计算机网络基础实验讲义

计算机网络基础实验讲义实验一：序言——常见网络设备介绍实验二：netsim安装和基本使用方法实验三：IOS初始配置和基本命令实验四：以太网交换机的基本配置实验五：VLAN配置实验六：STP配置实验七：路由器的基本配置实验八：子网划分与配置实验九：静态路由配置实验十：动态路由配置实验十一：acl配置实验十二：应用服务配置实验十三：综合实验实验一：序言——常见网络设备介绍主要内容：常见网线的性能；网卡的主要功能，常见分类，及有关术语；集线器的主要功能，常见分类，及有关术语；交换机的主要功能，常见分类，及有关术语；路由器的主要功能，常见分类，及有关术语；1.1网线1.1.1网线的功能网线是计算机网络中收、发双方之间的可见物理通路。常见的网线有：双绞线、铜轴电缆、光纤等。1.1.2各类网线的性能比较CharacteristicsThinnetCoaxial(10Base2)Thicknetcoaxial(10Base5)Twisted-pair(10BaseT)Fibre-opticCabletypeRG-58coaxialCoaxialCategory3,4or5unshieldedTwistedpairArchitectureBusorBus-StarBusStarorStar-BusStarUseablesingleCablelength185metres500metres50metresfortransceivercable100metres2kilometresTotalLANlength925metres5-4-3rule2,500metres5-4-3ruleNoneNoneComputersperLAN10241001024Transmissionrates10Mbps10Mbps10/100/100Mbps10/100/1000Mbps1GbpsFlexibilityFairlyflexibleLeastflexibleMostflexibleFairlyflexibleEaseofinstallationEasiesttoinstallHardertoinstallEasytoinstallHardesttoinstallSusceptibilitytointerferenceGoodresistancetointerferenceGoodresistancetointerferenceSusceptibletointerferenceNotsusceptibletointerferenceConnectorsBNC(BritishNavalConnector),T-pieces,terminatorsVampireTapsandAUITransceivercablesRJ45FibreconnectorsSpecialcuttingandpolishingtoolsSpecialfeaturesConnectioncomponentsareverycheapNohubrequiredHardtoinstallLegacysystemNohubrequiredSameastelephonewireandisoftenpre-installedinbuildingsRequiresahubSupportsvoice,DataandvideoExpensivetoinstallduetocostsofcuttingandconnectingPreferredusesSmallsitesonlyDonotuseAnysizeorganizationAnysizeOrganizationRequiringspeedandhighdatasecurityandintegrity1.2网卡(NetWorkInterfaceCard)1.2.1网卡的主要功能网卡即网络接口卡(NIC，NetworkInterfaceCard)，是将PC机和局域网连接起来的网络适配器（NIC），它涉及到网络物理层和数据链路层。其主要功能为：串/并转换数据缓存包的装配和拆卸编码/解码网络存取控制数/模转换1.2.2网卡的分类1.按总线接口类型分按网卡的总线接口类型来分一般可分为ISA接口网卡、PCI接口网卡以及在服务器上使用的PCI-X总线接口类型的网卡，笔记本电脑所使用的网卡是PCMCIA接口类型的。（1）ISA总线网卡（2）PCI总线网卡（3）PCI-X总线网卡（4）PCMCIA总线网卡（5）USB总线接口网卡2.按网络接口划分除了可以按网卡的总线接口类型划分外，我们还可以按网卡的网络接口类型来划分。网卡最终是要与网络进行连接，所以也就必须有一个接口使网线通过它与其它计算机网络设备连接起来。不同的网络接口适用于不同的网络类型，目前常见的接口主要有以太网的RJ-45接口、细同轴电缆的BNC接口和粗同轴电AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。而且有的网卡为了适用于更广泛的应用环境，提供了两种或多种类型的接口，如有的网卡会同时提供RJ-45、BNC接口或AUI接口。（1）RJ-45接口网卡（2）BNC接口网卡（3）AUI接口网卡（4）FDDI接口网卡（5）ATM接口网卡3.按带宽划分随着网络技术的发展，网络带宽也在不断提高，但是不同带宽的网卡所应用的环境也有所不同，目前主流的网卡主要有10Mbps网卡、100Mbps以太网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡、1000Mbps千兆以太网卡四种。（1）10Mbps网卡（2）100Mbps网卡（3）10Mbps/100Mbps网卡（4）1000Mbps以太网卡4.按网卡应用领域来分如果根据网卡所应用的计算机类型来分，我们可以将网卡分为应用于工作站的网卡和应用于服务器的网卡。前面所介绍的基本上都是工作站网卡，其实通常也应用于普通的服务器上。但是在大型网络中，服务器通常采用专门的网卡。