計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)（第5版）課件 工作單元5、6　實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際互聯(lián)、接入Internet

工作單元5實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際互聯(lián)在默認(rèn)情況下，使用二層交換機(jī)連接的所有計(jì)算機(jī)屬于一個(gè)廣播域，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不能太大。雖然通過(guò)VLAN技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)廣播域的隔離，但不同VLAN的主機(jī)之間并不能進(jìn)行通信。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在組建網(wǎng)絡(luò)時(shí)必須實(shí)現(xiàn)不同廣播域之間的互聯(lián)。而網(wǎng)際互聯(lián)必須在OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層，借助IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。常用的可用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際互聯(lián)的設(shè)備主要有路由器和三層交換機(jī)。本單元的主要目標(biāo)是理解IP路由的概念，學(xué)會(huì)查看和閱讀路由表；認(rèn)識(shí)路由器和三層交換機(jī)并了解其基本配置方法。本單元主要內(nèi)容任務(wù)5.1查看計(jì)算機(jī)路由表任務(wù)5.2認(rèn)識(shí)和配置路由器任務(wù)5.3認(rèn)識(shí)和配置三層交換機(jī)任務(wù)5.1查看計(jì)算機(jī)路由表【任務(wù)目的】（1）理解路由的基本原理；（2）理解路由表的結(jié)構(gòu)和作用；（3）熟悉在Windows系統(tǒng)中查看和設(shè)置計(jì)算機(jī)路由表的方法；（4）熟悉在Windows系統(tǒng)中測(cè)試計(jì)算機(jī)之間的路由的方法?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】

（1）安裝Windows操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)；（2）能夠接入Internet的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。5.1.1路由的基本原理當(dāng)一個(gè)網(wǎng)段中的主機(jī)發(fā)送IP數(shù)據(jù)包給同一網(wǎng)段的另一臺(tái)主機(jī)時(shí)，它直接把IP數(shù)據(jù)包送到網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)方就能收到。但當(dāng)要送給不同網(wǎng)段的主機(jī)時(shí)，發(fā)送方需要選擇一個(gè)能夠到達(dá)目的網(wǎng)段的路由器，把IP數(shù)據(jù)包發(fā)送給該路由器，由路由器負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。如果沒(méi)有找到這樣的路由器，主機(jī)就要把IP數(shù)據(jù)包送給一個(gè)被稱為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)（defaultgateway）的路由上。默認(rèn)網(wǎng)關(guān)是每臺(tái)主機(jī)上的一個(gè)配置參數(shù)，它是與主機(jī)連接在同一網(wǎng)段的某路由器接口的IP地址。5.1.1路由的基本原理路由器通常會(huì)有多個(gè)接口，不同的接口會(huì)連接不同的網(wǎng)段。路由器在轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包時(shí)，會(huì)根據(jù)IP數(shù)據(jù)包的目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)部分，選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)接口。同主機(jī)一樣，路由器也要判斷該轉(zhuǎn)發(fā)接口所連接的是否是目的網(wǎng)段，如果是，就直接把數(shù)據(jù)包通過(guò)接口送到目的主機(jī)，否則，也要選擇下一個(gè)路由器來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由器也有自己的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，用來(lái)傳送不知道該由哪個(gè)接口轉(zhuǎn)發(fā)的IP數(shù)據(jù)包。通過(guò)這樣不斷的轉(zhuǎn)發(fā)傳送，IP數(shù)據(jù)包最終將送到目的主機(jī)，送不到目的地的IP數(shù)據(jù)包將被網(wǎng)絡(luò)丟棄。5.1.1路由的基本原理在圖5-1所示的網(wǎng)絡(luò)中，主機(jī)A和主機(jī)B連接在相同的網(wǎng)段，它們之間可以直接通信。而如果主機(jī)A要與主機(jī)C通信的話，那么主機(jī)A就必須將IP數(shù)據(jù)包傳送到最近的路由器或者主機(jī)A的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)上，然后由路由器將IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給另一臺(tái)路由器，直到到達(dá)與主機(jī)C連接在同一網(wǎng)段的路由器，最后由該路由器將IP數(shù)據(jù)包交給主機(jī)C。5.1.2路由表路由器的主要工作是為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)包尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。由此可見(jiàn)，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關(guān)鍵所在。為了完成這項(xiàng)工作，在路由器中保存著載有各種傳輸路徑相關(guān)數(shù)據(jù)的路由表（RoutingTable），供路由選擇時(shí)使用，表中包含的信息決定了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的策略。路由表可以是由管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改。5.1.2路由表路由表由多個(gè)路由表項(xiàng)組成，路由表中的每一項(xiàng)都被看作是一條路由，路由表項(xiàng)可以分為以下幾種類(lèi)型：網(wǎng)絡(luò)路由：提供到IP網(wǎng)絡(luò)中特定網(wǎng)段（特定網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)）的路由。主機(jī)路由：提供到特定IP地址（包括網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)）的路由，通常用于將自定義路由創(chuàng)建到特定主機(jī)以控制或優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信。默認(rèn)路由：如果在路由表中沒(méi)有找到其他路由，則使用默認(rèn)路由。5.1.2路由表路由表中的每個(gè)路由表項(xiàng)主要由以下信息字段組成：目的地址：目標(biāo)網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)或目的主機(jī)的IP地址。網(wǎng)絡(luò)掩碼：與目的地址相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)掩碼。下一跳IP地址：數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的地址，即數(shù)據(jù)包應(yīng)傳送的下一個(gè)路由器的IP地址。對(duì)于主機(jī)或路由器直接連接的網(wǎng)絡(luò)，該字段可能是本主機(jī)或路由器連接到該網(wǎng)絡(luò)的接口地址。轉(zhuǎn)發(fā)接口：將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的地址時(shí)所使用的路由器接口，該字段可以是一個(gè)接口號(hào)或其他類(lèi)型的邏輯標(biāo)識(shí)符。5.1.2路由表

