1、北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗實驗二實驗二數據鏈路層數據鏈路層 網絡層實驗網絡層實驗202011.311.3北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗數據鏈路層實驗數據鏈路層實驗北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗3實驗內容實驗內容uVALNVALN配置和分析實驗配置和分析實驗u實驗原理實驗原理u實驗步驟實驗步驟u設計型實驗（選做）設計型實驗（選做）uPPPPPP協議實驗協議實驗PAPPAP身份驗證，畫狀態圖身份驗證，畫狀態圖CHAPCHAP身份驗證，畫狀態圖身份驗證，畫狀態圖u幀中繼協議實驗（幀中繼協議實驗（選做選做）北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗4實驗原理實驗原理數據鏈路層數據鏈路層

2、概述概述位于位于OSI參考模型的第二層，在物理層基參考模型的第二層，在物理層基 礎上為網絡層提供服務礎上為網絡層提供服務為物理鏈路上提供可靠的數據傳輸為物理鏈路上提供可靠的數據傳輸局域網的數據鏈路層協議有以太網、令牌局域網的數據鏈路層協議有以太網、令牌 環網等環網等廣域網的數據鏈路層協議有廣域網的數據鏈路層協議有PPP、HDLC、 Frame Relay等等北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗5 實驗原理實驗原理數據鏈路層功能數據鏈路層功能n 幀同步功能幀同步功能n 差錯控制功能差錯控制功能n 流量控制功能流量控制功能n 鏈路管理功能鏈路管理功能1 1物 理 層2 2數據鏈路層4 4傳 輸 層

3、3 3網 絡 層5 5會 話 層7 7應 用 層6 6表 示 層北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗6實驗原理實驗原理以太網交換機工作原理以太網交換機工作原理uCSMA/CD:傳輸之前先偵聽，傳輸過程中傳輸之前先偵聽，傳輸過程中 檢測，沖突之后的重傳檢測，沖突之后的重傳北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗7實驗原理實驗原理以太網交換機工作原理以太網交換機工作原理u中繼器中繼器:是一種信號放大設備是一種信號放大設備北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗8實驗原理實驗原理以太網交換機工作原理以太網交換機工作原理uHub: 單個單個Hub連接的設備共享一個沖突域和一連接的設備共享一個沖突域和一 個廣播

4、域個廣播域HUBHUBA A向向B B發送時，發送時，C C向向D D不能發送，不能發送，否則產生沖突否則產生沖突ABCD北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗9實驗原理實驗原理以太網交換機工作原理以太網交換機工作原理uHUB級連級連:Hub限制的網絡的可擴展性限制的網絡的可擴展性HUBHUBHUBHUBHUBHUB不能發送不能發送A向B發送時，E向D不能發送同同一一沖沖突突域域AFEDCB北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗10u以太網交換機把沖突域限制于交換機一以太網交換機把沖突域限制于交換機一 個端口上個端口上100M HUB一個沖突域一個沖突域10M交換機B10M100M100M10M1

5、0M100M10M10M100M交換機A10M一個沖突域一個沖突域一個沖突域一個沖突域一個沖突域一個沖突域一個沖突域一個沖突域實驗原理實驗原理以太網交換機工作原理以太網交換機工作原理北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗11實驗原理實驗原理以太網交換機工作原理以太網交換機工作原理u交換機內部有一張交換機內部有一張MAC地址表地址表E0/3E0/5E0/7E0/16MAC：M1MAC：M2MAC：M3MAC：M4目的MAC地址發送端口號M1E0/3M2E0/5M3E0/7M4E0/16PC1PC2PC4PC3北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗12實驗原理實驗原理以太網交換機工作原理以太網交換機工

6、作原理u最初交換機的最初交換機的MAC地址表為空地址表為空MAC：M1MAC：M2MAC：M3MAC：M4目的MAC地址發送端口號E0/3E0/5E0/7E0/16PC2PC1PC3PC4北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗13實驗原理實驗原理MACMAC地址學習（地址學習（1 1）uMAC地址表沒有記錄，數據幀從其它所地址表沒有記錄，數據幀從其它所有端口轉發出去有端口轉發出去u識別數據幀的源識別數據幀的源MAC地址，學習地址，學習MAC地地址和端口對應關系址和端口對應關系MAC：M1MAC：M2MAC：M3MAC：M4目的MAC地址發送端口號E0/3E0/5E0/7E0/16M1E0/3PC

