作者：贺帆,吴孟飞
出版社：重庆大学出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
网络设备配置试读：
前言
本书是一本讲解网络设备配置较为基础的书，适用于网络设备配置的初学者。
本着知识“必需、够用”为度的原则，本书并不是一本“大全”式书籍，读者在学习的过程中会有体会。因此如果读者想进一步深入学习网络设备配置，还需在本书的基础上，借助于其他相关书籍或者网络来继续提高。
本书内容：
模块一 进制基础，介绍了数的常用进制、十进制与二进制之间的转化、十进制与十六进制之间的转化、二进制与十六进制之间的转化及二进制的基本运算。
模块二 网络基础，介绍了OSI模型与TCP/IP模型、IP地址与分类、IP地址与子网掩码、同一网段的判定及IP地址与MAC地址的对应关系。
模块三 构建中小型局域网，介绍了交换机与路由器的初始化配置及VLAN的划分与使用。
模块四 构建多园区网络，介绍了静态路由、动态路由及路由的重发布。
模块五 网络安全保护，介绍了网络数据包过滤技术（ACL）及交换机的端口保护措施。
模块六 局域网接入Internet，介绍了NAT技术，实现了内网服务器的发布及内网主机对Internet的访问。
模块七 构建家庭无线网络，介绍了使用家用无线路由器实现家庭无线局域网。
本书特点：
①从必需的数的进制基础、网络基础入手，通过构建中小型局域网学习交换机配置，通过构建多园区网络学习路由器配置，通过网络安全保护学习网络控制，然后学习局域网接入Internet技术，最后辅以家庭无线局域网的学习，整个学习思路清晰。
②本书各任务实例均根据网络工程实际工作所需的知识和技能抽象而来，力求典型、简单，尽可能将影响讲解对象的其他因素排开，从而专注于对象本身。
③本书各任务实例均在思科公司提供的PACKET TRACER仿真软件中实现，脱离了具体的网络硬件限制，只需一台计算机，随时随地皆可学习。
如何学习本书？
①请不要吝惜您的手指。只有在亲自动手的过程中，您才会遇到挑战，而这是仅靠阅读本书无法提供给您的。
②第一步，您当然是照着本书的任务实例来完成，但是您一定要有第二步，那就是理解实现任务各步骤的命令，这是关键，否则您永远只能照本宣科。
③不要怕犯错，特别是要关注屏幕上的出错提示语句。经验是积累起来的。犯的错越多，改得越多，您学到的知识就越多。笔者极不赞成出错后不看提示的行为。
本书由贺帆、吴孟飞任主编，肖学清、李政、兰朝晖任副主编，其中，模块一由雷震、郑忠阳编写；模块二由吴孟飞、吴华编写；模块三由贺帆、肖学清、刘果编写；模块四由李政、贺帆编写；模块五由兰朝晖、郑春晓编写；模块六由吴孟飞、范敏编写；模块七由杨天芬、王兵编写；全书由贺帆统稿，赵仕民主审。
本书在编写过程中，得到了重庆教育管理学校各级领导、计算机教学部全体同事、重庆大学出版社的大力支持与帮助，金杭宏科技的郑霞经理、锐捷网络的袁云龙经理、神州数码的万惠建经理对全书的编写提出了很多宝贵的建议和意见，在此一并表示衷心感谢。
写作的过程是艰辛的，当长久的积累化作了本书的各个任务时，笔者也能够感到快乐。当然，书中也可能存在一些不足与疏漏，欢迎读者指正。编者2015年1月模块一 进制基础
［模块综述］
计算机最初的功能是进行科学计算，所以计算机离不开“数”。进制，也即进位制，是一种记数系统，规定了用有限个数字符号代表所有数值的方法。本模块通过学习计算机常用进制及其转换，辅以二进制最基本的运算，为计算机网络的学习打下基础。
学习完本模块后，你将能够：● 了解常用进制● 掌握十进制与二进制的相互转化● 掌握十进制与十六进制的相互转化● 掌握二进制与十六进制的相互转化● 掌握二进制的基本运算规则任务1 学习常用进制任务描述
计算机诞生之初，其主要功能就是进行科学计算，“数”就是计算机的处理对象。在数的起源和发展过程中，产生了不同的计数系统，最常用的就是十进制。
本任务将详细介绍十进制、二进制、十六进制。任务解析
本任务着重要求掌握关于数和进制的一些基本定义，由于十进制大家相对熟悉，因此，在学习其他进制时，应比照十进制来进行。任务实施一、数的定义
由一个或若干个数字符号组成的有序排列即为数，它表示一个数值。
人们通常从0开始，对数的各个数位进行编号，即从最右边往左依次编号为0、1、2、…、n，最右边的位称为最低位，最左边的位称为最高位。
例1：48是一个数，其中4和8都是数字符号，数字符号8在第0位上，是最低位；数字符号4在第1位上，是最高位。84也是一个数，其中8和4也都是数字符号，此时，数字符号4在第0位上，是最低位；数字符号8在第1位上，是最高位。