它相对于工作站所用的普通网卡来说在带宽（通常在100Mbps以上，主流的服务器网卡都为64位千兆网卡）、接口数量、稳定性、纠错等方面都有比较明显的提高。还有的服务器网卡支持冗余备份、热拨插等服务器专用功能。除了以上几类网卡以外，另外还有一些非主流分类方式，如现在非常流行的无线网卡。1.2.3网卡的总线类型网卡目前主要有ISA、PCI、PCI-X、PCMCIA和USB几种总线类型。1.ISA总线接口这是早期网卡使用的一种总线接口，目前在市面上基本上看不到有ISA总线类型的网卡。ISA网卡采用程序请求I/O方式与CPU进行通信，这种方式的网络传输速率低，CPU资源占用大。这类网卡已不能满足现在不断增长的网络应用需求。建议选购时不必考虑此类网卡。2.PCI总线接口PCI总线的英文全称为PeripheralComponentInterconnect。即外部设备互联总线，是于1993年推出的PC局部总线标准。PCI总线的主要特点是传输速度高，目前可实现66M的工作频率，在64位总线宽度下可达到突发（Burst）传输速率264MB/s，是通常ISA总线的300倍。可以满足大吞吐量的外设的需求。采用这种总线类型的网卡在当前的台式机上相当普遍，也是目前最主流的一种网卡接口类型。因为它的I/O速度远比ISA总线型的网卡快（ISA最高仅为33MB/s，而目前的PCI2.2标准32位的PCI接口数据传输速度最高可达133MB/s），所以在这种总线技术出现后很快就替代了原来老式的ISA总线。3.PCI-X总线接口这是目前服务器网卡经常采用的总线接口，它与原来的PCI相比在I/O速度方面提高了一倍，比PCI接口具有更快的数据传输速度（2.0版本最高可达到266MB/s的传输速率）。PCI-X总线接口的网卡一般32位总线宽度，也有的是用64位数据宽度的。4.PCMCIA总线接口采用这种总线类型的网卡是笔记本电脑专用的，它受笔记本电脑的空间限制，体积远不可能像PCI接口网卡那么大。随着笔记本电脑的日益普及，这种总线类型的网卡目前在市面上较为常见。PCMCIA总线分为两类，一类为16位的PCMCIA，另一类为32位的CardBus。CardBus是一种用于笔记本计算机的新的高性能PC卡总线接口标准，就像广泛地应用在台式计算机中的PCI总线一样。该总线标准与原来的PC卡标准相比，具有以下的优势：第一，32位数据传输和33MHz操作。CardBus快速以太网PC卡的最大吞吐量接近90Mbps，而16位快速以太网PC卡仅能达到20-30Mbps。第二，总线自主。使PC卡可以独立于主CPU，与计算机内存间直接交换数据，这样CPU就可以处理其它的任务。第三，3.3V供电，低功耗。提高了电池的寿命，降低了计算机内部的热扩散，增强了系统的可靠性。第四，后向兼容16位的PC卡。老式以太网和Modem设备的PC卡仍然可以插在CardBus插槽上使用。5.USB总线接口作为一种新型的总线技术，USB（UniversalSerialBus，通用串行总线）已经被广泛应用于鼠标、键盘、打印机、扫描仪、Modem、音箱等各种设备。USB总线的网卡一般是外置式的，具有不占用计算机扩展槽和热插拔的优点，因而安装更为方便。这类网卡主要是为了满足没有内置网卡的笔记本电脑用户。USB总线分为USB2.0和USB1.1标准。USB1.1标准的传输速率的理论值是12Mbps，而USB2.0标准的传输速率可以高达480Mbps。远程唤醒技术(WOL，Wake-on-LAN)是由网卡配合其他软硬件，可以通过局域网实现远程开机的一种技术，无论被访问的计算机离我们有多远、处于什么位置，只要处于同一局域网内，就都能够被随时启动。这种技术非常适合具有远程网络管理要求的环境，如果有这种要求在选购网卡时应注意是否具有此功能。1.2.4远程唤醒可被远程唤醒的计算机对硬件有一定的要求，主要表现在网卡、主板和电源上。1.网卡能否实现远程唤醒，其中最主要的一个部件就是支持WOL的网卡。远端被唤醒计算机的网卡必须支持WOL，而用于唤醒其他计算机的网卡则不必支持WOL。另外，当一台计算机中安装有多块网卡时，只将其中的一块设置为可远程唤醒。2.主板主板也必需支持远程唤醒，可通过查看CMOS的PowerManagementSetup菜单中是否拥有WakeonLAN项而确认。另外，支持远程唤醒的主板上通常都拥有一个专门的3芯插座，以给网卡供电（PCI2.1标准）。由于现在的主板通常支持PCI2.2标准，可以直接通过PCI插槽向网卡提供+3.3VStandby电源，即使不连接WOL电源线也一样能够实现远程唤醒，因此，可能不再提供3芯插座。主板是否支持PCI2.2标准，可通过查看CMOS的PowerManagementSetup菜单中是否拥有WakeonPCICard项来确认。3.电源若欲实现远程唤醒，计算机安装的必须是符合ATX2.01标准的ATX电源，+5VStandby电流至少应在600mA以上。计算机拥有远程唤醒功能并不等于能够实现远程唤醒，在实现之前，还必须对硬件作必要的连接和设置。以及需要借助相应的软件才能实现。例如使用AMD公司的MagicPacket来作为远程唤醒软件等。1.2.5无线网卡无线网卡的接口类型主要分为PCMCIA接口（笔记本等用设备），USB接口（主要用于台式机、笔记本）.无线网卡的覆盖范围最大距离为300米，如果有隔离物或环境半开放，传输距离约在35-50米左右。为了增大传输距离，可以加上外接天线，传输距离可达30-50公里，这主要取决于天线的增益无线上网卡的品牌很多，比较常见的是SIERRA的Aircard，诺基亚，索尼爱立信，熊猫，首信，奇美，以及Benbo，HARDLINK，iTegno，ii-Link等众多品牌。在无线局域网卡市场上，3COM、CISCO、D-Link、神州数码、华硕、中怡数宽等厂商也有不错的产品和业绩。接下来，将逐一介绍三类网卡。一、WLAN上网卡无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。通俗点说，无线局域网(Wirelesslocal