路由交换技术电子教案-ch01-探索计算机网络

教案序号1周次授课形式讲练结合授课章节名称探索计算机网络教学目的1.理解网络类型与网络拓扑。2.理解网络参考模型。3.理解数据转发过程。教学重点1.掌握VRP的基本操作。2.掌握ping、tracert命令的使用。教学难点1.理解数据转发过程。2.掌握VRP的基本操作。使用教具计算机、ppt、eNSP、触摸白板课外作业复习本节，预习下节课后体会同学们对本堂课的掌握情况良好授课主要内容本项目知识图谱1.1数据通信网络基础

通信，作为人类交流的一种古老而持久的方式，其历史源远流长。在诸多与通信相关的专业课程中，我们常常能够见到诸如烽火传信等经典例子，它们生动地展示了通信行为的悠久起源。通信可以被定义为通过某种特定手段，将信息从发送者跨越一定距离传递给接收者的过信息的发送者和接收者。1.2网络类型与网络拓扑1．网络类型

按照地理覆盖范围来划分，网络可以分为局域网(LocalAreaNetwork，LAN)、城域网(MetropolitanAreaNetwork，MAN)和广域网(WideAreaNetwork，WAN)。（1）局域网

局域网是在特定地理空间内，通过连接计算机、服务器和各类网络设备而组成的网络。其覆盖范围通常局限在数千米的地域内，既可以小至一间单身公寓，也能扩展至包含多栋建筑的大型机构，如高校校园。构建局域网的核心目的在于促进该区域内用户之间的数据互通与资源共享。局域网的应用较广泛，包括企业网络、校园网络以及家庭网络等。（2）城域网城域网是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，属宽带局域网。它提供了高速数据传输和无缝连接的服务，可以进行大规模的文件共享、视频会议、网络游戏等多种应用。城域网覆盖范围一般在一个城市或几个城市之间，通常在几十公里到几百公里之间。其传输媒介主要采用光缆，传输速率在100Mbit/s以上，具有低延迟、高可靠性的特点。（3）广域网广域网指分布在广阔地理区域的局域网或城域网相互连接，以此实现跨地域的数据共享与交流。相较于城域网，广域网的覆盖范围更为广泛，能够跨越不同的城市乃至国家，因此，它依赖于运营商的网络设施来搭建。广域网的特点主要体现在传输距离长、传输速率慢，成本较高。在物理传输层面，广域网主要依赖运营商铺设的光纤线路，以确保数据的高效传输。2．网络拓扑

网络拓扑描述的是通过传输媒介（诸如双绞线、光纤等）连接各类设备（包括计算机终端、路由器及交换机等）时所形成的结构化布局模式。（1）星型拓扑星型拓扑是指所有节点均通过一个核心节点相互连接，如图1-3所示。图1-3星型拓扑（2）总线型拓扑总线型拓扑是指节点通过一条总线（例如同轴电缆）实现互联，如图1-4所示。图1-4总线型拓扑（3）环型拓扑环形拓扑指的是节点之间以闭合环状方式相互连接，如图1-5所示。图1-5环型拓扑（4）树型拓扑树型拓扑是指各个节点均通过一个中心节点实现互联，如图1-6所示。图1-6树型拓扑（5）全网状拓扑全网状拓扑是指每个节点均通过线缆直接与其他所有节点相连，如图1-7所示。图1-7全网状拓扑（6）部分网状拓扑部分网状拓扑是网状拓扑的一种简化形式，其中网络的部分或所有节点与部分其他节点建立直接连接，如图1-8所示。图1-8部分网状拓扑1.3网络参考模型

1．OSI参考模型该模型将计算机网络通信划分为七个不同的层次，每个层次执行特定的功能，并且依赖于其下一层提供的服务，如表1-1所示。表1-1OSI参考模型层名作用常用协议或设备7.

应用层应用程序或用户请求提供服务HTTP、FTP、TELNET、SMTP、POP36.

表示层进行数据格式的转换，以确保一个系统生成的应用层数据能够被另外一个系统的应用层所识别和理解。LPP、NBSSP5.

会话层在通信双方之间建立、管理和终止会话。SSL、TLS、LDAP、DAP4.

传输层建立、维护和取消一次端到端的数据传输过程。控制传输节奏的快慢，调整数据的排序等等。TCP、UDP3.

网络层定义逻辑地址；实现数据从源到目的地的转发。IP、ICMP、RIP、OSPF、IGMP2.

数据链路层将分组数据封装成帧；在数据链路上实现数据的点到点、或点到多点方式的直接通信；差错检测。PPTP、L2TP、ARP、以太网、交换机1.

