第4章-計算機網絡互聯(lián)設備課件

第4章計算機網絡互聯(lián)設備

本章要點：

網絡互聯(lián)的辦法物理層互聯(lián)設備—集線器數(shù)據鏈路層互聯(lián)設備—交換機

IP地址的作用、組成和子網規(guī)劃網絡層互聯(lián)設備—路由器高層互聯(lián)設備——網關本章實訓：

子網的規(guī)劃與劃分置路由器的配置與使用基于Windows2000server路由配置方案4.1網絡互聯(lián)概述

4.1.1網絡互聯(lián)的需求網絡互聯(lián)通常是指將不同的網絡或相同的網絡用互聯(lián)設備連接在一起而形成一個范圍更大的網絡，也可以是為增加網絡性能和易于管理而將一個原來很大的網絡劃分為幾個子網或網段。4.1.2網絡互聯(lián)的辦法以ISO/OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型的分層觀點考察局域網的互聯(lián)由此出發(fā)，可將互聯(lián)劃分為四個層次，即物理層、數(shù)據鏈路層、網絡層和高層，與之對應的分別是中繼器或集線器、網橋或交換機、路由器和網關（又稱協(xié)議轉換器）。（1）層次一：使用中繼器或集線器在不同電纜段之間復制位信號。（2）層次二：使用網橋或交換機在局域網之間存儲、轉發(fā)幀。（3）層次三：使用路由器在不同網絡間存儲、轉發(fā)分組。（4）層次四：使用協(xié)議轉換器提供高層接口。4.2計算機局域網互聯(lián)設備

4.2.1物理層互聯(lián)設備—集線器集線器在本質上是一種特殊的中繼器。中繼器的主要功能是對接收到的信號進行再生放大，以擴大網絡的傳輸距離；而集線器除了具有中繼器的功能外，還能夠提供多端口的服務，所以又可以稱它為多端口中繼器。所以，集線器只能互聯(lián)兩個相同的網絡（如以太網和以太網），從網絡覆蓋的物理范圍上增大網絡的規(guī)模。1集線器的作用與工作原理集線器在網絡中的主要作用是作為多端口的信號放大設備。工作站服務器集線器2集線器的選擇集線器的選擇一般可遵循以下標準：（1）以外形尺寸為選擇依據（2）以帶寬為選擇依據（3）以是否可管理為選擇依據（4）按照擴展方式選擇4.2.2數(shù)據鏈路層互聯(lián)設備—交換機交換機屬于數(shù)據鏈路層設備，相當于一個多端口的網橋，使用交換機可以互聯(lián)兩個或兩個以上的相似局域網（如以太網和以太網的互聯(lián)）。與集線器相比，交換機的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為：（1）交換機通常采用全硬件結構實現(xiàn)，具有速度快，可以為每一個節(jié)點提供全部網絡帶寬的特點。（2）交換機與網橋一樣按每個數(shù)據包中的MAC地址進行轉發(fā)，轉發(fā)時一般不考慮包中的其他信息。與網橋不同的是交換機的轉發(fā)延遲很小，遠遠超過用普通網橋互聯(lián)網絡的轉發(fā)性能。（3）可以把每個端口所連接的網絡分割為獨立的LAN，每個LAN成為一個獨立的沖突域。LAN內可以利用集線器按照共享式以太網組網規(guī)則組成一個共享LAN或擴展LAN，從而擴大網絡范圍，這對建立專門的工作組十分有利。（4）每個端口都能提供專用的帶寬，這與集線器相比有了質的區(qū)別。（5）流量控制：網橋不具備流量控制能力。（6）轉發(fā)機制（7）網絡管理1交換機的分類與選擇（1）交換機的分類交換機根據速率可以分為10Mbps、100Mbps、10/100Mbps以及千兆位等類型的交換機。交換機根據使用的網絡技術可以分為：以太網交換機、令牌環(huán)交換機、FDDI交換機、ATM交換機、快速以太網交換機等。如果按交換機的應用領域來劃分，可分為臺式交換機、工作組交換機、主干交換機、企業(yè)級交換機、分段交換機、端口交換機、網絡交換機等。（2）交換機的選擇①注意合適的尺寸。②交換的速度要快。③端口數(shù)要夠將來網絡升級使用。④是否需要路由選擇能力、是否需要容錯能力、能否與現(xiàn)有設備兼容并順利銜接。⑤網絡管理能力。4.3網絡層IP地址

