路由交換技術(shù)（微課版）課件全套 左浩 ch01- 探索計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-ch10-企業(yè)私網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)

項(xiàng)目1探索計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)目錄01學(xué)習(xí)目標(biāo)02項(xiàng)目概述03思維導(dǎo)圖04知識(shí)準(zhǔn)備05項(xiàng)目實(shí)施06項(xiàng)目小結(jié)07拓展知識(shí)08知識(shí)鞏固知識(shí)目標(biāo)1．學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)通信的交換方式。2．掌握OSI、TCP/IP模型結(jié)構(gòu)。3．理解數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程。4．了解VRP和6G網(wǎng)絡(luò)。技能目標(biāo)1．掌握網(wǎng)絡(luò)通信基本原理。2．掌握網(wǎng)絡(luò)典型參考模型。3．使用Wireshark抓包工具理解網(wǎng)絡(luò)基本概念。素養(yǎng)目標(biāo)1．通過(guò)討論網(wǎng)絡(luò)基本組成，洞察網(wǎng)絡(luò)底層原理，培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察意識(shí)和思考問(wèn)題能力。2．通過(guò)學(xué)習(xí)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，掌握組建網(wǎng)絡(luò)需要的主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并逐漸理解網(wǎng)絡(luò)模型理論。培養(yǎng)學(xué)生具有熟練運(yùn)用各種工具和問(wèn)題解決的能力。1學(xué)習(xí)目標(biāo)2項(xiàng)目概述藍(lán)箭公司目前現(xiàn)有3臺(tái)路由器，用于連接總部和總部外的兩個(gè)分支機(jī)構(gòu)，其中R1為公司總部的路由器，R2和R3分別為公司的兩個(gè)分支機(jī)構(gòu)的路由器。藍(lán)箭公司目前網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)正常，實(shí)現(xiàn)總部與分支機(jī)構(gòu)的互聯(lián)互通。藍(lán)箭公司網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1-1所示。通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)模型、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，華為交換和路由設(shè)備的基本使用。再通過(guò)藍(lán)箭公司網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃實(shí)戰(zhàn)，更好地理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)抽象概念。藍(lán)箭公司總部和分支機(jī)構(gòu)之間的互通互聯(lián)，使用wirshark網(wǎng)絡(luò)抓包工具可以更好地理解網(wǎng)絡(luò)模型各層功能。學(xué)習(xí)的主要技術(shù)為以后在校園網(wǎng)或小型局域網(wǎng)中得以真正應(yīng)用。圖1-1藍(lán)箭公司網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?思維導(dǎo)圖本項(xiàng)目主要帶領(lǐng)讀者探索計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其所含知識(shí)點(diǎn)如圖所示。圖1-2OSPF協(xié)議知識(shí)點(diǎn)4知識(shí)準(zhǔn)備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展而不斷前進(jìn)的產(chǎn)物，為人們提供了遠(yuǎn)程通信、信息處理和資源共享。隨著時(shí)代的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模會(huì)越來(lái)越大。雖然現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備很多都是即插即用，但是當(dāng)真正出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，按一按按鈕是解決不了問(wèn)題的。學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)可以了解網(wǎng)絡(luò)、解決一般性網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)防范風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)等。網(wǎng)絡(luò)安全和信息化是事關(guān)國(guó)家安全和國(guó)家發(fā)展的重大戰(zhàn)略問(wèn)題，從國(guó)際國(guó)內(nèi)的大勢(shì)出發(fā)，我們需要總體布局，統(tǒng)籌各方資源，創(chuàng)新發(fā)展，以努力將我國(guó)建設(shè)成為網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)。網(wǎng)絡(luò)安全和信息化的重要性不僅體現(xiàn)在對(duì)國(guó)家安全的影響上，還關(guān)系到廣大人民群眾的工作和生活。沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)安全就沒(méi)有國(guó)家安全，沒(méi)有信息化就沒(méi)有現(xiàn)代化。本項(xiàng)目主要介紹通信的發(fā)展過(guò)程以及網(wǎng)絡(luò)基本原理，網(wǎng)絡(luò)典型模型、數(shù)據(jù)封裝、處理和轉(zhuǎn)發(fā)流程，華為的VRP系統(tǒng)介紹以及6G網(wǎng)絡(luò)等。4知識(shí)準(zhǔn)備通信，作為人類(lèi)交流的一種古老而持久的方式，其歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。在諸多與通信相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課程中，我們常常能夠見(jiàn)到諸如烽火傳信等經(jīng)典例子，它們生動(dòng)地展示了通信行為的深遠(yuǎn)起源。從更廣泛的角度來(lái)看，通信可以被定義為通過(guò)某種特定手段，將信息從發(fā)送者跨越一定距離傳遞給接收者的過(guò)程。因此，任何形式的通信都至少包含了信息在媒介中的流動(dòng)，以及這一過(guò)程中不可或缺的參與者——信息的發(fā)送者和接收者。4.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4知識(shí)準(zhǔn)備1．通信簡(jiǎn)史在媒介中傳遞信息時(shí)，往往需要改變信息的原有形態(tài)。這要求發(fā)送方和接收方在通信行為發(fā)生之前，就信息的表示方式達(dá)成共識(shí)，確保信息在媒介中能夠準(zhǔn)確傳輸。這種事先的約定至關(guān)重要，因?yàn)橹挥腥绱耍邮辗讲拍苷_解讀并還原被改變的信息。以烽火傳信為例，城郭上的守軍和邊疆的守軍需事先約定，以點(diǎn)燃柴草產(chǎn)生的濃煙來(lái)表示“敵軍入侵”。這樣，當(dāng)城郭上的守軍看到濃煙時(shí)，就能立刻明白城外的情況，進(jìn)而采取相應(yīng)的馳援和城防措施。然而，值得注意的是，信息的表示方式并不是一成不變的，它只在特定的通信情景下有效。若通信情景發(fā)生改變，相同的信息表示方式可能傳達(dá)出截然不同的含義。比如，現(xiàn)代人看到濃煙，更可能聯(lián)想到火災(zāi)并撥打火警電話(huà)，而非通知國(guó)防部進(jìn)行防御部署。電報(bào)的出現(xiàn)為遠(yuǎn)程通信利用電信號(hào)打開(kāi)了大門(mén)。1858年，第一條跨越大西洋的海底電報(bào)電纜成功鋪設(shè)，將原本需要花費(fèi)10天的跨大西洋輪渡航行才能完成的長(zhǎng)距離通信縮短到幾分鐘。這一里程碑事件標(biāo)志著電信技術(shù)的飛躍。為了規(guī)范和管理電報(bào)通信，1865年，在法國(guó)巴黎成立了國(guó)際電報(bào)聯(lián)盟。隨著時(shí)間的推移，為了納入后來(lái)出現(xiàn)的電話(huà)、無(wú)線(xiàn)電以及其他電信通信方式，該組織于1934年改名為國(guó)際電信聯(lián)盟（InternationalTelecommunicationUnion，ITU）。ITU成為全球電信領(lǐng)域的權(quán)威組織，負(fù)責(zé)制定通信標(biāo)準(zhǔn)和管理國(guó)際電信事務(wù)。圖7-3初始狀態(tài)的路由信息4.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4知識(shí)準(zhǔn)備1946年，第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)（ElectronicNumericalIntegratorandComputer，ENIAC）誕生。隨著集成電路和微處理器的發(fā)明，第二代、第三代計(jì)算機(jī)相繼問(wèn)世。隨之而來(lái)的是對(duì)連接這些計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信方式的需求，數(shù)據(jù)通信時(shí)代的大幕由此拉開(kāi)。這些技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的興起，為信息交流和數(shù)據(jù)傳輸提供了更廣闊的可能性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有廣泛的應(yīng)用，如企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、電子商務(wù)和社交網(wǎng)絡(luò)等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同的具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，通過(guò)通信線(xiàn)路和通信設(shè)備連接起來(lái)，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其主要目的是在不同的地理位置、設(shè)備與人之間建立信息交流或數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ篮凸蚕頇C(jī)制。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件由計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如路由器、交換機(jī)、集線(xiàn)器等）、通信線(xiàn)纜、天線(xiàn)、中繼器等物理設(shè)備組成。軟件部分則包括協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理和安全軟件。兩者的緊密結(jié)合，使得網(wǎng)絡(luò)成為一種互相連接的信息樞紐，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、資源共享和分布式處理等功能。4.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4知識(shí)準(zhǔn)備2．電路交換網(wǎng)絡(luò)眾所周知，早期的電子計(jì)算機(jī)體積龐大。例如，之前提到的ENIAC重達(dá)271噸，占地面積達(dá)167平方米。顯然，這樣的計(jì)算機(jī)無(wú)法用于個(gè)人使用，也無(wú)法歸類(lèi)為家用設(shè)備。實(shí)際上，早期的計(jì)算機(jī)是由機(jī)構(gòu)內(nèi)部的研究人員共享使用的。為了更好地利用計(jì)算資源，研究人員開(kāi)始使用電傳打字機(jī)通過(guò)遠(yuǎn)程方式控制計(jì)算機(jī)，這可以看作是最早的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通信方式。當(dāng)時(shí)，為了將電傳打字機(jī)連接到計(jì)算機(jī)，人們需要在辦公地點(diǎn)安裝調(diào)制解調(diào)器，并將調(diào)制解調(diào)器連接到電話(huà)通信網(wǎng)絡(luò)。在計(jì)算機(jī)一端，計(jì)算機(jī)也需要通過(guò)調(diào)制解調(diào)器連接到電話(huà)通信網(wǎng)絡(luò)。發(fā)送方的信息被調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后，通過(guò)電話(huà)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)端，然后由調(diào)制解調(diào)器將其還原為數(shù)字信號(hào)。傳統(tǒng)的電話(huà)通信網(wǎng)絡(luò)依賴(lài)于電路交換方式，這種方式存在一個(gè)明顯的不足。在電路交換網(wǎng)絡(luò)中，通話(huà)雙方需要在開(kāi)始通話(huà)前臨時(shí)占用一條專(zhuān)用的電信通道，通話(huà)結(jié)束后這條通道才會(huì)被釋放供其他通信使用。然而，電路交換網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)顯著問(wèn)題是，當(dāng)遇到如戰(zhàn)爭(zhēng)、地震、海嘯等不可抗力因素導(dǎo)致電信通道受損中斷時(shí)，通信連接將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此，理想的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備以下特性：即使部分電信通道因各種原因中斷，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信功能仍然能夠保持正常運(yùn)行。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)某些通信介質(zhì)失效時(shí)，這樣的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能快速適應(yīng)并選擇其他可用的通信介質(zhì)來(lái)完成通信任務(wù)，確保通信的連續(xù)性和穩(wěn)定性。4.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4知識(shí)準(zhǔn)備3．包交換網(wǎng)絡(luò)1964年，波蘭裔美國(guó)人保羅·巴蘭（PaulBaran）發(fā)表了一篇名為《論分布式通信》（OnDistributedCommunications）的論文，提出了一種不依賴(lài)獨(dú)占電信通道進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)方案。在這種網(wǎng)絡(luò)中，傳輸?shù)男畔康牡刂返臄?shù)據(jù)，其他設(shè)備可以根據(jù)接收到的信息和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)情況，決定通過(guò)哪條路徑將信息轉(zhuǎn)發(fā)給目的地址。巴蘭將這種網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為分布式網(wǎng)絡(luò)。分布式網(wǎng)絡(luò)的通信方式將信息劃分為多個(gè)數(shù)據(jù)包，在傳輸過(guò)程中，即使使用的路徑中斷，后續(xù)的數(shù)據(jù)包仍可以通過(guò)其他路徑到達(dá)目的地址，從而避免了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)因?yàn)閱我煌ㄐ沤橘|(zhì)中斷而導(dǎo)致通信失敗的情況。1966年，英國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家唐納德·瓦特·戴維斯（DonaldWattsDavies）提出了完全相同的概念。在咨詢(xún)了語(yǔ)言學(xué)家后，戴維斯決定將分布式網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)稱(chēng)為"數(shù)據(jù)包"。這種分布式通信網(wǎng)絡(luò)因此被稱(chēng)為包交換網(wǎng)絡(luò)。包交換網(wǎng)絡(luò)可以解決電路交換網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)占電信通道的問(wèn)題，幫助避免整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)因大面積中斷而導(dǎo)致通信失敗的情況。ARPAnet（AdvancedResearchProjectAgencyNetwork，美國(guó)高級(jí)研究計(jì)劃局）立即開(kāi)始實(shí)施這種網(wǎng)絡(luò)，并將其稱(chēng)為ARPAnet網(wǎng)。4.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4知識(shí)準(zhǔn)備3．包交換網(wǎng)絡(luò)最初，ARPAnet僅涵蓋了四個(gè)站點(diǎn)，但并沒(méi)有采取將站點(diǎn)內(nèi)的所有計(jì)算機(jī)兩兩連接在一起。而是通過(guò)接口消息處理器（IMP，InterfaceMessageProcessor）將站點(diǎn)內(nèi)的設(shè)備互聯(lián)。IMP作為各站點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)（Gateway），其職責(zé)是根據(jù)實(shí)際的連接狀況，為站點(diǎn)內(nèi)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。早期的ARPAnet的結(jié)構(gòu)如所示。4.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1-3早期的ARPAnet網(wǎng)絡(luò)4知識(shí)準(zhǔn)備

