2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  信息與通信工程學(xué)院</b></p><p>  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>  題目: 北 郵 校 園 局 域 網(wǎng) 組 網(wǎng)</p><p>  2010年 11月1日~ 11月12日</p><p> 姓名班級(jí)學(xué)號(hào)班內(nèi)序號(hào)批次/組別</p><p>  目

2、 錄</p><p>  第一部分 課設(shè)概述4</p><p>  1.1 課設(shè)摘要4</p><p>  1.2 局域網(wǎng)簡介4</p><p>  1.3 局域網(wǎng)基本技術(shù)5</p><p>  1.3.1 VLAN5</p><p>  1.3.2 DHCP服務(wù)

3、9</p><p>  1.3.3 NAT服務(wù)10</p><p>  1.3.4 路 由11</p><p>  1.3.5 路由協(xié)議13</p><p>  1.3.6 無線局域網(wǎng)16</p><p>  1.4校園網(wǎng)概述17</p><p>  1.4.1 校園網(wǎng)目的17

4、</p><p>  1.4.2 校園網(wǎng)建設(shè)的原則18</p><p>  1.4.3 校園網(wǎng)的建設(shè)思路18</p><p>  1.4.4 校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的功能19</p><p>  1.4.5 校園網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)19</p><p>  1.4.6 結(jié)構(gòu)化布線20</p><p>  

5、第二部分 工程背景21</p><p>  2.1 初步設(shè)想21</p><p>  2.2 改進(jìn)方案22</p><p>  第三部分 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)23</p><p>  第四部分 組網(wǎng)實(shí)踐25</p><p>  4.1 VLAN劃分25</p><p>  4.1.1配置命令

6、25</p><p>  4.1.2網(wǎng)絡(luò)測試26</p><p>  4.2 DHCP服務(wù)27</p><p>  4.2.1 DHCP配置27</p><p>  4.2.2 網(wǎng)絡(luò)測試29</p><p>  4.3Internet接入29</p><p>  4.3.1網(wǎng)絡(luò)配置

7、29</p><p>  4.3.2網(wǎng)絡(luò)測試30</p><p>  4.4 NAT配置31</p><p>  4.4.1 NAT概述31</p><p>  4.4.2 NAT的實(shí)現(xiàn)31</p><p>  4.5 FTP服務(wù)33</p><p>  4.5.1 FTP的搭建

8、33</p><p>  4.5.2 搭建步驟33</p><p>  4.5.3 測試結(jié)果34</p><p>  4.6RIP協(xié)議配置35</p><p>  4.6.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?5</p><p>  4.6.2路由配置35</p><p>  4.6.3網(wǎng)絡(luò)測試37<

9、/p><p>  第五部分 總結(jié)感悟38</p><p>  5.1 張明江的總結(jié)38</p><p>  5.2 王磊的總結(jié)40</p><p>  5.3 沈佳偉的總結(jié)41</p><p>  5.4 孫騰霄的總結(jié)43</p><p>  5.5 謝建軍的總結(jié)44</p>

10、<p>  5.6 申仲艦的總結(jié)46</p><p>  第六部分 參考文獻(xiàn)48</p><p><b>  1摘要</b></p><p>  自從20世紀(jì)90年代以來,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了空前快速的發(fā)展,尤其是當(dāng)人類歷史進(jìn)入了21世紀(jì),隨著Internet的爆炸式增長,社會(huì)對(duì)掌握路由、交換、網(wǎng)絡(luò)安全等架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的人才的需求也

11、呈日趨上升的態(tài)勢。</p><p>  構(gòu)建中小型局域網(wǎng)絡(luò)的常用設(shè)備包括交換機(jī)、路由器,他們可以稱得上是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的兩大支柱,切實(shí)掌握這兩類設(shè)備的功能、連接、配置、管理、排障,學(xué)習(xí)全面的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù),是本次課程設(shè)計(jì)的核心宗旨。</p><p>  校園網(wǎng)是在學(xué)校區(qū)域內(nèi)為學(xué)校教育提供資源共享、信息交流和協(xié)同工作的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),有時(shí)也叫校園網(wǎng)信息系統(tǒng),它為學(xué)校的教育教學(xué)實(shí)現(xiàn)資源共享、信

12、息交流、引導(dǎo)或輔助教學(xué)及協(xié)同工作等功能。本次課程設(shè)計(jì)我們利用了四臺(tái)路由器,1臺(tái)三層交換機(jī),3臺(tái)二層交換機(jī),3臺(tái)臺(tái)式計(jì)算機(jī)和若干臺(tái)筆記本電腦,搭建了一個(gè)模擬的校園網(wǎng),并擴(kuò)展探索了廣域網(wǎng)技術(shù)中最基本的實(shí)踐。主要完成了以下任務(wù): </p><p>  結(jié)合課設(shè)實(shí)際,設(shè)計(jì)了完整的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并利用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備進(jìn)行了組網(wǎng)。</p><p>  在具體組網(wǎng)過程中,實(shí)現(xiàn)了局域網(wǎng)部分常用功能,完成了VL

13、AN的劃分,DHCP服務(wù)的實(shí)現(xiàn),Internet接入和NAT功能。</p><p>  在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基本通信基礎(chǔ)上,搭建了FTP服務(wù)器,模擬實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)常見服務(wù)。</p><p>  廣域網(wǎng)部分主要實(shí)踐包括靜態(tài)路由的配置,RIP協(xié)議的配置等。</p><p>  隨著網(wǎng)絡(luò)的逐步普及,校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是學(xué)校向信息化發(fā)展的必然選擇。本課程設(shè)計(jì)旨在學(xué)習(xí)和實(shí)踐基本校園網(wǎng)的組網(wǎng)。&

