié)構(gòu)組建網(wǎng)絡(luò)，并將各計算機和局域網(wǎng)交換機上的各個接口用RJ-45雙絞線連接起來，構(gòu)建好基本物理結(jié)構(gòu)，此處不再贅述。2.開始配置相關(guān)選項工作過程Windows XP計算機的配置網(wǎng)絡(luò)連通性及故障檢測 共享網(wǎng)絡(luò)資源訪問共享資源 打印機共享任務(wù)2-1：共享網(wǎng)絡(luò)組建 Windows XP計算機的配置 首先，確定我們使用星形拓撲結(jié)構(gòu)組建網(wǎng)絡(luò)，并將各計算機和局域網(wǎng)交換機上的各個接口用RJ-45雙絞線連接起來，構(gòu)建好基本的物理結(jié)構(gòu)，此處不再累述。然后開始配置相關(guān)選項。Windows XP計算機的配置【步驟1】確認TCP/IP協(xié)議已安裝，選定“Internet協(xié)議（TCP/IP）”，單擊“屬性”按鈕，設(shè)置

3、IP地址?！静襟E2】在“網(wǎng)絡(luò)連接”窗口，單擊“高級”菜單，選擇“網(wǎng)絡(luò)標識”，打開“系統(tǒng)屬性”對話框，單擊“更改”按鈕，選定“工作組”，輸入組名（如：Domain），然后單擊“確定”按鈕。如圖2-1所示?！静襟E3】若成功加入工作組，則會出現(xiàn)“歡迎加入工作組Domain”的提示，請單擊“確定”按鈕，完成設(shè)置。 圖2-1 設(shè)置工作組網(wǎng)絡(luò)連通性及故障檢測 TCP/IP安裝完成后，應(yīng)利用TCP/IP工具程序“ipconfig”與“ping”來檢查TCP/IP是否安裝與 設(shè)置正確。先依次選擇“開始”“程序”“附件”“命令提示符”選項，進入命令提示符 的環(huán)境，然后利用以下的步驟進行測試：網(wǎng)絡(luò)連通性及故障檢測

4、 【步驟1】執(zhí)行“ipconfig“命令以便檢查TCP/IP通信協(xié)議是否已經(jīng)正常啟動，IP地址是否與其他的主機相沖突。如圖2-2所示。注意：如果正常的話，畫面上會出現(xiàn)你的IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)等數(shù)據(jù)；如果提示IP地址和子網(wǎng)掩碼都是，則表示IP地址與網(wǎng)絡(luò)上其他的主機相沖突；如果自動向DHCP服務(wù)器索取IP地址，但是卻找不到DHCP服務(wù)器的話，則會自動得到一個“專用的IP地址“。 圖2-2 ipconfig命令結(jié)果網(wǎng)絡(luò)連通性及故障檢測【步驟2】 測試loop back地址()驗證網(wǎng)卡是否可以正常傳送TCP/IP的數(shù)據(jù)。此時，鍵入“ping ”命令進行循環(huán)測試，檢查網(wǎng)卡與驅(qū)動程序是否正常運行。

5、如圖2-3和2-4所示。網(wǎng)絡(luò)連通性及故障檢測圖2-3 Ping命令運行正常 圖2-4 Ping命令運行不正常 網(wǎng)絡(luò)連通性及故障檢測【步驟3】檢查IP地址是否正常，鍵入命令“Ping 本主機自己的IP地址”。測試該地址是否與其他的主機沖突?！静襟E4】假設(shè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有IP路由，鍵入命令“ Ping 默認網(wǎng)關(guān)的IP地址”。測試網(wǎng)絡(luò)的IP路由器是否工作正常。【步驟5】輸入命令“Ping 其他主機的IP地址”，測試與其他主機是否連通。 事實上，只要步驟(5)成功，表明網(wǎng)絡(luò)工作正常，步驟 (1) 到步驟 (4) 都可以省略。但如果步驟 (5) 失敗，則可以按步驟倒退，依序往前面的步驟測試，找出故障問題。 共享

6、網(wǎng)絡(luò)資源 以事先存在的用戶名（如administrator）和密碼登錄到計算機，打開“我的電腦”，右擊磁盤（如C：）或某個文件夾的圖標，在出現(xiàn)的菜單中，選擇“共享和安全”，打開“文件夾”屬性窗口。 共享網(wǎng)絡(luò)資源圖2-5 設(shè)置資源共享 訪問共享資源 在另一臺計算機登錄后，打開“網(wǎng)上鄰居”，顯示“整個網(wǎng)絡(luò)”以及同組的各計算機名。雙擊某個計算機名字（如PC-1），則顯示該計算機的共享資源，雙擊共享，即可瀏覽該計算機的上共享的文件夾和文件。如圖2-6所示。 訪問共享資源 圖2-6 訪問共享資源 訪問共享資源 如果希望每次登錄后，通過“我的電腦”訪問共享資源，可以通過以下途徑來映射網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器： 依次單擊

7、“開始”“所有程序”“附件”“Windows資源管理器”“工具”“映射網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器”，打開“映射網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器”窗口。 如圖2-7所示。圖2-7 映射網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器 打印機共享 打印機 Word.docUser2打印服務(wù)器 打印機 本地打印設(shè)備 打印機驅(qū)動程序 網(wǎng)絡(luò)接口打印設(shè)備 圖2-8 網(wǎng)絡(luò)打印機物理拓撲圖 打印機共享【步驟1】打印服務(wù)器安裝與配置（1）配置網(wǎng)絡(luò)打印機的要求 1）打印服務(wù)器可以運行以下任何一個操作系統(tǒng)：Windows 2000 Server 系列或Windows Sever 2003系列中的操作系統(tǒng) 2）有足夠的 RAM 來處理文檔 3）打印服務(wù)器上有足夠的磁盤空間來存儲文檔 （2）安