物理层在媒介上传输比特流；提供机械的和电气的规约。物理线路、中继器、集线器、双绞线2．TCP/IP参考模型在20世纪70年代，随着全球范围内分布式通信网络的不断发展，TCP/IP模型被提出，即传输控制协议（TransmissionControlProtocol，TCP）和网络互联协议（InternetProtocol，IP）。TCP/IP标准模型、OSI模型和TCP/IP对等模型的对比如图1-9所示。图1-9三种模型对比1.4数据转发过程

数据由发送方在其协议栈中自顶向下进行封装，经网络中各个转发设备执行解封装和重封装，最后由接收方设备执行解封装的过程。当以太网连接本地网络用户希望访问位于另一个网络某台服务器的网页时，需要在浏览器中输入，这就等于告诉这台计算机使用HTTP与服务器进行通信。计算机的协议栈封装过程如图1-10左侧所示。图1-10数据封装过程1.5VRP系统基本原理及操作

1．VRP系统简介VRP系统提供的功能极为丰富，为网络设备操作者提供了一个统一的用户界面和管理界面。2．CLI的基本概念命令行界面（CommandLineInterface，CLI），是华为的许多网络设备、服务器以及某些高级应用程序的标准操作接口。CLI提供了一种强大且灵活的方式来管理和配置这些设备，使得工程师能够执行各种任务，如查看系统状态、修改配置、监控网络流量、诊断问题等。VRP系统的用户级别详见表1-2。表1-2VRP系统的用户级别用户级别命令级别名称描述00参观级级别最低，只能对设备进行有限诊断，如ping，tracert等命令连通性测试10和1监控级可以进行系统维护，可以使用更多的display管理级命令，如displayospfrouting-table20、1和2配置级对设备进行功能性设置，如路由配置、交换配置等功能3-150、1、2和3管理级级别最高，可以对设备进行全面维护，不仅仅配置设置，还可以对设备进行故障诊断和设备升级以名称为Huawei的设备为例，本章列举几个常用的视图提示符，表1-3。表1-3华为设备常用的视图提示符视图提示符视图名称描述<Huawei>用户视图用户视图为默认视图，该视图提供有限的命令操作。比如“save”命令等。[Huawei]系统视图在用户视图下可通过命令“system-view”进入系统视图，系统视图提供了一系列全局配置指令。[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]接口视图在系统视图下可通过命令“interfaceGigabitEthernet0/0/1”进入接口视图，该视图可以配置IP地址等。[Huawei-ospf-1]协议视图协议视图是配置协议参数的位置，网络管理员可以使用不同的命令进入不同协议的协议视图。有两种补全方式，一是精确匹配。网络设备操作者输入的字符己经能够与唯一的关键词精确匹配时，按下Tab键，VRP系统会自动将该关键词补充完整。[HuaweiA]info-#按下Tab键[HuaweiA]info-center#系统自动补全该关键字二是模糊匹配，网络设备操作者输入的字符不能唯一识别为具体关键词时，按Tab键后，VRP系统会按照字母顺序依次补全每个候选关键词。每按一次Tab键，VRP系统会自动提示下一个关键词。[HuaweiA]info-centerlog#按下一次Tab键[HuaweiA]info-centerloghost#系统自动补全关键字loghost,再按下一次Tab键[HuaweiA]info-centerlogbuffer #系统自动补全关键字logbuffer只有关键词可以使用补全功能，参数则必须由管理员手动输入完整。当网络设备操作者忘记关键词时，可以使用在线帮助与VRP系统进行互动。在线帮助包括完全帮助和部分帮助，通过输入问号“？”实现。一是完全帮助，当输入关键词时，输入问号查询当前可以输入的关键词及其解释。<HuaweiA>?Userviewcommands:cdChangecurrentdirectorycheckCheckinformationclearClearinformationclockSpecifythesystemclock二是部分帮助。当操作者输入某个关键词开头的一个或几个字母后，可以使用部分帮助功能查看以输入字母开头的关键词及其解释。<HuaweiA>d?debuggingdeletedirdisplay还有一种帮助方式是网络设备操作者输入错误格式的命令时给予提示，即错误信息。以下给出几种常见错误命令和提示信息，读者在实验中若遇到相同的错误提示，可以按提示理解。[Huawei]sysname#按下回车键^Error:Incompletecommandfoundat'^'position.#在"^"标记处发现不完整的命令[Huawei]routerif#按下回车键^Error:Unrecognizedcommandfoundat'^'position.#在"^"标记处发现不能识别的命令[Huawei]a#按下回车键^Error:Ambiguouscommandfoundat'^'position.#在"^"标记处发现的命令存在歧义读者在进行练习时，若输入了正确语法的命令，却发现参数输入不正确，因此希望删除这条命令，或者想要把自定义的设置恢复为缺省配置，可以使用关键词undo加在命令前，可以恢复缺省配置，禁用相应的功能，或者删除相应的配置项。使用undo命令恢复默认设备名[Huawei]sysnameR1#将设备名改为R1[R1]undosysname#将设备名改为默认值Huawei[Huawei]#设备名恢复默认值Huawei使用undo命令关闭ftp服务[Huawei]undoftpserver#关闭ftp服务使用undo命令删除接口地址[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undoipaddress#删除接口下IP地址3．基本CLI配置命令sysname命令用于修改主机名。缺省情况下，华为设备的主机名为Huawei。[Huawei]sysnameHuaweiA#将设备名改为HuaweiA设置远程登录密码。<HuaweiA>system-view#进入系统视图[HuaweiA]user-interfacevty04#进入vty控制台,“04”代表最多可以同时登录5个用户#设置vty登陆，密码为Huawei@123[HuaweiA-ui-vty0-4]setauthenticationpasswordcipherHuawei@123#设备登录密码使用save命令保存配置。<Huawei>saveresetsaved-configuration命令用于清除已保存的配置。使用这条命令清除已保存的配置后，如果没有再次保存配置，那么在下次启动