4.3.1網絡層IP地址的作用IP協(xié)議提供了一種互聯(lián)網通用的地址格式4.3.2網絡層IP地址的組成

網絡號和主機號如202.102.134.68網絡號：202.102.134主機號：68IP地址分類:5類

081624310網絡號主機號

A類地址10網絡號主機號

B類地址110網絡號主機號

C類地址1110多投點地址D類地址11110保留將來使用E類地址IP地址的特殊形式全0本機

0000。。。00主機本網主機全1局域網廣播網絡全1向網絡定向廣播

127隨機（通常是1）回路（3）IP地址的尋址規(guī)則①網絡尋址規(guī)則?網絡地址必須唯一。?網絡號不能以數(shù)字127開頭，數(shù)字127是專門保留給診斷用的，如127.0.0.1是回送地址，用于回路測試。?網絡號的第一個字節(jié)不能為255。數(shù)字255作為廣播地址。?網絡號的第一個字節(jié)不能為“0”，“0”表示該地址是本地網絡，不能用于傳送數(shù)據。?網絡號全部為“0”和全部為“1”的IP地址被保留使用。②主機尋址規(guī)則?主機號在同一網絡內必須是唯一的。?主機號的各個位不能都為“1”，如果所有位都為“1”，則表示該地址是廣播地址，而非主機的地址。?主機號的各個位不能都為“0”，如果各個位都為“0”，則表示“只有這個網絡”，而這個網絡上沒有任何主機。（4）區(qū)分IP地址的方法①看IP地址的前幾個二進制位若第一個二進制位為“0”，則該IP地址為A類。若第一個二進制位為“1”，則再看第二個二進制位，若為“0”，則該IP地址為B類。若前二個二進制位為“11”，則再看第三個二進制位，若為“0”，該IP地址為C類。若前三個二進制位為“111”，則再看第四個二進制位，若為“0”，該IP地址為D類，若為“1”，則該IP地址為E類。

②看IP地址的第一個字節(jié)段的十進制位若為1～126，則該IP地址為A類。若為128～191，則該IP地址為B類。若為192～223，則該IP地址為C類。若為224～239，則該IP地址為D類。若為240～254，則該IP地址為E類。4.3.3子網的劃分方法為了創(chuàng)建一個子網地址，網絡管理員從標準IP地址的主機號部分“借”位并把它們指定為子網號部分。網絡號主機號網絡號子網號主機號標準IP地址劃分子網后的IP地址借用B類IP地址的一個字節(jié)作為子網號表4-1C類網絡子網劃分對應關系表子網號位數(shù)子網數(shù)主機數(shù)子網掩碼2262255.255.255.1923630255.255.255.22441414255.255.255.2405306255.255.255.2486622255.255.255.252表4-2211.87.40.0在掩碼為255.255.255.240時的地址分配表子網子網號子網地址每一個子網的有效主機地址范圍子網掩碼10001211.87.40.16211.87.40.17~.30255.255.255.24020010211.87.40.32211.87.40.33~.46255.255.255.24030011211.87.40.48211.87.40.49~.62255.255.255.24040100211.87.40.64211.87.40.65~.78255.255.255.24050101211.87.40.80211.87.40.81~.94255.255.255.24060110211.87.40.96211.87.40.97~.110255.255.255.24070111211.87.40.112211.87.40.113~.126255.255.255.24081000211.87.40.128211.87.40.129~.142255.255.255.24091001211.87.40.144211.87.40.145~.158255.255.255.240101010211.87.40.160211.87.40.161~.174255.255.255.240111011211.87.40.176211.87.40.177~.190255.255.255.240121100211.87.40.192211.87.40.193~.206255.255.255.240131101211.87.40.208211.87.40.209~.222255.255.255.240141110211.87.40.224211.87.40.225~.238255.255.255.240路由器的每個一條連接要占用1個有效的IP地址4.4網絡層互聯(lián)設備—路由器

4.4.1路由器的基本概念路由器是工作在網絡層的設備，可用于各種網絡的連接，它具有判斷網絡地址和選擇路徑的功能。它對于大型的網際網及采用遠程通信連接的廣域網非常關鍵。1路由的作用（1）網絡的互聯(lián)（2）路徑選擇（3）轉發(fā)驗證（4）拆包/打包（5）網絡的隔離（6）流量控制2路由器的分類（1）按所處的位置可分為內部路由器和邊界路由器。（2）按協(xié)議的支持情況可分為單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器。3路由器的選擇（1）由于路由器是網絡中比較關鍵的設備，針對網絡存在的各種安全隱患，路由器必須具有如下的安全特性：

