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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2PacketTrack模拟器介绍及基本操作·····························································26

实验3IP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

实验1：

常见网络设备和测试命令介绍及双绞线制作

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

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。

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1-5cisco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；

（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10Mbps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（StructuralReturnLoss）、更小的时延误差，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100m。

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（COARIALCABLE）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（SingleMode）光纤和多模（MultipleMode）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

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

图6-1显示相应的地址例如IP地址子网掩码等等

2．ping的使用

常用参数选项

ping<参数>

-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

在“开始”—“运行”弹出的对话框中输入“cmd”回车，然后输入“ping”回车，如图6-2所示

图6-2ping显示相应的内容

（1）ping–t的使用，如图6-3所示：

输入ping–t

图6-3pingIP-t

出现上面的内容说明两台机器可以正常进行通信。

其中：

TTL：

生存时间，指定数据报被路由器丢失之前允许通过的网段（路由器）数量。

TTL是由发送主机设置的，以防止数据包不断在IP互联网络上永不终止地循环。

转发IP数据包时，要求路由器至少将TTL减小1。

注意：

网速等于≈（发送的字节数/返回的时间[毫秒]）K字节；

注意：

如果你的机器TTL是251的话,那说明你的机器的注册表被人修改了!

如图6-4所示：

图6-4

数据包：

发送=100接收=100；

（2）ping–n的使用

例如：

ping192.168.80.109–n3可以向这个IPping三次才终止操作,n代表次数;

（3）ping-l的使用，如图6-5所示：

图6-5向这个IP发送2000字节

如果你想终止的话可以按“Ctrl+C“键来终止操作；

（4）ping-l–t的组合使用，如图6-6所示；

图6-6向这个IP连续发送2000字节

如果两台计算机不能正常通信，则会出现如图6-7和图6-8所示（但是要注意对方的计算机是否开启了防火墙）

图6-7

图6-8

如果出现上两个图所示，则说明两台计算机之间不能正常进行通信。

3．netstat命令的使用

在“开始”—“运行”弹出的窗口中输入”cmd“回车，然后输入”netstat”回车，如图6-9所示

图6-9

netstat是DOS命令，是一个监控TCP/IP网络的非常有用的工具，它可以显示路由表、实际的网络连接以及每一个网络接口设备的状态信息。

Netstat用于显示与IP、TCP、UDP和ICMP协议相关的统计数据，一般用于检验本机各端口的网络连接情况。

（1）netstat–a的使用，如图6-10所示

图6-10

（2）netstat–e的使用，如图6-11所示

图6-11

（3）netstat–n的使用，如图6-12所示

图6-12

4．tracert命令的使用

Tracert（跟踪路由）是路由跟踪实用程序，用于确定IP数据报访问目标所采取的路径。

Tracert命令用IP生存时间（TTL）字段和ICMP错误消息来确定从一个主机到网络上其他主机的路由。

-d：

指定不将IP地址解析到主机名称。

-h：

maximum_hops：

指定跃点数以跟踪到称target_name的主机的路由。

-j：

host-list：

指定tracert实用程序数据包所采用路径中的路由器接口列表。

-w：

timeout：

等待timeout为每次回复所指定的毫秒数。

图6-13

例如，我所在网络访问所要经过的路由器的个数如图6-14所示。

图6-14

5.ARP命令的使用

地址解析协议，即ARP（AddressResolutionProtocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。