IP路由選擇主要完成以下功能： 搜索路由表，尋找能與目的IP地址完全匹配的表項(xiàng)，如果找到，則把IP數(shù)據(jù)包由該表項(xiàng)指定的接口轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)送給指定的下一個(gè)路由器或直接連接的網(wǎng)絡(luò)接口。搜索路由表，尋找能與目的IP地址網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)匹配的表項(xiàng)，如果找到，則把IP數(shù)據(jù)包由該表項(xiàng)指定的接口轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)送給指定的下一個(gè)路由器或直接連接的網(wǎng)絡(luò)接口。若存在多個(gè)表項(xiàng)，則選用網(wǎng)絡(luò)掩碼最長(zhǎng)的那條路由。按照路由表的默認(rèn)路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。5.1.2路由表5.1.3路由的生成方式1.直連路由直連路由是路由器自動(dòng)添加的直連網(wǎng)段的路由。由于直連路由反映的是路由器各接口直接連接的網(wǎng)段，因此具有較高的可信度。2.靜態(tài)路由靜態(tài)路由是由管理員手工配置的路由信息。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或鏈路的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，管理員需要手工修改路由表中相關(guān)的靜態(tài)路由。靜態(tài)路由在默認(rèn)情況下是私有的，不會(huì)傳遞給其他的路由器。當(dāng)然，管理員也可以通過(guò)對(duì)路由器進(jìn)行設(shè)置使之共享。靜態(tài)路由一般適用于比較簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境5.1.3路由的生成方式3.動(dòng)態(tài)路由動(dòng)態(tài)路由是各個(gè)路由器之間通過(guò)相互連接的網(wǎng)段，利用路由協(xié)議動(dòng)態(tài)的相互交換各自的路由信息，然后按照一定的算法優(yōu)化出來(lái)的路由。而且這些路由信息可以在一定時(shí)間間隙里不斷更新，以適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)獲得最優(yōu)的路由效果。例如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化，或網(wǎng)絡(luò)某個(gè)節(jié)點(diǎn)或鏈路發(fā)生故障時(shí)，與之相鄰的路由器會(huì)重新計(jì)算路由，并向外發(fā)送新的路由更新新息，這些信息會(huì)發(fā)送至其他的路由器，引發(fā)所有路由器重新計(jì)算路由，調(diào)整其路由表，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的變化。動(dòng)態(tài)路由可以大大減輕大型網(wǎng)絡(luò)的管理負(fù)擔(dān)，但其對(duì)路由器的性能要求較高，會(huì)占用網(wǎng)絡(luò)的帶寬，可能產(chǎn)生路由循環(huán)，也存在一定的安全隱患。5.1.4路由協(xié)議1.RIP

RIP是一種分布式的基于距離矢量的路由選擇協(xié)議，是Internet的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，最大優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單。RIP要求網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)路由器都要維護(hù)從它自己到每個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的距離記錄。對(duì)于距離，RIP有如下定義：路由器到與其直接連接的網(wǎng)絡(luò)距離定義為1；路由器到與其非直接連接的網(wǎng)絡(luò)距離定義為所經(jīng)過(guò)的路由器數(shù)加1。RIP認(rèn)為好的路由就是距離最短的路由。RIP允許一條路由最多包含15個(gè)路由器，即距離最大值為16，由此可見(jiàn)RIP只適合于小型互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。5.1.4路由協(xié)議5.1.4路由協(xié)議2.OSPF

OSPF路由協(xié)議是一種典型的鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，一般用于一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)。自治系統(tǒng)是指一組通過(guò)統(tǒng)一的路由政策或路由協(xié)議互相交換路由信息的網(wǎng)絡(luò)。在自治系統(tǒng)內(nèi)，所有的OSPF路由器都維護(hù)一個(gè)相同的描述自治系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的是自治系統(tǒng)相應(yīng)鏈路的狀態(tài)信息，OSPF路由器正是通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算出其OSPF路由表的。