7、2PC1PC4PC3北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗14u通過通過MAC地址表實現數據幀的單點轉發地址表實現數據幀的單點轉發uMAC地址表的維護地址表的維護MAC：M1MAC：M2MAC：M3MAC：M4E0/3E0/5E0/7E0/16目的MAC地址發送端口號M1E0/3M2E0/5M3E0/7M4E0/16PC1PC4PC3PC2實驗原理實驗原理MACMAC地址學習（地址學習（2 2）北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗15實驗原理實驗原理虛擬局域網技術（虛擬局域網技術（VLANVLAN）uVLAN的產生廣播的產生廣播北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗16uVLANVLAN可劃分廣播

8、域和子網可劃分廣播域和子網廣播域1VLAN 10廣播域2VLAN 20廣播域3VLAN 30市場部市場部工程部工程部財務部財務部實驗原理實驗原理虛擬局域網技術（虛擬局域網技術（VLANVLAN）北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗17基于端口的基于端口的VLAN基于基于MAC地址的地址的VLAN基于協議的基于協議的VLAN基于子網的基于子網的VLAN實驗原理實驗原理虛擬局域網技術（虛擬局域網技術（VLANVLAN）uVLANVLAN的類型的類型北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗18實驗原理實驗原理VLANVLAN的幀格式的幀格式IEEE802.1Q 描述了描述了VLAN的框架、的框架、VLA

9、N提供的服務和提供的服務和VLAN涉及的協議和算法涉及的協議和算法DASATypeDataCRC標準以太網幀標準以太網幀DASATypeDataCRCtagTPIDPriorityCFI VLAN IDTCI帶有帶有IEEE802.1Q標記的以太網幀標記的以太網幀北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗19實驗原理實驗原理幀在網絡通信中的變化幀在網絡通信中的變化北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗20實驗原理實驗原理TrunkTrunk和和AccessAccess北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗21實驗原理實驗原理VLANVLAN端口分類端口分類uAccessAccess（UntaggedUn

10、tagged）端口：只能屬于）端口：只能屬于1 1個個VLANVLAN，從，從該端口出去的數據包不帶該端口出去的數據包不帶TAGTAG，一般接主機或路由器；，一般接主機或路由器；utrunktrunk端口：可以屬于多個端口：可以屬于多個VLANVLAN，可以接收和發送，可以接收和發送帶多種帶多種VLANVLAN標簽的報文，一般用于交換機之間連接標簽的報文，一般用于交換機之間連接的端口；的端口；uhybridhybrid端口：可以屬于多個端口：可以屬于多個VLANVLAN，可以接收和發，可以接收和發送多個送多個VLANVLAN的報文，可以用于交換機之間連接，也的報文，可以用于交換機之間連接，也可

11、以用于接用戶的計算機。屬于可以用于接用戶的計算機。屬于AccessAccess和和trunktrunk的混的混合模式。合模式。uHybridHybrid端口和端口和trunktrunk端口的不同之處在于端口的不同之處在于hybridhybrid端端口可以允許多個口可以允許多個VLANVLAN的報文不打標簽，而的報文不打標簽，而trunktrunk端口端口只允許缺省只允許缺省VLANVLAN的報文不打標簽。的報文不打標簽。 北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗22缺省缺省VLANVLAN（pvidpvid）n缺省缺省VLAN是指每個端口都有的一個是指每個端口都有的一個VLAN屬性，其值為屬性，其

