網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝與調(diào)試技術(shù) 課件 第1章-網(wǎng)段內(nèi)的互聯(lián)

第1章網(wǎng)段內(nèi)的互聯(lián)編著：

秦?zé)鰟诖浣?/p>

用通信設(shè)備和線路將不同位置、相對(duì)獨(dú)立的多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，并配置相應(yīng)系統(tǒng)和軟件，在原來(lái)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)軟硬件共享和信息傳遞等形成的系統(tǒng)就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。電腦、手機(jī)、打印機(jī)、服務(wù)器等通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)物理互連、邏輯互聯(lián)和資源共享。物理互連是基礎(chǔ)，邏輯互聯(lián)和資源共享是目的?；ヂ?lián)的方式可分為有線和無(wú)線。1.1物理互連1.1.1兩臺(tái)電腦間的有線互連

一、探究?jī)膳_(tái)電腦互連用直通線還是交叉線如圖所示，打開模擬器PacketTracer8，分別用直通線和交叉線連接兩臺(tái)電腦。觀察:直通線兩端指示為紅色，交叉線兩端指示為綠色。結(jié)論：兩臺(tái)電腦直接相連應(yīng)該用交叉線。圖1-1兩臺(tái)電腦間的有線互連二、對(duì)直通線與交叉線的分析雙絞線由八根不同顏色的細(xì)線纜組成，直通線與交叉線的區(qū)別在與雙絞線兩端細(xì)線纜的線序排列。在100M/S的快速以太網(wǎng)中，1、2號(hào)細(xì)線纜用于發(fā)送數(shù)據(jù)，3、6號(hào)細(xì)線纜用于接收數(shù)據(jù)。直通線兩端的線序都是1、2、3、4、5、6、7、8。交叉線一端的1、2號(hào)位線交叉連到對(duì)端的3、6號(hào)位，即另一端的線序變成3、6、1、4、5、2、7、8。兩臺(tái)電腦采用交叉線相連符合快速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)的規(guī)定，即一端1、2號(hào)位發(fā)送的數(shù)據(jù)，另一端在3、6號(hào)位接收。1.1.2多臺(tái)電腦間的有線互連多臺(tái)電腦互連時(shí)要借助交換機(jī)，各電腦都要先連到交換機(jī)，再由交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。一、探究電腦與交換機(jī)間互連用直通線還是交叉線1.如圖1-2所示，打開PacketTracer8，用直通線將三臺(tái)電腦連接到交換機(jī)。為了能在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中顯示出交換機(jī)各端口的標(biāo)識(shí)，可以點(diǎn)擊菜單“Options”的“Preferances...”選項(xiàng)。在彈出的對(duì)話框中勾選“AlwaysShowportLabelsinLogicalWorkspace”復(fù)選框。

圖1-2三臺(tái)電腦通過(guò)交換機(jī)相連2.可以看到，網(wǎng)線兩端顯示為綠色，說(shuō)明電腦與交換機(jī)間需要用直通線連接。3.請(qǐng)讀者嘗試用交叉線連接，觀察效果。二、探究交換機(jī)與交換機(jī)互連用直通線還是交叉線在組建更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要將多臺(tái)交換機(jī)互連到一起，請(qǐng)讀者參照之前的實(shí)驗(yàn)，用類似的方法探究交換機(jī)與交換機(jī)互連用直通線還是交叉線。提示：交換機(jī)的端口可分為普通端口和級(jí)聯(lián)端口。級(jí)聯(lián)端口一般標(biāo)有“UPLINK”或“MDI”等標(biāo)志。進(jìn)行交換機(jī)間的互連時(shí)，可使用直通線將一臺(tái)交換機(jī)的級(jí)聯(lián)端口與另一臺(tái)交換機(jī)的普通端口連接，也可使用交叉線將兩臺(tái)交換機(jī)的普通端口互連。三、端口類型分析端口類型可分為MDI和MDIX。MDI端口不對(duì)輸入信號(hào)的線序進(jìn)行調(diào)整，MDIX端口則會(huì)將接收到的1、2號(hào)位輸入信號(hào)調(diào)整到3、6號(hào)位。電腦網(wǎng)卡端口的類型為MDI，交換機(jī)普通端口的類型為MDIX，交換機(jī)的級(jí)連端口類型為MDI。同類端口互連時(shí)，需要使用交叉線；異類端口互連時(shí)，需要使用直通線。1.1.3電腦間的無(wú)線互連一、探究電腦與家用無(wú)線路由器互連的方法1.在PacketTracer8中拖出兩臺(tái)電腦和一臺(tái)家用無(wú)線路由器。2.如圖1-3所示，為兩臺(tái)電腦添加無(wú)線網(wǎng)卡。方法是關(guān)閉電腦電源，將有線網(wǎng)卡從電腦移走，將無(wú)線網(wǎng)卡從備件區(qū)中拖入電腦中，最后打開電腦電源。圖1-3PC1的Physical選項(xiàng)夾3.如圖1-4所示，可以看到兩臺(tái)電腦自動(dòng)連接到了家用無(wú)線路由器。圖1-4無(wú)線連接拓?fù)浼癙C1屬性的Config選項(xiàng)夾二、無(wú)線連接的分析如圖1-4所示，分別點(diǎn)擊兩臺(tái)電腦，查看電腦Config選項(xiàng)夾的Wireless0屬性。可以看到兩臺(tái)電腦添加無(wú)線網(wǎng)卡后，都自動(dòng)連接到了SSID為“Default”的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。說(shuō)明該家用無(wú)線路由器默認(rèn)以“Default”為SSID名開啟了對(duì)外的無(wú)線接入服務(wù)。1.2.1從十進(jìn)制視角看邏輯互聯(lián)一、探究IP地址和子網(wǎng)掩碼

