交換機與路由器配置實驗教程 第3版 課件 第1章 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識

交換機與路由器配置實驗教程第1章網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識4/28/20241張世勇QQ：808457961.1什么是計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)就是把分布在不同地理區(qū)域的計算機與專門的外部設(shè)備用通信線路互聯(lián)成一個規(guī)模大、功能強的系統(tǒng)，從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息，共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)信息等資源。簡單來說，計算機網(wǎng)絡(luò)就是由通信線路互相連接的許多自主工作的計算機構(gòu)成的集合體。4/28/20242張世勇QQ：808457961.2計算機網(wǎng)絡(luò)的功能數(shù)據(jù)通信使計算機之間產(chǎn)生的一種信息交換方式

資源共享是大家一起享用我們需要共享的硬件或者軟件提高系統(tǒng)的可靠性用戶可以通過多種途徑來訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的每個資源分布式網(wǎng)絡(luò)處理和負載均衡互連的計算機可以互相協(xié)調(diào)工作，提高整個系統(tǒng)的處理能力4/28/20243張世勇QQ：808457961.3TCP/IP五層參考模型1.3.1物理層（PhysicalLayer）也稱為一層，這一層的處理單位是比特流（bit）它的主要功能是完成相鄰節(jié)點之間比特流（bit）的傳輸。物理層的主要作用：1、為設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒介和互聯(lián)設(shè)備，為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的環(huán)境。2、提供足夠的寬帶，滿足點到點，一點到多點等。4/28/20244張世勇QQ：808457961.3TCP/IP五層參考模型1.3.2數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer）也稱二層，這一層的處理單位是幀（Frame）。數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是：負責對物理層數(shù)據(jù)添加物理地址信息和必要的控制信息等，形成幀，并在傳輸路上進行無差錯的傳送。數(shù)據(jù)鏈路層尋址采用的是物理地址，在常見的以太網(wǎng)中指的是MAC地址。MAC地址是固化在網(wǎng)卡上面的，全球唯一的，48位二進制數(shù)標識。4/28/20245張世勇QQ：808457961.3TCP/IP五層參考模型1.3.3網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer）也稱三層，這一層的處理單位是包（Packet），這里的地址稱邏輯地址，即IP地址。三層建立網(wǎng)絡(luò)連接和為上層提供服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層負責以下任務(wù)：1、邏輯編址

IP地址是在Internet唯一標識一臺主機的32位二進制標識符。2、路由選擇4/28/20246張世勇QQ：808457961.3TCP/IP五層參考模型1.3.4傳輸層（TransportLayer）也稱四層，這一層的處理單位是報文段（Segment，TCP時使用）/用戶數(shù)據(jù)報（UserDatagram，UDP時使用）。傳輸層在源節(jié)點和目的節(jié)點的兩個進程實體之間提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸。常見傳輸層協(xié)議有：TCP（TransmissionControlProtocol傳輸控制協(xié)議）和UDP（UserDatagramProtocol）兩種。4/28/20247張世勇QQ：808457961.3TCP/IP五層參考模型1.3.5應(yīng)用層包括所有的高層協(xié)議。應(yīng)用層不僅直接和應(yīng)用程序接口而且提供常見的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。相關(guān)協(xié)議：HTTP——超文本傳輸協(xié)議DNS——域名服務(wù)FTP——文件傳輸協(xié)議TELNET——遠程登錄協(xié)議SMTP——簡單郵件傳輸協(xié)議4/28/20248張世勇QQ：808457961.4IP地址01234567891011121314151601101110010111011110001001101010111100110111101111100002021222324二進制的特點：數(shù)值部分只用0或1來表示。逢二進一規(guī)律①：2的幾次方轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)時是1的后面有幾個0。比如，24=16——>10000就是1的后面有4個0。表一4/28/20249張世勇QQ：808457961.4IP地址2021222324252627282921012481632641282565121024規(guī)律②：2n-1轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)時就是n個1。比如24-1=16-1=15——>1111。又如：8位二進制數(shù)最大是十進制數(shù)幾？8位二進制數(shù)最大是8個1。11111111，應(yīng)該是28-1，所以是256-1=255。表二4/28/202410張世勇QQ：808457961.4IP地址什么是IP地址呢？簡單來說：就是計算機網(wǎng)絡(luò)通信中的地址。在計算機網(wǎng)絡(luò)中，連接在網(wǎng)絡(luò)中的兩臺計算機在進行通信時，它們傳送的數(shù)據(jù)包，必須包含地址信息，否則無法到達對方。至于為什么叫IP地址，這是因為，國際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）采用的是TCP/IP協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)地址必須符合TCP/IP協(xié)議的要求。所以叫IP地址。IP地址和現(xiàn)實世界中的地址一樣，也必須：①明確。②不能重復(fù)。4/28/202411張世勇QQ：808457961.4IP地址點分十進制IP地址是由32位二進制數(shù)組成，在Internet是唯一的。將IP地址點分成四個部分，每部分由8位二進制數(shù)組成，再將這些二進制數(shù)用十進制數(shù)表示。32位1100000010101000000000010011001011000000.10101000.00000001.001100100