12、值為pvid，可以人為設置。，可以人為設置。n當交換機從某端口收到一個不帶當交換機從某端口收到一個不帶VLAN標簽標簽的數據幀時，在交換機內部將該數據幀視為的數據幀時，在交換機內部將該數據幀視為帶缺省帶缺省VLAN（pvid）標簽的數據幀。）標簽的數據幀。nH3C交換機初始化時，一般將所有端口都屬交換機初始化時，一般將所有端口都屬于于VLAN1，并且，并且VLAN1是每個端口的缺省是每個端口的缺省VLAN（pvid1），）， VLAN1是是untag的。的。北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗23TaggedTagged和和UntaggedUntaggedn端口的一個屬性，用于確定從該端口發出

13、的數據幀端口的一個屬性，用于確定從該端口發出的數據幀是否帶是否帶VLAN標簽標簽nUntaggedpAccess端口都是端口都是UntaggedpTrunk端口只有缺省端口只有缺省VLAN才是才是UntaggedpHybrid端口可以設置針對某些端口可以設置針對某些VLAN是是UntaggednTaggedpTrunk端口除缺省端口除缺省VLAN外所有外所有VLAN都是都是TaggedpHybrid端口可以設置針對某些端口可以設置針對某些VLAN是是Tagged北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗24以太網交換機轉發流程n接收過程接收過程p確定數據幀的VLAN IDn無VLAN標簽的數據幀，將

14、該端口缺省VLAN ID（pvid）作為其VLAN IDp進行源地址學習（結合VLAN ID ）n轉發過程轉發過程p根據數據包的目的MAC和VLAN ID進行轉發n發送過程發送過程p根據端口的類型（ Tagged和和Untagged ）來決定是否將VLAN TAG去掉，然后發送數據幀。北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗25實驗原理實驗原理HybridHybrid端口端口u設置以太網端口的工作模式port link-type access | hybrid | trunk 例如：port link-type hybrid Undo port link-typeu設置Hybrid端口的缺省 ID

15、port hybrid pvid vlan vlan_id例如：port hybrid pvid vlan 30undo port hybrid pvidu將Hybrid端口加入到指定的已經存在的VLAN，并標記為tagged或untaggedport hybrid vlan vlan_id_list tagged|untagged例如：port hybrid vlan 30 40 untaggedundo port hybrid vlan vlan_id_list北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗26實驗內容實驗內容uVALNVALN配置和分析實驗配置和分析實驗u實驗原理實驗原理u實驗步驟

16、實驗步驟u設計型實驗（選做）設計型實驗（選做）uPPPPPP協議實驗協議實驗PAPPAP身份驗證，畫狀態圖身份驗證，畫狀態圖CHAPCHAP身份驗證，畫狀態圖身份驗證，畫狀態圖u幀中繼協議實驗（幀中繼協議實驗（選做選做）北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗27VLANVLAN的基本配置和驗證的基本配置和驗證北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗28TrunkTrunk端口配置實驗端口配置實驗E0/24E0/1E0/1E0/24E0/13E0/13PAPBPCPDIp:192.168.2.10/24 Ip:192.168.3.10/24 Ip:192.168.2.11/24Ip:192.168.3

17、.11/24S1S2Vlan2Vlan2Vlan3Vlan3注：注：S1中中vlan2包括端口包括端口e0/1 到到e0/5,vlan3包括端口包括端口e0/20到到e 0/24;S2中中vlan2包括端口包括端口e0/1 到到e0/4,vlan3包括端口包括端口e0/21到到e 0/24;北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗29HybridHybrid端口配置實驗端口配置實驗E0/24E0/1E0/1E0/24E0/13E0/13PAPBPCPDIP:192.168.2.10/24 IP:192.168.3.10/24 IP:192.168.2.11/24IP:192.168.3.11/24

18、S1S2Vlan2Vlan2Vlan3Vlan3注：注：S1中中vlan2包括端口包括端口e0/1 到到e0/5,vlan3包括端口包括端口e0/20到到e 0/24;S2中中vlan2包括端口包括端口e0/1 到到e0/4,vlan3包括端口包括端口e0/21到到e 0/24;北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗30HybridHybrid端口配置實驗端口配置實驗E0/24E0/1E0/1E0/24E0/13E0/13PAPBPCPDIp:192.168.2.10/24 Ip:192.168.3.10/24 Ip:192.168.2.11/24Ip:192.168.3.11/24S1S2Vl