如圖1-5所示，兩臺(tái)電腦已實(shí)現(xiàn)物理互連，實(shí)現(xiàn)邏輯互聯(lián)？圖1-5兩臺(tái)電腦通過(guò)交換機(jī)互聯(lián)1.2邏輯互聯(lián)就象寄信要寫收件人地址和收件人姓名一樣，電腦間通過(guò)有線或無(wú)線的方式實(shí)現(xiàn)物理互連后，還需要為各電腦配置IP地址和子網(wǎng)掩碼，才能實(shí)現(xiàn)電腦間邏輯上的互聯(lián)互通。

1.如圖1-6所示，點(diǎn)擊PC0后，在“Desktop”選項(xiàng)夾中點(diǎn)擊“IPConfiguration”。

2.如圖1-7所示，為PC0配置IP地址192.168.1.1，子網(wǎng)掩碼255.255.255.0。圖1-6PC0屬性的Desktop選項(xiàng)夾圖1-7PC0的IPConfiguraton對(duì)話框

3.用同樣方法為PC1配置IP地址192.168.2.2，子網(wǎng)掩碼255.255.255.0。

4.如圖1-8所示，點(diǎn)擊“CommandPrompt”進(jìn)入電腦的命令框。

5.分別查看PC0和PC1的IP地址和子網(wǎng)掩碼。以PC0為例，命令如下：C:\>ipconfigIPv4Address....................:192.168.1.1SubnetMask....................:255.255.255.0圖1-8PC0屬性的Desktop選項(xiàng)夾

6.測(cè)試兩臺(tái)電腦能否互通。以PC0pingPC1為例，命令如下：C:\>ping192.168.2.2Requesttimedout.可以看到，兩臺(tái)電腦無(wú)法互通。

7.將兩臺(tái)電腦的子網(wǎng)掩碼都改為255.255.0.0，再次測(cè)試。命令如下：C:\>ping192.168.2.2Replyfrom192.168.2.2:bytes=32time<1msTTL=128可以看到兩臺(tái)電腦可以互相ping通了。二、IP地址和子網(wǎng)掩碼

十進(jìn)制視角下，IPv4地址由4段組成，每段的取值范圍是0~255，段與段之間用小數(shù)點(diǎn)間隔開。子網(wǎng)掩碼也由4段組成，有三種取值，分別是255.0.0.0、255.255.0.0和255.255.255.0。兩臺(tái)電腦能否互通，取決于它們的IP地址和子網(wǎng)掩碼的組合。三、網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)

子網(wǎng)掩碼可以將一個(gè)IP地址劃分為網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分。網(wǎng)絡(luò)號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)電腦屬于哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)電腦在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的編號(hào)。只有它們的網(wǎng)絡(luò)號(hào)相同且主機(jī)號(hào)不同才能實(shí)現(xiàn)邏輯上的互通。

以IP地址192.168.2.1為例。若子網(wǎng)掩碼是255.0.0.0，則192為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，168.2.1為主機(jī)號(hào)；若子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0，則192.168為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，2.1為主機(jī)號(hào)；若子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0，則192.168.2為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，1為主機(jī)號(hào)。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)兩臺(tái)電腦的子網(wǎng)掩碼都是255.255.255.0時(shí)，PC0的網(wǎng)絡(luò)號(hào)是192.168.1，PC1的網(wǎng)絡(luò)號(hào)是192.168.2，屬于不同網(wǎng)絡(luò)，無(wú)法互通；當(dāng)將兩臺(tái)電腦的子網(wǎng)掩碼都為255.255.0.0時(shí)，它們的網(wǎng)絡(luò)號(hào)都是192.168，屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可以互通。五、網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址