48和84代表不同的数值，是因为数字符号4和8在不同的位置上。二、进制的定义
将数字符号按顺序排列成数位，并遵照某种从低位到高位的进位方式计数来表示数值的方法称为进位计数制，简称进制。
X进制的特点如下所述：● 有0、1、…、X-1共X个数字符号。● 逢X进一。● 位权是X的自然数次幂。
在计算机学习中，经常遇到的进制有十进制、二进制和十六进制。三、基数的定义
一种进制中所具有的基本数字符号的个数就是基数。
例2：十进制有10个基本数字符号，分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，所以其基数为10。四、权的定义
一种进制中相应于每一位数字符号基数的幂次，称为该位数字的权。一个数的每位数字乘以其权所得的乘积之和，即为该数表示的真正的数值。
例3：十进制数按从右到左（从最低位到最高位）的次序，各位的权分别是：100、101、…、10n-1、10n。五、十进制
十进制是以10为基数的一种进制，在日常生活中最为常用，它起源于人类有10个手指头。其特点如下所述：● 有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10个数字符号。● 逢十进一。● 位权是10的自然数次幂。
十进制数的书写通常不加任何标注。
例4：48是一个十进制数，其所代表的数值为4×101+8×100，这个式子也称为按权展开式。
注意：任何不为零的数的零次幂，其结果为1。六、二进制
二进制是以2为基数的一种进制，任何信息最终都是以二进制数的形式存储于计算机中。其特点如下所述：● 有0、1共两个数字符号。● 逢二进一。● 位权是2的自然数次幂。
为区别于其他进制数，二进制数的书写通常在数的右下方注上基数2，或在数的后面加B表示。
例5：二进制数1011可以写成（1011）2，或写成1011B。将其写成按权展开式为1×23+0×22+1×21+1×20七、十六进制
十六进制是以16为基数的一种进制，在计算机中使用，主要是为了弥补二进制数的数位太长，难以记忆的缺陷。其特点如下所述：● 有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共16
个数字符号。● 逢十六进一。● 位权是16的自然数次幂。
为区别于其他进制数，十六进制数的书写通常在数的右下方注上基数16，或在数的后面加H表示。
注意：数字符号A、B、C、D、E、F相当于十进制数10、11、12、13、14、15。
例6：十六进制数8A1可以写成（8A1）16，或写成8A1H。将其写成按权展开式为8×162+AH×161+1×160，在计算时需将字母型数字符号转成相应的十进制数进行。任务小结
本任务中有两个关键点：一是十六进制中的字母型数字符号与十进制数的对应关系，要求熟记；二是要求会将数写成相应进制的按权展开式。拓展提高
仿照已学进制，同学们不妨自己总结一下八进制的相关特点。课后自测
1. 填写下表。
2. 将下列各数写成相应的按权展开式。（1001）2 100100B （FF）16 ACH 110任务2 完成十进制整数与二进制整数的相互转化任务描述
十进制在日常生活中使用较为广泛，而所有信息在计算机中都是以二进制的形式存储，因此这两种进制数之间的转化显得尤为重要。
本任务将详细介绍十进制整数与二进制整数之间的转换方法。任务解析
本任务着重要求掌握十进制整数与二进制整数之间的转换方法，请记住：十进制整数转二进制整数采用除2取余法；二进制整数转十进制整数采用按权展开求和法。任务实施一、十进制整数转二进制整数
十进制整数转换成二进制整数，就是一个连续除以2的过程，即将要转换的十进制整数除以2，得到商和余数，再将商作为被除数继续除以2，也得到商和余数，以此类推，直到商为0为止，最后将所有余数倒序排列，所得到的数就是转换之后的二进制整数，故此方法称为除2取余法。
例1：将十进制数13转化为二进制数的过程如图1-1所示。图1-1
注意：转换过程中所得的余数一定要倒序排列才能得到正确的转换结果！二、二进制整数转十进制整数
在任务1中学习了按权展开式，实际上，二进制整数转换成十进制整数的方法就是将二进制整数写成按权展开式，然后按十进制计算其和即可。
例2：将（1001）2转换成十进制的过程如下。（1001）2=1×23+0×22+0×21+1×20=8+1=9任务小结
本任务较为简单，但也有一个容易犯错的地方，那就是在除2取余法中，经常有人忘记余数需要进行倒序排列，才能得到最终正确的结果。拓展提高
