網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)論第5章

第五章簡單局域網(wǎng)構(gòu)建與Internet接入共享本章內(nèi)容通過對前面章節(jié)涉及的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議等基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，應(yīng)該具備組建家庭網(wǎng)絡(luò)、辦公網(wǎng)絡(luò)等小型局域網(wǎng)的能力。本章首先介紹如何構(gòu)建最簡單的局域網(wǎng)——雙機直連，接著介紹如何通過共享Internet接入實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)多臺計算機同時上網(wǎng)。5.1

雙機直連

什么是雙機直連?是指兩臺計算機直接相互連接，采用有線或無線的方式都可以實現(xiàn)。兩臺計算機通過雙絞線或無線網(wǎng)卡連接后構(gòu)成了最簡單的局域網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)局域網(wǎng)中所有的功能，具有速度快、承載應(yīng)用多的特點，連網(wǎng)狀態(tài)也比較穩(wěn)定。5.1

雙機直連通過雙絞線實現(xiàn)雙機直連兩臺計算機之間可以通過一根網(wǎng)線直接連接，不需要通過交換機設(shè)備，簡單易行，最大限度地節(jié)約了投資。5.1

雙機直連

通過無線網(wǎng)卡實現(xiàn)雙機直連在家庭或辦公網(wǎng)絡(luò)中，可以在沒有無線AP（AccessPoint，接入點）的情況下，利用多臺計算機構(gòu)建Adhoc網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)文件資源的共享。Adhoc網(wǎng)絡(luò)

Infrastructure網(wǎng)絡(luò)5.1

雙機直連

通過無線網(wǎng)卡實現(xiàn)雙機直連兩臺配有無線網(wǎng)卡的計算機直接互聯(lián)的方法。如圖所示，計算機A、B均安裝有無線網(wǎng)卡，二者通過無線方式連接。5.1

雙機直連

通過無線網(wǎng)卡實現(xiàn)雙機直連

⑴

在計算機A上，打開“網(wǎng)絡(luò)和共享中心”窗口，單擊“設(shè)置新的連接或網(wǎng)絡(luò)”圖標。5.1

雙機直連

通過無線網(wǎng)卡實現(xiàn)雙機直連

⑵

彈出“選擇一個連接選項”窗口，如圖，選擇“設(shè)置無線臨時(計算機到計算機)網(wǎng)絡(luò)”，單擊“下一步”按鈕。5.1

雙機直連

通過無線網(wǎng)卡實現(xiàn)雙機直連

⑶

彈出“為您的網(wǎng)絡(luò)命名并選擇安全選項”窗口，填寫網(wǎng)絡(luò)名（如MyHomeTest）、選擇安全類型（如WEP）、填寫安全密鑰（如xupt1），單擊“下一步”按鈕。需要說明的是，安全密鑰有兩種填寫格式：5或13個區(qū)分大小寫的字符；10或26個十六進制字符。5.1

雙機直連

通過無線網(wǎng)卡實現(xiàn)雙機直連

⑷

彈出“MyHomeTest網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)可以使用”窗口，如圖5.27所示，單擊“關(guān)閉”按鈕。5.1

雙機直連

通過無線網(wǎng)卡實現(xiàn)雙機直連

⑸單擊桌面右下角任務(wù)欄中的無線網(wǎng)絡(luò)圖標

查看，新創(chuàng)建的無線網(wǎng)絡(luò)MyHomeTest出現(xiàn)在無線網(wǎng)絡(luò)列表中，等待其他用戶連接。

計算機A計算機B在計算機B上，單擊桌面右下角任務(wù)欄中的無線網(wǎng)絡(luò)圖標，可以檢測到在計算機A上創(chuàng)建的無線網(wǎng)絡(luò)MyHomeTest5.1

雙機直連

通過無線網(wǎng)卡實現(xiàn)雙機直連

⑹

在計算機B上，單擊“連接”按鈕。彈出“鍵入網(wǎng)絡(luò)安全密鑰”窗口，如下圖所示，正確填寫在計算機A上創(chuàng)建無線網(wǎng)絡(luò)時設(shè)置的密鑰（xupt1），單擊“確定”按鈕。此時，計算機B能夠成功連接到無線網(wǎng)絡(luò)MyHomeTest中。