通過(guò)古代的烽火傳信和現(xiàn)代人們對(duì)濃煙的反應(yīng)等例子，我們可以發(fā)現(xiàn)不同信號(hào)傳遞了不同的含義，這暗示了通信的一個(gè)基本規(guī)則：通信各方在通信之前需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行約定。這是因?yàn)槲锢憩F(xiàn)象本身并沒(méi)有固有的意義，不論是烽火煙塵、鼓聲頻密、燈塔明暗，還是電平高低，都需要事先約定其含義。在描述通信數(shù)據(jù)的物理現(xiàn)象中，常見(jiàn)的包括電平的高低、燈光的明滅、電磁場(chǎng)的擾動(dòng)等。這些物理現(xiàn)象本身并沒(méi)有固有的含義，而通信的目的是將文字、聲音、圖片、視頻等各種數(shù)據(jù)從一個(gè)通信方傳輸給另一個(gè)通信方。為了描述這些數(shù)據(jù)，需要一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則，用來(lái)規(guī)范通信各方在物理和邏輯上的通信，這種用來(lái)規(guī)范通信的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則被稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。4.2網(wǎng)絡(luò)參考模型——TCP/IP、OSI4知識(shí)準(zhǔn)備1．傳輸控制協(xié)議（TransmissionControlProtocol，TCP）/網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議（InternetProtocol，IP）——TCP/IP模型在建設(shè)ARPAnet時(shí)，制定協(xié)議和搭建數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是同時(shí)進(jìn)行的。美國(guó)加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的研究生斯蒂芬·克羅克（StephenCrocker），作為ARPAnet的建設(shè)者之一，主導(dǎo)了名為網(wǎng)絡(luò)控制程序（NetworkControlProgram，NCP）的開(kāi)發(fā)工作。NCP的主要職責(zé)是為ARPAnet互聯(lián)主機(jī)上運(yùn)行的進(jìn)程提供連接和數(shù)據(jù)流控制功能。這一程序由兩種協(xié)議構(gòu)成：ARPAnet主機(jī)到主機(jī)協(xié)議（ARPAnetHost-to-HostProtocol，AHHP）和初始連接協(xié)議（InitialConnectionProtocol，ICP）。其中，AHHP為兩臺(tái)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸定義了標(biāo)準(zhǔn)的控制流程，而ICP則確立了兩臺(tái)主機(jī)間建立雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?guī)范。然而，在20世紀(jì)70年代，隨著全球范圍內(nèi)分布式通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，人們的需求從連接主機(jī)上不同進(jìn)程逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檫B接多個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。從而出現(xiàn)了更靈活的分層協(xié)議框架——TCP/IP模型，如圖所示。4.2網(wǎng)絡(luò)參考模型——TCP/IP、OSI應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接入層圖1-4TCP/IP模型4知識(shí)準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)接入層定義了設(shè)備在本地網(wǎng)絡(luò)中如何轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。具體而言，這一層涉及將一臺(tái)設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)層數(shù)據(jù)包傳遞至本地網(wǎng)絡(luò)中另一臺(tái)設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)層的協(xié)議。例如，以太網(wǎng)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)和Wi-FiIEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，都屬于網(wǎng)絡(luò)接入層范疇。從網(wǎng)際協(xié)議（InternetProtocol，IP協(xié)議）英文中，也可以推斷該協(xié)議屬于網(wǎng)絡(luò)層。IP協(xié)議定義了如何把數(shù)據(jù)從源網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間通信。傳輸層協(xié)議進(jìn)一步定義了網(wǎng)際通信的控制標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)在確保網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備間能夠按照預(yù)期目標(biāo)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層協(xié)議不關(guān)心底層的網(wǎng)際通信如何建立，而是專(zhuān)注于解決諸如數(shù)據(jù)包是否應(yīng)按發(fā)送順序到達(dá)、如何確保數(shù)據(jù)按序到達(dá)、如何重傳丟失的數(shù)據(jù)以及如何處理網(wǎng)絡(luò)擁塞等具體的傳輸操作問(wèn)題。應(yīng)用層協(xié)議是為那些需要使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的計(jì)算機(jī)進(jìn)程之間實(shí)現(xiàn)通信而設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。如Telnet協(xié)議和FTP都屬于應(yīng)用層協(xié)議。Telnet協(xié)議定義了計(jì)算機(jī)如何通過(guò)遠(yuǎn)程設(shè)備的命令行界面，使用基于文本字符的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；而FTP則定義了計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程設(shè)備如何進(jìn)行文件共享。TCP/IP模型是在TCP和IP的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，專(zhuān)為T(mén)CP/IP協(xié)議棧定制的參考模型。同時(shí)，致力于推動(dòng)全球標(biāo)準(zhǔn)化工作的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalOrganizationforStandardization，ISO）也發(fā)起了一個(gè)項(xiàng)目，旨在為各類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)制定通用標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)最終被稱(chēng)為開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI）參考模型。4.2網(wǎng)絡(luò)參考模型——TCP/IP、OSI4知識(shí)準(zhǔn)備2．OSI參考模型OSI參考模型在分層上比TCP/IP模型更為細(xì)致，總共劃分為七個(gè)層次，如圖所示。該模型的設(shè)計(jì)初衷旨在明確開(kāi)放式系統(tǒng)之間應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。為此，OSI參考模型詳細(xì)闡述了每一層的職責(zé)以及各層之間的相互作用。然而，由于ISO主導(dǎo)了該項(xiàng)目，OSI參考模型并未具體規(guī)定每一層任務(wù)的實(shí)現(xiàn)方法，也未定義各層所使用的具體協(xié)議。4.2網(wǎng)絡(luò)參考模型——TCP/IP、OSI圖1-5OSI模型4知識(shí)準(zhǔn)備按照自底向上的方式，對(duì)OSI參考模型每一層進(jìn)行介紹。物理層主要負(fù)責(zé)定義通信設(shè)備間相互通信的物理標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了所使用的物理信號(hào)類(lèi)型（如電流、電磁場(chǎng)等），以及描述這些信號(hào)的具體方法（如電平的高低變化、電磁場(chǎng)的擾動(dòng)模式等）。還規(guī)定了物理接口的針腳配置、線(xiàn)纜的規(guī)格等細(xì)節(jié)。數(shù)據(jù)鏈路層主要負(fù)責(zé)定義直連設(shè)備或同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備間的通信機(jī)制。包括如何識(shí)別不同設(shè)備、如何將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確發(fā)送到目標(biāo)設(shè)備、如何檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，以及錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)如何進(jìn)行糾正。數(shù)據(jù)鏈路層處理的數(shù)據(jù)單元稱(chēng)為數(shù)據(jù)幀，簡(jiǎn)稱(chēng)幀。網(wǎng)絡(luò)層的目的和TCP/IP模型中的互聯(lián)網(wǎng)層基本一致，旨在定義跨網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信標(biāo)準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信，網(wǎng)絡(luò)層需要規(guī)范如何對(duì)跨網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)備進(jìn)行編址、中間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何根據(jù)目的地址把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給其目的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)單元是數(shù)據(jù)包。傳輸層的目的是對(duì)跨網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)流進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)是否應(yīng)該按照發(fā)送順序到達(dá)，接收方是否應(yīng)該對(duì)收到數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)送方是否需要重新發(fā)送未成功接收的數(shù)據(jù)，如何對(duì)龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分片，以及分片后的數(shù)據(jù)如何重組等等。傳輸層的數(shù)據(jù)單元是數(shù)據(jù)段。4.2網(wǎng)絡(luò)參考模型——TCP/IP、OSI4知識(shí)準(zhǔn)備會(huì)話(huà)層的目的是定義不同設(shè)備上的用戶(hù)如何建立會(huì)話(huà)，用戶(hù)身份的真實(shí)性如何確認(rèn)，如何向?qū)Χ税l(fā)起會(huì)話(huà)，如何維護(hù)會(huì)話(huà)，以及如何正常地關(guān)閉會(huì)話(huà)。表示層的目的是在源和目的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的進(jìn)程之間創(chuàng)建供主機(jī)進(jìn)程間傳輸數(shù)據(jù)，確保雙方使用一致的信息表示法進(jìn)行通信。如數(shù)據(jù)采取何種編碼方式，以及如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密。應(yīng)用層的目的是給主機(jī)的進(jìn)程或應(yīng)用程序提供一個(gè)接口，定義主機(jī)的進(jìn)程或應(yīng)用程序如何利用下層的協(xié)議與對(duì)端主機(jī)進(jìn)程或應(yīng)用程序進(jìn)行通信。模型分層的目的是讓人們更加合乎邏輯地制訂和利用通信標(biāo)準(zhǔn)。因此，在套用分層模型的時(shí)候，封裝的順序比分層的目的更重要。舉例來(lái)說(shuō)，端口號(hào)的主要作用是用于區(qū)分不同的應(yīng)用進(jìn)程。因此，如果一個(gè)協(xié)議中包含了端口號(hào)，那么從封裝層次的角度來(lái)看，這個(gè)協(xié)議應(yīng)當(dāng)被歸類(lèi)為應(yīng)用層協(xié)議。4.2網(wǎng)絡(luò)參考模型——TCP/IP、OSI4知識(shí)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)由發(fā)送方在其協(xié)議棧中自頂向下進(jìn)行封裝，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備執(zhí)行解封裝和重封裝，最后由接收方設(shè)備執(zhí)行解封裝的過(guò)程。數(shù)據(jù)封裝、轉(zhuǎn)發(fā)和解封裝的過(guò)程時(shí)，為了便于分析，使用圖所示的五層網(wǎng)絡(luò)模型，該模型綜合了TCP/IP模型和OSI參考模型。在實(shí)際工作中，因?yàn)镺SI模型的表示層和會(huì)話(huà)層較少被人們提及，各個(gè)應(yīng)用層協(xié)議也常常包含了OSI參考模型表示層和會(huì)話(huà)層定義的功能，所以本節(jié)把OSI參考模型的上三層概括稱(chēng)為應(yīng)用層。4.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程圖1-6五層網(wǎng)絡(luò)模型4知識(shí)準(zhǔn)備