①可靠性與線路的安全②身份認證

③訪問控制④信息隱藏（2）路由器的控制軟件是路由器發(fā)揮功能的一個關鍵環(huán)節(jié)。軟件的安裝、參數(shù)設置及調試越方便，用戶使用起來就越容易。（3）隨著計算機網絡應用的增加，現(xiàn)有的網絡規(guī)模有可能不能滿足實際需要，會產生擴大網絡規(guī)模的要求，因此擴展能力是一個網絡在設計和建設過程中必須要考慮的。擴展能力的大小主要看路由器支持的擴展槽數(shù)目或者擴展端口的數(shù)目。4.4.2路由器的工作過程工作站A路由器1（R1）路由器5（R5）路由器4（R4）路由器3（R3）路由器2（R2）工作站B4.4.3路由表的建立與刷新路由表的類型①靜態(tài)路徑表②動態(tài)路徑表路由標的建立和刷新同樣有靜態(tài)和動態(tài)兩種方式。4.5高層互聯(lián)設備——網關

4.5.1網關的作用網關又稱為協(xié)議轉換器，是連接兩個協(xié)議差別很大的計算機網絡時使用的設備。

4.5.2網關的工作原理4.6各種網絡互聯(lián)設備間的比較分析互聯(lián)設備優(yōu)點缺點中繼器或集線器網絡互聯(lián)容易價格低互聯(lián)規(guī)模有限不能隔離不需要的流量無法控制信息傳輸網橋或交換機網絡互聯(lián)容易提供網絡管理提供安全保密性協(xié)議透明隔離不必要的流量交換效率高具有廣播風暴現(xiàn)象不能決定最佳路徑管理控制功能有限錯誤處理功能不強不能完全隔離不必要的流量路由器適于大規(guī)模的復雜網絡容易互聯(lián)不同類型的局域網管理控制功能強，安全性、保密性好充分隔離不需要的流量網絡設置復雜不支持非路由協(xié)議（如Net-bios，DECnetLAT等）價格昂貴網關支持不同協(xié)議之間的轉換可以連接不同類型的局域網配置復雜價格昂貴4.7實訓

4.7.1實訓1子網的規(guī)劃與劃分一、實驗目的

1.使學生掌握子網規(guī)劃的方法

2.使學生掌握在內部局域網上劃分邏輯子網并應用和測試的方法二、實驗內容

1.在內部局域網上劃分邏輯子網

2.應用和測試三、實驗步驟1在內部局域網上劃分邏輯子網

表4-4192.168.1.0在掩碼為255.255.255.224時的地址分配表子網子網號子網地址每一個子網的有效主機地址范圍子網掩碼1001192.168.1.32192.168.1.33~.62255.255.255.2242010192.168.1.64192.168.1.65~.94255.255.255.2243011192.168.1.96192.168.1.97~.126255.255.255.2244100192.168.1.128192.168.1.129~.158255.255.255.2245101192.168.1.160192.168.1.161~.190255.255.255.2246110192.168.1.192192.168.1.193~.222255.255.255.224將一個以太網在邏輯上劃分成若干個子網2.應用和測試“本地連接屬性”對話框配置“IP地址”和“子網掩碼”“Internet協(xié)議（TCP/IP）屬性”對話框利用ipconfig命令獲得主機的當前配置信息4.7.2實訓2路由器的配置與使用一、實驗目的：

1．使學生掌握各種進入路由器的方法

2．使學生掌握命令行界面的使用方法

3．使學生掌握初始配置路由器的方法

4．使學生掌握檢查路由器狀態(tài)的方法二、實驗內容：

1．熟悉各種進入路由器的方法

2．熟悉命令行界面

3．初始配置路由器

4．查看路由器狀態(tài)

5．配置動態(tài)路由

6．查看動態(tài)路由三、實驗步驟：1.進入各種路由器模式2．命令行界面（1）router>（2）router#（3）router(config)#（4）router(config-if)#、router(config-line)#、router(config-router)#……（5）>（6）設置對話狀態(tài)3．初始配置路由器首先顯示的是路由器的一些版本信息、版本信息和加載IOS的過程。然后，當顯示如下所示的信息時，開始路由器的初始配置過程。---SystemConfigurationDialog---Atanypointyoumayenteraquestionmark'?'forhelp.

Usectrl-ctoabortconfigurationdialogatanyprompt.