5.1

雙機直連

通過無線網(wǎng)卡實現(xiàn)雙機直連以下為計算機A和B設(shè)置IP地址：

打開計算機A的TCP/IP屬性窗口，IP地址設(shè)置為：192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼設(shè)置為：255.255.255.0，默認網(wǎng)關(guān)和DNS服務(wù)器地址可以不填。在計算機B上完成類似操作（IP地址為：192.168.0.2，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0）。

5.1

雙機直連

通過無線網(wǎng)卡實現(xiàn)雙機直連

在計算機A上用ping命令可以測試到計算機B的連通性。此時，計算機A、B就可以共享文件等資源了。

5.2

Internet接入共享用途

用戶在只申請一個ISP賬號或只申請一個IP地址的情況下，是否可以實現(xiàn)多臺電腦同時上網(wǎng)呢？使用共享Internet接入方式，可以很好地解決這一問題。共享接入方式不僅能夠提高網(wǎng)絡(luò)帶寬、IP地址等資源的利用率，降低使用成本，還便于上網(wǎng)管理，提高內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性。5.2

Internet接入共享

共享Internet接入的方式從技術(shù)實現(xiàn)來說，共享上網(wǎng)可以分為：

硬件共享上網(wǎng)

軟件共享上網(wǎng)5.2

Internet接入共享共享Internet接入的方式⑴

硬件共享上網(wǎng)

通常使用共享上網(wǎng)路由器，它們通過內(nèi)置的硬件芯片來完成Internet和局域網(wǎng)之間數(shù)據(jù)包的交換管理，實質(zhì)上就是在芯片中固化了共享上網(wǎng)軟件。

共享上網(wǎng)路由器的工作不依賴于計算機的操作系統(tǒng)，穩(wěn)定性較好。但是，硬件共享上網(wǎng)的可更新性相對于軟件共享上網(wǎng)較差，且需要額外的費用購置共享設(shè)備。5.2

Internet接入共享共享Internet接入的方式⑵

軟件共享上網(wǎng)需要一臺計算機作為共享服務(wù)器，為其它計算機提供上網(wǎng)能力。共享上網(wǎng)軟件的工作依賴于操作系統(tǒng)，穩(wěn)定性相對較差。例如：安裝代理服務(wù)器軟件；

Windows系統(tǒng)中集成的ICS（InternetConnectionSharing，Internet連接共享）組件；服務(wù)器版的Windows系統(tǒng)還提供了“路由和遠程訪問”服務(wù)。5.2

Internet接入共享

NAT（共享Internet接入多采用NAT技術(shù)）計算機要在Internet上通信，就必須向Internet管理機構(gòu)申請全球唯一的合法公用IP地址。如果為辦公室或家庭中的每臺計算機都申請一個公用地址，這無疑給IP地址資源造成了較大的壓力。為了緩解這種壓力，Internet管理機構(gòu)為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)預(yù)留了一些專用地址（私有地址、保留地址），可供辦公室或家庭中的計算機在內(nèi)部局域網(wǎng)中使用。5.2

Internet接入共享專用地址

10.0.0.0--10.255.255.255，或記為10.0.0.0/8，又稱為24bit地址塊（1個A類網(wǎng)絡(luò)）

172.16.0.0--172.31.255.255，或記為172.16.0.0/12，又稱為20bit地址塊（16個連續(xù)的B類網(wǎng)絡(luò)）

192.168.0.0--192.168.255.255，或記為192.168.0.0/16，又稱為16bit地址塊（256個連續(xù)的C類網(wǎng)絡(luò)）這些地址只能用于一個機構(gòu)的內(nèi)部通信，而不能用于和Internet上的主機通信。即在Internet中的公共路由器對目的地址是專有地址的分組一律不進行轉(zhuǎn)發(fā)！5.2

Internet接入共享

NAT問題：一個具有專用地址的主機能訪問Internet嗎？

一個單位可以使用專用地址對內(nèi)部主機進行尋址，然后使用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NetworkAddressTranslation,NAT）訪問Internet。NAT完成在專用地址和Internet中注冊地址之間的轉(zhuǎn)換?？梢允苟嗯_計算機共享一個Internet連接，允許一個局域網(wǎng)整體以一個公用IP地址出現(xiàn)在Internet上。5.2