OSPF將鏈路狀態(tài)廣播數(shù)據(jù)包傳送給在某一區(qū)域內(nèi)的所有路由器，這一點(diǎn)與RIP不同。運(yùn)行RIP的路由器是將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器。OSPF的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)能較快地進(jìn)行更新，使各個(gè)路由器能及時(shí)更新其路由表，這是OSPF的主要優(yōu)點(diǎn)?！救蝿?wù)實(shí)施】

實(shí)訓(xùn)1查看Windows路由表計(jì)算機(jī)本身也存在著路由表，根據(jù)路由表進(jìn)行IP數(shù)據(jù)包的傳輸。在Windows系統(tǒng)中可以使用“routeprint命令查看計(jì)算機(jī)的路由表。實(shí)訓(xùn)2測(cè)試主機(jī)之間的路由在Windows系統(tǒng)中可以使用tracert命令測(cè)試計(jì)算機(jī)之間的路由。tracert是路由跟蹤實(shí)用程序，可以探測(cè)顯示數(shù)據(jù)包從本地計(jì)算機(jī)傳遞到目標(biāo)主機(jī)經(jīng)過(guò)了哪些路由器的中轉(zhuǎn)，以及經(jīng)過(guò)每個(gè)路由器所需的時(shí)間。如果數(shù)據(jù)包不能傳遞到目標(biāo)主機(jī)，tracert命令將顯示成功轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的最后一個(gè)路由器。任務(wù)5.2認(rèn)識(shí)和配置路由器【任務(wù)目的】（1）理解路由器的作用；（2）熟悉路由器的類(lèi)型和用途；（3）了解路由器的基本配置操作與相關(guān)的配置命令?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】

（1）路由器和交換機(jī)（本部分以Cisco系列產(chǎn)品為例，也可選用其他品牌型號(hào)的產(chǎn)品或使用CiscoPacketTracer等網(wǎng)絡(luò)模擬和建模工具）；（2）Console線纜和相應(yīng)的適配器；（3）安裝Windows操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)；（4）組建網(wǎng)絡(luò)所需的其他設(shè)備。5.2.1路由器的作用1.網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)2.路徑選擇3.轉(zhuǎn)發(fā)驗(yàn)證4.拆包/打包5.網(wǎng)絡(luò)隔離6.流量控制5.2.2路由器的分類(lèi)1.按功能分類(lèi)路由器從功能上可以分為通用路由器和專(zhuān)用路由器。通用路由器在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最為常見(jiàn)，以實(shí)現(xiàn)一般的路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能為主，通過(guò)選配相應(yīng)的模塊和軟件，也可以實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用路由器的功能。專(zhuān)用路由器是為了實(shí)現(xiàn)某些特定的功能而對(duì)其軟件、硬件、接口等作了專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。其中較常用的有VPN路由器、訪問(wèn)路由器、語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)路由器等。2.按結(jié)構(gòu)分類(lèi)從結(jié)構(gòu)上，路由器可以分為模塊化和固定配置兩類(lèi)。模塊化路由器的特點(diǎn)是功能強(qiáng)大、支持的模塊多樣、配置靈活，可以通過(guò)配置不同的模塊滿足不同規(guī)模的要求，此類(lèi)產(chǎn)品價(jià)格較貴。5.2.2路由器的分類(lèi)3.按在網(wǎng)絡(luò)中所處的位置分類(lèi)接入路由器：也稱寬帶路由器，是指處于分支機(jī)構(gòu)處的路由器，用于連接家庭或ISP內(nèi)的小型企業(yè)客戶。企業(yè)級(jí)路由器：處于用戶的網(wǎng)絡(luò)中心位置，對(duì)外接入公共網(wǎng)絡(luò)，對(duì)下連接各分支機(jī)構(gòu)。該類(lèi)路由器能夠提供大量的接口且支持QoS，能有效地支持廣播和組播，支持IP、IPX等多種協(xié)議，還支持防火墻、包過(guò)濾、VLAN以及大量的管理和安全策略。電信骨干路由器：一般常用于城域網(wǎng)，承擔(dān)大吞吐量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。骨干路由器必須保證其速度和可靠性，通常都支持熱備份、雙電源、雙數(shù)據(jù)通路等技術(shù)?！救蝿?wù)實(shí)施】

在圖5-8所示的網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)Switch0和Switch1分別與路由器Router0的F0/0、F0/1快速以太網(wǎng)接口相連，請(qǐng)為該網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備分配IP地址信息并進(jìn)行基本配置，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連通。【任務(wù)實(shí)施】

實(shí)訓(xùn)1認(rèn)識(shí)路由器實(shí)訓(xùn)2配置路由器基本信息實(shí)訓(xùn)3配置以太網(wǎng)接口實(shí)訓(xùn)4利用單臂路由實(shí)現(xiàn)VLAN互聯(lián)任務(wù)5.3認(rèn)識(shí)和配置三層交換機(jī)【任務(wù)目的】（1）理解三層交換機(jī)的作用；（2）了解三層交換機(jī)的基本配置操作與相關(guān)配置命令?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】