主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。

ARP工作原理：

图6-19LocalARPBroadcast

主机10.1.1.1要同10.1.1.2通信，首先查找自己的ARP缓存，若没有10.1.1.2的缓存记录，则发出如下的广播包：

“我是主机10.1.1.1，我的MAC地址是00-58-4C-00-03-B0，IP为10.1.1.2的主机请告诉我你的MAC地址”。

IP为10.1.1.2的主机响应这个广播，应答ARP广播为：

“我是10.1.1.2，我的MAC地址是0E-59-4C-00-33-B0”。

于是，主机10.1.1.1刷新自己的ARP缓存，然后发出该IP包。

在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。

参数解析

-a

通过询问TCP/IP显示当前ARP项。

如果指定了inet_addr，则只显指定计算机的IP和物理地址。

-g

与-a相同。

inet_addr

以加点的十进制标记指定IP地址。

-N

显示由if_addr指定的网络界面ARP项。

if_addr

指定需要修改其地址转换表接口的IP地址（如果有的话）。

如果不存在，

将使用第一个可适用的接口。

-d

删除由inet_addr指定的项。

-s

在ARP缓存中添加项，将IP地址inet_addr和物理地址ether_addr关联。

物理地址由以连字符分隔的6个十六进制字节给定。

使用带点的十进制标记指定。

IP地址。

项是永久性的，即在超时到期后项自动从缓存删除。

ether_addr

指定物理地址。

2双绞线的制作

1、EIA/TIA标准（EIA为美国电子工业协会/TIA为美国电信工业协会）

568A标准线序：

绿白绿橙白蓝蓝白橙棕白棕

568B标准线须：

橙白橙绿白蓝蓝白绿棕白棕

图2-1T568A/T568B线序

2、RJ-45水晶头

制作双绞线所需要的连接器是RJ-45水晶头，它前端有8个凹槽，凹槽内的金属接点共有8个。

RJ-45接头（水晶头）的一侧带有一条具有弹性的卡栓，用来固定在RJ-45插槽上。

翻过来相对的一面，则可看到8只金属接脚。

将接脚朝向自己，最左边的就是第1脚，然后往右依次为第2、3…8脚。

图2-2RJ-45水晶头

3、何为直通线？

何为交叉线？

直通线：

双绞线两端所使用的制作线序相同（同为T568A/T568B）即为直通线；直通线用于连接异种设备，例如：

计算机与集线器或交换机相连。

图2-3直通线线序

图2-4直通线连接

交叉线：

双绞线两端所使用的制作线序不同（两端分别使用T568A和T568B，即一端采用T568A标准，而另外一端采用T568B标准来制作）即为交叉线；用于连接同种设备，例如：

计算机与计算机相连。

图2-5交叉线线序

图2-6交叉线连接

3、双绞线制作之直通线制作举例

0）剪下一段所需要长度的双绞线；

1）使用压线钳上组刀片轻压双绞线并旋转，剥去双绞线两端外保护皮2cm-5cm；

2）分离4对电缆，按照所做双绞线的线序标准（T568A或T568B）排列整齐，并将已经分开排列整齐的导线逐一捋直整平；

3）维持电缆的线序和平整性，用压线钳上的剪刀将线头剪齐，保证不绞合电缆的长度最大为1.2cm；

4）将有序的线头顺着RJ-45头（保证RJ-45的金属片面向自己）的插口轻轻插入，插到底，并确保保护套也被插入，这时手不要松开；

5）再将RJ-45水晶头塞到压线钳里，这时应用力把双绞线往里推，接着用力按下手柄。

这样，一个接头就做好了；

6）用同样的方法制作另一端的水晶头；

7）用简单测线仪来检查所制作的双绞线是否连通，连通的标准为测线仪两端的亮灯顺序一样；

8）注意：

如果两个接头的线序都按照T568A或T568B标准制作，则所制作的双绞线为直通双绞线（简称直通线）；如果一个接头的线序按照T568A标准制作，而另一个接头的线序按照T568B标准制作，则所制作的双绞线为交叉双绞线（简称交叉线）。

