(精品)第3章网络互联设备.ppt

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1、第第3章章 网络互联设备网络互联设备 3.1 物理层网络互联设备物理层网络互联设备 3.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设备 3.3 网络层网络互联设备网络层网络互联设备 3.1 物理层网络互联设备物理层网络互联设备 3.1.1 转换器和连接器 3.1.2 集线器 3.1 物理层网络互联设备物理层网络互联设备3.1.1 转换器和连接器转换器和连接器o连接器是对线缆起连接作用的装置。o双绞线的配线架 3.1 物理层网络互联设备物理层网络互联设备3.1.1 转换器和连接器转换器和连接器o转换器是将网络中一种信号转换为另外一种信号的装置 o转换器 3.1 物理层网络互联设备物理层网络互联

2、设备3.1.1 转换器和连接器转换器和连接器o 常见的集线器 3.1 物理层网络互联设备物理层网络互联设备3.1.2 集线器集线器o集线器(Hub)经常作为网络传输介质间的中央节点，它克服了介质单一通道的缺陷。以集线器为中心的优点是：当网络系统中的某条线路或节点出现问题时，不会影响网上其他节点的正常工作 o集线器接口 3.1 物理层网络互联设备物理层网络互联设备3.1.2 集线器集线器o集线器在级联时要注意的是，网段级联的层数要尽可能地少，如图所示的两种连接方式中后者要比前者通信效率高。3.1 物理层网络互联设备物理层网络互联设备3.1.2 集线器集线器3.1 物理层网络互联设备物理层网络互联

3、设备3.1.2 集线器集线器o集线器在网络中的应用 3.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设备 3.2.1 网桥 3.2.2 交换机 3.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设备 3.2.1 网桥网桥o网桥是连接两个局域网的存储转发设备，工作在数据链路层，用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。o网桥是数据链路层的连接设备,准确地说,它工作在MAC子层上。o网桥用于连接不同的网段，并且能够对这些网段之间的通信是否需要转发以及如何转发进行智能的判断，并通过过滤不必要的通信和减少冲突的可能性来提高网络性能。3.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设备 3.2.1

4、 网桥网桥o网桥在网络中的应用 3.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设备 3.2.1 网桥网桥o网桥地址和端口对应表 端 口 MAC地址 A 00-90-27-A7-8B-46 00-90-27-A7-8B-47 00-90-27-A7-8B-09 00-90-27-A7-8B-10 B 00-90-27-A7-8B-51 00-90-27-A7-8B-52 00-90-27-A7-8B-17 00-90-27-A7-8B-183.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设备 3.2.2 交换机交换机o交换机是一个具有简单化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技

5、术的复杂交换技木在OSI参考模型的第二层操作。与网桥一样，交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。o与网桥不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。o交换机能经济地将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽。交换机工作原理地址表端口端口地址地址1计算机1MAC2计算机2MAC3计算机3MAC4计算机4MAC5计算机5MAC6计算机6MAC7计算机6MAC8计算机8MAC交换机123456783.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设备 3.2.2 交换机交换机o交换模式：交换模式：n端口变换 o模块交换 o端口组

6、交换o端口级交换 n帧交换o直通交换 o存储转发 n信元交换 3.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设备 3.2.2 交换机交换机o交交换换机机与与网网桥桥相相比比，有有许许多多网网桥桥不不具具备备的的优优点点 n延迟小。交换机是通过硬件实现的交换，而网桥是通过软件实现的交换，因此，交换机在转发通信的时候延迟很小，基本接近线速。网桥是通过运行于计算机系统上的桥接协议实现的。交换机使用了专用集成电路，可大大提高网络转发速度。3.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设备 3.2.2 交换机交换机n端口多。交换机往往有很多的端口，如端口多。交换机往往有很多的端口，如Cisco 29