8、裝本地打印機 單擊“開始”“管理工具”“管理您的服務(wù)器”，打開“管理您的服務(wù)器”對話框，單擊“添加或刪除角色”，按向?qū)崾具M行安裝。 打印機共享【步驟2】安裝打印機過程 （1）打開“配置您的服務(wù)器向?qū)А贝翱?，選擇“打印服務(wù)器”，單擊“下一步”。圖2-9 網(wǎng)絡(luò)打印機安裝過程1 打印機共享（2）選擇“所有Windows 客戶端”，單擊“下一步”。（3）在“本地或網(wǎng)絡(luò)打印機”窗口，選擇“連接到這臺計算機的本地打印機”，單擊“下一步”。圖2-10 網(wǎng)絡(luò)打印機安裝過程2圖2-11 網(wǎng)絡(luò)打印機安裝過程3 打印機共享（4）選擇打印機端口，單擊“下一步”。（5）選擇打印機型號，單擊“下一步”。（6）輸入打印機

9、的名稱，單擊“下一步”。圖2-14 網(wǎng)絡(luò)打印機安裝過程6圖2-13 網(wǎng)絡(luò)打印機安裝過程5圖2-12 網(wǎng)絡(luò)打印機安裝過程4 打印機共享（7）設(shè)置打印機共享，單擊“下一步”。（8）輸入打印機所在的位置，單擊“下一步”。（9）選擇“否”，單擊“下一步”，單擊“完成”即可。圖2-17 網(wǎng)絡(luò)打印機安裝過程9圖2-16 網(wǎng)絡(luò)打印機安裝過程8圖2-15 網(wǎng)絡(luò)打印機安裝過程7 打印機共享【步驟3】客戶端連接到網(wǎng)絡(luò)打印機 （1）在客戶端單擊“開始”“打印機和傳真” ，打開“打印機和傳真”窗口，單擊“添加打印機”，打開“添加打印機向?qū)А?，單擊“下一步”，打開“本地或網(wǎng)絡(luò)打印機”窗口。圖2-18 連接網(wǎng)絡(luò)打印機 打

10、印機共享（2）選擇“網(wǎng)絡(luò)打印機”，單擊“下一步”，顯示“指定打印機”窗口，選擇“瀏覽打印機”，單擊“下一步”。圖2-19 瀏覽打印機 打印機共享圖2-20 完成網(wǎng)絡(luò)打印機設(shè)置 打印機共享【步驟4】配置并管理網(wǎng)絡(luò)打印機 在打印服務(wù)器窗口，單擊“開始”“打印機和傳真”，打開“打印機和傳真”對話框。用鼠標右鍵單擊前面安裝的共享打印機，打開快捷菜單選擇“屬性”項，打開“打印機屬性”窗口。如圖2-21所示。圖2-21 配置網(wǎng)絡(luò)打印機共享權(quán)限任務(wù)二：網(wǎng)絡(luò)及子網(wǎng)的劃分 任務(wù)描述某公司通過Internet服務(wù)提供商得到一個C類地址，要求其網(wǎng)絡(luò)管理員對整個公司的IP地址進行規(guī)劃并劃分子網(wǎng)，將各部門的計算機接入I

11、nternet。任務(wù)目標理解IP協(xié)議與MAC地址關(guān)系；掌握子網(wǎng)規(guī)劃方法；掌握在內(nèi)部局域網(wǎng)上劃分邏輯子網(wǎng)、應(yīng)用和測試的方法。任務(wù)二：網(wǎng)絡(luò)及子網(wǎng)的劃分 工作過程子網(wǎng)的規(guī)劃 配置主機 任務(wù)2-2：網(wǎng)絡(luò)及子網(wǎng)的劃分 子網(wǎng)規(guī)劃 子網(wǎng)規(guī)劃即根據(jù)子網(wǎng)數(shù)量要求及每一個子網(wǎng)的有效地址數(shù)量要求，確定借幾位主機號作為子網(wǎng)號，然后寫出借位后的子網(wǎng)數(shù)量、每一個子網(wǎng)的有效主機地址數(shù)量、每一個子網(wǎng)的子網(wǎng)地址、子網(wǎng)掩碼和每一個子網(wǎng)的有效主機地址。在確定借幾位主機號作為子網(wǎng)號時，應(yīng)使子網(wǎng)號部分產(chǎn)生足夠的子網(wǎng)，而剩余的主機號部分能容納足夠的主機。根據(jù)該公司的具體情況（共有三個部門），應(yīng)劃分3個相對獨立的網(wǎng)段，并且每個網(wǎng)段的主機數(shù)

