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计算机网络CPT简单应用

2023-05-16

计算机网络CPT简单应用

  • 直接连接两台 PC 构建 LAN
  • 用交换机构建 LAN
  • 交换机接口地址列表
  • 生成树协议（Spanning Tree Protocol）
  • 路由器配置初步

直接连接两台 PC 构建 LAN

将两台 PC 直接连接构成一个网络。
在这里插入图片描述
进行两台 PC 的基本网络配置，只需要配置 IP 地址即可，然后相互 ping 通即成功。
将两台PC的IP地址分别设为192.110.0.1和192.110.0.2
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

用交换机构建 LAN

构建如下拓扑结构的局域网：
在这里插入图片描述
各PC的基本网络配置如下：

机器名IP地址子网掩码
PC0192.168.1.1255.255.255.0
PC1192.168.1.2255.255.255.0
PC2192.168.2.1255.255.255.0
PC3192.168.2.2255.255.255.0

开始对网络进行测试。

测试结果：PC0、PC1可以互相ping通，PC2、PC3可以互相ping通。将子网掩码改为255.255.0.0后，四者就可以两两ping通，是因为此前四台PC机不在同一子网内，而更改子网掩码后，它们处于同一子网，故可以互相ping通。

二层交换机不需要配置。

交换机接口地址列表

二层交换机是一种即插即用的多接口设备，它对于收到的帧有 3 种处理方式：广播、转发和丢弃。那么，要转发成功，则交换机中必须要有接口地址列表即 MAC 表，该表是交换机通过学习自动得到的！

仍然构建上图的拓扑结构，并配置各计算机的 IP 在同一个一个子网，使用工具栏中的放大镜点击某交换机如左边的 Switch3，选择 MAC Table，可以看到最初交换机的 MAC 表是空的，也即它不知道该怎样转发帧（那么它将如何处理？），用 PC0 访问（ping）PC1 后，再查看该交换机的 MAC 表，现在有相应的记录，请思考如何得来。随着网络通信的增加，各交换机都将生成自己完整的 MAC 表，此时交换机的交换速度就是最快的！
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

MAC表形成：MAC表为空的时候，所有来的数据都会被广播出去，而但表中对接口都有相应的记录后，能找到的就会直接的发送过去。而对于一些错误信息，会被丢弃。

生成树协议（Spanning Tree Protocol）

交换机在目的地址未知或接收到广播帧时是要进行广播的。如果交换机之间存在回路/环路，那么就会产生广播循环风暴，从而严重影响网络性能。

而交换机中运行的 STP 协议能避免交换机之间发生广播循环风暴。

只使用交换机，构建如下拓扑：
在这里插入图片描述
这是初始时的状态。我们可以看到交换机之间有回路，这会造成广播帧循环传送即形成广播风暴，严重影响网络性能。

随后，交换机将自动通过生成树协议（STP）对多余的线路进行自动阻塞（Blocking），以形成一棵以 Switch0 为根（具体哪个是根交换机有相关的策略）的具有唯一路径树即生成树！

经过一段时间，随着 STP 协议成功构建了生成树后，Switch1和Switch3 的两个接口当前物理上是连接的，但逻辑上是不通的，处于Blocking状态（桔色）如下图所示：
在这里插入图片描述
在网络运行期间，假设某个时候 Switch2 与 Switch3 之间的物理连接出现问题（将 Switch2 与 Switch3 的连线剪掉），则该生成树将自动发生变化。Switch3 先前 Blocking 的那个接口现在活动了（绿色），但Switch1 那个接口仍处于 Blocking 状态（桔色）。如下图所示：在这里插入图片描述