7、48交换机有交换机有48个端口可以接计算机，个端口可以接计算机，Cisco 6506交换机允许有交换机允许有6个个WS-X6348-RJ-45模块，每个模块有模块，每个模块有48个个10/100Mb/s以太网双绞线接口。而网桥常见的多为两个接以太网双绞线接口。而网桥常见的多为两个接口，最多也不会超过口，最多也不会超过16个接口。个接口。n功能强大。交换机除了转发功能强大。交换机除了转发/过滤的功能外，还过滤的功能外，还有许多强大的管理功能，如网络管理协议的支有许多强大的管理功能，如网络管理协议的支持，虚拟局域网的划分等。持，虚拟局域网的划分等。3.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设

8、备 3.2.2 交换机交换机3.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设备 3.2.2 交换机交换机o交换机与集线器的区别n集线器对信号进行放大处理，交换机具有转发/过滤通信以及其他的网络管理功能。n集线器工作在物理层，交换机工作在数据链路层。n集线器所接入的节点共享传输介质，交换机为每个通信节点建立独立的逻辑通信链路。n集线器的每个端口都一样，交换机每个端口可以有不同的设置。n集线器的所有端口都在同一个冲突域中，交换机每个端口处在不同的冲突域。3.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网络互联设备 3.2.2 交换机交换机o虚拟局域网虚拟局域网 3.2 数据链路层网络互联设备数据链路层网

9、络互联设备 3.2.2 交换机交换机n虚虚拟拟网网是是交交换换机机的的重重要要功功能能,通通常常虚虚拟拟网网的的实实现现形式有三种形式有三种 o静态端口分配 o动态虚拟网 o多虚拟网端口配置 3.3 网络层网络互联设备网络层网络互联设备 3.3.1 网关和路由3.3.2 路由器 3.3 网络层网络互联设备网络层网络互联设备 3.3.1 网关和路由网关和路由 o通常意义上的网关具有以下含义 n转发本网络中的计算机与外部网络计算机的通信，这种网关是路由器的一个端口，是网络层的设备。n面向各种应用提供代理业务。有时，人们把提供代理功能的服务器看作是网关，是应用层的设备。n连接两个或多个协议差别很大的

10、计算机网络，一般也是应用层的设备。3.3 网络层网络互联设备网络层网络互联设备 3.3.2 路由器路由器o从从最最简简单单的的角角度度来来讲讲（或或者者说说它它的的最最基基本本的的形形式式），路路由由器器就就像像是是一一台台带带有有两两个个网网卡卡的的计计算算机机。早早期期的的路路由由器器实实际际上上就就是是带带有有两两个个或或多多个个网网卡卡的的计计算算机机（称称为为多多重重初初始始地地址址计计算机）。算机）。3.3 网络层网络互联设备网络层网络互联设备 3.3.2 路由器路由器o带两个网卡的计算机充当路由器带两个网卡的计算机充当路由器 网络A网络B3.3 网络层网络互联设备网络层网络互联设

11、备 3.3.2 路由器路由器o在复杂的网络上进行路由选择 网络C网络D网络B网络A图3.3.5在复杂的网络上进行路由选择网络E路由器实物每一个接口有自己的IP和子网掩码IP:210.38.226.*子网掩码：255.255.255.0网关:210.38.226.1IP:202.116.3.*子网掩码：255.255.255.0网关:202.116.3.1IP:100.116.3.*子网掩码：255.255.255.0网关:100.116.3.1210.38.226.1255.255.255.0202.116.3.1255.255.255.0202.116.3.254255.255.255.01

12、00.116.3.1255.255.255.0发数据包发数据包到到210.38.226.2数据包目标：210.38.226.3源：210.38.226.5数据包目标：202.116.3.3源：210.38.226.5发数据包发数据包到到100.116.3.3数据包目标：100.116.3.3源：210.38.226.5？默认网关202.116.3.1数据包目标：100.116.3.3源：210.38.226.5发数据包发数据包到到202.116.3.3实验1 交换机配置 实验目的实验目的o掌握交换式局域网的组建和虚拟局域网的配置。本实验组建一个交换式局域网。用交换机替代集线器，使网络更加高效，