（1）交換機(jī)（本部分以Cisco系列產(chǎn)品為例，也可選用其他品牌型號(hào)的產(chǎn)品或使用CiscoPacketTracer等網(wǎng)絡(luò)模擬和建模工具）；（2）Console線纜和相應(yīng)的適配器；（3）安裝Windows操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)；（4）組建網(wǎng)絡(luò)所需的其他設(shè)備。5.3.1三層交換機(jī)的作用三層交換機(jī)的主要作用是加快大型局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，其所具有的路由功能也是為這一目的服務(wù)的。三層交換機(jī)在對(duì)第一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由后，將會(huì)產(chǎn)生MAC地址與IP地址的映射表，當(dāng)同樣的數(shù)據(jù)包再次通過(guò)時(shí)，將根據(jù)該映射表直接進(jìn)行交換，從而消除了路由器進(jìn)行路由選擇而造成的網(wǎng)絡(luò)延遲，提高了數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)效率。為了執(zhí)行三層交換，交換機(jī)必須具備三層交換處理器，并運(yùn)行三層IOS操作系統(tǒng)。交換機(jī)的三層交換處理器可以是一個(gè)獨(dú)立的模塊或功能卡，也可以直接集成到交換機(jī)的硬件中。5.3.1三層交換機(jī)的作用三層交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)路由器的部分功能。但是路由器一般是通過(guò)微處理器執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換（軟件實(shí)現(xiàn)路由），而三層交換機(jī)主要通過(guò)硬件執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換，因此與三層交換機(jī)相比，路由器的功能更強(qiáng)大，像NAT、VPN等功能仍無(wú)法被三層交換機(jī)完全替代。而且三層交換機(jī)還不具備同時(shí)處理多個(gè)協(xié)議的能力，不能實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。另外，路由器通常還具有傳輸層網(wǎng)絡(luò)管理能力，這也是三層交換機(jī)所不具備的。因此三層交換機(jī)并不等于路由器，也不可能完全取代路由器。在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建中，通常處于同一網(wǎng)絡(luò)中的各網(wǎng)段的互聯(lián)，可以使用三層交換機(jī)來(lái)代替路由器，但若要實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)與城域網(wǎng)或Internet的互聯(lián)，則路由器是不可缺少的。5.3.2三層交換機(jī)的分類(lèi)1.純硬件的三層交換機(jī)純硬件的三層交換機(jī)采用ASIC芯片，利用硬件方式進(jìn)行路由表的查找和刷新。這種類(lèi)型的交換機(jī)技術(shù)復(fù)雜、成本高，但是性能好，帶負(fù)載能力強(qiáng)。其基本工作過(guò)程為：交換機(jī)接收數(shù)據(jù)后，將首先在二層交換芯片中查找相應(yīng)的目的MAC地址，如果查到，則進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)，否則將數(shù)據(jù)送至三層引擎；在三層引擎中，ASIC芯片根據(jù)相應(yīng)的目的IP地址查找路由表信息，然后發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包到目的主機(jī)，得到該主機(jī)的MAC地址，將MAC地址發(fā)到二層芯片，由二層芯片轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包。5.3.2三層交換機(jī)的分類(lèi)2.基于軟件的三層交換機(jī)基于軟件的三層交換機(jī)通過(guò)CPU利用軟件方式查找路由表。這種類(lèi)型的交換機(jī)技術(shù)較簡(jiǎn)單，但由于低價(jià)CPU處理速度較慢，因此不適合作為核心交換機(jī)使用。其基本工作過(guò)程為：當(dāng)交換機(jī)接收數(shù)據(jù)后，將首先在二層交換芯片中查找相應(yīng)的目的MAC地址，如果查到則進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)，否則將數(shù)據(jù)送至CPU；CPU根據(jù)相應(yīng)的目的IP地址查找路由表信息，然后發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包到目的主機(jī)，得到該主機(jī)的MAC地址，將MAC地址發(fā)到二層芯片，由二層芯片轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包?！救蝿?wù)實(shí)施】

在圖5-9所示的網(wǎng)絡(luò)中，兩臺(tái)二層交換機(jī)Switch1和Switch2分別通過(guò)其F0/24接口與三層交換機(jī)Switch0的F0/23和F0/24接口相連。請(qǐng)對(duì)該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，利用三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)段的劃分和互聯(lián)。【任務(wù)實(shí)施】

