实验 3 小型局域网组建 3.实验目的和内容 1 1.实验目的 (1)学会在实验平台上构建小型局域网等网络拓扑。 (2)学会设置主机的IP地址。 (3)掌握在实验平台上如何测试网络连通性。 2.实验内容 (1)在PacketTracer上构建小型局域网的网络拓扑。 (2)在PacketTracer上测试网络连通性。 3.实验原理 2 2.局域网的特征 3.1 局域网具有以下特点: (1)覆盖范围小。局域网通常分布在办公大楼、建筑群等范围内,距离有限,一般不超 过25km 。 (2)高传输速率。局域网支持较高的数据传输速率,从10Mb/s到几百Mb/s,甚至达到 10Gb/s。传输方式通常为基带传输,具有较好的传输质量和低误码率。 (3)设备多样性。局域网可以连接计算机、终端和各种外部设备。通常以微机为建网对 象,没有中央主机系统,而是共享一些外设。 (4)多种传输介质。局域网支持多种传输介质,例如,双绞线、同轴电缆、光纤和无线。可 以根据需求选择最适合的传输介质,以获得最佳性价比。 (5)易于组建和扩充。局域网建设成本低、周期短,容易维护和扩展,具有较大的灵活性。 综上所述,局域网是在小范围内实现资源共享和信息传输的计算机网络。局域网具有很 多优点,广泛应用于学校、企业等场合,并得到了快速发展。 2.局域网的种类 3.2 局域网一般由网络服务器、用户工作站、网络适配卡(即网卡)、传输介质和网络软件5部 分组成。然而,按照局域网的应用和内部关系可以进一步分为以下4类。 1.对等网(PertoPer) 对等网是非结构化的访问网络资源。对等网中的每—台设备可以同时是客户机和服务 器。网络中的所有设备可直接访问数据、软件和其他网络资源。也就是说,每一台网络计算机 与其他联网的计算机之间的关系是对等的,它们没有层次的划分。 对等网一般用于建立一些小型的局域网。由于没有专门的服务器,所以成本也相对较低。 它只是局域网中最基本的一种,所以很多管理功能都不能实现。但是,由于目前计算机的普及 和人们对联网的热情,对等网在实际应用中收到了很好的效果,已经可以满足很多场合的 需要。 对等网组建简单、成本低、维护方便、可扩充性好,特别适合在小范围内建立。这样的局域 网足以实现信息交流、资源共享、娱乐游戏等功能。 2. 客户机/服务器网 客户机/服务器(Client/Server,C/S)网又称服务器网络。在这样的局域网中,计算机划分 为客户机和服务器两个层次。这样的层次结构是为了适应网络规模增大导致的各种功能也增 多的情况而设计的。 客户机/服务器网络应用于较大规模的局域网中,它可以将大量本来需要手工操作的管理 都放到网上来进行网络化管理。利用它还可以建立强大的内部网(t), 实现多种服务的 Intrane 完美结合。可以说这种模式的局域网是一种理想的局域网构架。但它需要一台或多台高性能 的服务器,所以成本较高,不适合在太小的范围内建立。 3. 浏览器/服务器网 浏览器/服务器(Browser/Server,B/S)网是近年来兴起的一种新形态的局域网模式。这 样的模式和客户机/服务器网模式相比,最大的区别就是所使用的网络资源访问方法不同。 在浏览器/服务器网中同样有层次结构,但和客户机/服务器网不同,它是一种松散的结 构。用户不必专门在客户机上安装访问服务器的客户端软件,而是直接通过浏览器来使用共 享的资源。例如,用户可以直接通过浏览器访问网站等。 这样的结构在层次上显得比较松散,但在管理和使用上则更加集中了。所有的网络共享 资源都可以通过Web页面来管理和使用。这种模式是随着Internet的不断发展而兴起的,也 是局域网与Internet融合的表现。 4. 无盘工作站网 在无盘工作站网络中,工作站利用网络适配器上的启动芯片与服务器连接,使用服务器的 硬盘空间进行资源共享。 无盘工作站局域网可以实现客户机/服务器局域网的所有功能。由于工作站上没有磁盘 驱动器,每台工作站都需要从远程服务器启动,所以对服务器、工作站、网络组建的要求较高。 