路由器配置初步

我们模拟重庆交通大学和重庆大学两个学校的连接，构建如下拓扑：
在这里插入图片描述

  1. 说明一
    交通大学与重庆大学显然是两个不同的子网。在不同子网间通信需通过路由器。
    路由器的每个接口下至少是一个子网，图中我们简单的规划了 3 个子网：
    ① 左边路由器是交通大学的，其下使用交换机连接交通大学的网络，分配网络号 192.168.1.0/24，该路由器接口也是交通大学网络的网关，分配 IP 为 192.168.1.1
    ② 右边路由器是重庆大学的，其下使用交换机连接重庆大学的网络，分配网络号 192.168.3.0/24，该路由器接口也是重庆大学网络的网关，分配 IP 为 192.168.3.1
    ③ 两个路由器之间使用广域网接口相连，也是一个子网，分配网络号 192.168.2.0/24
  2. 说明二
    现实中，交通大学和重庆大学的连接是远程的。该连接要么通过路由器的光纤接口，要么通过广域网接口即所谓的 serial 口（如拓扑图所示）进行，一般不会通过双绞线连接（为什么？）。
    下面我们以通过路由器的广域网口连接为例来进行相关配置。请注意：我们选用的路由器默认没有广域网模块（名称为 WIC-1T 等），需要关闭路由器后添加，然后再开机启动。
  3. 说明三
    在模拟的广域网连接中需注意 DCE 和 DTE 端（连线时线路上有提示，带一个时钟标志的是 DCE 端。有关 DCE 和 DTE 的概念请查阅相关资料。），在 DCE 端需配置时钟频率 64000
  4. 说明四
    路由器有多种命令行配置模式，每种模式对应不同的提示符及相应的权限。
    请留意在正确的模式下输入配置相关的命令。
    ① User mode：用户模式
    ② Privileged mode：特权模式
    ③ Global configuration mode：全局配置模式
    ④ Interface mode：接口配置模式
    ⑤ Subinterface mode：子接口配置模式
  5. 说明五
    在现实中，对新的路由器，显然不能远程进行配置，我们必须在现场通过笔记本的串口与路由器的 console 接口连接并进行初次的配置（注意设置比特率为9600）后，才能通过网络远程进行配置。这也是上图左上画出笔记本连接的用意。
  6. 说明六
    在路由器的 CLI 界面中，可看到路由器刚启动成功后，因为无任何配置，将会提示是否进行对话配置（Would you like to enter the initial configuration dialog?），因其步骤繁多，请选择 NO

交通大学路由器的初步配置如下：

Router>en   // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t   // 进入全局配置模式
Router(config)#interface FastEthernet0/0
Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#exit
Router(config)#line vty 0 4 //可支持0-4共5个终端同时登录
Router(config-line)#password dswybs // 远程登录密码
Router(config-line)#login
Router(config-line)#exit
Router(config)#enable password dswybs // 特权模式密码
Router(config)#^Z  // 退出

拓扑图中路由器各接口配置数据如下：

接口名IP子网掩码
交通大学 Router2 以太网口192.168.1.1255.255.255.0
交通大学 Router2 广域网口192.168.2.1255.255.255.0
重庆大学 Router2 以太网口192.168.3.1255.255.255.0
重庆大学 Router2 广域网口192.168.2.2255.255.255.0

拓扑图中各 PC 配置数据如下：

节点名IP子网掩码网关
交通大学 PC0192.168.1.2255.255.255.0192.168.1.1
交通大学 PC1192.168.1.3255.255.255.0192.168.1.1
重庆大学 PC2192.168.3.2255.255.255.0192.168.3.1
重庆大学 PC3192.168.3.3255.255.255.0192.168.3.1

交通大学路由器基本配置如下：
以太网口：

Router>enable   // 从普通模式进入特权模式
Router#configure terminal   // 进入全局配置模式
Router(config)#interface f0/0   // 进入配置以太网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0   // 配置该接口的 IP
Router(config-if)#no shutdown   // 激活接口
Router(config-if)#^z   // 直接退到特权模式
Router#

广域网口：

Router>en   // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t   // 进入全局配置模式
Router(config)#int s0/0   // 进入配置广域网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0   //配置该接口的 IP
Router(config-if)#clock rate 64000    // 其为 DCE 端，配置时钟频率
Router(config-if)#no shutdown   // 激活接口
Router(config-if)#^z   // 直接退到特权模式
Router#

重庆大学路由器基本配置如下：
以太网口：

Router>en   // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t   // 进入全局配置模式
Router(config)#int f0/0   // 进入配置以太网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0   // 配置该接口的 IP
Router(config-if)#no shutdown   // 激活接口
Router(config-if)#^z   // 直接退到特权模式
Router#

广域网口：

Router>en   // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t   // 进入全局配置模式
Router(config)#int s0/0   // 进入配置广域网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.2.2 255.255.255.0   //配置该接口的 IP
Router(config-if)#no shutdown   // 激活接口
Router(config-if)#^z   // 直接退到特权模式
Router#

随后配置各个 PC，至此，路由器基本的配置完成。

广播消息只能在同一个虚拟子网中传播，而无法进行跨子网传播，而重交和重大服务器不在同一个子网中，出子网都需要通过鸽子的网关，所以不能互相ping通，而交通大学内的各 PC 及网关相互能 ping 通。

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