计算机网络技术实验指导书 .pdf
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1、实训 14 认识 IP 地址【实训目的】了解电脑 ip 地址的基本配置方法【实训原理及设计方案】根据电脑网络连接中的本地连接选项里面的TCP/IP选项来基本讲解 IP 地址和 DHCP 寻址方案。【实训设备】电脑若干台【预备知识】1、 IP 地址的表示方法 : IP地址 = 网络号 +主机号把整个 Internet网堪称单一的网络, IP 地址就是给每个连在Internet网的主机分配一个在全世界范围内唯一的标示符,Internet管理委员会定义了A、B、C、D 、E五类地址, 在每类地址中, 还规定了网络编号和主机编号。在 TCP/IP协议中,IP 地址是以二进制数字形式出现的,共 32bi
2、t ,1bit就是二进制中的 1位,但这种形式非常不适用于人阅读和记忆。因此Internet管理委员会决定采用一种 点分十进制表示法 表示 IP 地址:面向用户的文档中,由四段构成的32 比特的 IP 地址被直观地表示为四个以圆点隔开的十进制整数,其中,每一个整数对应一个字节( 8 个比特为一个字节称为一段) 。A、B、C类最常用,下面加以介绍。本文介绍的都是版本4 的 IP 地址,称为 IPv4. 图 14-1 IP 分类2、IP 地址分类 : 如上图 13-1 所示, 可以看出:A类地址: A类地址的网络标识由第一组8 位二进制数表示, A 类地址的特名师资料总结 - - -精品资料欢迎下
3、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 44 页 - - - - - - - - - 点是网络标识的第一位二进制数取值必须为0 。不难算出, A类地址第一个地址为 00000001,最后一个地址是01111111,换算成十进制就是127,其中 127留作保留地址, A类地址的第一段范围是:1126,A类地址允许有 27 -2=126个网段(减 2 是因为 0 不用, 127 留作它用),网络中的主机标识占3 组 8 位二进制数,每个网络允许有224-2=16777216 台主机(减 2 是因为全 0
4、地址为网络地址,全 1 为广播地址,这两个地址一般不分配给主机)。通常分配给拥有大量主机的网络。B类地址: B类地址的网络标识由前两组8 位二进制数表示,网络中的主机标识占两组 8 位二进制数, B类地址的特点是网络标识的前两位二进制数取值必须为10 。 B 类地址第一个地址为10000000,最后一个地址是10111111,换算成十进制 B类地址第一段范围就是128191,B类地址允许有 214 =16384 个网段,网络中的主机标识占2 组 8 位二进制数, 每个网络允许有216-2=65533 台主机,适用于结点比较多的网络。C类地址: C类地址的网络标识由前3 组 8 位二进制数表示,
5、网络中主机标识占 1组 8位二进制数 C类地址的特点是网络标识的前3位二进制数取值必须为110 。C类地址第一个地址为11000000,最后一个地址是11011111,换算成十进制 C类地址第一段范围就是192223,C类地址允许有 221 =2097152个网段,网络中的主机标识占1 组 8 位二进制数,每个网络允许有28-2= 254 台主机,适用于结点比较少的网络。3、 几个特殊的 IP 地址(1) 私有地址上面提到 IP 地址在全世界范围内唯一,看到这句话你可能有这样的疑问,像 192.168.0.1这样的地址在许多地方都能看到,并不唯一,这是为何?Internet管理委员会规定如下地
6、址段为私有地址,私有地址可以自己组网时用,但不能在 Internet网上用, Internet网没有这些地址的路由,有这些地址的计算机要上网必须转换成为合法的IP 地址, 也称为公网地址, 这就像有很到的世界公园,每个公园内都可命名相同的大街,如香榭丽舍大街, 但对外我们只能看到公园的地址和真正的香榭丽舍大街。下面是 A、B、C类网络中的私有地址段。 你自己组网时就可以用这些地址了。10.0.0.0 10.255.255.255 172.16.0.0 172.131.255.255 192.168.0.0 192.168.255.255 (2)回环地址A类网络地址 127是一个保留地址, 用于
7、网络软件测试以及本地机进程间通信,叫做回送地址( loopback address ) 。无论什么程序,一旦使用回送地址发送数据,协议软件立即返回之, 不进行任何网络传输。 含网络号 127 的分组不能出现在任何网络上。(3)广播地址TCP/IP 规定,主机号全为 1 的网络地址用于广播之用,叫做广播地址。所谓广播,指同时向同一子网所有主机发送报文。(4)网络地址 TCP/IP协议规定,各位全为 0 的网络号被解释成 本 网络。由上可以看出: 含网络号 127 的分组不能出现在任何网络上;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
8、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 44 页 - - - - - - - - - 主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。由以上规定可以看出,主机号全0 全1 的地址在 TCP/IP 协议中有特殊含义,一般不能用作一台主机的有效地址。4、 子网掩码从上面的例子可以看出,子网掩码的作用就是和IP 地址与运算后得出网络地址,子网掩码也是 32bit ,并且是一串 1 后跟随一串 0 组成,其中 1 表示在 IP地址中的网络号对应的位数,而0 表示在 IP 地址中主机对应的位数。A: 标准子网掩码A类网络( 1 - 126 ) 缺省子网掩码: 255.0.0.0 255
9、.0.0.0 换算成二进制为 11111111.00000000.00000000.00000000 可以清楚地看出前8 位是网络地址,后24位是主机地址,也就是说,如果用的是标准子网掩码, 看第一段地址即可看出是不是同一网络的。如 21.0.0.0.1和 21.240.230.1 ,第一段为 21属于 A类,如果用的是默认的子网掩码,那这两个地址就是一个网段的。B类网络( 128 - 191 ) 缺省子网掩码: 255.255.0.0 C类网络( 192 - 223 ) 缺省子网掩码: 255.255.255.0 B类、C类分析同上。B: 特殊的子网掩码标准子网掩码出现的都是255 和 0