Internet接入共享

NAT采用NAT的設(shè)備通常運行在存根網(wǎng)絡(luò)（stubnetwork)的邊界。注意：內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的用戶感覺不到NAT的存在。Internet存根網(wǎng)絡(luò)只有一個到外部網(wǎng)絡(luò)的出口網(wǎng)關(guān)路由器內(nèi)部本地地址（Insidelocaladdress）:分配給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中一臺主機的專用地址。

內(nèi)部全球地址（Insideglobaladdress）:由地區(qū)因特網(wǎng)注冊局或服務(wù)提供商分配的一個合法IP。5.2

Internet接入共享5.2

Internet接入共享5.2

Internet接入共享

NATNAT地址轉(zhuǎn)換的方式：靜態(tài)NAT動態(tài)NAT

PAT5.2

Internet接入共享

NATNAT地址轉(zhuǎn)換的方式：靜態(tài)NAT（最為簡單和最容易實現(xiàn)）明確地配置NAT表，專用IP地址和全球合法IP地址是一一對應(yīng)的，永久映射（除非管理員手動改變）。這意味著對于每一個內(nèi)部本地地址，靜態(tài)NAT都需要一個內(nèi)部全球地址。靜態(tài)轉(zhuǎn)換適用于：實現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中某些特定設(shè)備（如Web服務(wù)器）的訪問。5.2

Internet接入共享

NATNAT地址轉(zhuǎn)換的方式：動態(tài)NAT在NAT設(shè)備收到需要轉(zhuǎn)換的通信之前，NAT表中不存在地址映射。映射關(guān)系是臨時動態(tài)創(chuàng)建的。因此，專用IP地址轉(zhuǎn)換與合法IP地址的映射關(guān)系是不確定的，是隨機的。動態(tài)轉(zhuǎn)換適用于：當全球合法IP地址數(shù)少于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的計算機數(shù)量時，可以采用動態(tài)轉(zhuǎn)換的方式。5.2

Internet接入共享

NATNAT地址轉(zhuǎn)換的方式：動態(tài)NATInternetNAT地址池199.1.2.1~199.1.2.3010.1.1.210.1.1.200……5.2

Internet接入共享

NATNAT地址轉(zhuǎn)換的方式：

PAT（Port

AddressTranslation）PAT把多個專用IP地址映射到同一個全球合法地址，也被稱為“多對一”NAT或者超載NAT。PAT通過轉(zhuǎn)換表中的TCP和UDP端口號進行映射的區(qū)分。端口號16bit,一個內(nèi)部全球地址理論上可以對應(yīng)216個內(nèi)部專用地址。

超載NAT試圖保持原始的端口號，如果這個原端口號已被分配，NAT將查找其他可用端口，如果沒有，將轉(zhuǎn)移到下一個IP地址，并試圖再次分配原始的源端口號。5.2

Internet接入共享5.2

Internet接入共享5.2

Internet接入共享使用NAT的好處

減少了IP地址注冊的費用；

隱藏了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),

降低了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)受到攻擊的風(fēng)險。注意：內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的用戶感覺不到NAT的存在。NAT的缺點增加了延遲；喪失了端到端的IP追蹤能力。當分組在多個NAT跳上經(jīng)歷了許多次的地址轉(zhuǎn)換后，要跟蹤該分組是很困難的。當然這樣黑客也很難確定分組的源了，也是優(yōu)點。5.2

Internet接入共享代理代理服務(wù)器的功能：

有效利用IP地址資源，降低接入成本。節(jié)約帶寬，提高訪問速度。進行網(wǎng)絡(luò)隔離，起到防火墻的作用。訪問不能直接訪問的網(wǎng)站。5.2

Internet接入共享虛擬專用網(wǎng)問題：一個很大的機構(gòu)有許多部門分布在相距很遠的地點，每個分點都有自己的專用網(wǎng)，且它們相互間需要經(jīng)常通信，怎樣解決？

租用電信公司的線路為本公司專用利用公用互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)本機構(gòu)的專用網(wǎng),即采用虛擬專用網(wǎng)（VirtualPrivateNetwork，VPN），效果與真正的專用網(wǎng)一樣。5.2

Internet接入共享虛擬專用網(wǎng)一個標準的VPN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)用戶對VPN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的兩個方面需求：在不同的異地局域網(wǎng)內(nèi)的主機能夠相互訪問；接入Internet主機能夠與在局域網(wǎng)內(nèi)主機相互訪問。5.2

Internet接入共享VPN隧道原理5.2

Internet接入共享VPN隧道原理5.2

Internet接入共享VPN隧道