12、不超過30臺，公司申請的C類網(wǎng)絡(luò)地址為，則在子網(wǎng)劃分時需要從主機位中借出其中的高3位作為子網(wǎng)位，這樣一共可得8個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)的相關(guān)信息參見表2-1。其中，第0個子網(wǎng)因網(wǎng)絡(luò)號與未進行子網(wǎng)劃分前的原網(wǎng)絡(luò)號重復(fù)而不用，第7個子網(wǎng)因為廣播地址與未進行子網(wǎng)劃分前的原廣播地址55重復(fù)也不可用，這樣可以選擇6個可用子網(wǎng)中的任意3個為現(xiàn)有的3個網(wǎng)段進行IP地址分配，留下3個可用子網(wǎng)，將其作為未來網(wǎng)絡(luò)擴充之用。配置主機 圖2-2 主機互聯(lián)原理圖【步驟1】根據(jù)劃分方案，給兩臺不同子網(wǎng)內(nèi)的計算機PC1和PC2分配主機地址和子網(wǎng)掩碼。PC1為3 24，PC2為5 24?！静襟E2】將兩臺計算機網(wǎng)卡分別連接到交換機的F

13、0/1和F0/2口?！静襟E3】使用Ping命令測試網(wǎng)絡(luò)連通性。局域網(wǎng)和IEEE 802標準常見的局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 相關(guān)知識IP地址分類 子網(wǎng) 局域網(wǎng)和IEEE 802標準 局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）是應(yīng)用最為廣泛的一類網(wǎng)絡(luò)，它是將較小地理范圍內(nèi)的各種數(shù)據(jù)通信設(shè)備連接在一起的計算機網(wǎng)絡(luò)，常常位于一個建筑物或一個園區(qū)內(nèi)，也可以遠到幾千米的范圍。局域網(wǎng)通常用來將單位辦公室中的個人計算機和辦公設(shè)備連接起來，以便共享資源和交換信息，它是專有網(wǎng)絡(luò)。特點：局域網(wǎng)是一個通信網(wǎng)絡(luò)，它僅提供通信功能。從OSI 參考模型的協(xié)議層角度看，它主要包含了較低的兩層（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層

14、）的功能，所以連接到局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信設(shè)備必須加上高層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)軟件才能組成計算機網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)連接的是數(shù)據(jù)通信設(shè)備，這里的數(shù)據(jù)通信設(shè)備是廣義的，包括高檔工作站，服務(wù)器，大、中、小型計算機，終端設(shè)備和各種計算機外圍設(shè)備。局域網(wǎng)傳輸距離有限，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小。局域網(wǎng)和IEEE 802標準特點：歸屬單一，通常由一個單一組織維護、管理和擴建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)介質(zhì)適應(yīng)性強誤碼率低，可靠性高傳輸延時小傳輸速率高成本低覆蓋范圍小局域網(wǎng)和IEEE 802標準本質(zhì)上說，局域網(wǎng)是一個通信網(wǎng)，其協(xié)議應(yīng)該包括OSI協(xié)議的低三層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，但由于局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較簡單，在LAN中也就沒有路由問題，

15、任何兩點之間可用一條直接的鏈路，所以，也不需要單獨設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層，而可將尋址、排序、流控和差錯控制等功能放在數(shù)據(jù)鏈路層中去實現(xiàn)。 局域網(wǎng)的參考模型只對應(yīng)于OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層，它將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個子層：邏輯鏈路控制（Logical Link Control，LLC）子層與介質(zhì)訪問控制（Media Access Control，MAC）子層。局域網(wǎng)和IEEE 802標準（1）物理層物理層涉及通信時在信道上傳輸?shù)脑急忍亓?，它的主要作用是確保在一段物理鏈路上二進制比特信號的正確傳輸。物理層的主要功能包括信號的編碼/解碼、同步前導(dǎo)碼的生成與去除、二進制比特信號的發(fā)送與接收。此外，為確保

16、位流的正確傳輸，物理層還具有錯誤校驗功能，以保證比特信息的正確發(fā)送與接收。因此，物理層必須保證在雙方通信時，一方發(fā)送二進制“1”，另一方接收的也是“1”。局域網(wǎng)物理層制定的標準、規(guī)范的主要內(nèi)容包括：局域網(wǎng)所支持的傳輸介質(zhì)與傳輸距離。傳輸速率。物理接口的機械特性、電氣特性、性能特性和規(guī)程特性。傳輸信號的編碼方案，局域網(wǎng)常用的編碼方案有曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼、4B/5B和8B/10B等。錯誤校驗碼及同步信號的產(chǎn)生與刪除。拓撲結(jié)構(gòu)。 局域網(wǎng)和IEEE 802標準MAC子層介質(zhì)訪問控制（MAC）子層是數(shù)據(jù)鏈路層的一個功能子層，MAC子層構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層的下半部，它直接與物理層相鄰。MAC 子層

17、是與傳輸介質(zhì)有關(guān)的一個數(shù)據(jù)鏈路層的功能子層，它主要用于制定管理和分配信道的協(xié)議規(guī)范。MAC子層的主要功能是進行合理的信道分配，解決信道競爭問題。它在數(shù)據(jù)鏈路層中完成介質(zhì)訪問控制功能，為競爭用戶分配信道使用權(quán)，并具有管理多鏈路的功能。MAC子層為不同的物理介質(zhì)定義了介質(zhì)訪問控制標準。目前，IEEE 802 已制定的介質(zhì)訪問控制標準有帶有沖突檢測功能的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA/CD）、令牌環(huán)（Token Ring）和令牌總線（Token Bus）等。介質(zhì)訪問控制方法決定了局域網(wǎng)的主要性能，它對局域網(wǎng)的響應(yīng)時間、吞吐量和帶寬利用率等性能都有十分重大的影響。MAC子層的另一個主要功能是在發(fā)送數(shù)據(jù)時，