當(dāng)以太網(wǎng)連接本地網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)希望訪(fǎng)問(wèn)位于另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)某臺(tái)服務(wù)器的網(wǎng)頁(yè)時(shí)，需要在瀏覽器中輸入http://xxx.xxx.xxx，這就等于告訴這臺(tái)計(jì)算機(jī)使用HTTP與服務(wù)器進(jìn)行通信。計(jì)算機(jī)的協(xié)議棧封裝過(guò)程如圖1-7所示。

4.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程

圖1-7計(jì)算機(jī)協(xié)議棧封裝過(guò)程4知識(shí)準(zhǔn)備1．瀏覽器使用HTTP封裝用戶(hù)輸入的數(shù)據(jù)。2．協(xié)議棧在傳輸層根據(jù)TCP給HTTP數(shù)據(jù)封裝TCP頭部，形成數(shù)據(jù)段。3．協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)IP給數(shù)據(jù)段封裝IP頭部，形成數(shù)據(jù)包。IP頭部可以讓負(fù)責(zé)跨網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的路由器判斷如何對(duì)數(shù)據(jù)包執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)。4．因?yàn)橛脩?hù)使用以太網(wǎng)連接到局域網(wǎng)，所以在數(shù)據(jù)鏈路層，計(jì)算機(jī)使用以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)給數(shù)據(jù)包封裝頭部和尾部（尾部的目的是讓本地網(wǎng)絡(luò)的接收方對(duì)數(shù)據(jù)幀執(zhí)行錯(cuò)誤校驗(yàn)），使數(shù)據(jù)包成為一個(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。5．到了物理層，計(jì)算機(jī)把數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成一系列比特。6．計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)適配器把這些比特以電信號(hào)的形式通過(guò)傳輸介質(zhì)（線(xiàn)纜）發(fā)送給服務(wù)器。4.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程4知識(shí)準(zhǔn)備接下來(lái)，計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀被與它直連的交換機(jī)接收。交換機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行解封裝，查看數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)頭部，然后按照以太網(wǎng)頭部的MAC地址查表，判斷要把數(shù)據(jù)通過(guò)自己的哪個(gè)或哪些端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，再根據(jù)判斷結(jié)果把數(shù)據(jù)幀通過(guò)對(duì)應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。數(shù)據(jù)鏈路層封裝的信息在本質(zhì)上是用于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通信的，發(fā)送方封裝的數(shù)據(jù)鏈路層信息只在它所在的本地網(wǎng)絡(luò)中才有意義。當(dāng)數(shù)據(jù)需要進(jìn)入另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為了讓數(shù)據(jù)可以在新的網(wǎng)絡(luò)中得到正確的處理，網(wǎng)關(guān)路由器作為始發(fā)設(shè)備，需要用自己的信息填充對(duì)應(yīng)的以太網(wǎng)頭部字段，并封裝數(shù)據(jù)幀。為了簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)發(fā)流程，突出各個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行封裝和解封裝的流程，我們?cè)谖鍖幽Ｐ椭屑僭O(shè)網(wǎng)關(guān)路由器直接連到服務(wù)器。當(dāng)然，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)路由器和服務(wù)器之間往往使用交換機(jī)進(jìn)行連接。4.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程4知識(shí)準(zhǔn)備因此，服務(wù)器接收網(wǎng)關(guān)路由器轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，并執(zhí)行解封裝。服務(wù)器執(zhí)行解封裝過(guò)程如圖1-8。4.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程圖1-8服務(wù)器執(zhí)行解封裝過(guò)程4知識(shí)準(zhǔn)備1．服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)適配器把介質(zhì)（線(xiàn)纜）中的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一系列比特。2．在數(shù)據(jù)鏈路層，服務(wù)器對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀執(zhí)行解封裝，包括查看數(shù)據(jù)幀頭部信息、判斷自己是否為數(shù)據(jù)幀的目的端，以及根據(jù)尾部信息判斷數(shù)據(jù)幀在本地網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中是否出現(xiàn)了差錯(cuò)。完成操作之后，協(xié)議棧拆除數(shù)據(jù)幀的以太網(wǎng)頭部和尾部，把數(shù)據(jù)包提交給網(wǎng)絡(luò)層。3．網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)IP的定義查看數(shù)據(jù)包的IP頭部信息。IP頭部信息有一個(gè)字段是協(xié)議號(hào)，協(xié)議號(hào)為6，即網(wǎng)絡(luò)層在拆除數(shù)據(jù)包的IP頭部后，數(shù)據(jù)段應(yīng)提交給傳輸層由TCP進(jìn)行處理。4．因?yàn)閭鬏攲邮褂玫氖荰CP，所以服務(wù)器根據(jù)TCP頭部的信息判斷數(shù)據(jù)是否完整、有序、無(wú)錯(cuò)；同時(shí)根據(jù)TCP頭部的目的端口字段，判斷數(shù)據(jù)應(yīng)該提交給哪個(gè)上層協(xié)議。HTTP的知名端口號(hào)為80，因此這個(gè)服務(wù)中目的端口字段值為80。驗(yàn)證無(wú)誤后，TCP拆除數(shù)據(jù)段的TCP頭部，把數(shù)據(jù)交給應(yīng)用層的HTTP協(xié)議?？傊谟?jì)算機(jī)（發(fā)送方）到服務(wù)器（接收方）之間，各個(gè)設(shè)備的協(xié)議棧均參與了數(shù)據(jù)的封裝和解封裝。不同設(shè)備工作在分層模型的不同層級(jí)（例如在理論上，以太網(wǎng)交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層），因此不同設(shè)備會(huì)將數(shù)據(jù)解封裝到不同的分層，并對(duì)其進(jìn)行處理。4.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程4知識(shí)準(zhǔn)備通用路由平臺(tái)（VersatileRoutingPlatform，VRP）是華為數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品通用操作系統(tǒng)。VRP系統(tǒng)不僅具備執(zhí)行核心基礎(chǔ)IP業(yè)務(wù)的能力，更可實(shí)現(xiàn)一系列豐富的功能，如安全功能和QoS（QualityofService，服務(wù)質(zhì)量）功能。此外，VRP系統(tǒng)不僅優(yōu)化了路由器和交換機(jī)的運(yùn)行效率，還顯著提升了網(wǎng)絡(luò)連通性服務(wù)的用戶(hù)體驗(yàn)。4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作4知識(shí)準(zhǔn)備1．VRP系統(tǒng)簡(jiǎn)介VRP系統(tǒng)具有廣泛的適用性，覆蓋從低端到高端的全系列路由器、以太網(wǎng)交換機(jī)和業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。在現(xiàn)有的版本中，VRP5是支持設(shè)備類(lèi)型最多的版本，而VRP8則是最新的版本，專(zhuān)門(mén)適配部分NE系列路由器和部分CE系列交換機(jī)。VRP系統(tǒng)的發(fā)展歷程及其不斷增強(qiáng)的特性如圖所示。4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作

