【正文】 .................................................... 87 8． 3 網(wǎng)絡層故障分析與處理 ......................................................................................... 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)生的問題 ............................................................................................. 90 實驗一 FRAMERELAY 交換機 .......................................................................... 90 實驗二 PPP CHAP 實驗 .................................................................................... 92 實驗三 PPP PAP 認證 ...................................................................................... 94 實驗四 RIP 動態(tài)路由 ....................................................................................... 96 實驗五 OSPF 動態(tài)路由 .................................................................................... 98 實驗六 ACL 的應用 ...................................................................................... 100 綜合實驗 .............................................................................................. 103 第 1章 IP 地址的分配及 IP 子網(wǎng)劃分 隨著電腦技術的普及和因特網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展，因特網(wǎng)已作為 21 世紀人類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)絡中，我們需要唯一地標識 Inter 上的每一個設備以確保所有設備的全球通信。地址唯一是指每一個地址定義了一個且僅有一個到 Inter 的連接。地址空間就是協(xié)議所使用的地址總數(shù)。我們將會看到，實際的數(shù)字要遠小于這個數(shù)值。這樣，有時就會聽到說： IP 地址是 32 位地址、 4個八位組 地址，或者 4 字節(jié)地址。 3. 十六進制表示法 有時我們會見到十六進制表示法的 IP 地址。如： 10000001 00001011 00001011 11100111 表示成十六進制： 0x819B0BEF 地址的分類 在剛開始使用 IP 地址時， IP 地址使用分類的概念。我們先來討論“分類編址”。 (2)網(wǎng)絡上每個節(jié)點的 IP 地址必須是唯一的。圖 13給出了每一類地址空間的占用情況（近似的）。表 11 給出了每一類的地址數(shù)。 B 類地址的最高兩位 10和后隨的 14 位是網(wǎng)絡號部分，剩下的 16 位表示網(wǎng)內(nèi)的主機號。這樣，一個互連網(wǎng)將允許包含 200 萬個 C 類網(wǎng)絡，每一個 C 類網(wǎng)絡中最多可以有 254 個節(jié)點，較小的單位和公司都使用 C 類地址。 A類地址以 1— 126 開始， B 類地址以 128— 191 開始， C 類地址以 192— 223 開始， C 類地址以 224－ 239 開始。 5 A、 B、 C 三類地址中的默認子網(wǎng)掩碼見下表： 表 12 默認掩碼 類 二進制表示的掩碼 點分十進制表示的掩碼 A 11111111 00000000 00000000 00000000 B 11111111 11111111 00000000 00000000 C 11111111 11111111 11111111 00000000 特殊地址 A 類、 B 類和 C 類地址中的某部分空間可用作特殊的地址（見表 13）。路由器使用這種地址把一個數(shù)據(jù)包發(fā)送到一個特定網(wǎng)絡上的所有主機。 如：路由器發(fā)送數(shù)據(jù)報，目的地址為 ，而該網(wǎng)絡內(nèi)采用默認的子網(wǎng)掩碼 分配 IP 地址，則這個網(wǎng)絡上的所 有設備都接收和處理這個數(shù)據(jù)包，即以 開頭的所有設備。應注意，這種地址屬于 E 類地址。因此這個地址可用于測試 IP 軟件。 專用地址 在每一類地址中都有一些段被指派作為專用。 1． 單播地址 單播通信是一對一的。 2． 多播地址 多播，又稱組播。整個的地址定義了一個組號。 Inter 上的多播可以是本地級的，也可以是全局級的。 Inter 只允許進行本地級廣播。 子網(wǎng) 劃分 IP 編址被設計成兩級層次結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡地址和主機地址。應當注意到默認子網(wǎng)掩碼（ ）表示所有地址都有 16 位是共同的。眾多的主機不能再劃分為組，而所有的主機都在同一個層次上。 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網(wǎng)絡已劃分為三個物理子網(wǎng)：這三個子網(wǎng)對 Inter 的其余部分來說仍然是一個網(wǎng)絡。它知道分組必須交付給子網(wǎng) 。見圖 2511。如： 020668866886001。這時子網(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，我們把二進制表示法的地址和掩碼進行“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計算： 主機地址 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)和每一個子網(wǎng)內(nèi)的地址數(shù) 計算在使用子網(wǎng)掩碼時給默認掩碼增加的 1 的個數(shù)，就可以找出子網(wǎng)數(shù)。 