无盘工作站局域网的成本并不一定比客户机/服务器局域网低,但它的稳定性、安全性要好许 多,适合于局域网安全系数要求较高的场合。 3.3 局域网的网络地址 2. 众所周知,TCP/IP 是互联网和大多数局域网所采用的一组协议。在TCP/IP 协议中,连 接到网络上的每个主机和网络设备都有一个唯一的IP 地址。IP 地址由网络号和主机号两部 分组成,总共4字节,每个字节的取值范围为0~255,字节之间用小数点隔开。例如,一台主 机名为Hos1的计算机的IP 地址可以是192.7.就可以区分局 t168.127 。通过这样的IP 地址, 域网上的主机。 网络IP 地址被分为若干类,不同类别的IP 地址,其网络号和主机号的字节个数不同。 A、B、C类IP 地址的网络号依次占1字节、2字节、3字节,主机号依次占3字节、2字节、1字 节。从而,决定了各类网络的规模以及它可以拥有的IP 地址个数。例如,A类的局域网的IP 21 地址超过16000000 个,B类局域网所拥有的IP 地址数超过65000 个。显然,局域网的规模 大小取决于IP 地址范围以及子网掩码,既不要将同一IP 地址分配给多个主机,也不要将特殊 IP 地址分配给任何主机。 1. 局域网内部IP 地址 为了便于局域网使用IP 地址,在各类IP 地址中分别保留了一定范围的地址,以供各局域 网内部自己分配和使用,称为局域网内部IP 地址,如表3-1所示。使用内部IP 地址的主机要 和外网通信,必须通过代理服务器或进行网络地址转换。 表3- 1 内部IP 地址范围与局域网规模 局域网内部IP 地址范围子网掩码提供局域网的规模 10.0.0.0~10.255.255.255 255.0.0.0 1个A类网16777216-2 172.16.0.0~172.31.255.255 255.255.0.0 16 个B类网65536-2 192.168.0.0~192.168.255.255 255.255.255.0 256 个C类网256-2 2. 分配IP 地址 在局域网中分配IP 地址的方法有两种:可以为局域网上所有主机都手工分配一个静态 IP 地址;也可以使用一个DHCP 服务器来动态分配,即当一个主机登录到网络上时,服务器就 自动为该主机分配一个动态IP 地址。 静态IP 地址分配意味着为局域网上的每台计算机都手工分配唯一的IP 地址。同一个C 类局域网中所有主机IP 地址的前三字节(网络号)都相同,但最后一字节(主机号)却是唯一 的。并且,每个计算机都最好分配一个唯一的主机名。局域网上的每个主机将拥有同样的子 网掩码255.255.255.最好记录下局域网上所有主机的主机名和IP 地址, 0。在分配时, 以便日 后扩展网络时参考。 IP 地址的动态分配是通过一个DHCP(DynamicHostConfigurationProtocol,动态主机 配置协议)服务器完成的。当计算机登录到局域网上时,DHCP 服务器就会自动为它分配一 个唯一的IP 地址。在动态分配IP 地址的网络系统里,不需要手工分配主机名和域名。 本实验将采用局域网内部IP 地址和静态IP 地址分配,组建IEEE802.以太网协议)的 3( 对等网。 2.局域网的组建 3.4 1. 硬件安装 组建对等网所需的设备有微型计算机(简称微机)、网络适配器、交换机和双绞线等,将这 些设备正确地安装和连接起来便可成功组建一个小型局域网。 1)微机 准备用于充当工作站和服务器的微机不需要进行什么特别的安装。只需针对所要建立的 局域网是什么拓扑结构,合理地安排好工作站的位置就可以了。 注意,微机之间的距离不要过远,若靠墙放置则要在微机与墙之间留有一定的间隔,以便 于留出安装网线的空间,并利于微机散热。 2)网络适配器 如果网络适配器被集成在微机主板中,或者已经安装在微机主板上,则不需要再安装。如 22 果微机主机上没有安装网络适配器,则将微机的机箱盖打开,将网络适配器插入相应的插槽, 并且根据下列情况进行安装。 