圖1-9VRP系統(tǒng)的發(fā)展及增強(qiáng)特性4知識(shí)準(zhǔn)備VRP系統(tǒng)提供的功能極為豐富，為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作者提供了一個(gè)統(tǒng)一的用戶(hù)界面和管理界面。這使得管理員僅需熟悉一套操作系統(tǒng)的操作，便能輕松掌握多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作，如廣泛應(yīng)用的路由器和交換機(jī)等。此外，VRP系統(tǒng)還提供了統(tǒng)一的控制平面功能，確保轉(zhuǎn)發(fā)平面能夠嚴(yán)格按照網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作者的意圖執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾任務(wù)。VRP系統(tǒng)是一種先進(jìn)的操作系統(tǒng)，包含文件系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。文件系統(tǒng)由負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的系統(tǒng)軟件（以.CC文件形式存在）、配置文件（涵蓋.cfg、.zip和.dat文件類(lèi)型）、補(bǔ)丁文件（以.pat文件形式提供）以及產(chǎn)品適配器文件（ProductAdapterFile，PAF）組成。存儲(chǔ)系統(tǒng)包括同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SynchronousDynamicRandomAccessMemory，SDRAM）、閃速存儲(chǔ)器（FlashMemory，F(xiàn)lash）、非易失性隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器（Non-VolatileRandomAccessMemory，NVRAM）、安全數(shù)碼卡（SecureDigitalMemoryCard，SD）和通用串行總線(xiàn)（UniversalSerialBus，USB）。4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作4知識(shí)準(zhǔn)備2．管理連接簡(jiǎn)介命令行界面（CommandLineInterface，CLI），在利用CLI管理設(shè)備前，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作者需先與設(shè)備建立連接，連接方式主要分為本地登錄和遠(yuǎn)程登錄兩種。本地登錄特別適用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的初始化階段，因?yàn)闊o(wú)需任何預(yù)配置即可直接連接設(shè)備。在本地登錄中，管理員需使用Console線(xiàn)，其一端是RJ45接口，連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；另一端為DB9接口，與網(wǎng)管計(jì)算機(jī)的COM接口相連。這樣，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)管計(jì)算機(jī)便實(shí)現(xiàn)了直接連接。隨后，管理員通過(guò)網(wǎng)管計(jì)算機(jī)上的超級(jí)終端軟件（如PuTTY）向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)起連接請(qǐng)求。Console線(xiàn)針腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1-1，其中，TXD和RXD是相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的，沒(méi)有列出的針腳表示未連接。4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作表1-1Console線(xiàn)針腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系4知識(shí)準(zhǔn)備表1-1中TXD表示發(fā)送數(shù)據(jù)，RXD表示接收數(shù)據(jù)，GND表示信號(hào)地線(xiàn)。需要注意的是，Console線(xiàn)在連接網(wǎng)管計(jì)算機(jī)時(shí)，其DB9接口應(yīng)接入計(jì)算機(jī)的COM口。然而，部分筆記本電腦并未配備COM口，因此，管理員需要使用轉(zhuǎn)接線(xiàn)將DB9接口轉(zhuǎn)換為USB接口，以確保正常連接。4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作4知識(shí)準(zhǔn)備3．CLI的基本概念當(dāng)管理員通過(guò)CLI方式成功登錄設(shè)備后，設(shè)備會(huì)為其分配一個(gè)特定的用戶(hù)級(jí)別。這一級(jí)別決定了管理員可以執(zhí)行哪些命令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的全面或部分控制管理。VRP系統(tǒng)的用戶(hù)級(jí)別詳見(jiàn)表1-2。4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作表1-2VRP系統(tǒng)的用戶(hù)級(jí)別4知識(shí)準(zhǔn)備當(dāng)用戶(hù)登錄設(shè)備后，會(huì)看到命令提示符，光標(biāo)停在命令提示符后面。命令提示符可以向設(shè)備操作者提示其當(dāng)前所在的視圖，因此命令提示符又稱(chēng)為視圖提示符。用戶(hù)登錄網(wǎng)絡(luò)設(shè)備后，會(huì)看到＜Huawei＞的提示符，這個(gè)提示符由尖括號(hào)和設(shè)備名稱(chēng)構(gòu)成，其中Huawei表示華為設(shè)備默認(rèn)的設(shè)備名，尖括號(hào)表示用戶(hù)視圖。視圖是VRP系統(tǒng)的一個(gè)重要概念，因?yàn)閂RP系統(tǒng)的命令不僅需要輸入正確，而且需要在正確的視圖下輸入，才可以被執(zhí)行。以名稱(chēng)為Huawei的設(shè)備為例，本章列舉幾個(gè)常用的視圖提示符，表1-3。4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作

表1-3華為設(shè)備常用的視圖提示符4知識(shí)準(zhǔn)備在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果輸入了正確的命令，設(shè)備卻出現(xiàn)了錯(cuò)誤提示，那么需要注意是否處于錯(cuò)誤的視圖中，尤其是用戶(hù)視圖和系統(tǒng)視圖，它們的區(qū)別只是尖括號(hào)和中括號(hào)，讀者需要仔細(xì)甄別。從一個(gè)視圖進(jìn)入另一層視圖需要使用各種特定的命令，例如，從一個(gè)視圖退出到上一層視圖時(shí)，使用固定命令quit；如果需要從任意視圖直接退到用戶(hù)視圖，則需要使用固定命令return。以表1-3所列視圖為例，圖1-10展示了進(jìn)入和返回相關(guān)視圖的命令，也可以從中看出視圖之間的層級(jí)關(guān)系。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，即使輸入了正確的指令，如果設(shè)備給出了錯(cuò)誤提示，那么應(yīng)警惕是否當(dāng)前處于錯(cuò)誤的視圖界面。特別要區(qū)分用戶(hù)視圖和系統(tǒng)視圖，二者之間的主要差別僅在于提示符的符號(hào)不同，用戶(hù)視圖是尖括號(hào)，而系統(tǒng)視圖則是中括號(hào)。因此，在進(jìn)行操作時(shí)務(wù)必看清當(dāng)前所處的視圖。4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作

