【正文】 .................................................... 87 8． 3 網(wǎng)絡(luò)層故障分析與處理 ......................................................................................... 88 8． 4 傳輸層及高層故障分析與處理 .............................................................................. 88 協(xié)議故障 ............................................................................................................... 88 配置故障 ............................................................................................................... 89 操作系統(tǒng)故障 ........................................................................................................ 89 由于病毒產(chǎn)生的問(wèn)題 ............................................................................................. 90 實(shí)驗(yàn)一 FRAMERELAY 交換機(jī) .......................................................................... 90 實(shí)驗(yàn)二 PPP CHAP 實(shí)驗(yàn) .................................................................................... 92 實(shí)驗(yàn)三 PPP PAP 認(rèn)證 ...................................................................................... 94 實(shí)驗(yàn)四 RIP 動(dòng)態(tài)路由 ....................................................................................... 96 實(shí)驗(yàn)五 OSPF 動(dòng)態(tài)路由 .................................................................................... 98 實(shí)驗(yàn)六 ACL 的應(yīng)用 ...................................................................................... 100 綜合實(shí)驗(yàn) .............................................................................................. 103 第 1章 IP 地址的分配及 IP 子網(wǎng)劃分 隨著電腦技術(shù)的普及和因特網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，因特網(wǎng)已作為 21 世紀(jì)人類(lèi)的一種新的生活方式而深入到尋常百姓家。 IP 地址 概述 在網(wǎng)絡(luò)中，我們需要唯一地標(biāo)識(shí) Inter 上的每一個(gè)設(shè)備以確保所有設(shè)備的全球通信。地址唯一是指每一個(gè)地址定義了一個(gè)且僅有一個(gè)到 Inter 的連接。地址空間就是協(xié)議所使用的地址總數(shù)。我們將會(huì)看到，實(shí)際的數(shù)字要遠(yuǎn)小于這個(gè)數(shù)值。這樣，有時(shí)就會(huì)聽(tīng)到說(shuō)： IP 地址是 32 位地址、 4個(gè)八位組 地址，或者 4 字節(jié)地址。 3. 十六進(jìn)制表示法 有時(shí)我們會(huì)見(jiàn)到十六進(jìn)制表示法的 IP 地址。如： 10000001 00001011 00001011 11100111 表示成十六進(jìn)制： 0x819B0BEF 地址的分類(lèi) 在剛開(kāi)始使用 IP 地址時(shí)， IP 地址使用分類(lèi)的概念。我們先來(lái)討論“分類(lèi)編址”。 (2)網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的 IP 地址必須是唯一的。圖 13給出了每一類(lèi)地址空間的占用情況（近似的）。表 11 給出了每一類(lèi)的地址數(shù)。 B 類(lèi)地址的最高兩位 10和后隨的 14 位是網(wǎng)絡(luò)號(hào)部分，剩下的 16 位表示網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)號(hào)。這樣，一個(gè)互連網(wǎng)將允許包含 200 萬(wàn)個(gè) C 類(lèi)網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè) C 類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中最多可以有 254 個(gè)節(jié)點(diǎn)，較小的單位和公司都使用 C 類(lèi)地址。 A類(lèi)地址以 1— 126 開(kāi)始， B 類(lèi)地址以 128— 191 開(kāi)始， C 類(lèi)地址以 192— 223 開(kāi)始， C 類(lèi)地址以 224－ 239 開(kāi)始。 