18、將從上層接收的數(shù)據(jù)（PDU-LLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元）組裝成附帶MAC地址和差錯檢測字段的數(shù)據(jù)幀；在接收數(shù)據(jù)時拆幀，并完成地址識別和差錯檢測。局域網(wǎng)和IEEE 802標準LLC 子層邏輯鏈路控制（LLC）子層也是數(shù)據(jù)鏈路層的一個功能子層。它構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層的上半部分，與網(wǎng)絡(luò)層和MAC 子層相鄰。LLC 子層在MAC 子層的支持下向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)。它可運行于所有802 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的協(xié)議之上。LLC 子層與傳輸介質(zhì)無關(guān)，它獨立于介質(zhì)訪問控制方法，隱藏了各種局域網(wǎng)技術(shù)之間的差異，向網(wǎng)絡(luò)層提供一個統(tǒng)一的格式與接口。LLC 子層的作用是在MAC子層提供的介質(zhì)訪問控制和物理層提供的比特服務(wù)的基礎(chǔ)上，將不可靠

19、的物理信道處理為單一的、可靠的邏輯信道，確保數(shù)據(jù)幀的正確傳輸。LLC 子層的主要功能是建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路，提供一個或多個服務(wù)訪問點，為網(wǎng)絡(luò)層提供面向連接和無連接服務(wù)。此外，為保證通過局域網(wǎng)的無差錯傳輸，LLC 子層還提供差錯控制、流量控制以及發(fā)送順序控制等功能。局域網(wǎng)和IEEE 802標準局域網(wǎng)標準化委員會即IEEE 802委員會（Institute of Electrical and Electronics Engineers INC，電器和電子工程師協(xié)會），成立于1980年2月。該委員會制定了一系列局域網(wǎng)標準，稱為IEEE 802標準。該標準已被國際標準化組織（ISO）采納并作為局域

20、網(wǎng)的國際標準。IEEE 802的體系結(jié)構(gòu)如圖2-24所示。局域網(wǎng)和IEEE 802標準 圖2-24 IEEE 802的體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)和IEEE 802標準目前，IEEE 802標準主要有以下幾種：IEEE 802.1：局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。IEEE 802.2：定義邏輯鏈路控制LLC。IEEE 802.3：CSMA/CD訪問方法和物理層規(guī)范，這是由以太網(wǎng)發(fā)展而來的。IEEE 802.4：Token Bus（令牌總線）。IEEE 802.5：Token Ring （令牌環(huán)）訪問方法和物理層規(guī)范。IEEE 802.6：城域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范。IEEE 802.7：寬帶技術(shù)咨

21、詢和物理層課題與建議實施。IEEE 802.8：光纖技術(shù)咨詢和物理層課題。IEEE 802.9：綜合聲音/數(shù)據(jù)服務(wù)的訪問方法和物理規(guī)范。IEEE 802.10：安全與加密訪問方法和物理層規(guī)范。IEEE 802.11：無線局域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范，包括：IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11c、IEEE 802.11d、IEEE 802.11g和IEEE 802.11n等標準。IEEE 802.12：100VG-AnyLAN快速局域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范。常見的局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)一、總線型結(jié)構(gòu) 如圖2-24所示，總線型拓撲結(jié)構(gòu)是一種共享傳輸通路的物理結(jié)構(gòu)。這種結(jié)

22、構(gòu)中，總線具有信息的雙向傳輸功能，普遍用于局域網(wǎng)的連接。 總線拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：安裝、擴充或刪除一個節(jié)點很容易，不需停止網(wǎng)絡(luò)的正常工作。由于各個節(jié)點共用一個總線作為數(shù)據(jù)通路，信道的利用率高。但總線結(jié)構(gòu)也有其明顯的缺點：由于信道共享，連接的節(jié)點不宜過多，并且總線自身的故障可能導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。 圖2-24 總線型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)常見的局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)二、星型結(jié)構(gòu) 星型拓撲結(jié)構(gòu)如圖2-25所示，它是一種以中央節(jié)點為中心，把若干外圍節(jié)點連接起來的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)適用于局域網(wǎng)，特別是近年來組建的局域網(wǎng)大都采用這種連接方式。該方式以雙絞線作為傳輸介質(zhì)。 星型拓撲結(jié)構(gòu)的特點是：安裝方便，結(jié)構(gòu)簡單，維護容易

23、， 費用較低。通常以集線器（Hub）或交換機（Switch）作為中央節(jié)點。中央節(jié)點的正常運行對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來說至關(guān)重要，一旦出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓。圖2-25 星形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)常見的局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)三、環(huán)形結(jié)構(gòu) 環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)如圖2-26所示，它將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連接成閉合結(jié)構(gòu)。信號順著一個方向從一臺設(shè)備傳到另一臺設(shè)備，每一臺設(shè)備都配有一個收發(fā)器，信息在每臺設(shè)備上的延時時間是固定的。這種結(jié)構(gòu)特別適用于實時控制的局域網(wǎng)系統(tǒng)。 環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)的特點是：安裝容易，費用較低。有些網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為了提高通信效率和可靠性，采用了雙環(huán)結(jié)構(gòu)，即在原有的單環(huán)結(jié)構(gòu)上再套一個環(huán)作為輔助環(huán)路，主環(huán)出現(xiàn)故障時輔環(huán)能自動接替主環(huán)的部分工作。環(huán)