请务必记住15以内的二进制整数，请至少记住8位二进制整数中每位上的权值，这样在进行二进制整数和十进制整数转换时速度会更快。
例如：（10001111）2=143，笔者会直接用128加上15，因为最高位上的1，它的权值为27，也就是128，低位上的（1111）2。
又例如：97=（1100001）2，笔者是这样计算的，97=64+32+1，64是第6位上的权值（26），32是第5位上的权值（25），1是第0位上的权值（20），所以只需要在二进制整数的相应位上置1即得到结果。课后自测
1. 填写下表并熟记。
2. 完成至少10组十进制整数与二进制整数之间的相互转换。任务3 完成十进制整数与十六进制整数的相互转化任务描述
二进制数通常位数太多，不利于书写和记忆，因此往往会使用十六进制数来代替二进制数。
本任务将详细介绍十进制整数与十六进制整数之间的转换方法。任务解析
本任务着重要求掌握十进制整数与十六进制整数之间的转换方法，请记住：十进制整数转十六进制整数采用除16取余法；十六进制整数转十进制整数采用按权展开求和法。任务实施一、十进制整数转十六进制整数
十进制整数转换成十六进制整数，就是一个连续除以16的过程：将要转换的十进制整数除以16，得到商和余数，再将商作为被除数继续除以16，即得到商和余数，以此类推，直到商为0为止，最后将所有余数倒序排列，所得到的数就是转换之后的十六进制整数，此方法称为除16取余法。
例1：将十进制数416转化为十六进制数的过程如图1-2所示。图1-2
注意：在此过程中所得的余数，都应该使用十六进制的数字符号来表示。二、十六进制整数转十进制整数
前面任务中已多次使用了按权展开式，实际上，十六进制整数转换成十进制整数的方法也就是将十六进制整数写成按权展开式，然后按十进制计算其和即可。
例2：将（1F3）16转换成十进制的过程如下。（1F3）16=1×162+FH×161+3×160=1×162+15×161+3×160=256+240+3=499任务小结
本任务较为简单，但切记余数必须使用十六进制的数字符号来表示。拓展提高
请务必记住15以内的二进制整数与十六进制整数的对应关系。
请熟记如下常用十六进制整数，在以后的学习中将会对你有所帮助。
FFH=255 F0H=240 80H=128 7FH=127
你能总结出十进制整数与八进制整数之间的转换方法吗？课后自测
1. 填写下表并熟记（二进制数请用4位数表示，不足4位，高位可添0）。
2. 完成至少10组十进制整数与十六进制整数之间的相互转换。任务4 完成二进制整数与十六进制整数的相互转化任务描述
二进制数通常位数太多，不利于书写和记忆，因此往往会使用十六进制数来代替二进制数。
本任务将详细介绍二进制整数与十六进制整数之间的转换方法。任务解析
本任务着重要求掌握二进制整数与十六进制整数之间的转换方法，请记住：二进制整数转十六进制整数采用“合四为一”法；十六进制整数转二进制整数采用“一分为四”法。任务实施一、二进制整数转十六进制整数——“合四为一”法
二进制整数转换成十六进制整数，不需要计算，但必须牢记任务3中课后自测第一题表格中的0～15的对应关系，再次重复一遍。
具体转换方法（“合四为一”法）：从右到左，4位一段，不足4位，高位补零，依次转化。
例1：将二进制整数10101111101转换成十六进制数的过程如图1-3所示。图1-3二、十六进制整数转二进制整数
十六进制整数转换成二进制整数，同样也不需要计算，具体转换方法（“一分为四”法）：将每一位十六进制数用四位二进制数来代替即可。
注意：每一位十六进制数都必须对应4位二进制数。
例2：将（1F3）16转换成二进制的过程如图1-4所示。图1-4任务小结
本任务较为简单，但请务必牢记0～15的二进制与十六进制的对应关系。拓展提高
思考一下：如果有一个较大的十进制整数需要转换成二进制整数，你会怎么做？
二进制整数与八进制整数之间的转换方法非常类似于二进制整数与十六进制整数之间的转换方法，不过是“合三为一”以及“一分为三”，你可以尝试一下哟！课后自测
1. 说说你是怎样记忆0～15以内二进制与十六进制之间的转换关系的。
2. 完成至少10组二进制整数与十六进制整数之间的相互转换。任务5 学习二进制整数的基本运算任务描述
二进制整数运算有自己的运算法则，与十进制整数运算比较起来相对简单。
本任务将详细介绍二进制整数的加减法运算和逻辑“与”运算。任务解析
本任务要求掌握二进制整数的加减法及逻辑“与”运算，特别是逻辑“与”运算在计算机网络的学习中非常有用。
回忆一下二进制的特点：逢二进一，这里说的是二进制的进位规则，那么二进制的借位规则呢，和十进制相仿，是“借一当二”。