13、并且介绍Cisco1924交换机的基本配置。可根据具体情况，选择其他厂商的交换机或不做。实验1 交换机配置 实验条件实验条件oPC：3台（已安装操作系统和网络）oFTP服务器：2台（可以用因特网上速度比较快的FTP服务器或局域网的文件共享服务器替代）。oCisco1924（或更高配置）交换机：1台。o集线器：1台。o双绞线：4根直连线和1根连接交换机Console口的反转线。实验1 交换机配置 实验内容实验内容o制作直连线（T568B-T568B）或交叉线（T568B-T568A）一根o线序测量实验1 交换机配置 实验步骤实验步骤o一连接设备n按实验图3.1.1所示实现设备连接，如果没有FTP

14、服务器，可以用因特网上的FTP服务器（访问速度比较快的）或文件共享服务器替代。n用反转线连接PC3的串口（以COM1为例）和Cisco1924的Console口。n 将PC1和FTP服务器1用直连线连接到Cisco1924的1号口和2号口。将PC2和FTP服务器2用直连线连接到Cisco1924的23号口和24号口。如果要访问其他的网络，可使用交叉线将Cisco1924的A接口或B接口连接到上其他网络。n设备连接无误后，打开电源。实验1 交换机配置 实验拓扑图 实验1 交换机配置 o二设置PC1、PC2、FTP服务器1、FTP服务器2的IP地址n1按照下表所示设置IP地址，子网掩码都为255.

15、255.255.0。PCIP地址FTP服务器IP地址PC1192.168.0.11FTP服务器1192.168.0.12PC2192.168.0.21FTP服务器2192.168.0.22实验1 交换机配置 n检查FTP服务器的运行状态，使之提供FTP服务。o三在PC3上使用“超级终端”连接到交换机n1从“开始”“所有程序”“附件”“通信”中选择“超级终端”。单击“超级终端”后出现一个窗口，在窗口中有一个Hypertrm.exe图标。n2双击该图标，弹出一个“新建连接超级终端”主窗口和一个“连接描述”对话框，如实验图3.1.2所示。在“连接描述”的名称输入框中输入一个连接名称，如“switch

16、”。在图标选择框中选择一个自己喜欢的图标，单击“确定”。实验1 交换机配置 n3这时出现一个“连接到”对话框，在连接时使用窗口选择PC3与交换机连接的串口。以COM1为例，单击“确定”后弹出一个“连接到”对话框，如实验图3.1.3所示。实验图3.1.2 建立新连接 实验图3.1.3 连接设置 实验1 交换机配置 n4接下来是端口设置，将“每秒位数”设为9600，其他的设置不用修改。单击“确定”。n5然后就会连接到交换机上，可以看到交换机的信息。这时可以输入命令控制交换机，如发现键盘输入的按键不能在超级终端窗口中显示，则需要单击“文件”选择“属性”，在弹出的switch属性窗口中选择“设置”选项

17、卡，修改终端仿真类型，如实验图3.1.4所示。实验1 交换机配置 实验图3.1.4 设置终端类型实验1 交换机配置 o四交换机的基本设置 进行交换机的基本设置，包括设置访问口令、设置IP地址、设置通信方式等。企业版Cisco1924交换机有两种用户界面：菜单方式和命令行方式。这里以命令行方式为例。实验1 交换机配置 o1设置访问密码 按K键进入命令行状态，此时系统提示符为“”，然后输入命令enable进入设置模式，系统提示符变为“#”。再执行命令configure terminal（可以简写为 conf t），进入全局设置模式，系统提示符变为“（config）#”。交换机的用户权限分为15个等