各步骤制作流程：

1）准备好5类线、RJ-45水晶头和一把专用的压线钳（图步骤1）；

2）用压线钳的剥线刀口将5类线的外保护套管划开（小心不要将里面的双绞线的绝缘层划破），刀口距5类线的端头到少2厘米（图步骤2）；

3）将划开的外保护套管剥去（旋转、向外抽）（图步骤3）

4）露出5类线电缆中的4对双绞线（图步骤4）；

5）按照EIA/TIA568B标准和导线颜色将导线按规定的序号排好（图步骤5）；

6）将8根导线平坦整齐地平行排列，导线间不留空隙（图步骤6）；

7）准备用压线钳的剪刀口将8根导线剪断（图步骤7）；

8）剪断电缆线。

请注意：

一定要剪得很整齐，剥开的导线长度不可太短，可以先留长一些，不要剥开每根导线的绝缘外层，这时手要捏紧线缆（图步骤8）；

9）将剪断的电缆线放入RJ-45水晶头试试长短（要插到底），电缆线的外保护层最后应能够在RJ-45插头内的凹陷处被压实，反复进行调整（图步骤9）。

10）在确认一切都正确后（特别要注意不要将导线的顺序排列反了），将RJ-45插头放入压线钳的压头槽内，准备最后的压实（图步骤10）；

11）双手紧握压线钳的手柄，用力压紧（图步骤11a）（图步骤11b）。

请注意，在这一步骤完成后，插头的8个针脚接触点就穿过导线的绝缘外层，分别和8根导线紧紧地压接在一起。

12）完成（图步骤12）

13）两端都制作好以后，就要进行测试（图步骤13）。

4、双绞线的测试

直通线：

测线仪指示灯1-12-23-34-45-56-67-78-8显示即为测试成功；

交叉线：

测线仪指示灯1-32-63-14-45-56-27-78-8显示即为测试成功；

本节小结

通过本次实验学生掌握了双绞线的制作与测试过程，认识了包括压线钳、测线仪等仪器和制作工具，达到了教学目的。

顺利完成此次实验，需要授课教师的详细讲解。

问题思考：

1.集线器、交换机、路由器的区别？

2.传输介质的传输范围？

3.何时用到交叉线？

何时用到直通线？

实验2PacketTracer模拟器介绍及基本操作

实验目的：

熟悉PacketTracer模拟器及基本操作

实验器材：

WindowsXP主机、PacketTracer软件

实验内容：

1.初识PacketTracer

PacketTracer是Cisco公司针对CCNA认证开发的一个用来设计、配置和故障排除网络的模拟软件。

PacketTracer模拟器软件比Boson功能强大，比Dynamips操作简单，非常适合网络设备初学者使用。

1.1安装

以PacketTracer5.0为例，安装过程十分简单，在安装向导帮助下即可完成：

图一

图二

图三　开始菜单安装文件

1.2添加思科的网络设备及计算机构建网络

图四　PacketTracer5.0的界面

PacketTracer5.0非常简明扼要，白色的工作区显示得非常明白，工作区上方是菜单栏和工具栏，工作区下方是网络设备、计算机、连接栏，工作区右侧选择、册子设备工具栏。

　　图五　添加交换机

在设备工具栏内先找到要添加设备的类别，然后从该类别中寻找添加自己想要的设备。

在操作中，我先选择交换机，然后选择具体型号的思科交换机。

　　图六　拖动选择好的交换机到工作区

图七　（CiscoCatalyst2950）单击设备，查看设备的前面板、具有的模块及配置设备　　

图八　添加计算机：

PacketTracer5.0中有多种计算机

图九　查看计算机并可以给计算机添加功能模块

　　图十添加连接线连接各个设备

思科PacketTracer5.0有很多连接线，每一种连接线代表一种连接方式：

控制台连接、交叉双绞线连接、直连双绞线连接、光纤、串行DCE及串行DTE等连接方式供我们选择。

如果我们不能确定应该使用哪种连接，可以使用自动连接，让软件自动选择相应的连接方式。

图十一　连接计算机与交换机，选择计算机要连接的接口

　图十二　连接计算机与交换机，选择交换机要连接的接口　

图十三　在上图中，红色表示该连接线路不通，绿色表示连接通畅

图十四　删除连接及设备

图十五　把鼠标放在拓扑图中的设备上会显示当前设备信息

　　图十六　网络配置设备

单击要配置的设备，如果是网络设备（交换机、路由器等）在弹出的对话框中切换到“Config”或“CLI”可在图形界面或命令行界面对网络设备进行配置。

如果在图形界面下配置网络设备，下方会显示