實(shí)訓(xùn)1認(rèn)識(shí)三層交換機(jī)實(shí)訓(xùn)2配置三層交換機(jī)接口實(shí)訓(xùn)3三層交換機(jī)的VLAN配置工作單元6接入Internet廣域網(wǎng)通常使用電信運(yùn)營(yíng)商建立和經(jīng)營(yíng)的網(wǎng)絡(luò)，它的地理范圍大，可以跨越國(guó)界到達(dá)世界上任何地方。電信運(yùn)營(yíng)商將其網(wǎng)絡(luò)分次（撥號(hào)線路）或分塊（租用專(zhuān)線）出租給用戶以收取服務(wù)費(fèi)用。個(gè)人計(jì)算機(jī)或局域網(wǎng)接入Internet時(shí)，必須通過(guò)廣域網(wǎng)的轉(zhuǎn)接。采用何種接入技術(shù)從很大程度上決定了局域網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的速度。本單元的主要目標(biāo)是了解常見(jiàn)的接入技術(shù)；能夠利用光纖以太網(wǎng)等常見(jiàn)接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)個(gè)人計(jì)算機(jī)或小型局域網(wǎng)與Internet的連接。本單元主要內(nèi)容任務(wù)6.1選擇接入技術(shù)任務(wù)6.2利用光纖以太網(wǎng)接入Internet任務(wù)6.3實(shí)現(xiàn)Internet連接共享任務(wù)6.1選擇接入技術(shù)【任務(wù)目的】（1）了解廣域網(wǎng)的設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)；（2）了解接入網(wǎng)的基本知識(shí)；（3）了解常用的接入技術(shù)。【工作環(huán)境與條件】

（1）安裝Windows操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)；（2）能夠接入Internet的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。6.1.1廣域網(wǎng)設(shè)備廣域網(wǎng)主要實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信，因此廣域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)特性和技術(shù)實(shí)現(xiàn)上與局域網(wǎng)存在明顯的差異。廣域網(wǎng)中的設(shè)備多種多樣。通常把放置在用戶端的設(shè)備稱為客戶端設(shè)備（CPE）或數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE），如路由器、終端或PC。大多數(shù)DTE的數(shù)據(jù)傳輸能力有限，兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的DTE不能直接連接起來(lái)進(jìn)行通信。DTE首先應(yīng)使用銅纜或光纖連接到最近服務(wù)提供商的中心局（CO）設(shè)備，再接入廣域網(wǎng)。從DTE到CO的這段線路稱為本地環(huán)路。在DTE和WAN網(wǎng)絡(luò)之間提供接口的設(shè)備稱為數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（DCE。DCE將來(lái)自DTE的用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閺V域網(wǎng)設(shè)備可接受的形式，提供網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的同步服務(wù)和交換服務(wù)。DTE和DCE之間的接口要遵循物理層協(xié)議。6.1.1廣域網(wǎng)設(shè)備6.1.2廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1.廣域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)廣域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)主要描述了如何面對(duì)廣域網(wǎng)服務(wù)提供電氣、機(jī)械、規(guī)程和功能特性，以及DTE和DCE之間的接口。廣域網(wǎng)的各種連接類(lèi)型在物理層都使用同步或異步串行連接。6.1.2廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)6.1.2廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)2.廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層定義了傳輸?shù)竭h(yuǎn)程站點(diǎn)的數(shù)據(jù)的封裝格式，并描述了在單一數(shù)據(jù)路徑上各系統(tǒng)間的幀傳送方式。為確保使用正確的封裝協(xié)議，必須為每個(gè)路由器的串行接口配置所用的數(shù)據(jù)鏈路層封裝類(lèi)型。封裝協(xié)議的選擇取決于廣域網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備。常用的廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層封裝協(xié)議主要有：

PPP（PointtoPointProtocol，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）：通過(guò)同步電路和異步電路提供路由器到路由器和主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)的連接。PPP可以和多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議協(xié)同工作。

SLIP（SerialLineInternetProtocol，串行線路互連協(xié)議）：使用TCP/IP實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，已經(jīng)基本上被PPP取代。6.1.2廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

HDLC（High-LevelDataLinkControl，高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議）：按位訪問(wèn)的同步數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，定義了同步串行鏈路上使用幀標(biāo)識(shí)和校驗(yàn)和的數(shù)據(jù)封裝方法。當(dāng)鏈路兩端均為Cisco設(shè)備時(shí)，它是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專(zhuān)用鏈路和電路交換連接上默認(rèn)的封裝類(lèi)型，是同步PPP的基礎(chǔ)。

X.25／平衡式鏈路訪問(wèn)程序（LAPB）：定義DTE與DCE間如何連接的ITU-T標(biāo)準(zhǔn)，用于在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上維護(hù)遠(yuǎn)程終端訪問(wèn)與計(jì)算機(jī)的通信，已被幀中繼取代。幀中繼（FrameRelay）：一種高性能的分組交換式廣域網(wǎng)協(xié)議，可以被應(yīng)用于各種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)接口中。由于幀中繼是一種面向連接，無(wú)內(nèi)在糾錯(cuò)機(jī)制的協(xié)議，因此適合高可靠性的數(shù)字傳輸設(shè)備使用。6.1.2廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

ATM（AsynchronousTransferMode，異步傳輸模式）：信元交換的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在定長(zhǎng)（53字節(jié)）的信元中能傳輸多種類(lèi)型的服務(wù)，適于高速傳輸（如SONET）。