10、的组合,在实际的应用中还有下面的子网掩码25512800 25519200 2552551920 2552552400 255255255248 255255255252 这些子网掩码是为了把一个网络划分成多个子网。五、 实训步骤设置 IP 地址(1) 打开“开始”菜单,选择“设置” ,再选择“控制面板”,找到“网络连接”选项并打开。图 14-2 网络连接(2) 右键点击“本地连接” ,选择“属性”。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 44 页 - - - -
11、 - - - - - 图 14-3 网络连接属性(3) 在属性菜单页中找到“此连接使用下列项目”,拖动滚动条至下方,选择“Internet协议( TCP/IP) ” 。图 14-4 设置 ip 地址名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 44 页 - - - - - - - - - (4)在打开的属性页中,选择“使用下面的ip 地址” ,此时“ ip 地址” 、 “子网掩码” 、 “默认网关”以及下面的DNS 服务器文本框变为可用。(5)尝试在 ip 地址栏中输入
12、“ 10.17.0.0 ”或“ 10.17.0.255 ” ,点击确定,看出现了什么提示。(6)将单选框改为“自动获得ip 地址” ,点击确定。图 14-5 自动获取 ip 地址(7)打开开始菜单,选择“运行” ,输入 cmd 。图 14-6 cmd界面名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 44 页 - - - - - - - - - (8)在弹出的 dos 对话框中输入 ipconfig /all 命令,查看当前的ip 地址设置。图 14-7 网络配置界面(9
13、)打开 ie 浏览器,在地址栏中输入 ,测试 ip 地址是否设置正常。【实训结果及评测】能根据实训步骤得出相同或者类似结果。评测办法:根据结果现场评定。A+:掌握所有内容; A:掌握要求的内容; A-:基本完成情况较好。实训 15 网络设备介绍【实训目的】1、了解路由器和交换机各自不同特性和工作原理2、了解实验室内的各种网络设备【实训原理及设计方案】交换机( Switch ) :工作在数据链路层,拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。路由器( Router ) :是用于连接多个逻辑上分开的网络,所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器来
14、完成。【实训设备】名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 44 页 - - - - - - - - - H3C E126A交换机、H3C E328 交换机、H3C MSR 20-11 路由器、H3C MSR 20-11 路由器【预备知识】1、交换机基本知识交换机是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。交换( switching )是按照通信两
15、端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法,把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。广义的交换机( switch )就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。在计算机网络系统中,交换概念的提出改进了共享工作模式。我们以前介绍过的 HUB集线器就是一种共享设备, HUB 本身不能识别目的地址,当同一局域网内的 A主机给 B 主机传输数据时,数据包在以 HUB 为架构的网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说,在这种工作方式下, 同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯,如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。交换机的主要功能包
16、括物理编址、网络拓扑结构、 错误校验、 帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能,如对VLAN (虚拟局域网)的支持、对链路汇聚的支持,甚至有的还具有防火墙的功能。学习:以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC 地址,并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC 地址表中。转发/ 过滤:当一个数据帧的目的地址在MAC 地址表中有映射时,它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/ 组播帧则转发至所有端口) 。消除回路:当交换机包括一个冗余回路时,以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生,同时允许存在后备路径。交换机除了能够连接同种类型的网络之外,还可以在不同类
17、型的网络 (如以太网和快速以太网) 之间起到互连作用。 如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或 FDDI等的高速连接端口,用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。一般来说,交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段,但是有时为了提供更快的接入速度, 我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样,网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度,支持更大的信息流量。2、路由器基本知识所谓路由就是指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点的活动。一般来说,在路由过程中,信息至少会经过一个或多个中间节点。通常,人们会把路由和交换机进行对比, 这主要是