二进制加法法则如下：
0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10（向高位进位）
二进制减法法则如下：
0-0=0 1-0=1 1-1=0 0-1=1（向高位借位）
二进制逻辑“与”法则如下（逻辑“与”运算符通常用“∧”表示）：
0∧0=0 0∧1=0 1∧0=0 1∧1=1
二进制逻辑“与”法则也可用文字描述：全1为1，否则为0。意思是两个运算数如果全为1，则运算结果为1；其余情况下运算结果都为0。任务实施一、二进制整数的加法运算
例1：试计算（1001）2+（1100）2，采用竖式计算的过程如图1-5所示。图1-5
注意：本例中在最高位运算时有进位。二、二进制整数的减法运算
例2：试计算（10101）2-（1100）2，采用竖式计算的过程如图1-6所示。图1-6
注意：本例中被减数次高位运算时有借位。三、二进制整数的逻辑“与”运算
例3：试计算（1001）2∧（1100）2，采用竖式计算的过程如图1-7所示。图1-7任务小结
本任务中二进制整数的加减法运算，请仿照十进制数的运算进行。逻辑“与”运算初次接触，请牢记其运算法则并多加练习。拓展提高
还记得在任务3中，请大家记忆的一些常用的十六进制数吗？学习二进制运算后，可以将一些特殊的十进制整数很快地转换成二进制整数，比如248、240、224等。
可以这样转换：248=255-7=（11111111）2-（111）2=（11111000）2，为什么会将248转换成255-7，想一下，请试着转换240和224。
二进制逻辑“与”法则还有一种文字描述：与0清零，与1保留。意思是无论0、1，与0相“与”，结果为0；与1相“与”，则结果为原运算数。笔者比较喜欢按这一种运算法则来进行运算。课后自测
1. 完成至少5组二进制整数的加法运算。
2. 完成至少5组二进制整数的减法运算。
3. 完成至少5组二进制整数的逻辑“与”运算。模块二 网络基础
［模块综述］
随着计算机技术的发展，网络的需求开始出现并不断增加，各种计算机网络体系结构也应运而生，其中的TCP/IP模型沿用至今。1984年国际标准化组织（ISO）正式发布了著名的开放式系统互联参考模型（OSI），更为网络的规范化发展奠定了基础。本模块通过学习计算机网络的基本理论、概念及定义，为计算机网络的后续学习打下基础。
学习完本模块后，你将能够：● 了解OSI模型与TCP/IP模型● 了解TPC/IP协议簇● 掌握IP地址与MAC地址的概念● 掌握IP的分类● 掌握IP地址与子网掩码的使用● 掌握主机是否属于同一网段的判定● 掌握IPCONFIG、PING、ARP命令的使用任务1 学习OSI模型与TCP/IP模型任务描述
TCP/IP模型是事实上的工业标准，是现实生活中被广泛使用的网络参考模型，而OSI参考模型是学术和法律上的国际标准，是完整的权威的网络参考模型。
本任务将初步介绍OSI模型与TCP/IP模型，并了解TCP/IP协议簇。任务解析
本任务要求了解OSI模型与TPC/IP模型的分层设计，了解它们的对应关系，并初步了解TCP/IP协议簇。任务实施一、OSI模型
为了实现网络大范围的发展和不同厂家设备的互联，国际标准化组织（ISO）于1984年正式发布了OSI（Open System Interconnection/Reference Model，开放系统互联参考模型），该模型采用分层设计，共分7层，如图2-1所示。OSI 7层模型使得不同的系统、不同的网络之间可以实现可靠的通信。图2-1二、OSI模型分析
OSI是一个理论指导的规范。为了使网络系统通信问题简单化，OSI使用分层的方法对计算机网络这个复杂的问题进行解释，根据功能的不同分为7个层次，但并不是完全分离的，它们的关系是下层为上层提供服务。
数据在网络上传输时必须分成适合传递的数据段，并对每一段进行包装，加上控制该数据传输的信息才能保证数据可靠、正确地到达目的地。封装是依据OSI的分层从上到下完成的，并且遵循对等层通信的原则。
注意：在本课程中，同学们所学习的内容与OSI模型的第二层（数据链路层）和第三层（网络层）联系最为紧密。在数据链路层中使用的网络设备主要包括网卡、交换机等，在网络层中使用的网络设备主要包括路由器、交换机（第三层交换）。三、TCP/IP模型
OSI模型为人们考查其他协议各部分间的工作方式提供了框架和评估基础，而事实上的工业标准则采用TCP/IP模型。TCP/IP模型也采用分层设计，共分4层。OSI模型与TCP/IP模型的对应关系如图2-2所示。图2-2