圖1-10不同視圖之間轉(zhuǎn)換圖1-10可以看出，配置命令可能不是一個(gè)詞，有的配置命令有多個(gè)詞，還有的配置命令包含數(shù)字。4知識(shí)準(zhǔn)備在CLI的命令配置中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作者可以使用Tab鍵對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行補(bǔ)全。有兩種補(bǔ)全方式，一是精確匹配。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作者輸入的字符己經(jīng)能夠與唯一的關(guān)鍵詞精確匹配時(shí)，按下Tab鍵，VRP系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將該關(guān)鍵詞補(bǔ)充完整，例1-1。例1-1精確補(bǔ)全4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作二模糊匹配。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作者輸入的字符不能唯一識(shí)別為具體關(guān)鍵詞時(shí)，按Tab鍵后，VRP系統(tǒng)會(huì)按照字母順序依次補(bǔ)全每個(gè)候選關(guān)鍵詞；每按一次Tab鍵，VRP系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示下一個(gè)關(guān)鍵詞，如例1-2。圖1-2模糊補(bǔ)全4知識(shí)準(zhǔn)備只有關(guān)鍵詞可以使用補(bǔ)全功能，參數(shù)則必須由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作者手動(dòng)輸入完整。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作者忘記關(guān)鍵詞時(shí)，可以使用在線(xiàn)幫助與VRP系統(tǒng)進(jìn)行互動(dòng)。在線(xiàn)幫助包括完全幫助和部分幫助，通過(guò)輸入問(wèn)號(hào)“？”實(shí)現(xiàn)。完全幫助：當(dāng)輸入關(guān)鍵詞時(shí)，輸入問(wèn)號(hào)查詢(xún)當(dāng)前可以輸入的關(guān)鍵詞及其解釋?zhuān)?-3。例1-3完全幫助4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作部分幫助：當(dāng)操作者輸入某個(gè)關(guān)鍵詞開(kāi)頭的一個(gè)或幾個(gè)字母后，可以使用部分幫助功能查看以輸入字母開(kāi)頭的關(guān)鍵詞及其解釋?zhuān)?-4。例1-4部分幫助4知識(shí)準(zhǔn)備4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作還有一種幫助方式是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作者輸入錯(cuò)誤格式的命令時(shí)給予提示，即錯(cuò)誤信息。例1-5給出幾種常見(jiàn)錯(cuò)誤命令和提示信息，讀者在實(shí)驗(yàn)中若遇到相同的錯(cuò)誤提示，可以按提示理解。例1-5錯(cuò)誤提示4知識(shí)準(zhǔn)備4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作讀者在進(jìn)行練習(xí)時(shí)，若輸入了正確語(yǔ)法的命令，卻發(fā)現(xiàn)參數(shù)輸入不正確，因此希望刪除這條命令，或者想要把自定義的設(shè)置恢復(fù)為缺省配置，可以使用關(guān)鍵詞undo在命令前添加關(guān)鍵詞undo，可以恢復(fù)缺省配置，禁用相應(yīng)的功能，或者刪除相應(yīng)的配置項(xiàng)，如例1-6。例1-6關(guān)鍵詞undo4知識(shí)準(zhǔn)備4．基本CLI配置命令在對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行配置時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作者需要使用各種命令來(lái)配置相應(yīng)的功能，先學(xué)習(xí)一些基本命令。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行功能性配置之前，通常需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備先執(zhí)行一些基本的設(shè)置。Sysname命令用于修改主機(jī)名，見(jiàn)例1-7。缺省情況下，華為設(shè)備的主機(jī)名為Huawei。例1-7修改設(shè)備主機(jī)名4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作例1-8設(shè)置遠(yuǎn)程登錄密碼4知識(shí)準(zhǔn)備Save保存命令，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了修改，要使修改生效就要進(jìn)行保存配置，見(jiàn)例1-9。例1-9保存配置4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作Resetsaved-configuration命令用于清楚已保存的配置，如例1-10所示。使用這條命令清除已保存的配置后，如果沒(méi)有再次保存配置，那么在下次啟動(dòng)時(shí)，設(shè)備會(huì)以缺省配置參數(shù)進(jìn)行初始化。例1-10清除配置4知識(shí)準(zhǔn)備Reboot命令用于重新啟動(dòng)設(shè)備。在執(zhí)行命令前，系統(tǒng)會(huì)向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作者進(jìn)行確認(rèn)，如例1-11所示。例1-11重啟設(shè)備4.4VRP系統(tǒng)基本原理及操作Resetsaved-configuration命令用于清楚已保存的配置，如例1-10所示。使用這條命令清除已保存的配置后，如果沒(méi)有再次保存配置，那么在下次啟動(dòng)時(shí)，設(shè)備會(huì)以缺省配置參數(shù)進(jìn)行初始化。例1-10清除配置4知識(shí)準(zhǔn)備隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)對(duì)通信技術(shù)的需求也在不斷增長(zhǎng)。第六代移動(dòng)通信技術(shù)（6thgenerationmobilenetworks，6G），是一個(gè)概念性無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信技術(shù)，旨在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的終極目標(biāo)。它在5G技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)性能，具有更快的數(shù)據(jù)傳輸速度、更低的時(shí)延、更高的連接密度以及更可靠的通信質(zhì)量。6G網(wǎng)絡(luò)，為我們帶來(lái)更加快速、智能、安全且全面的通信體驗(yàn)。本節(jié)將對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景以及發(fā)展前景進(jìn)行概述。1．基本概念6G網(wǎng)絡(luò)，即第六代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，是5G網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步演進(jìn)與升級(jí)。它在繼承了5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升了數(shù)據(jù)傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和智能化程度，為用戶(hù)提供了更加優(yōu)質(zhì)、高效的通信服務(wù)。6G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，將極大地推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域的發(fā)展，加速社會(huì)信息化進(jìn)程。2．關(guān)鍵技術(shù)6G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)包括高頻段頻頻資源利用、智能超表面技術(shù)、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用以及全球無(wú)縫覆蓋等。4.5未來(lái)網(wǎng)絡(luò)——6G4知識(shí)準(zhǔn)備6G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)包括高頻段頻頻資源利用、智能超表面技術(shù)、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用以及全球無(wú)縫覆蓋等。更高的頻譜資源利用：為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率，6G網(wǎng)絡(luò)將采用更高頻段的頻譜資源，如毫米波和太赫茲波。這些頻段具有更大的帶寬，可以實(shí)現(xiàn)更高速率的數(shù)據(jù)傳輸，從而滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。大規(guī)模天線(xiàn)技術(shù)：6G網(wǎng)絡(luò)將引入大規(guī)模天線(xiàn)技術(shù)，通過(guò)增加天線(xiàn)數(shù)量和優(yōu)化天線(xiàn)布局，提高網(wǎng)絡(luò)容量和覆蓋范圍。這將使得網(wǎng)絡(luò)信號(hào)更加穩(wěn)定、可靠，為用戶(hù)提供更好的通信體驗(yàn)。人工智能與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合：6G網(wǎng)絡(luò)將廣泛采用人工智能技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能優(yōu)化和管理。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，6G網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的智能分配、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警，從而提高網(wǎng)絡(luò)效率和穩(wěn)定性。全球無(wú)縫覆蓋：6G網(wǎng)絡(luò)將利用衛(wèi)星通信、無(wú)人機(jī)中繼等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的無(wú)縫覆蓋。這將使得偏遠(yuǎn)地區(qū)也能夠享受到高質(zhì)量的通信服務(wù)，推動(dòng)全球范圍內(nèi)的均衡發(fā)展。這些技術(shù)將為6G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供強(qiáng)大的支撐，推動(dòng)其走向更加快速、智能、安全且全面的未來(lái)。4.5未來(lái)網(wǎng)絡(luò)——6G4知識(shí)準(zhǔn)備3．應(yīng)用場(chǎng)景全覆蓋多樣化智能連接應(yīng)用：6G網(wǎng)絡(luò)將支持更廣泛的設(shè)備連接和更豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。無(wú)論是智能家居、智能交通還是智慧城市等領(lǐng)域，6G網(wǎng)絡(luò)都能夠提供穩(wěn)定、高速的通信服務(wù)，推動(dòng)各類(lèi)智能應(yīng)用的普及和發(fā)展。高保真擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)應(yīng)用：6G網(wǎng)絡(luò)的高速傳輸和低延遲特性將使得高保真擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)應(yīng)用成為可能。例如，在虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域，用戶(hù)可以享受到更加逼真、沉浸式的體驗(yàn)，提高生活和工作的樂(lè)趣和效率。智能化行業(yè)應(yīng)用：6G網(wǎng)絡(luò)將為各行各業(yè)提供智能化解決方案。在醫(yī)療、教育、工業(yè)等領(lǐng)域，6G網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療、在線(xiàn)教育、智能制造等應(yīng)用，推動(dòng)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)。4．發(fā)展前景6G網(wǎng)絡(luò)作為未來(lái)通信技術(shù)的重要發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)潛力。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的逐步成熟，6G網(wǎng)絡(luò)將在未來(lái)幾年內(nèi)逐步走向商用化，為人們的生活和工作帶來(lái)更多便利和創(chuàng)新。4.5未來(lái)網(wǎng)絡(luò)——6G4知識(shí)準(zhǔn)備然而，6G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也面臨著諸多挑戰(zhàn)和困難。首先，技術(shù)難題是制約6G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。如何有效利用高頻段頻譜資源、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模天線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)化布局、推動(dòng)人工智能與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深度融合等，都是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。其次，成本問(wèn)題也是制約6G網(wǎng)絡(luò)普及的重要因素。高頻段頻譜資源的獲取、大規(guī)模天線(xiàn)技術(shù)的實(shí)施以及智能優(yōu)化算法的研發(fā)等都需要大量的資金投入。此外，網(wǎng)絡(luò)安全和隱私保護(hù)也是6G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。為了推動(dòng)6G網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展，需要政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等多方共同努力。政府應(yīng)加大對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的支持力度，制定相關(guān)政策法規(guī)，為6G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供良好的環(huán)境。企業(yè)應(yīng)積極參與6G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)推廣，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的完善和創(chuàng)新能力的提升。科研機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)與其他國(guó)家和地區(qū)的合作與交流，共同攻克技術(shù)難題，推動(dòng)6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全球發(fā)展。總之，6G網(wǎng)絡(luò)作為未來(lái)通信技術(shù)的重要發(fā)展方向，將為我們帶來(lái)更加快速、智能、安全且全面的通信體驗(yàn)。雖然目前6G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)和困難，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的逐步成熟，相信在不久的將來(lái)，6G網(wǎng)絡(luò)將為我們創(chuàng)造更加美好的通信未來(lái)。4.5未來(lái)網(wǎng)絡(luò)——6G5項(xiàng)目實(shí)施1．任務(wù)描述

藍(lán)箭公司目前現(xiàn)有的3臺(tái)路由器，連接總部和總部外的兩個(gè)分支機(jī)構(gòu)，其中R1為公司總部的路由器，R2和R3分別為公司的兩個(gè)分支機(jī)構(gòu)的路由器。藍(lán)箭公司目前可以正常使用，實(shí)現(xiàn)總部與分支機(jī)構(gòu)的互聯(lián)互通。藍(lán)箭公司主干網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1-1。任務(wù)5.1利用Wireshark了解網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖1-1藍(lán)箭公司網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?項(xiàng)目實(shí)施藍(lán)箭公司的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋫€(gè)接口IP地址如表1-4所示。任務(wù)5.1利用Wireshark了解網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)表1-4總部與分支設(shè)備IP地址分配表5項(xiàng)目實(shí)施2．實(shí)施步驟通過(guò)拓?fù)鋱D，可以看出藍(lán)箭公司的邏輯鏈路是一個(gè)星形網(wǎng)絡(luò)，主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有路由器、交換機(jī)和pc。三臺(tái)路由器連接了總部和分支機(jī)構(gòu)，在總部和分支機(jī)構(gòu)內(nèi)部，通過(guò)交換機(jī)使路由器和pc互聯(lián)。以下是對(duì)路由器R1、R2、R3的配置。任務(wù)5.1利用Wireshark了解網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)5項(xiàng)目實(shí)施（1）R1的配置任務(wù)5.1利用Wireshark了解網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)5項(xiàng)目實(shí)施（2）R2的配置任務(wù)5.1利用Wireshark了解網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)5項(xiàng)目實(shí)施（3）R3的配置任務(wù)5.1利用Wireshark了解網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)5項(xiàng)目實(shí)施3．測(cè)試分析圖1-12通過(guò)網(wǎng)絡(luò)抓包工具wireshark抓取路由器R1接口g0/0/1數(shù)據(jù)包，可以看到二層數(shù)據(jù)鏈路層幀信息、以太網(wǎng)信息、網(wǎng)絡(luò)層ipv4信息和ospf路由信息。任務(wù)5.1利用Wireshark了解網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖1-12總部和分支機(jī)構(gòu)1互通抓包圖1-13是總部和分支機(jī)構(gòu)1互通中數(shù)據(jù)鏈路層詳細(xì)信息，可以看出數(shù)據(jù)鏈路層幀結(jié)構(gòu)，封裝類(lèi)型、封裝序號(hào)、幀長(zhǎng)度和幀內(nèi)封裝的協(xié)議等等。圖1-13R1接口g0/0/1抓包——幀信息5項(xiàng)目實(shí)施3．測(cè)試分析圖1-14是總部和分支機(jī)構(gòu)1互通中網(wǎng)絡(luò)層信息，可以看到網(wǎng)絡(luò)層IPv4的詳細(xì)信息，版本號(hào)、標(biāo)志位、偏移量、生存時(shí)間、協(xié)議、校驗(yàn)和、源地址和目的地址等等。任務(wù)5.1利用Wireshark了解網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