24、型網(wǎng)絡(luò)的缺點是，當某節(jié)點發(fā)生故障時，整個網(wǎng)絡(luò)將不能正常工作。 圖2-26 環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)常見的局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)四、樹型拓撲結(jié)構(gòu) 樹型拓撲結(jié)構(gòu)如圖2-27所示，它像一棵“根”朝上的，與總線拓撲結(jié)構(gòu)相比，主要區(qū)別在于總線拓撲結(jié)構(gòu)中沒有“根”。這種拓撲結(jié)構(gòu)在目前的局域網(wǎng)中已被廣泛采用。 樹型拓撲結(jié)構(gòu)的特點：優(yōu)點是容易擴展、故障也容易分離處理；缺點是整個網(wǎng)絡(luò)對根的依賴性很大，一旦網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點發(fā)生故障，整個系統(tǒng)將無法正常工作。圖2.-27 樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)各層時需要解決的問題是不同的，其任務(wù)也不相同。因此，各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作原理和結(jié)構(gòu)也是大不相同的。一般說來，越是底層的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，需要完成

25、的任務(wù)越少，功能也越差，結(jié)構(gòu)也越簡單；而越是高層的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，需要完成的任務(wù)越多，功能也越強，結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。目前，集線器、交換機、路由器、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有著廣泛的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備一、物理層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備（中繼器與集線器） 中繼器是一種信號放大設(shè)備。集線器（HUB）是中繼器的一種，其區(qū)別僅在于集線器能夠提供更多的端口服務(wù)，所以集線器又叫多端口中繼器。 圖2-28 用集線器實現(xiàn)主機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備根據(jù)管理方式的不同，集線器可分為智能型和非智能型集線器兩種。目前所使用的集線器基本是以上三種分類方式的組合，例如我們經(jīng)常所講的10/100 M自適應(yīng)智能型堆疊式集線器等。集線器根據(jù)端口數(shù)目的不同主要

26、有4端口、8端口、16端口和24端口等。圖2-29 所示為一個用4端口集線器實現(xiàn)主機互聯(lián)的實例，集線器是共享設(shè)備，它只允許同一時間內(nèi)一對主機之間傳送信息，若同時有多對主機之間傳送信息或多臺主機向同一臺主機發(fā)送信息，則會產(chǎn)生沖突。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，集線器的缺點越來越突出，后來發(fā)展起來的一種技術(shù)更先進的數(shù)據(jù)交換設(shè)備交換機逐漸取代了部分集線器的高端應(yīng)用。在物理層實現(xiàn)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)要求數(shù)據(jù)鏈路層及以上各層次必須使用相同或兼容的協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備二、數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備（網(wǎng)橋與二層交換機） 網(wǎng)橋是在數(shù)據(jù)鏈路層上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備，二層交換機是一種多端口的網(wǎng)橋，主要用于交換式網(wǎng)絡(luò)中。用于局域網(wǎng)之間互連的網(wǎng)

27、橋，一般具有以下幾個特征：（1）網(wǎng)橋能夠互連兩個采用不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸介質(zhì)、不同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)。（2）網(wǎng)橋通過存儲轉(zhuǎn)發(fā)和地址過濾方式實現(xiàn)互連網(wǎng)絡(luò)之間的通信。（3）用網(wǎng)橋互連的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同的協(xié)議。 滿足上面特征的設(shè)備都可以稱為網(wǎng)橋，其中最常見的一種就是局域網(wǎng)換機，在兩個局域網(wǎng)之間通過網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)通信的基本工作原理如圖2-29 所示。 目前的網(wǎng)橋標準有兩個，分別由IEEE802.1 和IEEE802.5 兩個分委員會制定，它們的區(qū)別在于路徑選擇的策略不同。基于這兩種標準有兩種網(wǎng)橋：透明網(wǎng)橋、源路選網(wǎng)橋。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備圖2-29 用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)局域網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備如果圖2-29中

28、的節(jié)點 A 向節(jié)點 B 發(fā)送數(shù)據(jù)幀，網(wǎng)橋能夠接收到該發(fā)送幀，但經(jīng)過地址過濾后發(fā)現(xiàn)該幀的目的節(jié)點地址與發(fā)送節(jié)點在同一個網(wǎng)段，便不再對該數(shù)據(jù)幀進行復(fù)制和轉(zhuǎn)發(fā)，而是直接將其丟棄，從而減輕了網(wǎng)絡(luò)的壓力，改善了網(wǎng)絡(luò)的安全性能，達到了隔離互聯(lián)子網(wǎng)的目的；如果節(jié)點 A 向節(jié)點 D 發(fā)送數(shù)據(jù)幀，當網(wǎng)橋接收到該幀時，經(jīng)過地址過濾發(fā)現(xiàn)目的地在另一個網(wǎng)段，便通過與另一個網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)接口轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀，保證數(shù)據(jù)幀能夠正確到達目的地。由于網(wǎng)橋需要對數(shù)據(jù)包進行處理，以決定轉(zhuǎn)發(fā)情況，所以在傳輸數(shù)據(jù)時有一定延時。此外，值得注意的是，當局域網(wǎng)規(guī)模比較大、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境比較復(fù)雜時，會使用多個網(wǎng)橋進行互聯(lián)，從而有可能在網(wǎng)橋之間形成環(huán)路。由于