注意：OSI模型层次与TCP/IP模型层次并不是如图2-2所示的严格一一对应关系。四、TCP/IP协议簇
在计算机网络中，为使各计算机之间或计算机与终端之间能正确地传递信息，必须在有关信息传输顺序、信息格式和信息内容等方面有一组约定或规则，这组约定或规则即所谓的网络协议。
TCP/IP协议簇是一组通信协议的代名词，是由一系列协议组成的协议簇。
TCP/IP模型的最高层是应用层。在这层中有许多著名协议，如远程登录协议Telnet、文件传输协议FTP、简单邮件传送协议SMTP等。
再往下的一层是TCP/IP模型的传输层，这一层可使用两种不同的协议：一种是面向连接的传输控制协议（TCP）；另一种是无连接的用户数据报协议（UDP）。
传输层下面是TCP/IP模型的Internet层，也称互联层，其主要的协议是无连接的网络互联协议（IP）。与IP协议配合使用的还有3个协议；Internet控制报文协议（ICMP）、地址解析协议（ARP）和逆地址解析协议（RARP）。
处于最底层的网络端口层支持所有流行的物理网络协议，如IEEE802系列局域网协议、BSC、HDLC等系列广域网协议以及各种物理网产品，如以太网、ATM网等。任务小结
本任务着重了解，至少需要知道两种模型的分层设计及各层的名称。另外，了解一些网络常用协议对本课程后续的学习也是必要的。拓展提高
请通过互联网详细学习OSI模型中数据链路层和网络层的功能，特别关注与寻址相关的内容。课后自测
1. 说说你是如何记忆OSI模型各层的名称的。
2. 画出OSI模型与TCP/IP模型的对应关系图。
3. 说说你所了解的TCP/IP协议簇中的具体协议。任务2 学习IP地址及分类任务描述
地址是网络设备和主机的标志。IP地址是网络中存在的两种寻址方法之一（另外一种是MAC地址）。
本任务将介绍IP地址的概念、IP地址的点分十进制表示法及IP地址的分类。任务解析
学习过十进制与二进制后，大家可以非常轻松地掌握IP地址的点分十进制表示法。IP地址的分类是整个设备配置课程最核心的基础，学习时注意记忆IP地址分类时的特点。任务实施一、IP地址的定义
地址是网络设备和主机的标志，相当于网络设备和主机的名字。
IP协议规定：IP地址是一个32位的二进制整数，整个地址分为两部分，即网络地址（Network ID，也称网络号）和主机地址（Host ID，也称主机号），如图2-3所示。处于同一个网络内的各结点，其IP地址中的网络地址部分是相同的，而主机地址部分则不同，它标志了该网络中的某个具体结点，如工作站、服务器、路由器等。图2-3二、IP地址的点分十进制表示法
对表示IP地址的32位二进制整数，将每8位二进制数用1个等效的十进制数表示，并在每两个十进制数之间加上一个点，这种表示方法称为IP地址的点分十进制表示法。
例1：用点分十进制表示IP地址10000001 00001011 00000011 00011111。
10000001 00001011 00000011 00011111
129 11 3 31
IP=129 ． 11 ． 3 ． 31三、IP地址的分类
IP地址分为A、B、C、D及E共5类，其中A类、B类、C类为基本地址，D类地址为组播（Multicast）地址，E类地址保留给将来使用。A类、B类、C类基本地址的格式如图2-4所示。图2-4
A类地址最高位为0，点分十进制表示法中左边第一个十进制数的范围为0～127。
B类地址最高两位为1、0，点分十进制表示法中左边第一个十进制数的范围为128～191。
C类地址最高三位为1、1、0，点分十进制表示法中左边第一个十进制数的范围为192～223。四、公共IP地址和内网IP地址
所有的公共IP地址都由国际组织NIC（Network Information Center）负责统一分配。在一个公共性网络上传输数据，必须使用公共地址，这些地址在公共网络上是唯一的。如Internet上的设备和主机，需向服务供应商（ISP）申请分配公共IP地址，各ISP都要从更上一层的地址注册机构申请。
A类、B类、C类基本地址范围中有一部分未被NIC指定，这些地址可分配给未连接到Internet的主机使用，称为内网IP地址（也称为私有IP地址），主要用于组建自己的本地网络时使用，它们在本地网络中也是唯一的。内网IP地址包括：
A类：10.0.0.0—10.255.255.255；
B类：172.16.0.0—172.31.255.255；
C类：192.168.0.0—192.168.255.255。
注意：无论是公共IP地址还是内网IP地址，在其网络范围内都必须是唯一的，但不同的内网使用的内网IP地址是可能重复的，这也是使用内网IP地址的好处，即解决公共地址短缺的问题。任务小结