如果选择的是ISA 的网络适配器,则微机的主板上需要有ISA 插槽。现在的主板一般没 有专门的ISA 插槽,只有EISA 插槽。EISA 插槽向下兼容ISA 的板卡,可以将ISA 的网络适 配器插在EISA 插槽上。EISA 插槽一般是主板上黑色的、最长的插槽。将网络适配器插入插 槽中,固定好螺丝。 如果选择的是PCI 的网络适配器,那么可以将网络适配器直接插入主板上的PCI 插槽 中。PCI 插槽一般是主板上白色的、较短的插槽,有时插在某个PCI 插槽上容易和其他配件发 生冲突,出现这种情况时请换一个插槽。 有的网络适配器上带有加电指示灯,当适配器插好后,开机加电时可以看见指示灯变亮。 如果不带该指示灯,那么只有在网络连接通后,数据传输时才会看见数据指示灯闪烁。 将网络适配器插好固定后,盖上机箱盖。 3)交换机 将交换机放在合适的位置,使每台微机和交换机的距离合理。当交换机加电后,其加电指 示灯应该亮,否则查看交换机的电源连线是否正确。 交换机有一个端口是“交叉连接口”,当需要将—台交换机和其他交换机连接时,请使用该 端口连接。若使用普通端口连接两个交换机,则采用双绞线交叉跳线。 4)双绞线 在安装前按照双绞线是交叉线还是直连线的线序做好RJ-45 水晶头。可以使用专门的测 线器检查双绞线是否连通。不要使用过长或过短的双绞线。 将双绞线的一个RJ-45 水晶头插入网络适配器中,另一头插入交换机的—个端口中。注 意,RJ-45 水晶头具有正反,如果插反了则没有办法插进去。 2. 主机静态IP 地址设置 主机静态IP 地址设置如下: (1)启动Windows系统。 (2)双击“我的电脑”,选择“控制面板”→“网络连接”。 InterneTCP/IP) (3)右击“本地连接”,再选择“属性”→“常规”,找到并单击“t协议(”。 (4)单击“属性”→“常规”后,选择“使用下面的IP 地址”,然后填入IP 地址和子网掩码。 (5)单击“ 按钮, 确定” IP 地址生效。 3. 网络连通测试 在访问网络中的计算机之前,首先要确认这两台计算机在网络上是否已经连接好了,也就 是说硬件部分是否连通。可以通过Windows,也就是选择“开始”→“运行”,输入ping命令来 检测。 对两台计算机,比如192.1.168.2, 168.1的计算机上使 168.1和192.1.可以在IP 地址是192.1. 用命令pig192.1.或者在IP 地址是192.1.ig192.1.检 n168.2, 168.2的计算机上使用命令pn168.1, 查两台电脑是否已经连通。若没连通就要检查硬件的问题,例如,网卡是不是好的,有没有插 好,网线是不是完好。 23 3.实验环境与设备 3 如图3-1所示,局域网包含4台主机(PC0 、PC1 、PC2 和PC3 )、一台交换机(Switch0 )、一 个集线器(Hub0 )。 图3- 1 小型局域网网络拓扑 IP 地址分配如下 : PC0IP=168.1; 192.1. PC1IP=168.2; 192.1. PC2IP=168.3; 192.1. PC3IP=168.4 。 192.1. 子网掩码均为:255.0 。 255. 255. 3.实验步骤 4 1. 在PacketTracer平台上搭建网络拓扑 (1)添加网络设备。如图3-2所示,在PacketTracer左下角依次单击NetworkDevices、 Switches,选择2960 型号交换机,将其拖曳到面板上。 图3- 2 选择交换机 如图3-3所示,再依次单击NetworkDevices、Hubs,选择PTHub型号集线器,将其拖曳 到面板上。 如图3-4所示,再依次单击EndDevices、PC-PT,选择PC 主机,拖曳4台主机到面 板上。 24 图3- 3 选择集线器 图3- 4 选择主机 (2)连接网络设备。如图3-5所示,在PacketTracer左下角单击Connections,在右侧选 择AutomaticalyChooseConnectionType自动判断连线类型。