MPLS（Multi-ProtocolLabelSwitching，多協(xié)議標(biāo)簽交換協(xié)議）：MPLS獨(dú)立于ATM、IP等數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，可在任何現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)上運(yùn)行。MPLS將IP地址映射為簡(jiǎn)單的具有固定長(zhǎng)度的標(biāo)簽，用于不同的包轉(zhuǎn)發(fā)和包交換技術(shù)。MPLS可作為一種經(jīng)濟(jì)的解決方案，用于傳輸電路交換網(wǎng)絡(luò)和分組交換網(wǎng)絡(luò)的流量。6.1.2廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3.廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)層的主要任務(wù)是設(shè)法將源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的節(jié)點(diǎn)，從而向傳輸層提供最基本的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。常見(jiàn)的廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議有CCITT的X.25協(xié)議（定義了OSI參考模型的下三層）和TCP/IP協(xié)議中的IP協(xié)議等。6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)1.Internet

Internet，中文正式譯名為因特網(wǎng)，又叫做國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)。它是由使用公用語(yǔ)言互相通信的計(jì)算機(jī)連接而成的全球網(wǎng)絡(luò)。1995年10月24日，“聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)委員會(huì)”（FNC）通過(guò)了一項(xiàng)關(guān)于“Internet”的決議，“聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)委員會(huì)”認(rèn)為，下述語(yǔ)言反映了對(duì)“Internet”這個(gè)詞的定義。

Internet指的是全球性的信息系統(tǒng)：通過(guò)全球性的唯一的地址邏輯地鏈接在一起。這個(gè)地址是建立在“Internet協(xié)議”（IP）或今后其它協(xié)議基礎(chǔ)之上的。

6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)可以通過(guò)“傳輸控制協(xié)議”（TCP）和“Internet協(xié)議”（IP），或者今后其它接替的協(xié)議或與“Internet協(xié)議”（IP）兼容的協(xié)議來(lái)進(jìn)行通信。以讓公共用戶或者私人用戶使用高水平的服務(wù)。這種服務(wù)是建立在上述通信及相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施之上的?！奥?lián)合網(wǎng)絡(luò)委員會(huì)”從技術(shù)的角度來(lái)定義Internet，這個(gè)定義至少揭示了三個(gè)方面的內(nèi)容：首先，Internet是全球性的；其次，Internet上的每一臺(tái)主機(jī)都需要有“地址”；最后，這些主機(jī)必須按照共同的規(guī)則（協(xié)議）連接在一起。6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)2.Internet接入網(wǎng)作為承載Internet應(yīng)用的通信網(wǎng)，宏觀上可劃分為接入網(wǎng)和核心網(wǎng)兩大部分。接入網(wǎng)（AN：AccessNetwork）主要用來(lái)完成用戶接入核心網(wǎng)的任務(wù)。在ITU-T建議G.963中接入網(wǎng)被定義為：本地交換機(jī)（即端局）與用戶端設(shè)備之間的連接部分，通常包括用戶線傳輸系統(tǒng)、復(fù)用設(shè)備、數(shù)字交叉連接設(shè)備和用戶/網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備。

6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)

Internet接入網(wǎng)分為主干系統(tǒng)、配線系統(tǒng)和引入線3部分。其中主干系統(tǒng)為傳統(tǒng)電纜和光纜；配線系統(tǒng)也可能是電纜或光纜，長(zhǎng)度一般為幾百米；而引入線通常為幾米到幾十米，多采用銅線。6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)3.ISP、ICP和IDC

ISP是用戶接入Internet的服務(wù)代理和用戶訪問(wèn)Internet的入口點(diǎn)。ISP就是Internet服務(wù)提供者，具體是指為用戶提供Internet接入服務(wù)、為用戶制定基于Internet的信息發(fā)布平臺(tái)以及提供基于物理層技術(shù)支持的服務(wù)商，包括一般意義上所說(shuō)的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)商（IAP）、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)服務(wù)商（IPP）和目錄服務(wù)提供商（IDP）。ISP是用戶和Internet之間的橋梁，它位于Internet的邊緣，用接入設(shè)備、邊界網(wǎng)關(guān)路由器、服務(wù)器等設(shè)備來(lái)接收用戶的輸入并為其提供服務(wù)，用戶借助ISP與Internet的連接通道便可以接入Internet。6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)我國(guó)具有國(guó)際出口線路的四大Internet運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)（CHINANET、CHINAGBN、CERNET、CASNET）在全國(guó)各地都設(shè)置了自己的ISP機(jī)構(gòu)。CHINANET是我國(guó)電信部門(mén)經(jīng)營(yíng)管理的基于Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的中國(guó)公用Internet網(wǎng)，通過(guò)CHINANET的靈活接入方式和遍布全國(guó)各城市的接入點(diǎn)，可以方便地接入國(guó)際Internet，享用Internet上的豐富資源和各種服務(wù)。CHINANET由核心層、區(qū)域?qū)雍徒尤雽咏M成，核心層主要提供國(guó)內(nèi)高速中繼通道和連接接入層，同時(shí)負(fù)責(zé)與國(guó)際Internet的互聯(lián)；接入層主要負(fù)責(zé)提供用戶端口以及各種資源服務(wù)器。6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)