5 A、 B、 C 三類(lèi)地址中的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼見(jiàn)下表： 表 12 默認(rèn)掩碼 類(lèi) 二進(jìn)制表示的掩碼 點(diǎn)分十進(jìn)制表示的掩碼 A 11111111 00000000 00000000 00000000 B 11111111 11111111 00000000 00000000 C 11111111 11111111 11111111 00000000 特殊地址 A 類(lèi)、 B 類(lèi)和 C 類(lèi)地址中的某部分空間可用作特殊的地址（見(jiàn)表 13）。路由器使用這種地址把一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送到一個(gè)特定網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)。 如：路由器發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，目的地址為 ，而該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)采用默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼 分配 IP 地址，則這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的所 有設(shè)備都接收和處理這個(gè)數(shù)據(jù)包，即以 開(kāi)頭的所有設(shè)備。應(yīng)注意，這種地址屬于 E 類(lèi)地址。因此這個(gè)地址可用于測(cè)試 IP 軟件。 專(zhuān)用地址 在每一類(lèi)地址中都有一些段被指派作為專(zhuān)用。 1． 單播地址 單播通信是一對(duì)一的。 2． 多播地址 多播，又稱(chēng)組播。整個(gè)的地址定義了一個(gè)組號(hào)。 Inter 上的多播可以是本地級(jí)的，也可以是全局級(jí)的。 Inter 只允許進(jìn)行本地級(jí)廣播。 子網(wǎng) 劃分 IP 編址被設(shè)計(jì)成兩級(jí)層次結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。應(yīng)當(dāng)注意到默認(rèn)子網(wǎng)掩碼（ ）表示所有地址都有 16 位是共同的。眾多的主機(jī)不能再劃分為組，而所有的主機(jī)都在同一個(gè)層次上。 圖 15 分成子網(wǎng) 在以上的示例中， Inter 的其余部分并不知道這個(gè)網(wǎng)絡(luò)已劃分為三個(gè)物理子網(wǎng)：這三個(gè)子網(wǎng)對(duì) Inter 的其余部分來(lái)說(shuō)仍然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。它知道分組必須交付給子網(wǎng) 。見(jiàn)圖 2511。如： 020668866886001。這時(shí)子網(wǎng)掩碼有更多的 1。但是在今天，我們都使用連續(xù)的掩碼（即一串 1后面跟隨一串 0）。 1. 直接的方法 使用直接的方法時(shí)，我們把二進(jìn)制表示法的地址和掩碼進(jìn)行“與”操作，找出子網(wǎng)地址。 10 以上示例，我們可以采取這種方法來(lái)計(jì)算： 主機(jī)地址 144. 子網(wǎng)掩碼 . 0 子網(wǎng)地址 144. . 0 子網(wǎng)地址是： 子網(wǎng)數(shù)和每一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的地址數(shù) 計(jì)算在使用子網(wǎng)掩碼時(shí)給默認(rèn)掩碼增加的 1 的個(gè)數(shù)，就可以找出子網(wǎng)數(shù)。 但是，每一個(gè)子網(wǎng)中的第一個(gè)地址（即主機(jī)位全 0）是子網(wǎng)地址。這需要幾個(gè)步驟。應(yīng)當(dāng)注意到，選擇 0 表示不劃分子網(wǎng)。 （ 3） 把步驟 1 和 2 中的 1 的個(gè)數(shù)相加。 第一種方法是從第一個(gè)子網(wǎng)開(kāi)始。對(duì)這個(gè)子網(wǎng)重復(fù)以上過(guò)程。然后我們把這個(gè)地址減 1 找出倒數(shù)，第二個(gè)子網(wǎng)的最后一個(gè)地址。試設(shè)計(jì)這個(gè)子網(wǎng)。下一個(gè) 2 的整數(shù)次方是 8（ 2 的 3次方）。 （ 5） 掩碼是 11111111 11111111 11111111 11100000，即 。我們從第一個(gè)子網(wǎng)開(kāi)始： a. 這個(gè)子網(wǎng)第一個(gè)地址是 （地址段中的第一個(gè)地址）。 b. 計(jì)算這個(gè)子網(wǎng)最后一個(gè)地址可在第一個(gè)地址上加 31。 2． 簡(jiǎn)述 IP 地址的作用及其分類(lèi)方法 3． 簡(jiǎn)述子網(wǎng)劃分的方法 4． 若主機(jī)地址是 ，而網(wǎng)絡(luò)掩碼是 ，試求子網(wǎng)地址和廣播地址。 13 第 2章 園區(qū)網(wǎng)中的廣播流量控制 VLAN 概述 什么是 VLAN？ VLAN（ Virtual LAN），翻譯成中文是“虛擬局域網(wǎng)”。廣播域，指的是廣播幀（目標(biāo) MAC 地址全部為 1）所能傳遞到的范圍，亦即能夠直接通信的范圍。具體原因，以圖 11 為例來(lái)加深理解。 圖 21 廣播域 如圖 22 所示，交換機(jī) 1 收到廣播幀（ ARP 請(qǐng)求）后，會(huì)將它轉(zhuǎn)發(fā)給除接收端口 外的其他所有端口，也就是 Flooding 了。 圖 22 ARP 請(qǐng)求 在這里要注意，這 個(gè) ARP 請(qǐng)求原本是為了獲得計(jì)算機(jī) B 的 MAC 地址而發(fā)出的。造成了網(wǎng)絡(luò)帶寬和 CPU 運(yùn)算能力的大量無(wú)謂消耗。當(dāng)客戶(hù)機(jī)請(qǐng)求 DHCP 服務(wù)器分配 IP 地址時(shí)，就必須發(fā)出 DHCP 的廣播。