18、级，权限最低的是1，只查看部分信息，不能修改设置；权限最高的是15，可以执行所有的操作。用命令enable password level 1 cisco设置查看模式的口令为“cisco”；用命令enable password level 15 ocsic设置最高权限模式的口令为“ocsic”。用enable password设置的口令在交换机的配置文件中是以明文的方式保存的，这样很不安全，用命令enable secret level 15 Cisco 1924设置最高权限加密口令为“cisco 1924”。如实验图3.1.5所示。实验1 交换机配置 实验图3.1.5 设置口令实验1 交换机配置

19、 这时，可以用两个命令Exit退出交换机，再重新登录。在提示出入口令时，第一次输入Cisco，第二次输入cisco 1924。如实验图3.1.6所示。实验图3.1.6 重新登录实验1 交换机配置 n2设置名称 接下来设置交换机的名称。用命令hostname cisco1924将交换机的名称设为cisco1924，修改马上会生效，如实验图3.1.7所示。实验图3.1.7 设置名称实验1 交换机配置 n3设置TCP/IP选项 执行conf t，进入全局设置模式。用命令ip address 192.168.0.5 255.255.255.0设置交换机的IP地址和子网掩码。这时在PC1、PC2上可以p

20、ing交换机的地址，测试连通性，如果连接正确，应该是ping得通的。如果要连接其他网络，可以给交换机设置网关和域名服务器。如实验图3.1.8所示。实验1 交换机配置 实验图3.1.8 设置IP地址和网关实验1 交换机配置 n4端口通信方式设置 接下来进行端口设置。执行命令interface Ethernet 0/1进入端口设置模式，设置1号端口。用命令duplex full设置通信方式为全双工，如实验图3.1.9所示。注意，全双工需要网卡的支持，否则不能通信。实验1 交换机配置 实验图3.1.9 端口设置实验1 交换机配置 Cisco1924交换机的详细设置内容，还有许多，这里就不一一介绍了。

21、补充一点，如果忘记了交换机的口令，可以在交换机加电重新启动时马上单击交换机面板上的“MODE”按钮，超级终端中会有如下提示，如实验图3.1.10所示。实验图3.1.10 清除口令实验1 交换机配置 o五测试交换性能 接下来的实验，有助于理解交换机与集线器的差别。n1在PC1上访问FTP服务器1，下载一个大一点的文件，记下所需的时间为T1。n2当文件下载结束后，在PC2上访问FTP服务器2，也下载一个比FTP服务器1上的文件小一点的文件，记下所需的时间为T2。n3在PC1上重新访问FTP服务器1，再次下载那个文件，记下所需的时间为T11。在文件没有下载完成时，在PC2上访问FTP服务器2，也下载

22、一个大一点的文件，记下所需的时间为T22。n4比较T1与T11、T2与T22，它们应该比较接近。现在将交换机换成集线器，再做这个测试，这样得到的时间应该相差比较大。实验实验2 路由器配置路由器配置o实验目的实验目的 掌握路由器的基本配置方法。o实验条件实验条件nPC：3台（已安装操作系统和网络）。n Cisco2611路由器：1台。n双绞线：2根交叉线和1根反转线。实验实验2 路由器配置路由器配置o实验内容实验内容n路由器的配置n路由协议o实验背景知识实验背景知识 在进行实验之前，简单介绍一下Cisco 2600系列路由器。Cisco 2600系列可与市场上流行的Cisco1600和Cisco

23、3600系列共享模块化接口，为满足当今的远程分支办公室和不断发展的应用的需要，提供了经济有效的解决方案。实验实验2 路由器配置路由器配置o实验步骤实验步骤n一连接设备 按照实验设备连接图3.2.1接好设备，检查无误后，打开设备电源。实验实验2 路由器配置路由器配置 实验图3.2.1 实验连接图 实验实验2 路由器配置路由器配置o二设置PC1、PC2的IP地址 按照下表所示设置IP地址：PCPCIP地址子网掩码网关PC1192.168.1.2255.255.255.0192.168.1.1PC2192.168.2.2255.255.255.0192.168.2.1实验实验2 路由器配置路由器配置