ICP（Internet內(nèi)容提供商）指利用ISP線路，通過(guò)所設(shè)立的網(wǎng)站向廣大用戶綜合提供信息業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)，允許用戶在其域名范圍內(nèi)進(jìn)行信息發(fā)布和信息查詢的提供商。新浪、搜狐、163等都是國(guó)內(nèi)知名的ICP。

IDC（Internet數(shù)據(jù)中心）是電信部門(mén)利用已有的Internet通信線路、帶寬資源，建立的標(biāo)準(zhǔn)化的電信專(zhuān)業(yè)級(jí)機(jī)房環(huán)境，可以為企業(yè)、政府提供服務(wù)器托管、租用以及相關(guān)增值等方面的全方位服務(wù)。IDC的服務(wù)器托管業(yè)務(wù)主要應(yīng)用于網(wǎng)站發(fā)布、虛擬主機(jī)和電子商務(wù)等。通過(guò)使用IDC的服務(wù)器托管業(yè)務(wù)，企業(yè)、政府等無(wú)需再建立自己的專(zhuān)門(mén)機(jī)房、鋪設(shè)昂貴的通信線路，也無(wú)需高薪聘請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)工程師，即可解決自己使用網(wǎng)絡(luò)和Internet的許多專(zhuān)業(yè)需求。6.1.4接入技術(shù)的選擇1.接入技術(shù)的分類(lèi)6.1.4接入技術(shù)的選擇2.ISP的選擇（1）ISP所在的位置（2）ISP的性能可靠性：ISP能否保證用戶與Internet的順利連接，在連接建立后能否保證連接不中斷，能否提供可靠的域名服務(wù)器、電子郵件等服務(wù)。傳輸速率：ISP能否與國(guó)家或國(guó)際Internet主干連接。出口帶寬：ISP的所有用戶將分享ISP的Internet連接通道，如果ISP的出口帶寬比較窄，可能成為用戶訪問(wèn)Internet的瓶頸。（3）ISP的服務(wù)質(zhì)量【任務(wù)實(shí)施】

實(shí)訓(xùn)1了解本地家庭用戶使用的接入業(yè)務(wù)請(qǐng)通過(guò)Internet登錄本地區(qū)主要ISP的網(wǎng)站或走訪其營(yíng)業(yè)廳，了解該ISP為家庭用戶提供的接入業(yè)務(wù)，了解這些業(yè)務(wù)所使用的接入設(shè)備、主要技術(shù)特點(diǎn)和資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，了解使用相應(yīng)接入技術(shù)訪問(wèn)Internet時(shí)的速度和質(zhì)量。實(shí)訓(xùn)2了解本地企業(yè)用戶使用的接入業(yè)務(wù)請(qǐng)通過(guò)Internet登錄本地區(qū)主要ISP的網(wǎng)站或走訪其營(yíng)業(yè)廳，了解該ISP為企業(yè)用戶提供的接入業(yè)務(wù)及增值服務(wù)。根據(jù)實(shí)際情況，走訪本地區(qū)接入Internet的企業(yè)用戶（如學(xué)校、網(wǎng)吧或其他企事業(yè)單位），了解其所使用的接入技術(shù)及相關(guān)費(fèi)用，了解使用相應(yīng)接入技術(shù)訪問(wèn)Internet時(shí)的速度和質(zhì)量。任務(wù)6.2利用光纖以太網(wǎng)接入Internet【任務(wù)目的】（1）了解光纖接入的主要方式。（2）掌握使用光纖以太網(wǎng)將計(jì)算機(jī)接入Internet的方法?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】

（1）已有的光纖以太網(wǎng)接入服務(wù)；（2）安裝Windows操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。6.2.1

FTTx概述光纖由于其大容量、保密性好、不怕干擾和雷擊、重量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)，正在得到迅速發(fā)展和應(yīng)用。主干網(wǎng)線路迅速光纖化，光纖在接入網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用也是一種必然趨勢(shì)。光纖接入技術(shù)實(shí)際就是在接入網(wǎng)中全部或部分采用光纖傳輸介質(zhì)，構(gòu)成光纖用戶環(huán)路（或稱光纖接入網(wǎng)），實(shí)現(xiàn)用戶高性能寬帶接入的一種方案。6.2.1

FTTx概述1.FTTC

FTTC主要為住宅區(qū)的用戶提供服務(wù)，它將光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備放置于路邊機(jī)箱，可以從光網(wǎng)絡(luò)單元接出同軸電纜傳送CATV（有線電視）信號(hào)，也可以接出雙絞線電纜傳送電話信號(hào)或提供Internet接入服務(wù)。2.FTTB

FTTB可以按服務(wù)對(duì)象分為兩種，一種是為公寓大廈提供服務(wù)，另一種是為商業(yè)大樓提供服務(wù)，兩種服務(wù)方式都將光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)置在大樓的地下室配線箱處，只是公寓大廈的光網(wǎng)絡(luò)單元是FTTC的延伸，而商業(yè)大樓是為中大型企業(yè)單位提供服務(wù)，因此必須提高傳輸?shù)乃俾?，以提供高速的電子商?wù)、視頻會(huì)議等寬帶服務(wù)。6.2.1

