计算机网络实验手册2016版.doc

1、 计算机网络实验指导书 海南大学信息科学技术学院信息安全系 二零一 六 年十月 编辑： 谭毓银 温德志 CCIE#45288 校审：王隆娟 ，邢琳目 录 实验 1 常见网络设备 和 测试命令 介绍 与 及双绞线制作 1 实验 2 Packet Track 模拟器介绍 及基本操作 26 实验 3 IP 地址分类及子网划分 42 实验 4 交换机的基本配置与管理 61 实验 5 交换机 VLAN 配置 70 实验 6 路由器的基 本 配置及 静态路由配置 75 实验 7 路由器 RIP 动态路由配置 82 实验 8 静态 NAT 配置 89 1 / 95 实验 1：常见网络设备 和测试 命令 介绍

2、及双绞线制作 实验目的： 了解常见的网络设备及其特点； 了解常 用 网络 测试命令 及 使用 ； 掌握双绞线的制作与测试； 实验器材： 集线器（ HUB）、交换机（ SWITCH）、路由器（ ROUTER）； 双绞线、同轴电缆、光纤、测线仪、压线钳、非屏蔽双绞； RJ-45 水晶头。 实验内容： 1 常见的网络设备 1.1 集线器简介 集线器的英文称为 “Hub”。 “Hub”是 “中心 ”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集 中在以它为中心的节点上。它工作于 OSI(开放系统互联参考模型 )参考模型第一层，即 “物理层 ”。集线器与

3、 网卡 、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用 CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。 集线器属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的 “智能记忆 “能力和 “学习 “能力。 它也不具备交换机所具有的 MAC 地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广 播方式发送。 也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点，如图 1 所示。 图 1-1 集线器部署图 2 / 95 图 1-2 集线器 1.2 交换机简介 交换机 (Switch)也叫交换式集线器，是一种工作在 OSI 第二层 (数据链路层 )， 基

4、于 MAC (网卡的介质访问控制地址 )识别、能完成封装转发数据包功能的网络设备。它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口， 具备自动寻址能力和交换作用 。 交换机不懂得 IP 地址，但它可以 “自 学习 ”源主机的 MAC 地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间 建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。交换机上的所有端口均有独享的信道带宽，以保证每个端口上数据的快速有效传输。由于交换机根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，而不会向所有端口发送，避免了和其它端口发生冲突，因此，交换机可以同时互不影响的传送

5、这些信息包，并防止传输冲突，提高了网络的实际吞吐量。 图 1-3 交换机 1.3 网桥简介 网桥（ Bridge）也称桥接器，是连接两个局域网的存储转发设备，用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。一般情况下，被连接的网络系统都具有相同的逻辑链路控制规程（ LLC），但媒体访问控制协议（ MAC）可以不同。 网桥是数据链路层的连接设备，准确他说它工作在 MAC 子层上。网桥在两个局域网的数据链路层（ DDL）间接帧传送信息，起桥接的作用。 3 / 95 图 1-4 网桥 1.4 路由器简介 路由器（ Router）又称网关设备（ Gateway）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻

6、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，可通过路由器的路由功能来完成。因此， 路由器具有判断网络地址和选择 IP 路径的功能 ，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组 和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。 图 1-5 cisco 路由器 1.5 传输介质 1.5.1 双绞线 双绞线的英文名字叫 Twist-Pair。是综合布线工程中最常用的一种传输介质。 它分为两种类型：屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线。 屏蔽双 绞线电缆的外层由铝铂包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射，屏蔽双绞线价格相对

7、较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。非屏蔽双绞线电缆具有以下优点： （ 1）无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间； （ 2）重量轻，易弯曲，易安装； （ 3）将串扰减至最小或加以消除； （ 4）具有阻燃性； 4 / 95 （ 5）具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。 双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会 被另一根线上发出的电波抵消。 “双绞线 ”的名字也是由此而来。双绞线是由 4 对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里的。 一般双绞线 扭线的越密其抗干扰能

8、力就越强，与其他传输介质相比，双绞线在传输距离，信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制，但价格较为低廉。 双绞线常见的有 3 类线， 5 类线和超 5 类线，以及最新的 6 类线，前者线径细而后者线径粗，型号如下： 1）一类线：主要用于传输语音（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不同于数据传输。 2）二类线：传输频率为 1MHZ，用于语音传输和最高 传输速率 4Mbps 的数据传输，常见于使用 4MBPS 规范令牌传递协议的旧的令牌网。 3）三类线：指目前在 ANSI 和 EIA/TIA568 标准中指定的电缆，该电缆的传输频率 16MHz，用于语音传输及最高传输速率为 10Mb