还记得在任务2中要求大家务必记住15以内的二进制整数和8位二进制整数中每位上的权值吗？在IP地址的点分十进制表示法中起作用了吧！请牢记A类、B类、C类地址点分十进制表示法中左边第一个十进制数的范围。同时还需记住A类、B类、C类地址中内网IP地址的范围，这些地址在本门课程中将反复使用。拓展提高
32位IP地址分成网络地址和主机地址两部分，那么网络地址是多少位？主机地址又是多少位呢？它们的长度由什么来决定呢？请百度一下。课后自测
1. 说出A类、B类、C类IP地址的特点及点分十进制表示法中左边第一个十进制数的范围。
2. 分别写出一个32位的A类、B类、C类IP地址，并用点分十进制表示。
3. 写出所有的内网IP地址范围。任务3 学习IP地址与子网掩码任务描述
32位的IP地址由网络地址和主机地址两部分构成，为了确定网络地址和主机地址的位长，引入了子网掩码的概念。
本任务将介绍如何借助子网掩码来确定一个IP地址所在的网络地址，另外还要学习如何在计算机中查看本机的IP地址和子网掩码。任务解析
本任务首先将学习子网掩码的定义，请注意子网掩码的特点。借助于前面任务中学习的逻辑“与”运算，可将IP地址与子网掩码进行逻辑“与”运算，从而确定该IP地址对应的网络地址。在Windows操作系统中，可以使用ipconfig命令查看本机的IP地址和子网掩码。任务实施一、子网掩码的定义
在主机之间通信的情况可分为两类：一类是同一个网络中两台主机之间的通信；另一类是在不同网络中两台主机之间的通信。为了区分是否在同一网络，有必要确定IP地址所对应的网络地址，从而引入了“子网掩码”的概念。
子网掩码也是一个32位的二进制整数，它必须和IP地址同时存在，与IP地址不同的是，它必须由连续的“1”和连续的“0”构成，如11111111 11111111 11111111 00000000（用点分十进制表示为255.255.255.0），其中“1”的长度就是网络地址的长度。子网掩码唯一的作用就是确定IP地址中网络地址和主机地址的位长。
子网掩码的简写形式：在IP地址后面加上“/n”，n为子网掩码中“1”的位数，如192.168.0.1/24，其子网掩码为11111111 11111111 11111111 00000000。
A类、B类、C类IP地址都有自己默认的子网掩码。
A类IP地址默认子网掩码为255.0.0.0，B类IP地址默认子网掩码为255.255.0.0，C类IP地址默认子网掩码为255.255.255.0。二、确定网络地址
将32位的IP地址与32位的子网掩码进行逻辑“与”运算，得到的结果就是该IP地址所对应的网络地址。
例1：计算172.16.2.160/16的网络地址，如图2-5所示。图2-5
注意：在计算过程中，并非一定要将十进制数化为二进制数。凡是与十进制整数255相“与”，结果为原数；与0相“与”，结果为0。三、查看本机的IP地址和子网掩码
Windows操作系统中提供了若干命令行工具，其中ipconfig命令可以查看本机的IP地址和子网掩码。使用命令行工具前必须先打开命令行输入界面，通常进行下述操作。
①单击系统左下角的“开始”按钮。
②单击“运行爥”（以上两步可以合二为一，即按一下键盘上的“Win+R”组合键）。
③在弹出的运行对话框中输入“cmd”，单击“确定”按钮即可打开命令行输入界面。
接下来可以输入“ipconfig/all”来查看本机的IP地址和子网掩码，如图2-6所示。
注意：在命令行输入界面中输入命令后，都需要敲回车键表示确定执行。如果想要得到某条命令的帮助信息，即在该命令后敲入“/？”后再敲回车键即可。图2-6
注意：IPv4是Internet Protocol version 4（网际协议版本4）的英文简称，Ipv4最大的缺点在于IP地址的长度有限（仅32位），其设计者未能预见网络的迅猛发展，导致2011年2月3日，全球互联网IP地址相关管理组织宣告全球互联网IP地址已经“瓜分完毕”。下一代IPv6已开始运行，其规定的IP地址长度为128位。任务小结
本任务中确定IP地址对应的网络地址非常关键，首先确定给出的IP地址是A类、B类、C类中的哪一类，就可以确定该IP地址默认的子网掩码，然后按二进制进行逻辑“与”的计算即可。当然，熟练之后，即便是点分十进制表示的IP地址，同学们也能快速地得到其对应的网络地址。使用ipconfig命令查看本机IP地址和子网掩码的方法比较简单，但需要先掌握打开命令行输入界面的方法。拓展提高