19、an2Vlan2Vlan3Vlan3注：注：S1中中vlan2包括端口包括端口e0/1 到到e0/5,vlan3包括端口包括端口e0/20到到e 0/24;S2中中vlan2包括端口包括端口e0/1 到到e0/4,vlan3包括端口包括端口e0/21到到e 0/24;北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗31HybridHybrid端口配置實驗端口配置實驗E0/24E0/1E0/1E0/24E0/13E0/13PAPBPCPDIp:192.168.2.10/24 Ip:192.168.3.10/24 Ip:192.168.2.11/24Ip:192.168.3.11/24S1S2Vlan2Vla

20、n2Vlan3Vlan3注：注：S1中中vlan2包括端口包括端口e0/1 到到e0/5,vlan3包括端口包括端口e0/20到到e 0/24;S2中中vlan2包括端口包括端口e0/1 到到e0/4,vlan3包括端口包括端口e0/21到到e 0/24;北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗32設計型實驗（選作）設計型實驗（選作）n一個公司需要組建局域網，公司主要有財一個公司需要組建局域網，公司主要有財務、人事、工程、研發、市場等部門，每個務、人事、工程、研發、市場等部門，每個部門人數都不超過部門人數都不超過20人，另外公司還有一些人，另外公司還有一些公共服務器。請給出設計方案，并提供實驗公共

21、服務器。請給出設計方案，并提供實驗驗證。要求滿足：驗證。要求滿足：p所有部門不能互相訪問；所有部門不能互相訪問；p每個部門都可以訪問公共服務器。每個部門都可以訪問公共服務器。北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗33實驗內容實驗內容uVALNVALN配置和分析實驗配置和分析實驗u設計型實驗（選做）設計型實驗（選做）uPPPPPP協議實驗協議實驗u實驗原理實驗原理u實驗步驟實驗步驟u幀中繼協議實驗（幀中繼協議實驗（選做選做）北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗34實驗原理實驗原理廣域網數據鏈路層廣域網數據鏈路層北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗35實驗原理實驗原理廣域網的數據傳輸方式廣域網的數據

22、傳輸方式廣域網廣域網分組交換分組交換電路交換電路交換點到點型點到點型X.25X.25幀中繼幀中繼ISDNISDNPPPPPPHDLCHDLC北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗36實驗原理實驗原理廣域網的數據傳輸方式廣域網的數據傳輸方式點到點方式分組交換方式廣域網交換機北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗37實驗原理實驗原理廣域網協議：廣域網協議：PPPPPPPPPPPP協議是在協議是在SLIPSLIP的基礎上發展起來的的基礎上發展起來的PPPPPP協議提供點到點鏈路傳輸協議提供點到點鏈路傳輸物理層可以是同步電路或異步電路物理層可以是同步電路或異步電路接入服務器接入服務器PPP 封裝封裝北航計

23、算機網絡實驗北航計算機網絡實驗38實驗原理實驗原理PPPPPP協議組成協議組成PPPPPP協議主要由鏈路控制協議（協議主要由鏈路控制協議（LCPLCP）、）、網絡控制協議族（網絡控制協議族（NCPsNCPs）和用于網絡安全）和用于網絡安全方面的驗證協議族（方面的驗證協議族（PAPPAP和和CHAPCHAP）組成。）組成。北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗39實驗原理實驗原理PPPPPP協議棧協議棧物理介質（同步 / 異步） 驗證；其他選項 LCP IPCP IPXCP 其他 NCP 網絡控制協議 IP IPX 其他網絡協議物 理 層數據鏈路層網 絡 層北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗40