FTTx概述3.FTTH對(duì)于FTTH，ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）認(rèn)為從光纖端頭的光電轉(zhuǎn)換器（或稱為媒體轉(zhuǎn)換器）到用戶桌面不超過(guò)100米的情況才是FTTH。FTTH將光纖的距離延伸到終端用戶家里，從而為家庭用戶提供各種多種寬帶服務(wù)。6.2.2

FTTx+LAN

FTTx接入方式成本相對(duì)較高，而將FTTx與LAN結(jié)合，可以大大降低接入成本，同時(shí)也可以提供高速的用戶端接入帶寬。FTTx+LAN是一種利用光纖加雙絞線方式實(shí)現(xiàn)的寬帶接入方案，采用星型（或樹(shù)型）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，小區(qū)、大廈、寫(xiě)字樓內(nèi)采用綜合布線系統(tǒng)，用戶通過(guò)雙絞線或光纖接入網(wǎng)絡(luò)，樓道交換機(jī)和中心交換機(jī)、中心交換機(jī)和局端交換機(jī)之間通過(guò)光纖相連。用戶不需要購(gòu)買(mǎi)其他接入設(shè)備，只需一臺(tái)帶有網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)即可接入Internet，接入速率可以方便的擴(kuò)展到1Gb/s。FTTx+LAN的穩(wěn)定性高、可靠性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、VOD點(diǎn)播、視頻會(huì)議、VPN等各種業(yè)務(wù)。6.2.3

PPPoE

PPPoE（pointtopointprotocoloverEthernet，以太網(wǎng)的點(diǎn)到點(diǎn)連接協(xié)議）是為了滿足越來(lái)越多的寬帶上網(wǎng)設(shè)備和越來(lái)越快的網(wǎng)絡(luò)之間的通信而制定的標(biāo)準(zhǔn)，它基于兩個(gè)被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)即Ethernet和PPP（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)撥號(hào)協(xié)議）。PPPoE的實(shí)質(zhì)是以太網(wǎng)和撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)之間的一個(gè)中繼協(xié)議，繼承了以太網(wǎng)的快速和PPP的撥號(hào)簡(jiǎn)單、用戶驗(yàn)證、IP分配等優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用上，PPPoE利用以太網(wǎng)的工作機(jī)理，將計(jì)算機(jī)連接到局域網(wǎng)，采用RFC1483的橋接封裝方式對(duì)PPP數(shù)據(jù)包進(jìn)行LLC/SNAP封裝后，通過(guò)連接兩端的PVC（PermanenceVirtualCircuit，固定虛擬連接）與網(wǎng)絡(luò)中的寬帶接入服務(wù)器之間建立連接，實(shí)現(xiàn)PPP的動(dòng)態(tài)接入?！救蝿?wù)實(shí)施】

基于光纖的LAN接入方式是一種利用光纖加雙絞線方式實(shí)現(xiàn)的寬帶接入方案，其接入成本低，同時(shí)可以提供高速的用戶端接入帶寬，是目前最常用的用戶接入方式。實(shí)訓(xùn)1安裝和連接硬件設(shè)備實(shí)訓(xùn)2建立PPPoE虛擬撥號(hào)連接實(shí)訓(xùn)3訪問(wèn)Internet任務(wù)6.3實(shí)現(xiàn)Internet連接共享【任務(wù)目的】（1）了解實(shí)現(xiàn)Internet連接共享的主要方式；（2）熟悉Windows系統(tǒng)自帶的Internet連接共享的使用方法；（3）熟悉使用代理服務(wù)器軟件實(shí)現(xiàn)Internet連接共享的方法?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】

（1）已有的Internet接入服務(wù)；（2）幾臺(tái)安裝Windows操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)；（3）代理服務(wù)器軟件；（4）交換機(jī)及組建網(wǎng)絡(luò)所需的其他設(shè)備?！鞠嚓P(guān)知識(shí)】要實(shí)現(xiàn)Internet連接共享可通過(guò)硬件和軟件兩種方式：硬件方式是指通過(guò)路由器、寬帶路由器、無(wú)線路由器等實(shí)現(xiàn)Internet連接共享。采用硬件方式不但可以實(shí)現(xiàn)Internet連接共享，而且寬帶路由器等設(shè)備都帶有防火墻和路由功能，設(shè)置方便、操作簡(jiǎn)單、使用效果好。但硬件方式需要購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)門(mén)的接入設(shè)備，費(fèi)用稍高。軟件方式主要是通過(guò)代理服務(wù)器類(lèi)和網(wǎng)關(guān)類(lèi)軟件實(shí)現(xiàn)Internet連接共享。常用的軟件有CCProxy、SinforNAT、ISA等，Windows操作系統(tǒng)也內(nèi)置了共享工具“Internet連接共享”。采用軟件方式雖然在方便性上不如硬件方式，而且對(duì)服務(wù)器的配置要求較高，但由于很多軟件是免費(fèi)或者系統(tǒng)自