按照图3-1所示,依次单击连 接每个网络元件。 图3- 5 选择连线 25 2. 主机静态IP 地址设置 双击面板上的PC0,如图3-6所示,依次单击Desktop、IPConfiguration,选择Static静态 分配IP4网络地址,然后填入IP 地址192.1和掩码255.0。 v168.255. 1.255. 图3- 6 配置主机IP 同理,依次为PC1 、PC2 、PC3 配置其相应的IP 地址和子网掩码。 3. 网络连通测试 (1)通过ping命令进行测试。 双击面板上的PC0,如图3-7所示,依次单击Desktop、CommandPrompt,进入主机的命 令行。输入命令pin168.2,测试与主机PC1 的连通性,结果如图3-7所示,PC0 能pn g192.1.ig 通PC1,可见PC0 与PC1 之间是连通的。 同理可依次测试其他各主机之间是否是连通的。 (2)通过PacketTracer的添加PDU 功能进行测试。 26 图3- 7 使用ping命令测试连通性 如图3-8所示,单击PacketTracer上方工具栏中的AddSimplePDU 按钮,再依次单击 PC0 、PC1,就可以完成PC0 与PC1 之间的连通性测试。在PacketTracer界面右下方状态栏 中可以切换Realtime 和Simulation模式。结果如图3-9所示。 图3- 8 AddSimplePDU 以及切换Realtime和Simulation 图3- 9 连通性测试结果 PacketTracer的添加PDU 功能分为Realtime 和Simulation两种模式,默认为Realtime 模式。Realtime 模式只能观察到PDU 传送结果,而Simulation可以看到PDU 在网络中传播 过程中的每一步。 27 切换到Simulation模式后,重复上面的操作,如图3-10 所示,单击 按钮可以查看PDU 在网络中传播的每一步。结果如图3-11 所示。 同理,可测试其他各主机之间是否连通。 图3-10 ADDSimplePDU 的Simulation模式 图3-11 Simulation结果 28 图3-11 (续) 4. 在锐捷网络实验平台搭建局域网 因为实验平台中无集线器,因此在实验平台中仅模拟最简单的局域网———两台主机连接到 一台交换机上组成的局域网。在云实验平台中,选择自己对应的机架,选择PC1 的接口后,再选 择交换机的接口,将PC1 连接在交换机上。同理,把PC2 连接在交换机上,如图3-12 所示。 图3-12 在云实验平台中搭建网络拓扑 29 单击“逻辑拓扑图”按钮,检查生成的网络拓扑图,如图3-13 所示。 图3-13 自动生成的实验网络拓扑图 5. 使用以太网5网卡进行实验 在实验中,要禁用其他的以太网网卡,使用以太网5网卡进行实验,如图3-14 所示。 图3-14 使用以太网5网卡进行实验 6. 配置PC1 和PC2 的IP 地址 接下来配置PC1 与PC2 的IP 地址,配置以太网5网卡的IPv4地址,给PC1 设置IP 地址 202.114.66.给PC2 设置IP 地址202.66.如图315 所示。 1, 114.2, 图3-15 配置PC1 的IP 地址 7. 检查网络是否连通 IP 配置完成后,打开PC1 的cmd 命令行,输入命令:pin114.2,检查网络是否连 通,如图3-16 所示。 g202.66. 30 图3-16 使用ping命令检查网络连通性 3.实验思考题 5 1. 客户机/服务器和浏览器/服务器模式的网络是否架构在对等网的基础之上? 2. 在对等网的基础上,组建其他类型的局域网还需要什么网络设备? 3. 对等网、客户机/服务器网和浏览器/服务器网在结构、层次和网络资源访问方式上有 哪些不同? 4. 如何测试网络连通性? 5. 如何设置局域网共享? 31