一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中最小的地址稱為網(wǎng)絡(luò)地址，最大的地址稱為廣播地址，介于最小和最大值之間的地址是可分配的地址。以IP地址192.168.1.2（子網(wǎng)掩碼255.255.0.0）為例。這個(gè)IP地址所屬的網(wǎng)絡(luò)地址是192.168.0.0，192.168.0.0代表了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)識(shí)該網(wǎng)絡(luò)所屬的網(wǎng)段。該網(wǎng)絡(luò)的后兩組數(shù)是主機(jī)位，可容納256*256（即65536）個(gè)地址。具體的說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)地址192.168.0.0（子網(wǎng)掩碼255.255.0.0）包含了192.168.0.0~192.168.255.255這65536個(gè)地址，其中192.168.0.1~192.168.255.254是可分配的地址。該網(wǎng)絡(luò)的最大地址192.168.255.255是廣播地址。1.2.2從二進(jìn)制視角看邏輯互聯(lián)

1.如圖1-5所示，將PC0的IP地址設(shè)為192.168.1.1，子網(wǎng)掩碼設(shè)為255.255.255.0。將PC1的IP地址設(shè)為192.168.1.200，子網(wǎng)掩碼設(shè)為255.255.255.0。此時(shí)進(jìn)行PC0pingPC1測(cè)試，可以觀察到兩臺(tái)電腦能互通。這是因?yàn)樗鼈兊木W(wǎng)絡(luò)地址都是192.168.1.0，屬于同一網(wǎng)段。

圖1-5兩臺(tái)電腦通過(guò)交換機(jī)互聯(lián)

2.保持PC0和PC1的IP地址不變，將它們子網(wǎng)掩碼都改為255.255.255.128。此時(shí)進(jìn)行PC0pingPC1測(cè)試，可以觀察到，兩臺(tái)電腦不能互通了。下面從二進(jìn)制的角度進(jìn)行原因分析。

3.用二進(jìn)制分別表示PC0和PC1的IP地址、子網(wǎng)掩碼，將IP地址與子網(wǎng)掩碼各位數(shù)碼的位置對(duì)齊，用來(lái)求網(wǎng)絡(luò)地址。子網(wǎng)掩碼為1的位置，對(duì)應(yīng)的IP地址部分的值直接抄寫到網(wǎng)絡(luò)地址部分；子網(wǎng)掩碼為0的位置，直接將網(wǎng)絡(luò)地址部分該位的值置0。下面是PC0和PC1的網(wǎng)絡(luò)地址求解過(guò)程：PC0的IP地址11000000.10101000.00000001.00000001

子網(wǎng)掩碼11111111.11111111.11111111.10000000網(wǎng)絡(luò)地址11000000.10101000.00000001.00000000，用十進(jìn)制表示是192.168.1.0。PC1的IP地址11000000.10101000.00000001.11001000

子網(wǎng)掩碼11111111.11111111.11111111.10000000網(wǎng)絡(luò)地址11000000.10101000.00000001.10000000，用十進(jìn)制表示是192.168.1.128?？梢?jiàn)，子網(wǎng)掩碼變成255.255.255.128后，PC0和PC1的網(wǎng)絡(luò)地址就會(huì)變得不同，互相之間也就無(wú)法ping通了。1.2.3有類地址與無(wú)類地址

一、有類地址

IPv4設(shè)計(jì)之初，將IP地址劃分為A、B、C、D、E五類，稱為有類地址，其中A、B、C類用于單播，D類用于組播，E類保留。按規(guī)定，A類地址的子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0，B類地址的子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0，C類地址的子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。

A類地址的首字節(jié)以0開頭（00000000~011111111），子網(wǎng)掩碼255.0.0.0，地址范圍是0.0.0.0~127.255.255.255，可指派范圍是1.0.0.0~126.255.255.255，首字節(jié)0用來(lái)代表“本網(wǎng)絡(luò)”、127被保留用作環(huán)回地址。

B類地址的首字節(jié)位以10開頭（10000000~101111111），子網(wǎng)掩碼255.255.0.0，地址范圍是128.0.0.0~191.255.255.255。

C類地址的首字節(jié)位以110開頭（11000000~11011111），子網(wǎng)掩碼255.255.255.0，地址范圍是192.0.0.0~223.255.255.255。

D類地址的首字節(jié)位以1110開頭（11100000~11101111），地址范圍是十進(jìn)制的224.0.0.0~239.