圖1-14R1接口g0/0/1抓包——IPv4信息5項(xiàng)目實(shí)施3．測(cè)試分析圖1-15是總部和分支機(jī)構(gòu)1互通中路由協(xié)議ospf的具體信息。包含ospfHeader和ospfHelloPacke。ospfHeader中有版本號(hào)、包類(lèi)型、包長(zhǎng)度、ospfid和區(qū)域id等信息。任務(wù)5.1利用Wireshark了解網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖1-15R1接口g0/0/1抓包——ospf信息圖1-16是總部和分支機(jī)構(gòu)1互通中傳輸層UDP協(xié)議，主要有源端口號(hào)、目的端口號(hào)、長(zhǎng)度、校驗(yàn)和等等。圖1-16R1接口g0/0/1抓包——UDP協(xié)議5項(xiàng)目實(shí)施3．測(cè)試分析圖1-17是利用wireshark抓包工具啟動(dòng)本地接口。從圖1-17中可以看到應(yīng)用層協(xié)議HTTP的信息，還可以看到請(qǐng)求方式GET，HTTP協(xié)議版本號(hào)、請(qǐng)求序列、響應(yīng)序列等。超文本傳輸協(xié)議（HyperTextTransferProtocol，HTTP）是一種用于分布式、協(xié)作式和超媒體信息系統(tǒng)的應(yīng)用層協(xié)議。HTTP是由蒂姆·伯納斯-李于1989年在歐洲核子研究所發(fā)起的。HTTP的標(biāo)準(zhǔn)制定由萬(wàn)維網(wǎng)協(xié)會(huì)（WorldWideWebConsortium，W3C）和互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（InternetEngineeringTaskForce，IETF）進(jìn)行協(xié)調(diào)，最終發(fā)布一系列RFC，最著名的是1999年6月公布的RFC2616，定義了HTTP中現(xiàn)今使用最廣泛的一個(gè)版本——HTTP1.1。任務(wù)5.1利用Wireshark了解網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖1-17總部和分支機(jī)構(gòu)抓包——http協(xié)議5項(xiàng)目實(shí)施1．任務(wù)描述通過(guò)基本概念的學(xué)習(xí)，將利用藍(lán)箭公司網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，使用學(xué)過(guò)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試命令，認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通和網(wǎng)絡(luò)模型各層功能。2．實(shí)施步驟在1.5.1任務(wù)中，藍(lán)箭公司網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)互聯(lián)互通。3．測(cè)試分析現(xiàn)在測(cè)試網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)能否互相通信，分支機(jī)構(gòu)1的PC1ping總部PC5。5.2利用ping、tracert了解網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)5項(xiàng)目實(shí)施在總部的PC5上使用tracert命令，查看PC5經(jīng)過(guò)哪些路由最終到達(dá)目標(biāo)主機(jī)。5.2利用ping、tracert了解網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)PC5上通過(guò)路由追蹤，可以看出到達(dá)目標(biāo)主機(jī)，首先經(jīng)過(guò)了54，再經(jīng)過(guò)，最后到達(dá)目標(biāo)主機(jī)。其它情況可以類(lèi)似測(cè)試。6項(xiàng)目小結(jié)本項(xiàng)目主要利用藍(lán)箭公司當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。剖析網(wǎng)絡(luò)互通和網(wǎng)絡(luò)參考模型的核心知識(shí)點(diǎn)，主要有藍(lán)箭公司總部和分支機(jī)構(gòu)之間路由互通，總部、分支機(jī)構(gòu)通過(guò)交換機(jī)分別和終端設(shè)備互聯(lián)互通。通過(guò)Wireshark工具進(jìn)一步理解OSI和TCP/IP參考模型，具體為應(yīng)用層http協(xié)議、傳輸層udp協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)層ipv4協(xié)議、數(shù)據(jù)鏈路層幀結(jié)構(gòu)和以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征。7拓展知識(shí)——帶寬、吞吐量和時(shí)延1．帶寬帶寬是衡量網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的重要指標(biāo)，是指在單位時(shí)間內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的能力。具體來(lái)說(shuō)，帶寬通常以每秒傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)（bps）來(lái)表示，常用的帶寬單位有兆比特每秒（Mbps）和千兆比特每秒（Gbps）。帶寬越大，意味著傳輸速度越快，能夠支持的數(shù)據(jù)處理量也越大。在實(shí)際應(yīng)用中，帶寬的計(jì)算方法通常是基于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量除以所需的時(shí)間。例如，如果在10秒內(nèi)傳輸了50兆字節(jié)（MB）的數(shù)據(jù)，則帶寬為50MB除以10秒，即5MB/s。進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為Mbps，帶寬則為5MB/s乘以8，即40Mbps。2．吞吐量吞吐量是指對(duì)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、端口、虛電路或其他設(shè)施在單位時(shí)間內(nèi)成功地傳送數(shù)據(jù)的數(shù)量，通常以比特、字節(jié)、分組等為測(cè)量單位。在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，吞吐量指的是主機(jī)之間單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，單位通常為比特/秒（b/s）或兆比特每秒（Mbps）、兆字節(jié)每秒（MBps）等。但需要注意的是，實(shí)際的吞吐量可能會(huì)受到多種因素的影響，如網(wǎng)絡(luò)擁堵、數(shù)據(jù)包丟失等，因此在進(jìn)行性能評(píng)估時(shí)需要綜合考慮這些因素。3．時(shí)延發(fā)送時(shí)延：發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)幀從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起，到該幀的最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。7拓展知識(shí)——帶寬、吞吐量和時(shí)延傳播時(shí)延：電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。信號(hào)發(fā)送速率和信號(hào)在信道上的傳播速率是完全不同的概念。處理時(shí)延：交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。排隊(duì)時(shí)延：結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。排隊(duì)時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的通信量。數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延、處理時(shí)延和排隊(duì)時(shí)延之和：總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延+處理時(shí)延8知識(shí)鞏固1．單選題（1）以下哪一項(xiàng)是由工程師手動(dòng)輸入的路由協(xié)議？（）1．單選題（1）當(dāng)代計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)使用如下哪種網(wǎng)絡(luò)？（）A．?dāng)?shù)據(jù)包交換網(wǎng)絡(luò) B．電路交換網(wǎng)絡(luò) C．線(xiàn)路交換網(wǎng)絡(luò) D．?dāng)?shù)據(jù)幀交換網(wǎng)絡(luò)（2）下列哪種拓樸可以很好地避免設(shè)備或者鏈路出現(xiàn)單點(diǎn)故障的問(wèn)題？（）A．星形拓樸 B．環(huán)形拓?fù)?C．全網(wǎng)狀拓?fù)?D．總線(xiàn)拓?fù)洌?）（雙選）TCP/IP模型的網(wǎng)絡(luò)接入層對(duì)應(yīng)OSI模型的哪些分層？（）A．物理層 B．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層 C．網(wǎng)絡(luò)層 D．傳輸層（4）TCP工作在OSI模型的哪個(gè)分層？（）A．網(wǎng)絡(luò)層 B．傳輸層 C．會(huì)話(huà)層 D．表示層（5）IP工作在OSI模型的哪個(gè)分層？（）A．網(wǎng)絡(luò)層 B．傳輸層 C．會(huì)話(huà)層 D．表示層（6）（雙選）下列哪一項(xiàng)是TCP和UDP都可以提供的服務(wù)？（）A．保證數(shù)據(jù)段按序到達(dá) B．校驗(yàn)數(shù)據(jù)段的傳輸錯(cuò)誤C．接收端確認(rèn)收到的數(shù)據(jù) D．發(fā)送端重傳未確認(rèn)數(shù)據(jù)8知識(shí)鞏固（7）滑動(dòng)窗口機(jī)制的工作不涉及TCP的哪些服務(wù)？（）A．接收端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn) B．發(fā)送端重傳未確認(rèn)數(shù)據(jù)C．接收端校驗(yàn)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤 D．雙方協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)度（8）典型的三層園區(qū)網(wǎng)設(shè)計(jì)方案不包含下列哪一層？（）A．接入層 B．網(wǎng)絡(luò)層 C．匯聚層 D．核心層2．填空題（1）根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能，可以將網(wǎng)絡(luò)分為兩部分：