A类、B类、C类IP地址的子网掩码在默认情况下是固定的，但是在很多情况下（比如要想设计某一个单位或企业的不同部门对内显示为不同的网络，对外则显示为同一个IP网络），人们可能会采用VLSM（Variable Length Subnet Masking，可变长子网掩码）技术，这是一项非常实用的技术，请通过互联网了解学习并掌握VLSM的相关知识。课后自测
1. 计算指定IP地址的网络地址。
10. 10.10.2/8 172.16.10.1/16 192.168.2.254/24
2. 使用ipconfig命令获取IP地址和子网掩码的相关信息。
3. 你还能使用其他方法获取IP地址和子网掩码的相关信息吗？（提示：通过网络和共享中心查看本地连接状态的详细信息）任务4 完成主机是否属于同一网段的判定任务描述
计算机网络通信归纳起来可以用两句话表述：第一句是同一网段的不同主机可以直连通信；第二句是不同网段的不同主机要实现通信，中间必须经过路由或网关转发。
本任务将介绍如何通过IP地址和子网掩码来判断不同的主机是否属于同一网段，并使用PACKET TRACER这个网络配置虚拟软件来模拟同一网段的不同主机，最终实现相互通信。任务解析
本任务中判断两台主机是否属于同一网段，主要是通过IP地址和子网掩码的逻辑“与”运算，分别确定其网络地址，再判断两个网络地址是否一致，一致则属于同一网段，否则属于不同网段。人们假设有一台主机A的IP地址为IPA，子网掩码为MASKA；另一台主机B的IP地址为IPB，子网掩码为MASKB，以主机A为源，其判断过程如下所述：
①IPA∧MASKA=网络地址1；
②IPB∧MASKA=网络地址2；
③如果网络地址1=网络地址2，则A、B主机属于同一网段，否则属于不同网段。
以主机B为源，其判断过程如下所述：
①IPB∧MASKB=网络地址2；
②IPA∧MASKB=网络地址1；
③如果网络地址2=网络地址1，则A、B主机属于同一网段，否则属于不同网段。
两种判断过程择其一即可。
注意：在判断过程中，两次相“与”，都是和作为源主机的子网掩码相运算，这一点切不可弄错。任务实施一、同一网段的判定
例1：主机A的IP地址为192.168.1.2，子网掩码为255.255.255.0；主机B的IP地址为192.168.1.254，子网掩码为255.255.0.0，判断这两台主机是否属于同一网段。
以主机A为源：
①192.168.1.2∧255.255.255.0=192.168.1.0；
②192.168.1.254∧255.255.255.0=192.168.1.0；
③192.168.1.0=192.168.1.0，所以主机A与主机B同属于同一网段。
以主机B为源：
①192.168.1.254∧255.255.0.0=192.168.0.0；
②192.168.1.2∧255.255.0.0=192.168.0.0；
③192.168.0.0=192.168.0.0，所以主机A与主机B同属于同一网段。二、Ping命令的使用
Ping是Windows操作系统下的一个命令行工具，主要用于测试网络是否通畅。它的原理是利用网络上机器IP地址的唯一性，给目标IP地址发送一个数据包，再要求对方返回一个同样大小的数据包来确定两台机器网络是否连接相通，时延是多少。
Ping命令的基本格式为：PingIP地址。
例2：当网络出现故障时，首先测试本机TCP/IP协议是否配置正确或网卡是否正常，人们经常会使用到Ping命令。命令如下：Ping 127.0.0.1
如网卡正常且已正确配置本机TCP/IP协议，则有时延返回，如图2-7所示。图2-7
例3：为了进一步测试网卡参数、网卡驱动及本地路由是否正常，人们会再使用Ping命令对本机IP地址进行测试。命令如下（假设本机IP地址为192.168.1.3）：Ping 192.168.1.3
如网卡参数、网卡驱动及本地路由均正常，则有时延返回，如图2-8所示。图2-8
Ping命令较为常见的两种网络故障测试的返回信息如图2-9所示。图2-9
注意：如果在英文版操作系统下，这两种返回信息分别为“Destination host Unreachable”和“Request timed out”。三、使用Packet Tracer模拟同一网段连通性测试
1. 在工作区放入两台终端设备PC-PT，使用线缆中的交叉线连接两台终端的网卡（FastEthernet），如图2-10所示。图2-10
2. 单击PC-PT（PC0），单击“桌面”，如图2-11所示，再单击“IP地址配置”，在弹出的“IP配置”对话框中设置IP地址和子网掩码，如图2-12所示。图2-11图2-12