24、實驗原理實驗原理PPPPPP協商流程協商流程PPPPPP鏈路的建立需要通過鏈路層特性的協商鏈路的建立需要通過鏈路層特性的協商北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗41實驗原理實驗原理PPPPPP身份驗證方式：身份驗證方式：PAPPAP PAP PAP是兩次握手驗證協議，口令以明文傳是兩次握手驗證協議，口令以明文傳送，被驗證方首先發起驗證請求。送，被驗證方首先發起驗證請求。被驗證方被驗證方主驗證方主驗證方用戶名密碼通過 / 拒絕北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗42實驗原理實驗原理PPPPPP身份驗證方式：身份驗證方式：CHAPCHAP CHAP CHAP是三次握手驗證協議，不發送口令，是三次握

25、手驗證協議，不發送口令，主驗證方首先發起驗證請求，安全性比主驗證方首先發起驗證請求，安全性比PAPPAP高。高。被驗證方被驗證方主驗證方主驗證方主機名加密后報文通過 / 拒絕主機名隨機報文北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗43實驗內容實驗內容uVALNVALN配置和分析實驗配置和分析實驗u設計型實驗（選做）設計型實驗（選做）uPPPPPP協議實驗協議實驗u實驗原理實驗原理u實驗步驟實驗步驟u幀中繼協議實驗（幀中繼協議實驗（選做選做）北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗44PPPPPP協議實驗協議實驗組網圖組網圖R1R1R2R2S0/0S0/0S0/0S0/0IP:192.0.0.1/24IP

26、:192.0.0.1/24IP:192.0.0.2/24IP:192.0.0.2/24注注:1.PPP:1.PPP身份驗證方式身份驗證方式:PAP:PAP和和CHAPCHAP都為必做都為必做 2.2.幀中繼實驗組網圖同幀中繼實驗組網圖同PPPPPP實驗實驗 3.3.實驗步驟見實驗步驟見教材教材北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗45PPPPPP協議實驗協議實驗uPPP認證配置認證配置注意事項注意事項如果執行如下命令如果執行如下命令 R1local-user RTB不能進入視圖不能進入視圖 R1-user-RTB則使用如下配置命令配置用戶列表、服務類型和用戶密碼則使用如下配置命令配置用戶列表、服

27、務類型和用戶密碼 R1local-user RTB service-type ppp R1local-user RTB password simple aaau認證成功標志認證成功標志若配置認證成功，驗證方和被驗證方之間可相互若配置認證成功，驗證方和被驗證方之間可相互ping通通顯示接口信息，若配置成功，顯示顯示接口信息，若配置成功，顯示IPCP opened信息信息;否則，顯示否則，顯示IPCP initial信息。信息。北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗46用用DEBUGDEBUG命令分析命令分析PPPPPP協商流程協商流程nR1-Serial0/0quit nR1quit ndebug

28、ging ppp pap all nterminal debugging n% Current terminal debugging is on n先將先將S0/0接口接口shutdown，然后再將其，然后再將其undo shutdown。查看。查看debug顯示，分析顯示，分析PPP協商流程，畫出狀態轉移圖。協商流程，畫出狀態轉移圖。北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗47實驗內容實驗內容uVALNVALN配置和分析實驗配置和分析實驗u設計型實驗（選做）設計型實驗（選做）uPPPPPP協議實驗協議實驗u幀中繼協議實驗（選做）幀中繼協議實驗（選做）u實驗原理實驗原理u實驗步驟實驗步驟北航計算機

29、網絡實驗北航計算機網絡實驗48實驗原理實驗原理廣域網協議廣域網協議：幀中繼：幀中繼物理層物理層數據鏈路層數據鏈路層網絡層網絡層傳輸層傳輸層應用層應用層會話層會話層表示層表示層物理層物理層幀中繼幀中繼l 幀中繼協議是在X.25分組交換技術的基礎上發展起來的一種快速分組交換技術l 幀中繼協議棧北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗49實驗原理實驗原理幀中繼協議的特點幀中繼協議的特點1. 以幀的形式傳遞數據信息以幀的形式傳遞數據信息2. 傳送數據基于虛電路傳送數據基于虛電路3. 采用物理層和鏈路層兩級結構采用物理層和鏈路層兩級結構4. 在鏈路層完成在鏈路層完成統計復用統計復用、幀透明傳輸和錯誤、幀透明