但是，每一個子網(wǎng)中的第一個地址（即主機位全 0）是子網(wǎng)地址。這需要幾個步驟。應當注意到，選擇 0 表示不劃分子網(wǎng)。 （ 3） 把步驟 1 和 2 中的 1 的個數(shù)相加。 第一種方法是從第一個子網(wǎng)開始。對這個子網(wǎng)重復以上過程。然后我們把這個地址減 1 找出倒數(shù)，第二個子網(wǎng)的最后一個地址。試設計這個子網(wǎng)。下一個 2 的整數(shù)次方是 8（ 2 的 3次方）。 （ 5） 掩碼是 11111111 11111111 11111111 11100000，即 。我們從第一個子網(wǎng)開始： a. 這個子網(wǎng)第一個地址是 （地址段中的第一個地址）。 b. 計算這個子網(wǎng)最后一個地址可在第一個地址上加 31。 2． 簡述 IP 地址的作用及其分類方法 3． 簡述子網(wǎng)劃分的方法 4． 若主機地址是 ，而網(wǎng)絡掩碼是 ，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 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 為例來加深理解。 圖 21 廣播域 如圖 22 所示，交換機 1 收到廣播幀（ ARP 請求）后，會將它轉(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 請求 在這里要注意，這 個 ARP 請求原本是為了獲得計算機 B 的 MAC 地址而發(fā)出的。造成了網(wǎng)絡帶寬和 CPU 運算能力的大量無謂消耗。當客戶機請求 DHCP 服務器分配 IP 地址時，就必須發(fā)出 DHCP 的廣播。例如在 Windows 下雙擊打開“網(wǎng)絡計算機”時就會發(fā)出廣播（多播）信息。 ? DHCP：用于自動設定 IP 地址的協(xié)議。 如果整個網(wǎng)絡只有一個廣播域，那么一旦發(fā)出廣播信息，就會傳遍整個網(wǎng)絡，并且對網(wǎng)絡中的主機帶來額外的負擔。 但是，通常情況下路由器上不會有太多的網(wǎng)絡接口，其數(shù)目多在 1～ 4 個左右。因此如果能使用它分割廣播域，那么無疑運用上的靈活性會大大提高。 訪問鏈接 訪問鏈接，指的是“只屬于一個 VLAN，且 僅向該 VLAN 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀”的端口。前者被稱為“靜態(tài) VLAN”、后者自然就是“動態(tài) VLAN”了。并且，客戶機每次變更所連端口，都必須同時更改該端口所屬 VLAN的設定，這顯然不適合那些需要頻繁改變拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡。 基于 MAC 地址的 VLAN，就是通過查詢并記錄端口所連計算機上網(wǎng)卡的 MAC 地址來決定端口的所屬。 17 圖 24 基于 MAC 地址的動態(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 的第二層設定訪問鏈接的方法。不像基于 MAC地址的 VLAN，即使計算機因為交換了網(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定的 VLAN。 基于用戶 的 VLAN，則是根據(jù)交換機各端口所連的計算機上當前登錄的用戶，來決定該端口屬于哪個 VLAN。 訪問鏈接 的總結(jié) 綜上所述，設定訪問鏈接的方法有靜態(tài) VLAN 和動態(tài) VLAN 兩種，其中動態(tài) VLAN 又可以繼續(xù)細分成幾個小類。 首先，在一臺未設置任何 VLAN 的二層交換機上，任何廣播幀都會被轉(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，只會被轉(zhuǎn)發(fā)給其他屬于藍色 VLAN 的端口 4，而不會被轉(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，我們可以把它理解為將一臺交換機在邏輯上分割成了數(shù)臺交換機。 但是， VLAN 生成的邏輯上的交換機是互不相通的。 需要 VLAN 間通信時怎么辦 那么，當我們需要在不同的 VLAN 間通信時又該如何處理呢？ 請讀者再次回憶一下： VLAN 是廣播域 ， 而通常兩個廣播域之間由路由器連接，廣播域之間來往的數(shù)據(jù)包都是由路由器中繼的。 明明接在同一臺交換機上，但卻偏偏無法通信，這個事實也許讓人難以接受。如圖 27 所示。 19 圖 26 設置 VLAN 就這樣， VLAN 通過限制廣播幀轉(zhuǎn)發(fā)的范圍分割了廣播域。 這時，如果在交換機上生成紅、藍兩個 VLAN，同時設置端口 2 屬于紅色 VLAN、端口 4 屬于藍色 VLAN。 下面總結(jié)了靜態(tài) VLAN 和動態(tài) VLAN 的相關信息。這些用戶名信息，屬于 OSI 第四層以上的信息。 圖 25 基于 IP 地址的動態(tài) VLAN 18 因此，與基于 MAC 地址的 VLAN 相比，能夠更為簡便地改變網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。而且如果計算機更換了網(wǎng)卡，還是需要更改設定。計算機連在端口 1 時，端口 1 屬于 VLAN10；而計算機連在端口 2 時，則是端口 2 屬于 VLAN10。這就可以避免上述的更改設定之類的操作。顧名思義，就是明確指定各端口屬于哪個 VLAN 的設定方法，如圖 23 所示。 通常設置 VLAN 的順序是： 1）生成 VLAN； 2）設定訪問鏈接（決定各端口屬于哪一個 VLAN）。通過利用 VLAN，我們可以自由設計廣播域的構(gòu)成，提高網(wǎng)絡設計的自由度。 況且使用路由器分割廣播域的話，所能分割的個數(shù)完全取決于路由器的網(wǎng) 絡接口個數(shù)，使得用戶無法自由地根據(jù)實際需要分割廣播域。 廣播域的分割與 VLAN 的必要性 分割廣播域時，一般都必須使用到路由器。 ? IPX： Novell Netware 使用的網(wǎng)絡協(xié)議。下面列出的就是一些常見的廣播通信： ? ARP