和資源子網(wǎng)。（2）路由器的功能是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和

，其工作在OSI的

層。（3）TCP/IP參考模型中從低到高各層的名稱(chēng)分別為

、

、傳輸層、應(yīng)用層。（4）數(shù)據(jù)交換方式有電路交換、

、

和信元交換。（5）理論上的網(wǎng)絡(luò)參考模型是

。3．簡(jiǎn)答題（1）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史。（2）OSI模型和TCP/IP模型的異同。（3）數(shù)據(jù)在交換機(jī)中的轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程。8知識(shí)鞏固4．拓展任務(wù)圖1-18所示是一個(gè)校園網(wǎng)拓?fù)浜?jiǎn)圖，在校園范圍內(nèi)，為廣大師生提供資源共享、信息交流和協(xié)同工作的局域網(wǎng)。校園網(wǎng)是一個(gè)帶寬大，可交互和專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的局域網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)組建校園網(wǎng)，認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、熟悉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備特點(diǎn)及用途，了解校園網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)。圖1-18校園網(wǎng)拓?fù)鋱D謝謝觀(guān)看項(xiàng)目2規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)地址目錄01學(xué)習(xí)目標(biāo)02項(xiàng)目概述03思維導(dǎo)圖04知識(shí)準(zhǔn)備05項(xiàng)目實(shí)施06項(xiàng)目小結(jié)07拓展知識(shí)08知識(shí)鞏固知識(shí)目標(biāo)1．學(xué)習(xí)IP地址（InternetProtocolAddress）的基本概念。2．學(xué)習(xí)進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換的方法。3．學(xué)習(xí)子網(wǎng)掩碼的作用。技能目標(biāo)1．掌握常用的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試命令。2．掌握子網(wǎng)劃分的方法。3．具備網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃的能力。素養(yǎng)目標(biāo)1．通過(guò)理解IP地址的分類(lèi)、子網(wǎng)劃分、規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)地址等過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。2．通過(guò)思考如何更有效地利用IP地址資源、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等方面的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。1學(xué)習(xí)目標(biāo)2項(xiàng)目概述藍(lán)箭公司是一家快速發(fā)展的企業(yè)，正面臨著公司規(guī)模不斷擴(kuò)大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的需求，對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了威脅。為了確保公司的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行，并滿(mǎn)足未來(lái)幾年內(nèi)公司規(guī)模擴(kuò)展的需求，藍(lán)箭公司決定對(duì)網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行重新規(guī)劃。網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻。為了合理分配IP地址資源，藍(lán)箭公司首先進(jìn)行了IP地址需求分析，評(píng)估未來(lái)幾年的規(guī)模擴(kuò)展計(jì)劃，預(yù)留足夠的IP地址資源。為此，藍(lán)箭公司根據(jù)公司的組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)需求進(jìn)行了重組，對(duì)機(jī)構(gòu)內(nèi)的財(cái)務(wù)部、生產(chǎn)部、研發(fā)部、質(zhì)管部這四個(gè)部門(mén)進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)重新規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，為不同部門(mén)的員工分配適當(dāng)?shù)腎P地址范圍。這一舉措將有助于更好地管理和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)使用情況，確保網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定。藍(lán)箭公司決定根據(jù)公司組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)需求，為不同部門(mén)的員工分配適當(dāng)?shù)腎P地址范圍，藍(lán)箭公司網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2-1所示。子網(wǎng)劃分是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重要組成部分，合理的子網(wǎng)劃分可以提高網(wǎng)絡(luò)性能，降低網(wǎng)絡(luò)擁堵。設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)避免IP地址浪費(fèi)和沖突，提高地址使用效率，確保子網(wǎng)之間的通信順暢，滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求，并且充分考慮網(wǎng)絡(luò)延遲、帶寬等因素，避免不必要的數(shù)據(jù)傳輸。圖2-1藍(lán)箭公司網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?思維導(dǎo)圖本項(xiàng)目主要學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)地址的規(guī)劃，其所含知識(shí)點(diǎn)如圖所示。圖2-2規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)地址知識(shí)點(diǎn)4知識(shí)準(zhǔn)備在當(dāng)今世界，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為科技創(chuàng)新的重要領(lǐng)域，全球各國(guó)都在積極布局和發(fā)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。我國(guó)政府高度重視互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，并涌現(xiàn)出了一批杰出的網(wǎng)絡(luò)科學(xué)家和工程師，他們以國(guó)家利益為重，以科技創(chuàng)新為己任，為我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。例如，被譽(yù)為“中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)之父”的錢(qián)華林研究員，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出我國(guó)第一款擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IPv6核心路由器，打破了國(guó)際壟斷，提升了我國(guó)在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的地位。正是在這些優(yōu)秀科學(xué)家和工程師的努力下，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得了舉世矚目的成就。然而，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)在網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃方面還存在一定的差距。為了縮小這一差距，我們需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)和了解網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃的相關(guān)知識(shí)，為推動(dòng)我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。在網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)主機(jī)的識(shí)別要依靠地址，而保證地址全網(wǎng)唯一性是需要解決的問(wèn)題。在任何一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備必須都有一個(gè)可以識(shí)別的地址，才能使信息進(jìn)行交換，這個(gè)地址稱(chēng)為硬件地址或MAC地址。MAC地址是數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）的地址，它用于在局域網(wǎng)中唯一標(biāo)識(shí)和尋址設(shè)備。MAC地址是與物理網(wǎng)卡緊密相關(guān)的，每個(gè)網(wǎng)卡都有一個(gè)唯一的MAC地址。MAC地址通常由設(shè)備制造商預(yù)先分配，并在出廠(chǎng)時(shí)固化到網(wǎng)卡中。由于內(nèi)置在網(wǎng)卡里的固定MAC地址不能在地址空間上引入邏輯結(jié)構(gòu)，這種非層次化的地址只能標(biāo)識(shí)出單個(gè)的設(shè)備，標(biāo)識(shí)不出該設(shè)備連接的是哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并且無(wú)法具備真正的地址來(lái)表示國(guó)家、省、市、區(qū)、街道、路、號(hào)這類(lèi)層次。因此，要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，必須使用一種邏輯化、層次化的尋址方案對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組織，這就是IP地址（InternetProtocolAddress，IP）。4知識(shí)準(zhǔn)備IP地址是用于在Internet上唯一標(biāo)識(shí)設(shè)備的地址，它是分配給IP網(wǎng)絡(luò)中每臺(tái)機(jī)器的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，指出了設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的具體位置。IP地址是軟件地址，而不是硬件地址，它與鏈路類(lèi)型、設(shè)備硬件無(wú)關(guān)，而是由管理員分配、指定的，因此也稱(chēng)為邏輯地址。每臺(tái)主機(jī)可以擁有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口卡，也可以同時(shí)擁有多個(gè)IP地址?？傊琁P地址和MAC地址各自在不同的層次上發(fā)揮作用，兩者都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，共同構(gòu)成了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)。4.1IP地址4知識(shí)準(zhǔn)備IP協(xié)議有版本之分。兩個(gè)重要的版本分別是IPv4（IPVersion4，IPv4）和IPv6（IPVersion6，IPv4）。IPv4是目前最常用的IP地址版本，但已經(jīng)接近飽和狀態(tài)。在2011年2月3日，IANA已經(jīng)宣布將其最后的468萬(wàn)個(gè)IPv4地址平均分配到全球5個(gè)區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)管理機(jī)構(gòu)（RegionalInternetRegistry，RIR），此后IANA再?zèng)]有可分配的IPv4地址。NAT技術(shù)的應(yīng)用，緩解了IPv4地址不足產(chǎn)生的問(wèn)題，但是部署IPv6是解決IPv4地址不足的最終方案。當(dāng)前IPv4網(wǎng)絡(luò)仍然占主流地位，但是逐步在向IPv6過(guò)渡。若無(wú)特別聲明，課程所提及的IP均指IPv4。4.2IPv44知識(shí)準(zhǔn)備日常生活中，人們通常使用十進(jìn)制來(lái)進(jìn)行運(yùn)算和數(shù)字表達(dá)，但是計(jì)算機(jī)是基于二進(jìn)制進(jìn)行運(yùn)行計(jì)算的，只是用其他進(jìn)制表現(xiàn)出來(lái)。在數(shù)字電路中常用1來(lái)代表通電（開(kāi)），0代表斷電（關(guān)）。常用進(jìn)制表如表2-1所示。表2-1進(jìn)制表4.3進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

基數(shù)位權(quán)系數(shù)表示方法進(jìn)位規(guī)則二進(jìn)制22n0,1B逢二進(jìn)一八進(jìn)制88n0~7O或Q逢八進(jìn)一十進(jìn)制1010n0~9D逢十進(jìn)一十六進(jìn)制1616n0~9，A~FH逢十六進(jìn)一4知識(shí)準(zhǔn)備進(jìn)制指進(jìn)位計(jì)數(shù)法，也可以描述為每一位數(shù)字相比于其后的一位數(shù)字，權(quán)重高多少倍。例如十進(jìn)制是每一位數(shù)字比后一位數(shù)字的權(quán)重高10倍，即十位上的數(shù)字比個(gè)位上的數(shù)字的權(quán)重高10倍，百位上的數(shù)字比十位上的數(shù)字的權(quán)重高10倍，以此類(lèi)推。十進(jìn)制各個(gè)位的權(quán)重如表2-2所示。表2-2十進(jìn)制權(quán)重表4.3進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換位數(shù)權(quán)重十進(jìn)制形式………………第6位105100000第5位10410000第4位1031000第3位102100第2位10110第1位10014知識(shí)準(zhǔn)備

十進(jìn)制數(shù)可以用每一位的權(quán)重與該位值乘積累加的形式來(lái)表示，具體如下。1519=1*103+5*102+1*101+9*100802=8*102+0*10'+2*100二進(jìn)制各個(gè)位的權(quán)重及其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制形式如表2-3所示。4.3進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換位數(shù)權(quán)重十進(jìn)制形式………………第6位2532第5位2416第4位238第3位224第2位212第1位201表2-3二進(jìn)制權(quán)重表4知識(shí)準(zhǔn)備每個(gè)二進(jìn)制數(shù)可以與表2-3進(jìn)行對(duì)應(yīng)，例如二進(jìn)制數(shù)1010110的對(duì)應(yīng)結(jié)果如表2-4所示。4.3進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)1010110權(quán)重26252423222120十進(jìn)制形式6432168421二進(jìn)制數(shù)10001110轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制形式的方式如下。10001110=1*27+0*26+0*25+0*24+1*23+1*22+1*21+0*20=128+0+0+0+8+4+2+0=142將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制形式的一種方法是“除2取余、逆序排列”。該方法把十進(jìn)制數(shù)作為被除數(shù)、2作為除數(shù)進(jìn)行除法運(yùn)算，得到商。除法運(yùn)算的余數(shù)可能為0（即整除），也有可能為1。如果商不為0，則把商作為被除數(shù)、2作為除數(shù)繼續(xù)進(jìn)行除法運(yùn)算，直到商為0為止。最后，把余數(shù)0和1按照從下到上的順序，從左到右進(jìn)行排列。表2-4二進(jìn)制、十進(jìn)制權(quán)重對(duì)應(yīng)表（以1010110為例）4知識(shí)準(zhǔn)備以86為例，十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式首先進(jìn)行“除2取余”，具體如表2-5所示。4.3進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換被除數(shù)

除數(shù)