30、傳輸和錯誤 檢測，但不提供發現錯誤后的重傳操作檢測，但不提供發現錯誤后的重傳操作5. 預約的最大幀長度至少要達到預約的最大幀長度至少要達到1600字節字節/ 幀，適合封裝局域網的數據單元幀，適合封裝局域網的數據單元6. 提供一套合理的提供一套合理的帶寬管理帶寬管理和和防止擁塞防止擁塞的機制的機制7. 采用采用面向連接面向連接的交換技術的交換技術北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗50實驗原理實驗原理幀中繼網絡幀中繼網絡u用戶網絡接口（用戶網絡接口（UNIUNI）：指）：指DTEDTE和和DCEDCE間間 的接口的接口uNNINNI：指網絡和網絡間接口：指網絡和網絡間接口u數據鏈路連接標識（數據

31、鏈路連接標識（DLCIDLCI）：用來區分幀）：用來區分幀 中繼虛電路中繼虛電路uLMILMI：用于建立和維護：用于建立和維護DTEDTE和和DCEDCE之間的連接之間的連接FRDLCIDLCIDCEDTEDTE北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗51實驗原理實驗原理數據鏈路連接標識數據鏈路連接標識DLCIDLCIDLCIDLCI：數據鏈路連接標識：數據鏈路連接標識DLCIDLCI只具有本地意義只具有本地意義幀中繼幀中繼UNIUNI接口最多可支持接口最多可支持10241024條虛電路條虛電路DLCI 21DLCI 22DLCI 23DLCI 32DLCI 33DLCI 31Frame Rela

32、y switch172.16.11.2172.16.11.3DLCI 21Network Address172.16.11.3北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗52實驗原理實驗原理用于網絡發現的用于網絡發現的Inverse ARPInverse ARPInverse ARP 自動發現目的路由器的網絡地址，自動發現目的路由器的網絡地址，從而簡化了幀中繼的配置從而簡化了幀中繼的配置Switch 通知通知 DLCI 48Switch 通知通知 DLCI 66Router B 向向DCLI 66 通知通知 IP 172.16.11.2 Router A向向DLCI 48通知通知 IP 172.16.

33、11.3 FRDCEDCE172.16.11.2DLCI 48DLCI 66172.16.11.3Router BRouter A北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗網絡層實驗網絡層實驗北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗54實驗內容實驗內容uVLANVLAN間通信實驗間通信實驗u實驗原理實驗原理u實驗步驟實驗步驟u獨臂路由實驗獨臂路由實驗u設計型實驗設計型實驗設計型實驗設計型實驗1 1設計型實驗設計型實驗2 2獨臂路由實驗獨臂路由實驗北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗55網絡層概述網絡層概述網絡層功能網絡層功能u將數據從源端發送到目的端將數據從源端發送到目的端PC APC Bl包轉發包轉發

34、 IPIP地址地址l路由選擇路由選擇路由協議路由協議北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗56IPIP地址地址u唯一標識網絡設備，用于唯一標識網絡設備，用于IPIP協議協議例如：例如：202.112.138.5202.112.138.5u網絡號和主機號網絡號和主機號主機號主機號網絡號網絡號北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗57IPIP地址地址地址分類地址分類uA，B，C，D，E類類IP地址地址 北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗58IPIP地址地址特殊地址特殊地址u網絡地址網絡地址202.112.138.0u廣播地址廣播地址 202.112.138.255u回環地址回環地址127.*.*.*

35、北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗59IPIP地址地址子網劃分子網劃分u為什么？為什么？A、B、C類地址范圍缺陷類地址范圍缺陷u組成組成全全0全全1子網掩碼子網掩碼IP地址地址子網掩碼的簡寫子網掩碼的簡寫 用網絡號位數來表示用網絡號位數來表示主機號主機號網絡號網絡號子網號子網號北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗60網絡層實驗原理網絡層實驗原理網絡層協議網絡層協議應用層傳輸層網絡層物理層數據鏈路層Internet Protocol (IP)Internet Control Message Protocol (ICMP)Address Resolution Protocol (ARP)Reve