9、ps 的数据传输主要用于 10BASE-T。 4）四类线：该类电缆的传输频率为 20MHz，用于语音传输和最高传输速率 16Mbps 的数据传输主要用于基于令牌的局域网和 10BASE-T/100BASE-T。 5） 五类线 ：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传 输率为 100MHz，用于语音传输和最高传输速率为 10Mbps 的数据传输，主要用于 100BASE-T 和 10BASE-T 网络。这是最常用的以太网电缆。 6）超五类线：超 5 类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值 (ACR)和信噪比 (Structural Return Loss)、更小的时延

10、误差，性能得到很大提高。超 5 类线主要用于千兆位以太网（ 1000Mbps）。 7）六类线：该类电缆的传输频率为 1MHz 250MHz，六类布线系统在 200MHz时综合衰减串扰比（ PS-ACR）应该有较大 的余量，它提供 2 倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率高于 1Gbps 的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于：改善了在串扰以及回波损耗方面的性能，对于新一代全双工的高速网络应用而言，优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型，布线标准采用星形的拓扑结构，要求的布线距离为：永久链路的长度不能超过 90m，信道长度不能超过 10

11、0m。 5 / 95 图 1-6 非屏蔽双绞线 图 1-7 屏蔽双绞线 1.5.2 同轴电缆 同轴电缆（ COARIAL CABLE）的得名与它的结构相关。同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一。它用来传递信息的一对导体是按照一层圆筒式的外导体套在内导体（一根细芯）外面，两个导体间用绝缘材料互相隔离的结构制选的，外层导体和中心轴芯线的圆心在同一个轴心上，所以叫做同轴电缆，同轴电缆之所以设计成这样，也是为了防止外部电磁波干扰异常信号的传递。 同轴电缆根据其直径大小可以分为：粗同轴电缆与细同轴电缆。粗缆适用于比较大型的局6 / 95 部网络，它的标准距离长，可靠性高，由于安装时不需要切断电缆，因

12、此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置，但粗缆网络必须安装收发器电缆，安装难度大，所以总体造价高。相反，细缆安装则比较简单，造价低，但由于安装过程要切断电缆，两头须装上基本网络连接头（ BNC），然后接在 T型连接器两端，所以当接头多时容易产生不良的隐患，这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。 图 1-8 同轴电缆 1.5.3 光 纤 光纤是以光脉冲的形式来 传输信号，以玻璃或有机玻璃等为网络传输介质。它由纤维芯、包层和保护套组成。 光纤可分为单模 (Single Mode )光纤和多模 (Multiple Mode)光纤。 单模光纤只提供一条光路，加工复杂，但具有更大的通信容量和更远

13、的传输距离。 多模光纤使用多条光路传输同一信号，通过光的折射来控制传输速度。 图 1-9 内部结构 7 / 95 图 1-10 单模光纤与多模光纤 图 1-11 光纤 1.6 常用网络测试命令 1. ipconfig/all 命令的使用 ipconfig命令是我们经常使用的命令，它可以查看网络连接的情况，比如本机的 ip 地址，子网掩码， dns 配置， dhcp 配置等等 ， /all参数就是显示所有配置的参数。 在“开始” “运行”弹出的对话框中输入“ cmd”回车，然后输入” ipconfig/all”回车，如图 6-1 所示 8 / 95 图 6-1 显示相应的地址例如 IP 地址子网

14、掩码等等 2 ping 的使用 常用参数选项 ping -t 连续对 IP 地址执行 Ping命令，直到被用户以 Ctrl+C 中断 -a 以 IP 地址格式来显示目标主机的网络地址 -l 2000-指定 Ping命令中的数据长度为 2000 字节，而不是缺省的 323 字节 -n 执行特定次数的 Ping命令 -f 在包中发送 “不分段 ”标志。该包将不被路由上的网关分段 -i ttl 将 “生存时间 ”字段设置为 ttl 指定的数值 -v tos 将 “服务类型 ”字段设置为 tos 指定的数值 -r count 在 “记录路由 ”字段中记录发出报文和返回报文的路由。指定的 Count 值 最小可以是 1，最大可 9 ； -s count 指定由 count 指定的转发次数的时间邮票 -j computer-list 经过由 computer-list 指定的计算机列表的路由报文。中间网关可能分隔连续的计算机（松散的源路由）。允许的最大 IP 地址数目是 9 -k computer-list 经过由 computer-list 指定的计算机列表的路由报文。中间网关可能分隔连续的计算机（严格源路由）。允许的最大 IP 地址数目是 9 -w timeout 以毫秒为单位指定超时间隔