商余數(shù)86÷2=43043÷2=21121÷2=10110÷2=505÷2=212÷2=101÷2=01然后將余數(shù)按照從下到上的順序，從左至右排列，得到1010110。將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式的另一種方法的具體操作為：首先找到2的各次冪中，小于要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)的所有數(shù)字，用這個(gè)十進(jìn)制數(shù)減去2的最大次冪，同時(shí)記二進(jìn)制數(shù)的最高位數(shù)1；然后判斷上一次減法運(yùn)算的差是否大于2的次大次冪，如果大于則執(zhí)行減法運(yùn)算，并記二進(jìn)制數(shù)的次高位為1，反之則不執(zhí)行減法運(yùn)算，僅記二進(jìn)制數(shù)的次高位為0。以此類(lèi)推，直到與2的0次冪（即1）對(duì)比完為止，此時(shí)便得到二進(jìn)制數(shù)從高到低的所有位。表2-5十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制過(guò)程表（以86為例）4知識(shí)準(zhǔn)備4.3進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換還是以86為例，具體轉(zhuǎn)換步驟如下：步驟1：找到小于86的2次冪，有64、32、16、8、4、2、1。步驟2：86-64=22記為1。步驟3：22<32記為0。步驟4：22-16=6記為1。步驟5：6<8記為0。步驟6：6-4=2記為1。步驟7：2-2=0記為1。步驟8：0<1記為0。步驟9：把標(biāo)記的二進(jìn)制數(shù)按照從高位到低位的順序進(jìn)行排列，得到1010110。4知識(shí)準(zhǔn)備IP地址由32位二進(jìn)制數(shù)組成，為了便于用戶(hù)閱讀和理解，通常情況下，使用的是點(diǎn)分十進(jìn)制表示法。點(diǎn)分十進(jìn)制表示法把32位二進(jìn)制數(shù)平均分成4組，每組8位（1字節(jié)），然后按組轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，組與組之間使用點(diǎn)“.”隔開(kāi)。例如，采用點(diǎn)分十進(jìn)制表示的IP地址可用二進(jìn)制數(shù)表示，表2-6可以幫助大家更好的理解IP地址。4.4IP地址格式點(diǎn)分十進(jìn)制表示法十進(jìn)制數(shù)19216811二進(jìn)制數(shù)11000000101010000000000100000001表2-6IP地址的進(jìn)制格式IP地址是統(tǒng)一由互聯(lián)網(wǎng)名稱(chēng)與數(shù)字地址分配機(jī)構(gòu)(InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers，ICANN)來(lái)分配和管理的。IP地址的分配有一套嚴(yán)格的機(jī)制和程序，這種機(jī)制和程序保證了地址在Internet上的唯一性。4知識(shí)準(zhǔn)備IP地址分為網(wǎng)絡(luò)地址（即網(wǎng)絡(luò)號(hào)）和主機(jī)地址（即主機(jī)號(hào)）兩個(gè)部分，如表2-7所示。表2-7IP地址組成結(jié)構(gòu)4.4IP地址格式網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址1921681111000000101010000000000100000001網(wǎng)絡(luò)地址：用來(lái)唯一地標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，所有設(shè)備的IP地址都包含相同的網(wǎng)絡(luò)地址。比如IP地址中，192.168.1為網(wǎng)絡(luò)地址。主機(jī)地址：用來(lái)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中唯一地標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)（主機(jī)網(wǎng)卡、路由器接口等）。這部分IP地址必須是唯一的，因?yàn)樗鼧?biāo)識(shí)特定的設(shè)備（個(gè)體），而不是網(wǎng)絡(luò)（群體）。比如IP地址的主機(jī)地址即為1。4知識(shí)準(zhǔn)備1．有類(lèi)編址為了解決IP地址的分配和管理問(wèn)題，IP地址最初被設(shè)計(jì)劃分成了5類(lèi)，分別稱(chēng)為A類(lèi)、B類(lèi)、C類(lèi)、D類(lèi)、E類(lèi)。例如，A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)使用固定的子網(wǎng)掩碼，B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)使用固定的子網(wǎng)掩碼，C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)則使用固定的子網(wǎng)掩碼。設(shè)備只需要讀取IP地址前面幾個(gè)bit就知道如何區(qū)分該IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分，這樣的網(wǎng)絡(luò)被稱(chēng)為有類(lèi)地址（ClassfulIPAddress）。具體網(wǎng)絡(luò)地址類(lèi)型如圖2-3所示。4.5有類(lèi)編址和無(wú)類(lèi)編址圖2-3有類(lèi)地址各類(lèi)型4知識(shí)準(zhǔn)備（1）A類(lèi)IP地址：如圖2-4所示，指第1位二進(jìn)制數(shù)為0的IP地址。A類(lèi)IP地址的前8位二進(jìn)制數(shù)為網(wǎng)絡(luò)位，后24位二進(jìn)制數(shù)為主機(jī)位。由于第1位二進(jìn)制數(shù)為0，A類(lèi)IP地址的理論范圍為?55。另外，主機(jī)號(hào)全為0和全為1也有特殊作用，所以一臺(tái)主機(jī)能使用的A類(lèi)地址的有效范圍是～54。4.5有類(lèi)編址和無(wú)類(lèi)編址圖2-4A類(lèi)地址范圍及有效地址范圍4知識(shí)準(zhǔn)備（2）B類(lèi)IP地址：如圖2-5所示，指前2位二進(jìn)制數(shù)為10的IP地址。B類(lèi)IP地址的前16位二進(jìn)制數(shù)為網(wǎng)絡(luò)位，后16位二進(jìn)制數(shù)為主機(jī)位。由于前2位二進(jìn)制數(shù)為10，B類(lèi)IP地址的理論范圍為?55。與A類(lèi)地址類(lèi)似（網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)全0和全1有特殊作用），一臺(tái)主機(jī)能使用的B類(lèi)地址的有效范圍是：～54。4.5有類(lèi)編址和無(wú)類(lèi)編址圖2-5B類(lèi)地址范圍及有效地址范圍4知識(shí)準(zhǔn)備（3）C類(lèi)IP地址：如圖2-6所示，指前3位二進(jìn)制數(shù)為110的IP地址。C類(lèi)IP地址的前24位二進(jìn)制數(shù)為網(wǎng)絡(luò)位，后8位二進(jìn)制數(shù)為主機(jī)位。由于前3位二進(jìn)制數(shù)為110，C類(lèi)IP地址的理論范圍為?55。同樣，一臺(tái)主機(jī)能使用的C類(lèi)地址的有效范圍是：～54。4.5有類(lèi)編址和無(wú)類(lèi)編址圖2-6C類(lèi)地址范圍及有效地址范圍4知識(shí)準(zhǔn)備（4）D類(lèi)IP地址：指前4位二進(jìn)制數(shù)為1110的IP地址。D類(lèi)IP地址預(yù)留為組播地址。由于前4位二進(jìn)制數(shù)為1110，D類(lèi)IP地址的理論范圍為?55。（5）E類(lèi)IP地址：指前4位二進(jìn)制數(shù)為1111的IP地址。E類(lèi)IP地址預(yù)留為保留地址。由于前4位二進(jìn)制數(shù)為1111,D類(lèi)IP地址的理論范圍為?55。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，第一個(gè)IP地址代表整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，最后一個(gè)IP地址代表這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播地址，其他IP地址分配給這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)，所以一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可用主機(jī)數(shù)=主機(jī)數(shù)-2。例如，在C類(lèi)IP地址192.1.1.x中，代表整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，55代表這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播地址，該網(wǎng)絡(luò)中可用的主機(jī)地址為~54，共254個(gè)。有類(lèi)IP地址是兼顧IP地址分配靈活性和路由器處理器性能的一種折中方案，這種地址分配方式使得網(wǎng)絡(luò)管理員可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模選擇合適的IP地址類(lèi)型，從而減少I(mǎi)P地址的浪費(fèi)。本課程討論的重點(diǎn)是A類(lèi)地址、B類(lèi)地址、C類(lèi)地址，因?yàn)樗麄兪怯糜诔Ｒ?guī)IP尋址的地址。4.5有類(lèi)編址和無(wú)類(lèi)編址4知識(shí)準(zhǔn)備2．無(wú)類(lèi)編址隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變得越來(lái)越龐大，有類(lèi)IP地址的劃分方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)需求。因此，無(wú)類(lèi)IP地址（ClasslessIPAddress）應(yīng)運(yùn)而生，它允許網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)實(shí)際需要自由地分配子網(wǎng)掩碼，提供了更靈活的網(wǎng)絡(luò)劃分方式。無(wú)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)概念，它的主要特點(diǎn)是IP地址的子網(wǎng)劃分不需要遵循傳統(tǒng)的類(lèi)別劃分規(guī)則，IP地址的范圍描述可按照人為意愿自己定義。在無(wú)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中，子網(wǎng)掩碼的長(zhǎng)度可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活的配置，從而更有效地管理IP地址資源。在傳統(tǒng)的類(lèi)別劃分規(guī)則中，IP地址被分為A、B、C三個(gè)類(lèi)別，每個(gè)類(lèi)別的子網(wǎng)掩碼長(zhǎng)度固定,而無(wú)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)則打破了這種劃分限制，子網(wǎng)掩碼長(zhǎng)度可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活配置，例如，可以劃分為19位、20位、21位等，以滿(mǎn)足不同規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的需求。這樣，無(wú)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)可以更有效地利用IP地址資源，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的靈活性和可擴(kuò)展性?？傊?，有類(lèi)IP地址的出現(xiàn)是為了解決IP地址的分配和管理問(wèn)題，而無(wú)類(lèi)IP地址則是為了解決有類(lèi)IP地址無(wú)法滿(mǎn)足的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)需求。4.5有類(lèi)編址和無(wú)類(lèi)編址4知識(shí)準(zhǔn)備我們?cè)岬絀P地址是由ICANN來(lái)統(tǒng)一分配的，以保證任何一個(gè)IP地址在Internet上的唯一性。其實(shí)，這里的IP地址是指公網(wǎng)IP地址。連接到Internet的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須具有由ICANN分配的公網(wǎng)IP地址。但是，實(shí)際上有一些網(wǎng)絡(luò)并不需要連接到Internet，如一個(gè)企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無(wú)須使用公網(wǎng)IP地址，只要同一網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址不發(fā)生沖突即可。在IP地址的空間里，A、B、C三類(lèi)地址中各預(yù)留了一些地址專(zhuān)門(mén)用于上述情況，它們被稱(chēng)為私網(wǎng)IP地址，如表2-8所示。4.6私有IP地址地址類(lèi)型保留的地址空間A類(lèi)~55B類(lèi)~55C類(lèi)~55表2-8保留的IP地址空間私有IP地址在Internet上是不可路由的。凡是Internet上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均不會(huì)接收、發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā)源IP地址或目的IP地址在上述范圍內(nèi)的報(bào)文，這些IP地址只能用于私有網(wǎng)絡(luò)。私網(wǎng)地址的使用使得網(wǎng)絡(luò)可以得到更為自由的擴(kuò)展，因?yàn)橥粋€(gè)私網(wǎng)IP地址是可以在不同的私有網(wǎng)絡(luò)中得到重復(fù)使用的。4知識(shí)準(zhǔn)備特殊IP地址主要是指在IPv4地址空間中，有一些IP地址被保留或特殊分配給特定的用途，而不是用于一般的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。以下是一些常見(jiàn)的特殊IP地址：。（1）網(wǎng)絡(luò)地址（NetworkAddress）：網(wǎng)絡(luò)地址是用于標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)段，它不屬于任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。例如，IPv4地址空間中第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址是，它被保留作為網(wǎng)絡(luò)地址，不能分配給任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。（2）廣播地址（BroadcastAddress）：廣播地址是用于向本網(wǎng)段中的所有設(shè)備發(fā)送信息的IP地址。IPv4地址空間中的55為全局廣播地址，它代表所有主機(jī)，可以用于向所有網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備發(fā)送廣播信息。（3）環(huán)回地址（LoopbackAddress）：環(huán)回地址是一個(gè)虛擬的IP地址，它用于標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的本地連接。例如，IPv4地址空間中的環(huán)回地址是，它被保留用于表示一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的本地連接，往往用于環(huán)路測(cè)試。（4）組播地址（MulticastAddress）：組播地址是用于向多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送信息的IP地址。例如，IPv4地址空間中的組播地址范圍是到55，它們可以被用于向多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送組播信息。這些特殊IP地址無(wú)法分配給設(shè)備，但是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中起到重要作用，幫助網(wǎng)絡(luò)工程師更有效地管理和規(guī)劃IP地址資源。4.7特殊IP地址4知識(shí)準(zhǔn)備IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分組成，那么在一個(gè)IP地址的32位中有多少位是網(wǎng)絡(luò)號(hào)，又有多少位是主機(jī)號(hào)呢？這個(gè)是通過(guò)IP地址對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼（subnetmask）來(lái)確定的。子網(wǎng)掩碼又叫網(wǎng)絡(luò)掩碼、地址掩碼、子網(wǎng)絡(luò)遮罩，子網(wǎng)掩碼不能獨(dú)立存在，它必須結(jié)合IP地址一起使用。1．子網(wǎng)掩碼的組成子網(wǎng)掩碼與IP地址類(lèi)似，