36、rse Address Resolution Protocol (RARP)Internet Group Management Protocol (IGRP)北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗61網絡層實驗原理網絡層實驗原理IPIP協議概述協議概述u網絡層的基礎協議網絡層的基礎協議u報文結構報文結構北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗62網絡層實驗原理網絡層實驗原理ARPARP協議概述（協議概述（1 1）u ARP Address Resolution Protocol ARP Address Resolution Protocol，地址解析協議地址解析協議 u為什么需要為什么需要ARPAR

37、P協議協議 在實際通訊中，物理網絡使用的是物理地在實際通訊中，物理網絡使用的是物理地址，址，IPIP地址不能被物理網絡所識別。地址不能被物理網絡所識別。 uARPARP協議的功能協議的功能 將目的將目的IPIP地址解析成地址解析成MACMAC地址。地址。北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗63網絡層實驗原理網絡層實驗原理ARPARP協議概述（協議概述（2 2）uARP CacheARP Cache存放最近的存放最近的IPIP地址與硬件地址的對應關系；地址與硬件地址的對應關系；當發送報文時，首先去緩存中查找相應的當發送報文時，首先去緩存中查找相應的項；項；ARPARP緩存信息在一定時間內有效，然

38、后就緩存信息在一定時間內有效，然后就會被刪除。會被刪除。北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗64網絡層實驗原理網絡層實驗原理ARPARP協議概述（協議概述（3 3） 主機主機A A 1.1.1.1/241.1.1.1/24 主機主機B B 1.1.1.2/241.1.1.2/24我需要我需要1.1.1.21.1.1.2的物理地址的物理地址IP:1.1.1.2IP:1.1.1.2 1.1.1.21.1.1.2是我的是我的IPIP地址地址MAC:00e0.1234.567800e0.1234.5678 同一網段的同一網段的ARPARP解析實例解析實例 北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗65網絡層

39、實驗原理網絡層實驗原理ARPARP協議概述（協議概述（4 4） 不同網段間的不同網段間的ARPARP解析實例解析實例 局域網 局域網 主機 B 1.1.2.10 /24 12主機 A 1.1.1.10 /24北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗66網絡層實驗原理網絡層實驗原理ICMPICMP協議概述協議概述uICMP Internet Control Message ICMP Internet Control Message Protocol Protocol ，網絡控制信息協議，網絡控制信息協議 uICMPICMP被視為網絡層協議，但是被視為網絡層協議，但是ICMPICMP報文利用報文利用I

40、PIP數據報文進行封裝。數據報文進行封裝。 u常見應用常見應用pingpingtracert tracert 北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗67PINGPING的過程的過程北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗68TracertTracert的過程的過程北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗69實驗原理實驗原理VLANVLAN間路由（間路由（1 1）u產生背景產生背景：VLAN隔離了二層廣播域，也就嚴格地隔離了各個VLAN之間的任何流量，不同VLAN的用戶不能互相通信。VLAN 100VLAN 200VLAN 300北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗70實驗原理實驗原理VLANVLAN間路

41、由（間路由（2 2）u使用路由器使用路由器：不同VLAN之間的流量不能直接跨越VLAN的邊界，需要使用路由，通過路由將報文從一個VLAN轉發到另外一個VLAN。北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗71實驗原理實驗原理VLANVLAN間路由（間路由（3 3）u交換和路由的集成交換和路由的集成：三層交換機，三層交換機在功能上實現了VLAN的劃分、VLAN內部的二層交換和VLAN間路由的功能。北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗72實驗原理實驗原理三層交換機功能模型三層交換機功能模型北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗73實驗原理實驗原理三層交換機中的路由和二層交換三層交換機中的路由和二層交換u二層