Defaultsettingsareinsquarebrackets'[]'.這是告訴你在設置對話過程中的任何地方都可以鍵入“?”得到系統(tǒng)的幫助，按ctrl-c可以退出設置過程，缺省設置將顯示在“[]”中。然后路由器會問是否進入設置對話：Wouldyouliketoentertheinitialconfigurationdialog?[yes]:如果按y或回車，路由器就會進入設置對話過程。首先你可以看到各端口當前的狀況：First,wouldyouliketoseethecurrentinterfacesummary?[yes]:

AnyinterfacelistedwithOK?Value"NO"doesnothaveavalidconfigurationInterfaceIP-AddressOK?NethodStatusProtocolEthernet0unassignedNOunsetupup

Serial0unassignedNOunsetupup

………然后，路由器就開始全局參數(shù)的設置：Configuringglobalparameters:（1）路由器名：

Enterhostname[Router]:（2）進入特權狀態(tài)的密文（secret），密文在設置以后不會以明文方式顯示：Theenablesecretisaone-waycryptographicsecretusedinsteadoftheenablepasswordwhenitexists.

Enterenablesecret:cisco

（3）設置進入特權狀態(tài)的密碼(password)，此密碼只在沒有密文時起作用，并且在設置以后會以明文方式顯示：

Theenablepasswordisusedwhenthereisnoenablesecretandwhenusingoldersoftwareandsomebootimages.

Enterenablepassword:pass（4）設置虛擬終端訪問葉的密碼：

Entervirtualterminalpassword:cisco

（5）詢問是否要設置路由器支持的各種網絡協(xié)議：ConfigureSNMPNetworkManagement?[yes]:

ConfigureDECnet?[no]:

ConfigureAppleTalk?[no]:

ConfigureIPX?[no]:

ConfigureIP?[yes]:

ConfigureIGRProuting?[yes]:

ConfigureRIProuting?[no]:

……（6）如果配置的是撥號訪問服務器，系統(tǒng)還會設置異步口的參數(shù)：ConfigureAsync

lines?[yes]:設置線路的最高速度：

--Asynclinespeed[9600]:是否使用硬件流控：

--ConfigureforHWflowcontrol?[yes]:是否設置modem:

--Configureformodems?[yes/no]:yes

是否使用默認的modem命令：

--Configurefordefaultchatscript?[yes]:是否設置異步口的PPP參數(shù)：

--ConfigureforDial-inIPSLIP/PPPaccess?[no]:是否使用動態(tài)IP地址：

--ConfigureforDynamicIPaddresses?[yes]:是否使用缺省IP地址：

--ConfigureDefaultIPaddresses?[no]:yes是否使用TCP頭壓縮：

--ConfigureforTCPHeaderCompression?[yes]:是否在異步口上使用路由表更新：

--Configureforroutingupdatesonasync

links?[no]:yes

是否設置異步口上的其它協(xié)議。

Configureforotherprotocolonasynclinks?[no]:接下來，系統(tǒng)會進行接口參數(shù)的設置。（7）ConfiguringinterfaceEthernet0:是否使用此接口：

--Isthisinterfaceinuse?[yes]:是否設置此接口的IP參數(shù)：

--ConfigureIPonthisinterface?[yes]:設置接口的IP地址：

--IPaddressforthisinterface:192.168.162.2設置接口的IP子網掩碼：

--Numberofbitsinsubnetfield[0]:

--ClassCnetworkis192.168.162.0,0subnetbits;maskis/24

在設置完所有接口的參數(shù)后，系統(tǒng)會把整個設置對話過程的結果顯示出來：Thefollowingconfigurationcommandscriptwascreated:hostnameRouter

enablesecret5$1$W5Oh$6J7tIgRMBOIKVXVG53Uh1

enablepasswordpass

…………

請注意在enablesecret后面顯示的是亂碼，而enablepassword后面顯示的是設置的內容。顯示結束后，系統(tǒng)會問是否使用這個設置:Usethisconfiguration?[yes/no]:yes

如果回答yes，系統(tǒng)就會把設置的結果存入路由器的NVRAM中，然后結束設置對話過程，使路由器開始正常的工作。4．查看路由器狀態(tài)（1）查看版本及引導信息router#showversion（2）查看運行設置router#showrunning-config

（3）查看開機設置router#showstartup-config

（4）顯示端口信息router#showinterfacetypeslot/number（5）顯示路由信息router#showiprouter5．動態(tài)路由配置動態(tài)路由的配置命令是：router(config)#routerrip/進入rip協(xié)議子配置模式router(config-router)#networkX.X.X.X/向路由表中添加路由信息（X.X.X.X是直接和路由器連接的網絡地址）依次使用networkX.X.X.X命令添加所有與路由器直接連接的網絡地址，添加完后輸入：router(config-router)#exit

router(config)#exit

router#查看動態(tài)路由信息的命令是：router#show

iproute路由連接圖配置動