4/28/202412張世勇QQ：808457961.4IP地址總結(jié)①定義：計算機網(wǎng)絡(luò)通信中的地址，因為采用TCP/IP協(xié)議，所以稱為IP地址。②由32位二進制數(shù)組成。③采用點分十進制，把32位分成4段，每段8位，按段轉(zhuǎn)換為十進制。④每段的地址范圍是：0——255。4/28/202413張世勇QQ：808457961.5子網(wǎng)掩碼什么是子網(wǎng)掩碼？子網(wǎng)掩碼也是由32位二進制數(shù)組成，也按照點分十進制書寫。子網(wǎng)掩碼理論上分成兩大塊：前面連續(xù)的“1”和后面連續(xù)的“0”。11111111.11111111.11111111.000000004/28/202414張世勇QQ：808457961.5子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼的作用11000000.10101000.00000001.0011001011111111.11111111.11111111.00000000

192.168.1.50

255.255.255.0網(wǎng)絡(luò)位主機位注意：網(wǎng)絡(luò)位和主機位指的是IP地址部分，不是子網(wǎng)掩碼。4/28/202415張世勇QQ：808457961.5子網(wǎng)掩碼【重點、難點】網(wǎng)段、交換機、網(wǎng)關(guān)、路由器網(wǎng)絡(luò)位相同的IP地址屬于同一個網(wǎng)段。同一個網(wǎng)段內(nèi)的主機之間可以直接通信。不同網(wǎng)段之間的主機無法直接通信。同一個網(wǎng)段之間的電腦連接在一個交換機（switch）上，也就是說交換機用來連接同一網(wǎng)段。不同網(wǎng)段之間的電腦要想互相通信，就必須借助路由器（Router）或三層交換機這樣的三層設(shè)備才能通信。通信時，如果目標地址是其他網(wǎng)段的IP地址，這個數(shù)據(jù)包將被轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)（gateway）（就是自己網(wǎng)段的一個IP地址），再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)到其他網(wǎng)絡(luò)。如果是同一網(wǎng)段可以不設(shè)網(wǎng)關(guān)。所以：交換機的接口是不用設(shè)IP地址的。路由器的每一個接口都要設(shè)IP地址對應(yīng)不同的網(wǎng)段。這就是它們的最本質(zhì)的區(qū)別。4/28/202416張世勇QQ：808457961.5子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼的應(yīng)用4臺計算機連接到一臺交換機上，IP和子網(wǎng)掩碼如下，如何全網(wǎng)互通？方法一：ABCD主機A：0主機B：