29、網(wǎng)橋能夠轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)出的廣播數(shù)據(jù)包，使得廣播數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中不斷循環(huán)，形成廣播風暴。所謂廣播風暴，是指過多的廣播數(shù)據(jù)包占用了網(wǎng)絡(luò)帶寬的所有容量，使網(wǎng)絡(luò)的性能變得非常差，直至網(wǎng)橋死機。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備目前的網(wǎng)橋標準有兩個，分別由IEEE 802.1 和IEEE 802.5分委員會制定，它們的區(qū)別在于路徑選擇的策略不同?；谶@兩種標準有兩種網(wǎng)橋：透明網(wǎng)橋、源路選網(wǎng)橋。（1）透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋由各個網(wǎng)橋自行選擇路徑，局域網(wǎng)上的各節(jié)點不負責路徑選擇，其最大的優(yōu)點是容易安裝。（2）源路選網(wǎng)橋源路選網(wǎng)橋由發(fā)送數(shù)據(jù)幀的源節(jié)點負責路徑選擇。網(wǎng)橋假定每個節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，都已經(jīng)清楚地知道發(fā)往各個目的地的路徑，在實際

30、發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，幀頭當中會包含詳細的路徑信息，網(wǎng)橋只需根據(jù)這些路徑信息進行正確的轉(zhuǎn)發(fā)即可。在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)允許物理層和數(shù)據(jù)鏈路層使用相同或不同的協(xié)議，但網(wǎng)絡(luò)層及以上各層必須使用相同或兼容的協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備三、網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)設(shè)備（路由器） 路由器是互連網(wǎng)絡(luò)的重要設(shè)備之一，它工作在OSI 模型的網(wǎng)絡(luò)層，一般具有以下幾個特征。 1）路由器是在網(wǎng)絡(luò)層上實現(xiàn)多個網(wǎng)絡(luò)之間互連的設(shè)備。 2）路由器為兩個以上網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)最佳路徑選擇。 3）路由器要求節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)層以上的各層中使用相同的協(xié)議。 路由器的基本功能就是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，在通過路由器互連的網(wǎng)絡(luò)中，路由器要對接收到的數(shù)據(jù)包進行檢測，判斷其中包含

31、的目的IP地址。如果目的IP 地址與源節(jié)點IP 地址在同一個網(wǎng)段，則不進行轉(zhuǎn)發(fā)；如果目的IP 地址在另一個網(wǎng)段，則通過查詢路由器中的路由表決 定轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個目的地（可能是下一個節(jié)點，也可能是最終目的地）以及從哪個網(wǎng)絡(luò)接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，其基本使用方法如圖2-31所示。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 路由器實際上是一種智能型的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，主要具有以下3 種功能。 （1）網(wǎng)絡(luò)連接功能 （2）路由選擇功能 （3）設(shè)備管理功能圖2-31 路由器的連接IP地址分類一、IP地址分類 IP地址是在網(wǎng)絡(luò)上分配給每臺計算機或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的32位數(shù)字標識。在Internet上，每臺計算機或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址是全世界唯一的。 IP地址采用兩

32、級結(jié)構(gòu)，由網(wǎng)絡(luò)標識和主機號兩部分組成，如圖2-32所示。其中，網(wǎng)絡(luò)標識用于標識該主機所在的網(wǎng)絡(luò)，而主機號則表示該主機在相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的特定標記。正是因為網(wǎng)絡(luò)標識所給出的網(wǎng)絡(luò)位置信息才使得路由器能夠在通信子網(wǎng)中為IP分組選擇一條合適的路徑。網(wǎng)絡(luò)標識主機標識圖2-32 IP地址的組成IP地址分類 為適應(yīng)不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，可將IP地址分類，稱為有類地址。每個32位的IP地址的起始幾位標識地址的類別，通常IP地址被分為A、B、C、D和E五類，如圖3.12所示。其中A、B、C類作為常用的主機地址，D類用于提供網(wǎng)絡(luò)組播服務(wù)或作為網(wǎng)絡(luò)測試之用，E類保留給未來擴充使用。A、B、C類的最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)目和可以容納的主機數(shù)信

33、息參見表2-2 網(wǎng)絡(luò)類最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)每個網(wǎng)絡(luò)可容納的最大主機數(shù)目A27一2126224一216777214B214一216382216一265534C221一2209715028一2254表2-2 關(guān)于A、B、C類的最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)和可容納的主機數(shù)IP地址分類（1）A類地址A類地址用來支持超大型網(wǎng)絡(luò)。A類IP地址僅使用第1個8位組標志地址的網(wǎng)絡(luò)部分，其余的3個8位組用來標志地址的主機部分。用二進制表示時，A類地址的第1位(最左邊)總是0。因此，第1個8位組的最小值為00000000(十進制數(shù)為0)，最大值為01111111(十進制數(shù)為127)。但是0和127兩個數(shù)保留使用，不能作為網(wǎng)絡(luò)地址。任一IP地址

34、的第1個8位組的取值范圍為1126的都是A類地址。IP地址分類（2）B類地址B類地址用來支持中大型網(wǎng)絡(luò)。B類IP地址使用4個8位組的前2個8位組標志地址的網(wǎng)絡(luò)部分，其余2個8位組用來標志地址的主機部分。用二進制表示時，B類地址的前2位(最左邊)總是10。因此，第1個8位組的最小值為10000000(十進制數(shù)為128)，最大值為10111111(十進制數(shù)為191)。任何IP地址第1個8位組的取值范圍為128191的都是B類地址。IP地址分類（3）C類地址C類地址用來支持小型網(wǎng)絡(luò)。C類IP地址使用4個8位組的前3個8位組標志地址的網(wǎng)絡(luò)部分，最后1個8位組用來標志地址的主機部分。用二進制表示時，C類