3. 同上设置PC-PT（PC1）的IP地址和子网掩码，如图2-13所示。图2-13
4. 单击右侧工具栏中的“增加简单的PDU（P）”按钮，如图2-14所示，接着单击工作区的PC-PT（PC0），再单击PC-PT（PC1），观察右下角的用户创建Packet窗口，连通则返回成功信息，如图2-15所示。图2-14图2-15
5. 也可单击PC-PT（PC0），单击“桌面”中的“命令提示符”，然后使用Ping命令进行连通性的测试，如图2-16所示。图2-16任务小结
在判断主机是否属于同一网段的过程中，最容易犯错的地方是在计算网络地址时，没有将不同主机的IP地址都与源主机的子网掩码进行逻辑“与”运算，从而产生了错误的判断。
Ping命令是网络管理人员较为常用的一条命令，特别是当网络发生故障时，Ping命令能快速地确定故障发生的原因或位置。
Packet Tracer是思科公司开发的一款优秀的网络配置模拟软件，在本任务中，大家初步了解Packet Tracer的基本使用即可。拓展提高
Ping命令中还可以带一些有用的参数，比如：
-t表示将不间断向目标IP发送数据包，直到按“Ctrl+C”组合键强迫其停止。格式：-t。
-l定义发送数据包的大小，默认为32字节。格式：-l 5500。
-n定义向目标IP发送数据包的次数，默认为4次。格式：-n 5。课后自测
1. 判断主机10.10.1.2/8与主机10.10.2.2/8是否属于同一网段，并在Packet Tracer里使用“增加简单的PDU（P）”方式和采用Ping命令方式分别验证。
2. 判断主机10.10.1.2/8与10.10.2.2/16是否属于同一网段，并在Packet Tracer里使用“增加简单的PDU（P）”方式和采用Ping命令方式分别验证。
3. 判断主机192.168.1.2/24与192.168.2.2/24是否属于同一网段，并在Packet Tracer里使用“增加简单的PDU（P）”方式和采用Ping命令方式分别验证。任务5 学习IP地址与MAC地址的对应关系任务描述
计算机网络中有两种寻址方式，一种是IP地址，另外一种是MAC地址。
本任务中将要学习MAC地址的概念，MAC地址与IP地址的关系，查看IP地址与MAC地址的对应关系。相关知识一、MAC地址的概念
MAC（Medium/MediaAccess Control，介质访问控制）地址又称硬件地址、物理地址，它是一个48位的二进制整数，通常使用十六进制来表示，如68-17-29-4C-00-68。任何网络设备（路由器、交换机、网卡等）在全球范围内都只有一个唯一的MAC地址。二、MAC地址与IP地址的关系
对于网络上的某一设备，如一台计算机或一台路由器，其IP地址是可变的（但必须唯一），而MAC地址则是不可变的。MAC地址和IP地址之间并没有必然的联系。MAC地址就如同一个人的身份证号，无论人走到哪里，他的身份证号永不会改变；IP地址则如同邮政编码，人换个地方，他的通信邮政编码就随之发生改变。
从网络体系结构的层次的角度看，MAC地址应用在OSI第二层，是数据链路层使用的地址，而IP地址应用于OSI第三层，是网络层使用的地址。在通过以太网（一种局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准）发送IP数据包时，需要先封装第三层（32位IP地址）、第二层（48位MAC地址）的报头，但由于发送时只知道目标IP地址，不知道目标的MAC地址，所以需要将IP地址转换为MAC地址的协议，这种协议称为ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）协议。任务解析
本任务要求了解MAC地址、IP地址在OSI参考模型中的层次，着重要求理解IP地址与MAC地址的关系，并学习通过ARP命令查看常用主机IP-MAC映射表，即ARP表。任务实施
在IP地址转换为MAC地址的过程中，会使用到本机内存中产生的一张IP地址和MAC地址的动态映射表，这张表称为APR缓存。ARP是Windows操作系统下的一个命令行工具，主要用于查看、修改及删除本机ARP缓存。
1. 查看本机ARP缓存。
命令格式：arp-a，如图2-17所示。图2-17
2. 清除本机ARP缓存。
命令格式：arp-d，如图2-18所示。图2-18
3. 再次查看本机ARP缓存。
只要主机存在于网络上，ARP缓存在很短的时间内会自动生成，
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]