24、o三路由器的基本设置 使用超级终端连接到路由器，则在打开路由器电源后，可以在超级终端窗口中显示路由器的启动过程。接下来是路由器的软硬件信息，如实验图3.2.2所示。路由器的操作系统IOS版本为12.0。最后一行路由器会问是否进入初始化的设置对话。按“Y”，路由器就会进入设置对话过程。实验实验2 路由器配置路由器配置 实验图3.2.2 路由器的软硬件信息实验实验2 路由器配置路由器配置 在设置对话过程中的任何地方都可以输入“？”而得到系统的帮助，按Ctrl+C可以退出设置过程，默认设置将显示在“”中。路由器询问是否进入基本的管理设置，输入“N”。如实验图3.2.3所示。实验图3.2.3 路由器的

25、提示信息实验实验2 路由器配置路由器配置 接下来开始路由器的基本设置，如实验图3.2.4所示。实验图3.2.4 路由器的基本设置实验实验2 路由器配置路由器配置n（1）设置路由器名：Enter host name Router:n（2）设置进入特权状态的密文（secret），此密文在设置以后不会以明文方式显示：oThe enable secret is a one-way cryptographic secret used oinstead of the enable password when it exists.oEnter enable secret:cisco 实验实验2 路由器配置路

26、由器配置n（3）设置进入特权状态的密码（password），此密码只在没有密文时起作用，并且在设置以后会以明文方式显示：oThe enable password is used when there is no enable secret oand when using older software and some boot images.oEnter enable password:pass 实验实验2 路由器配置路由器配置n（4）设置虚拟终端访问时的密码：oEnter virtual terminal password:cisco n（5）询问是否要设置路由器支持的各种网络协议：oCon

27、figure SNMP Network Management?no:nooConfigure IP?yes:yesoConfigure IGRP routing?yes:nooConfigure RIP routing?no:no实验实验2 路由器配置路由器配置n（6）如果配置的是拨号访问服务器，则系统还会设置异步口的参数：oConfigure Async lines?yes:no 接下来设置端口。输入Ethernet0/0，并进行IP设置。IP地址设为192.168.1.1，子网掩码为255.255.255.0，如实验图3.2.5所示 实验实验2 路由器配置路由器配置 实验图3.2.5 路由

28、器的端口设置实验实验2 路由器配置路由器配置 设置完所有接口的参数后，系统会把整个设置对话过程的结果显示出来。注意在enable secret后面显示的是乱码，而enable password后面显示的是设置的内容。显示结束后，系统会问是否保存这个设置，输入2，保存，如实验图3.2.6所示。系统就会把设置的结果存入路由器的NVRAM中，然后结束设置对话过程，使路由器开始正常的工作。实验实验2 路由器配置路由器配置o四测试设置 在PC1上执行ping 192.168.1.1，可以ping通。在PC2上执行ping 192.168.2.1，也可以ping通。在PC1上pingPC2，不能ping通

29、，因为还没有设置路由转发，两个网络还不能通过路由器进行通信。实验实验2 路由器配置路由器配置 实验图3.2.6 保存路由器的设置实验实验2 路由器配置路由器配置o五路由转发的配置 在路由器上启用路由转发，需要执行命令ip routing，如实验图3.2.7所示。在PC1上ping PC2，就可以ping通了。实验图3.2.7 设置转发实验实验2 路由器配置路由器配置 如果路由器与其他的路由器连接，则可以进行路由协议的设置。以RIP为例，执行命令Conf t进入全局设置模式，执行命令router rip设置RIP协议，然后输入network 192.168.1.0和192.168.2.0，如实验图3.2.8所示，这样RIP协议就设置好了。如果其他的路由器也设置了RIP协议，两台路由器就可以根据RIP协议创建路由表了。实验实验2 路由器配置路由器配置 实验图3.2.8 设置RIP