例如在 Windows 下雙擊打開(kāi)“網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)”時(shí)就會(huì)發(fā)出廣播（多播）信息。 ? DHCP：用于自動(dòng)設(shè)定 IP 地址的協(xié)議。 如果整個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)廣播域，那么一旦發(fā)出廣播信息，就會(huì)傳遍整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)帶來(lái)額外的負(fù)擔(dān)。 但是，通常情況下路由器上不會(huì)有太多的網(wǎng)絡(luò)接口，其數(shù)目多在 1～ 4 個(gè)左右。因此如果能使用它分割廣播域，那么無(wú)疑運(yùn)用上的靈活性會(huì)大大提高。 訪問(wèn)鏈接 訪問(wèn)鏈接，指的是“只屬于一個(gè) VLAN，且 僅向該 VLAN 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀”的端口。前者被稱(chēng)為“靜態(tài) VLAN”、后者自然就是“動(dòng)態(tài) VLAN”了。并且，客戶(hù)機(jī)每次變更所連端口，都必須同時(shí)更改該端口所屬 VLAN的設(shè)定，這顯然不適合那些需要頻繁改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。 基于 MAC 地址的 VLAN，就是通過(guò)查詢(xún)并記錄端口所連計(jì)算機(jī)上網(wǎng)卡的 MAC 地址來(lái)決定端口的所屬。 17 圖 24 基于 MAC 地址的動(dòng)態(tài) VLAN 由于是基于 MAC 地址決定所屬 VLAN 的，因此可以理解為這是一種在 OSI 的第二層設(shè)定訪問(wèn)鏈接的方法。不像基于 MAC地址的 VLAN，即使計(jì)算機(jī)因?yàn)榻粨Q了網(wǎng)卡或是其他原因?qū)е?MAC 地址改變，只要它的 IP 地址不變，就仍可以加入原先設(shè)定的 VLAN。 基于用戶(hù) 的 VLAN，則是根據(jù)交換機(jī)各端口所連的計(jì)算機(jī)上當(dāng)前登錄的用戶(hù)，來(lái)決定該端口屬于哪個(gè) VLAN。 訪問(wèn)鏈接 的總結(jié) 綜上所述，設(shè)定訪問(wèn)鏈接的方法有靜態(tài) VLAN 和動(dòng)態(tài) VLAN 兩種，其中動(dòng)態(tài) VLAN 又可以繼續(xù)細(xì)分成幾個(gè)小類(lèi)。 首先，在一臺(tái)未設(shè)置任何 VLAN 的二層交換機(jī)上，任何廣播幀都會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)給除接收端口外的所有其他端口（ Flooding）。 同樣， C 發(fā)送廣播信息時(shí)，只會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)給其他屬于藍(lán)色 VLAN 的端口 4，而不會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)給屬于紅色 VLAN 的端口。 直觀地描述 VLAN 如果要更為直觀地描述 VLAN 的話(huà)，我們可以把它理解為將一臺(tái)交換機(jī)在邏輯上分割成了數(shù)臺(tái)交換機(jī)。 但是， VLAN 生成的邏輯上的交換機(jī)是互不相通的。 需要 VLAN 間通信時(shí)怎么辦 那么，當(dāng)我們需要在不同的 VLAN 間通信時(shí)又該如何處理呢？ 請(qǐng)讀者再次回憶一下： VLAN 是廣播域 ， 而通常兩個(gè)廣播域之間由路由器連接，廣播域之間來(lái)往的數(shù)據(jù)包都是由路由器中繼的。 明明接在同一臺(tái)交換機(jī)上，但卻偏偏無(wú)法通信，這個(gè)事實(shí)也許讓人難以接受。如圖 27 所示。 19 圖 26 設(shè)置 VLAN 就這樣， VLAN 通過(guò)限制廣播幀轉(zhuǎn)發(fā)的范圍分割了廣播域。 這時(shí)，如果在交換機(jī)上生成紅、藍(lán)兩個(gè) VLAN，同時(shí)設(shè)置端口 2 屬于紅色 VLAN、端口 4 屬于藍(lán)色 VLAN。 下面總結(jié)了靜態(tài) VLAN 和動(dòng)態(tài) VLAN 的相關(guān)信息。這些用戶(hù)名信息，屬于 OSI 第四層以上的信息。 圖 25 基于 IP 地址的動(dòng)態(tài) VLAN 18 因此，與基于 MAC 地址的 VLAN 相比，能夠更為簡(jiǎn)便地改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而且如果計(jì)算機(jī)更換了網(wǎng)卡，還是需要更改設(shè)定。計(jì)算機(jī)連在端口 1 時(shí)，端口 1 屬于 VLAN10；而計(jì)算機(jī)連在端口 2 時(shí)，則是端口 2 屬于 VLAN10。這就可以避免上述的更改設(shè)定之類(lèi)的操作。顧名思義，就是明確指定各端口屬于哪個(gè) VLAN 的設(shè)定方法，如圖 23 所示。 通常設(shè)置 VLAN 的順序是： 1）生成 VLAN； 2）設(shè)定訪問(wèn)鏈接（決定各端口屬于哪一個(gè) VLAN）。通過(guò)利用 VLAN，我們可以自由設(shè)計(jì)廣播域的構(gòu)成，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的自由度。 況且使用路由器分割廣播域的話(huà)，所能分割的個(gè)數(shù)完全取決于路由器的網(wǎng) 絡(luò)接口個(gè)數(shù)，使得用戶(hù)無(wú)法自由地根據(jù)實(shí)際需要分割廣播域。 廣播域的分割與 VLAN 的必要性 分割廣播域時(shí)，一般都必須使用到路由器。 ? IPX： Novell Netware 使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。下面列出的就是一些常見(jiàn)的廣播通信： ? ARP