35、地址的前3位(最左邊)總是110。因此，第1個8位組的最小值為11000000(十進制數(shù)為192)，最大值為11011111(十進制數(shù)為223)。任何IP地址第1個8位組的取值范圍為192223的都是C類地址。IP地址分類（4）D類地址D類地址用來支持組播。組播地址是唯一的網(wǎng)絡(luò)地址，用來轉(zhuǎn)發(fā)目的地址為預(yù)先定義的一組IP地址的分組。因此，一臺工作站可以將單一數(shù)據(jù)流傳送給多個接收者。用二進制表示時，D類地址的前4位(最左邊)總是1110。D類IP地址的第1個8位組的范圍為1110000011101111，即224239。任一IP地址的第1個8位組的取值范圍為224239的都是D類地址。IP地址分類

36、（5）E類地址Internet工程任務(wù)組保留E類地址作為研究使用，因此Internet上沒有發(fā)布E類地址。用二進制表示時，E類地址的前5位(最左邊)總是11110。E類IP地址的第1個8位組的范圍為1111000011110111，即240247。任一IP地址的第1個8位組的取值范圍為240247的都是E類地址。IP地址分類二、保留IP地址 在IP地址中，有些IP地址被保留下來作為特殊之用。這些保留地址空間如下： （1）網(wǎng)絡(luò)地址 網(wǎng)絡(luò)地址用于表示網(wǎng)絡(luò)本身，具有正常的網(wǎng)絡(luò)標志部分，主機號部分為全是“0”的IP地址代表一個特定的網(wǎng)絡(luò)，即作為網(wǎng)絡(luò)標志之用，如、和 分別代表了一個A類、B類和C類網(wǎng)絡(luò)。

37、 （2）廣播地址（2）廣播地址廣播地址用于向網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備廣播報文分組。具有正常的網(wǎng)絡(luò)標志部分且主機號部分全為“1”的IP地址代表一個在指定網(wǎng)絡(luò)中的廣播，稱為廣播地址，如55、55和55分別代表在一個A類、B類和C類網(wǎng)絡(luò)中的廣播。 3.公有地址和私有地址Internet的穩(wěn)定直接取決于網(wǎng)絡(luò)地址公布的唯一性。這個工作最初由InterNIC(Internet 網(wǎng)絡(luò)信息中心)來分配IP地址，現(xiàn)在已被IANA(Internet地址分配中心)取代。IANA管理著剩余IP地址的分配，以確保不會發(fā)生公用地址重復(fù)使用的問題。這種重復(fù)使用問題將導(dǎo)致Internet的不穩(wěn)定，而且使用重復(fù)地址在網(wǎng)絡(luò)中傳遞數(shù)據(jù)包會

38、危及Internet 的性能。公有地址是唯一的，因為公有地址是全局的和標準的，所以沒有任何兩臺連接到公共網(wǎng)絡(luò)的主機擁有相同的IP地址。所有連接Internet的主機都遵循此規(guī)則。公有地址是從Internet服務(wù)供應(yīng)商(ISP)或地址注冊處獲得的。此外，在IP地址資源中，還保留了一部分被稱為私有地址(Private Address)的地址資源供內(nèi)部實現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)時使用。RFC1918留出3塊IP地址空間(1個A類地址段，16個B類地址段，256個C類地址段)作為私有地址，分別對應(yīng)55、55和55，見表2-3。私有地址類 型子網(wǎng)掩碼55A55B55CIP地址分類三、公用地址和私有地址 公有IP地址是

39、惟一的，因為公有IP地址是全局的和標準的，所以沒有任何兩臺連到公共網(wǎng)絡(luò)的主機擁有相同的IP地址。所有連接Internet的主機都遵循此規(guī)則。公有IP地址是從Internet服務(wù)供應(yīng)商(1SP)或地址注冊處獲得。 另外，在IP地址資源中，還保留了一部分被稱為私有地址(Private Address)的地址資源供內(nèi)部實現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)時使用。RECl918留出3塊IP地址空間(1個A類地址段，16個B類地址段，256個C類地址段)作為私有地址，即1000055、55和192168255255。如表2-3所示。IP地址分類Private IP地址類型子網(wǎng)掩碼55A55B55B55C 根據(jù)規(guī)定，所有以私有地

40、址為目標地址的IP數(shù)據(jù)包都不能被路由至外面的因特網(wǎng)上，這些以私有地址作為邏輯標識的主機若要訪問外面的因特網(wǎng)，必須采用網(wǎng)絡(luò)地址翻譯(Network AddressTranslation，NAT)或應(yīng)用代理(Proxy)方式。表2-3 私有（Private）IP地址子網(wǎng)在IP地址規(guī)劃時，常常會遇到這樣的問題：一個企業(yè)由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增加、網(wǎng)絡(luò)沖突增加或網(wǎng)絡(luò)吞吐性能下降等多種因素需要對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進行分段。而根據(jù)IP網(wǎng)絡(luò)的特點，需要為不同的網(wǎng)段分配不同的網(wǎng)絡(luò)號，于是當分段數(shù)量不斷增加時，對IP地址資源的需求隨之增加。即使不考慮是否能申請到所需的IP資源，要對大量具有不同網(wǎng)絡(luò)號的網(wǎng)絡(luò)進行管理也是一件非常復(fù)雜的