主機C：

主機D：0主機A：0主機B：

主機C：192.168.1.8

主機D：192.168.1.104/28/202417張世勇QQ：808457961.5子網(wǎng)掩碼方法二：增加一臺交換機和路由器：ABCDRouterSwitch1Switch24/28/202418張世勇QQ：808457961.5子網(wǎng)掩碼總結(jié)①IP地址和子網(wǎng)掩碼成對出現(xiàn)，缺一不可。②子網(wǎng)掩碼也用點分十進制表示。③子網(wǎng)掩碼分成全“1”和全“0”兩大塊。④子網(wǎng)掩碼的全“1”部分所對應(yīng)的IP地址叫網(wǎng)絡(luò)位，全“0”部分對應(yīng)的IP地址叫主機位。⑤網(wǎng)絡(luò)位相同的IP地址屬于同一個網(wǎng)段，同一網(wǎng)段可以直接通信。4/28/202419張世勇QQ：808457961.6子網(wǎng)劃分把子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡(luò)位（全1部分）向右移動，使得子網(wǎng)掩碼會變成25個1，那么根據(jù)點分十進制的規(guī)則，這個子網(wǎng)掩碼就變成了：28。這樣做的結(jié)果會使原本，子網(wǎng)掩碼為這個網(wǎng)段，被分成兩段。4/28/202420張世勇QQ：808457961.6子網(wǎng)劃分因為網(wǎng)絡(luò)位成了25位，主機位自然就變成了7位，7位的主機位的變化范圍是0000000——1111111寫成十進制就是0-127。這樣在子網(wǎng)掩碼為28的情況下，——27這一組IP地址就成了一個網(wǎng)段，因為這些IP地址的網(wǎng)絡(luò)位相同。28——55就成了另一個網(wǎng)段，因為它們的IP地址的網(wǎng)絡(luò)位相同。4/28/202421張世勇QQ：808457961.6子網(wǎng)劃分1、子網(wǎng)掩碼為28時，這個網(wǎng)段被劃分成了兩個網(wǎng)段。2、一號網(wǎng)段：——27共128位，除去第一位0和最后一位127，這個網(wǎng)段能使用的主機位是128-2=126個。3、二號網(wǎng)段：28——55共128位，除去第一位128和最后一位255，這個網(wǎng)段能使用的主機位是128-2=126個。4、在此情況下：IP地址6和56不是一個網(wǎng)段的，配置在同一個二層交換機上是不能通信的。4/28/202422張世勇QQ：808457961.6子網(wǎng)劃分很多時候，人們?yōu)榱朔奖?，把子網(wǎng)掩碼寫成/n的形式，其中n表示子網(wǎng)掩碼的1的個數(shù)。n也就是網(wǎng)絡(luò)位的位數(shù)。/24，是指子網(wǎng)掩碼的前24位為1，其余為0，那/24就表示子網(wǎng)掩碼是/25，表示網(wǎng)絡(luò)位是25個1，子網(wǎng)掩碼就是28，其中128指的是二進制數(shù)：10000000。/26，表示網(wǎng)絡(luò)位是26個1，子網(wǎng)掩碼就是：92，其中192指的是二進制數(shù)：11000000。4/28/202423張世勇QQ：808457961.7IP地址相關(guān)1.7.1特殊的IP地址1、是本地回環(huán)地址（loopback），代表本主機，用于網(wǎng)絡(luò)測試和本地機進程間通信。2、廣播地址。TCP/IP協(xié)議規(guī)定，主機部分全為1的IP地址就用于廣播。3、網(wǎng)段地址。4/28/202424張世勇QQ：808457961.7IP地址相關(guān)1.7.2私有IP地址IP地址中規(guī)劃出一組地址，Internet管理者規(guī)定，私有地址只能自己組網(wǎng)使用，不能在Internet上使用。Internet上沒有這些地址的路由。與之相對應(yīng)的在Internet上全球唯一的IP地址被稱為：公網(wǎng)地址，只有把自己組的局域網(wǎng)中的私有地址轉(zhuǎn)換成公網(wǎng)地址，才能訪問Internet，才能和外部網(wǎng)絡(luò)進行通信。4/28/202425張世勇QQ：808457961.7IP地址相關(guān)1.7.3靜態(tài)和動態(tài)IP1、靜態(tài)分配IP。手工輸入本機的IP地址。靜態(tài)分配的IP地址是固定的。2、動態(tài)分配IP。動態(tài)分配IP地址指的是由一臺專門的DHCP（動態(tài)主機配置協(xié)議）服務(wù)器，動態(tài)的為網(wǎng)絡(luò)中的計算機分配IP地址及一些TCP/IP配置信息，包括IP地址，子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)關(guān)，DNS等。4/28/202426張世勇QQ：808457961.7IP地址相關(guān)1.7.4IP地址、MAC地址綁定為了增加網(wǎng)絡(luò)安全，可以采用IP地址、MAC地址綁定的辦法來保障合法用戶的權(quán)益。通過IP地址與主機MAC地址的綁定，可以將IP地址固定給某臺主機使用。4/28/202427張世勇QQ：808457961.8網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備1.8.1網(wǎng)絡(luò)中的計算機個人計算機網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器4/28/202428張世勇QQ：808457961.8網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備1.8.2網(wǎng)卡網(wǎng)卡（NIC）又稱網(wǎng)絡(luò)接口卡或網(wǎng)絡(luò)適配器。它安裝在計算機中，通過傳輸介質(zhì)與集線器或交換機、路由器相連，是將計算機接入局域網(wǎng)的必備設(shè)備。1、按網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)分類2、按帶寬分類3、傳輸介質(zhì)分類4/28/202429張世勇QQ：808457961.8網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備1.8.3集線器集線器是多口中繼器，主要功能是對接收到的信號進行整形放大，以擴大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，由于對應(yīng)OSI參考模型的第一層，因此集線器稱為物理層設(shè)備。隨著交換機技術(shù)的發(fā)展，集線器已逐步被交換機所取代。集線器（Hub）的基本的工作原理是使用廣播技術(shù)，就是集線器從任一個端口收到的信息包后，它都將此信息包廣播發(fā)送到其他所有端口。集線器只支持半雙工通信。4/28/202430張世勇QQ：808457961.8網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備1.8.4交換機