18、因为在普通用户看来两者所实现的功能是完全一样的。 其实,路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI 参考模型的第二层(数据链路层) ,而路由发生在第三层,即网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需要使用不同的控制信息,所以两者实现各自功能的方式是不同的。路由器( Router )是互联网的主要节点设备。路由器通过路由决定数据的转名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 44 页 - - - - - - - - - 发。转发策略称为路由选择(routin
19、g ) ,这也是路由器名称的由来(router ,转发者) 。作为不同网络之间互相连接的枢纽,路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互联网络 Internet 的主体脉络,也可以说,路由器构成了 Internet的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一,它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此,在园区网、地区网、乃至整个 Internet 研究领域中,路由器技术始终处于核心地位, 其发展历程和方向, 成为整个 Internet 研究的一个缩影。在当前我国网络基础建设和信息建设方兴未艾之际,探讨路由器在互连网络中的作用、 地位及其发展方向, 对于国内的网络技术研究、网络建设, 以及明确
20、网络市场上对于路由器和网络互连的各种似是而非的概念,都有重要的意义。路由 器的主要功能有:第一,网络互连,路由器支持各种局域网和广域网接口,主要用于互连局域网和广域网,实现不同网络互相通信;第二,数据处理,提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能;第三,网络管理,路由器提供包括配置管理、性能管理、 容错管理和流量控制等功能。为了完成“路由”的工作,在路由器中保存着各种传输路径的相关数据路由表( Routing Table ),供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的, 也可以由系统
21、动态修改, 可以由路由器自动调整, 也可以由主机控制。在路由器中涉及到两个有关地址的名字概念,那就是: 静态路由表和动态路由表。由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态(static) 路由表,一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的,它不会随未来网络结构的改变而改变。动态( Dynamic)路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议(Routing Protocol)提供的功能,自动学习和记忆网络运行情况,在需要时自动计算数据传输的最佳路径。3、防火墙基本知识所谓防火墙指的是一个由软件和硬件设备组合而成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间
22、的界面上构造的保护屏障. 是一种获取安全性方法的形象说法,它是一种计算机硬件和软件的结合,使Interne t与 Intranet之间建立起一个安全网关( Security Gateway ) ,从而保护内部网免受非法用户的侵入,防火墙主要由服务访问规则、验证工具、包过滤和应用网关4 个部分组成,防火墙就是一个位于计算机和它所连接的网络之间的软件或硬件。该计算机流入流出的所有网络通信均要经过此防火墙。防火墙具有很好的保护作用。 入侵者必须首先穿越防火墙的安全防线,才能接触目标计算机。 你可以将防火墙配置成许多不同保护级别。高级别的保护可能会禁止一些服务,如视频流等,但至少这是你自己的保护选择。
23、4、无线接入设备基本知识无线接入点即无线AP (Access Point )它是用于无线网络的无线交换机,也是无线网络的核心。无线 AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点,主要用于宽带家庭、 大楼内部以及园区内部,典型距离覆盖几十米至上百米,目前主要技术为802.11系列。大多数无线AP 还带有接入点客户端模式(AP client) ,可以和其它AP名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 44 页 - - - - - - - - - 进行无线连接,延展网络的覆盖
24、范围。【实训步骤】1、了解实验架上的交换机:(1) H3C E126A交换机图15-1 具体技术参数如下:产品规格交换机类型智能交换机传输速率10/100/1000Mbps 端口数量26 传输模式全双工 / 半双工自适应配置形式可堆叠交换方式存储转发VLAN 支持支持MAC 地址表8K 模块化插槽数2 (2) H3C E328 交换机图15-2 具体技术参数如下:产品规格名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 44 页 - - - - - - - - - 交换机类
25、型快速以太网交换机传输速率10/100Base-T 1000Base-X SFP 10/100/1000Base-T 端口数量26 接口介质全双工/ 半双工自适应传输模式可堆叠交换方式存储转发VLAN 支持支持MAC 地址表16K 模块化插槽数2 背板带宽32Gbps 备注:其中 E126A交换机是二层交换机; E328交换机是三层交换机,具有路由转发功能。2、了解实验架上的路由器:(1)H3C MSR 20-11 路由器图15-3 具体技术参数如下:产品规格路由器类型多业务路由器网络标准IEE802.3X IEE802.1Q IEE802.1X IEE802.1P 网络协议PPP PPPOE
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