41、事情，至少要將所有網(wǎng)絡(luò)號對外網(wǎng)公布。更何況隨著Internet規(guī)模的增大，32位的IP地址空間已出現(xiàn)了嚴重的資源緊缺。為了解決IP地址資源短缺的問題，同時也為了提高IP地址資源的利用率，引入了子網(wǎng)劃分技術(shù)。子網(wǎng)子網(wǎng)劃分(Subnet Working)是指由網(wǎng)絡(luò)管理員將一個給定的網(wǎng)絡(luò)分為若干更小的部分，這些更小的部分稱為子網(wǎng)(Subnet)。當網(wǎng)絡(luò)中的主機總數(shù)未超出所給定的某類網(wǎng)絡(luò)可容納的最大主機數(shù)，但內(nèi)部又要劃分成若干分段(Segment)進行管理時，就可以采用子網(wǎng)劃分的方法。為了創(chuàng)建子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)管理員需要從原有IP地址的主機位中借出若干連續(xù)的高位作為子網(wǎng)標志，如圖2-34所示。也就是說，經(jīng)過劃

42、分后的子網(wǎng)因為其主機數(shù)量減少而已經(jīng)不需要原來那么多位作為主機標志了，從而可以將這些多余的主機位作為子網(wǎng)標志。子網(wǎng)子網(wǎng)1.子網(wǎng)劃分的方法在子網(wǎng)劃分時，首先要明確劃分后所要得到的子網(wǎng)數(shù)量和每個子網(wǎng)中所要擁有的主機數(shù)，然后才能確定需要從原主機位借出的子網(wǎng)標志位數(shù)。原則上，根據(jù)全“0”和全“1”IP地址保留的規(guī)定，子網(wǎng)劃分時至少要從主機位的高位中選擇2位作為子網(wǎng)位，而只要能保證保留2位作為主機位，A、B、C類網(wǎng)絡(luò)最多可借出的子網(wǎng)位是不同的，A類可達22位，B類為14位，C類則為6位。顯然，當借出的子網(wǎng)位數(shù)不同時，相應(yīng)可以得到的子網(wǎng)數(shù)量及每個子網(wǎng)中所能容納的主機數(shù)也是不同的。表2-4列出了子網(wǎng)位數(shù)和子網(wǎng)

43、數(shù)量、有效子網(wǎng)數(shù)量之間的對應(yīng)關(guān)系。所謂有效子網(wǎng)，是指除去那些子網(wǎng)位為全“0”或全“1”的子網(wǎng)后所留下的可用子網(wǎng)。IP地址分類 表2-4 子網(wǎng)絡(luò)位數(shù)與子網(wǎng)絡(luò)數(shù)量、有效子網(wǎng)數(shù)量的對應(yīng)關(guān)系 子網(wǎng)絡(luò)位數(shù) 子網(wǎng)數(shù)量 有效子網(wǎng)數(shù)量 l 21=2 2-2=0 2 22=4 4-2=2 3 22=8 8-2=6 4 24=16 16-2=14 5 25=32 32-2=30 6 26=64 64-2=62 7 27=128 128-2=126 8 28=256 256-2=254 9 29=512 512-2=510 IP地址分類二、子網(wǎng)劃分的優(yōu)越性 引入子網(wǎng)劃分技術(shù)可以有效提高IP地址的利用率，從而節(jié)省寶貴

44、的IP地址資源。三、子網(wǎng)掩碼 前面講過，網(wǎng)絡(luò)標識對于網(wǎng)絡(luò)通信非常重要。但引入子網(wǎng)劃分技術(shù)后，帶來的一個重要問題就是主機或路由設(shè)備如何區(qū)分一個給定的IP地址是否已進行子網(wǎng)劃分，從而能正確地從中分離出有效的網(wǎng)絡(luò)標識(包括子網(wǎng)絡(luò)號的信息)。通常，將未引進子網(wǎng)劃分前的A、B、C類地址稱為有類(Classful)的IP地址，對于有類別的IP地址，顯然可以通過IP地址中的標識位直接判定其所屬的網(wǎng)絡(luò)類別，并進一步確定網(wǎng)絡(luò)標識。但引入子網(wǎng)劃分技術(shù)后，這個方法顯然是行不通了。 子網(wǎng)掩碼(Subnetmask)通常與IP地址配對出現(xiàn)，其功能是告知主機或路由設(shè)備，IP地址的哪一部分代表網(wǎng)絡(luò)號部分，哪一部分代表主機號部分。子網(wǎng)掩碼使用與IP地址相同的編址格式，即32位長度的二進制比特位，也可分為4個8位組并采用點分十進制來表示。但在子網(wǎng)掩碼中，與IP地址中的網(wǎng)絡(luò)位部分對應(yīng)的位取值為“1”，而與IP地址主機部分對應(yīng)的位取值為“0”。這樣通過將子網(wǎng)掩碼與相應(yīng)的IP地址進行“與”運算，就可決定給定的IP地址所屬的網(wǎng)絡(luò)號(包括子網(wǎng)絡(luò)信息) 子網(wǎng)表2-5給出了C類網(wǎng)絡(luò)進行不同位數(shù)的子網(wǎng)劃分后其子網(wǎng)掩碼的變化情況。表2-5 C類進行子網(wǎng)劃分后的子網(wǎng)掩碼劃分位數(shù)23456子網(wǎng)掩碼9224404852 子網(wǎng)四、可變長子網(wǎng)掩碼（VLSM） 如果把網(wǎng)絡(luò)分成多個不同大小的子網(wǎng)，每個子網(wǎng)可以使用不同長度的子網(wǎng)掩碼。在使用