42、交換引擎：實現同一網段內的快速二層轉發u三層路由引擎：實現跨網段的三層路由轉發北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗74實驗內容實驗內容uVLANVLAN間通信實驗間通信實驗u實驗原理實驗原理u實驗步驟實驗步驟u獨臂路由實驗獨臂路由實驗u設計型實驗設計型實驗設計型實驗設計型實驗1 1設計型實驗設計型實驗2 2（網絡管理實驗做）（網絡管理實驗做）獨臂路由實驗獨臂路由實驗北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗75VLANVLAN間通信實驗間通信實驗組網圖組網圖E0/24E0/1E0/1E0/24E0/13E0/13PCAPCBPCCPCDIP:192.168.2.10/24網關：網關： 192.168

43、.2.1IP:192.168.3.10/24網關：網關： 192.168.3.1S1Vlan2Vlan3S2IP:192.168.2.11/24網關：網關： 192.168.2.1IP:192.168.3.11/24網關：網關： 192.168.3.1VLAN2:192.168.2.1/24VLAN3:192.168.3.1/24ARP Request清空交換機清空交換機MACMAC地址表：地址表：undo mac-addressundo mac-address清空交換機清空交換機ARPARP緩存：緩存：reset arpreset arp清空計算機清空計算機ARPARP緩存：緩存：arp -

44、darp -d北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗76實驗內容實驗內容uVLANVLAN間通信實驗間通信實驗u實驗原理實驗原理u實驗步驟實驗步驟u獨臂路由實驗獨臂路由實驗u設計型實驗設計型實驗設計型實驗設計型實驗1 1設計型實驗設計型實驗2 2 （網絡管理實驗做）（網絡管理實驗做）獨臂路由實驗獨臂路由實驗北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗77獨臂路由實驗獨臂路由實驗組網圖組網圖PCAPCAPCBPCBPCCPCCPCDPCDR1R1S1S1E0E0E0/13E0/13E0/2E0/2E0/1E0/1E0/23E0/23E0/24E0/24VLAN 2VLAN 2VLAN 3VLAN 3IP:

45、192.168.10.10/24IP:192.168.10.10/24網關網關:192.168.10.1:192.168.10.1IP:192.168.10.11/24IP:192.168.10.11/24網關網關:192.168.10.1:192.168.10.1IP:192.168.20.10/24IP:192.168.20.10/24網關網關:192.168.20.1:192.168.20.1IP:192.168.20.11/24IP:192.168.20.11/24網關網關:192.168.20.1:192.168.20.110.0.0.1/2410.0.0.1/24要求要求:PCA:

46、PCA能夠能夠pingping通通PCC,PCBPCC,PCB能能pingping通通PCDPCD北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗78獨臂路由實驗獨臂路由實驗實驗步驟實驗步驟(1)(1)Step1: :按上圖所示進行組網按上圖所示進行組網, ,并設置好各個計算機并設置好各個計算機的的IPIP地址和默認網關地址和默認網關; ;Step2:配置路由器配置路由器R1的接口和子接口的接口和子接口 R1interface e0R1interface e0 R1-Ethernet0ip add 10.0.0.1 24 R1-Ethernet0ip add 10.0.0.1 24 /定義子接口定義子接口

47、e0.2e0.2 R1-Ethernet0int e0.2 R1-Ethernet0int e0.2 R1-Ethernet0.2ip add 192.168.10.1 24 R1-Ethernet0.2ip add 192.168.10.1 24 /指定以太網子接口屬于指定以太網子接口屬于VLAN2 VLAN2 R1-Ethernet0.2 R1-Ethernet0.2vlan-type dot1q vid 2 /定義子接口定義子接口e0.3e0.3 R1-Ethernet0.2int e0.3 R1-Ethernet0.2int e0.3 R1-Ethernet0.3ip add 192.168.20.1 24 R1-Ethernet0.3ip add 192.168.20.1 24 R1-Ethernet0.3 R1-Ethernet0.3vlan-type dot1q vid 3北航計算機網絡實驗北航計算機網絡實驗79獨臂路由實驗獨臂路由實驗實驗步驟實驗步驟(2)(2) R1-Ethernet0.3inter e0R1-Ethernet0.3inter e0R1-Ethernet0undo shutR1-Ethernet0undo shutStep3:配置交換機配置交換機S1,將將S1的接口的接口E0/1和和E0/2劃分劃分