14、lt;/p><p><b>  1.2 局域網(wǎng)簡介</b></p><p>  局域網(wǎng)(Local Area Network),簡稱LAN,是指將小區(qū)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)形成的網(wǎng)絡(luò)。用光纖或?qū)S镁W(wǎng)絡(luò)電纜連接,傳輸速率較高,主干線上的傳輸速率可達(dá)1000M~1Gb/s,用戶端的速率也可達(dá)10M~l00Mb/s或者更高。覆蓋面積一般是同一辦公室、同一建筑物、同一公司、同一學(xué)?;蛘?/p>

15、機(jī)構(gòu)等。局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機(jī)共享、掃描儀共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務(wù)等功能。局域網(wǎng)是封閉型的,可以由辦公室內(nèi)的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)組成,也可以由一個(gè)公司內(nèi)的上千臺(tái)計(jì)算機(jī)組成。</p><p>  美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)員會(huì)曾提出局域網(wǎng)的一些具體特征:</p><p>  局域網(wǎng)在通信距離有一定的限制,一般在1~2Km的地域范圍

16、內(nèi)。比如在一個(gè)辦公樓內(nèi)、一個(gè)學(xué)校等。</p><p>  較高傳輸率的物理通信信道也是局域網(wǎng)的一個(gè)主要特征,在廣域網(wǎng)中用電話線連接的計(jì)算機(jī)一般也只有20~40Kpbs的速率。</p><p>  因?yàn)檫B接線路都比較短,中間幾乎不會(huì)愛任何干擾,所以局域網(wǎng)還具有始終一致的低誤碼率。</p><p>  局域網(wǎng)一般是一個(gè)單位或部門專用的,所以管理起很方便。</p&g

17、t;<p>  另外局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單,所支持連接的計(jì)算機(jī)數(shù)量也是有限的。組網(wǎng)時(shí)也就相對(duì)很容易連接。</p><p>  1.3 局域網(wǎng)基本技術(shù)</p><p>  1.3.1 VLAN</p><p><b>  VLAN的定義:</b></p><p>  VLAN(Virtual Local A

18、rea Network)的中文名為“虛擬局域網(wǎng)”。VLAN是一種將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯上劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段,從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的新興數(shù)據(jù)交換技術(shù)。這一新興技術(shù)主要應(yīng)用于交換機(jī)和路由器中,但主流應(yīng)用還是在交換機(jī)之中。但又不是所有交換機(jī)都具有此功能,只有具有VLAN協(xié)議的第三層以上交換機(jī)才具有此功能。</p><p>  通過將校園網(wǎng)絡(luò)劃分為虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN網(wǎng)段,可以強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全,控制不必要的數(shù)據(jù)廣播。在共享網(wǎng)絡(luò)

19、中,一個(gè)物理的網(wǎng)段就是一個(gè)廣播域。而在交換網(wǎng)絡(luò)中,廣播域可以是有一組任意選定的第二層網(wǎng)絡(luò)地址(MAC地址)組成的虛擬網(wǎng)段。這樣,網(wǎng)絡(luò)中工作組的劃分可以突破共享網(wǎng)絡(luò)中的地理位置限制,而完全根據(jù)管理功能來劃分。這種基于工作流的分組模式,大大提高了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和重組的管理功能。在同一個(gè)VLAN中的工作站,不論它們實(shí)際與哪個(gè)交換機(jī)連接,它們之間的通訊就好像在獨(dú)立的交換機(jī)上一樣。同一個(gè)VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽到,而不會(huì)傳輸?shù)狡渌?

20、VLAN中去,這樣可以很好的控制不必要的廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。同時(shí),若沒有路由的話,不同VLAN之間不能相互通訊,這樣增加了校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中不同部門之間的安全性。網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過配置VLAN之間的路由來全面管理內(nèi)部不同管理單元之間的信息互訪。交換機(jī)是根據(jù)用戶工作站的MAC地址來劃分VLAN的。所以,用戶可以自由的在網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)辦公,不論他在何處接入交換網(wǎng)絡(luò),他都可以與VLAN內(nèi)其他用戶自如通訊。</p><p><b

21、>  VLAN的目的</b></p><p>  VLAN技術(shù)的出現(xiàn),主要為了解決交換機(jī)在進(jìn)行局域網(wǎng)互連時(shí)無法限制廣播的問題。這種技術(shù)可以把一個(gè)LAN劃分成多個(gè)邏輯的LAN——VLAN,每個(gè)VLAN是一個(gè)廣播域,VLAN內(nèi)的主機(jī)間通信就和在一個(gè)LAN內(nèi)一樣,而VLAN間則不能直接互通,這樣,廣播報(bào)文被限制在一個(gè)VLAN內(nèi)。</p><p><b>  VLAN的

22、優(yōu)點(diǎn)</b></p><p><b>  廣播風(fēng)暴防范:</b></p><p>  限制網(wǎng)絡(luò)上的廣播,將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)VLAN可減少參與廣播風(fēng)暴的設(shè)備數(shù)量。LAN分段可以防止廣播風(fēng)暴波及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。VLAN可以提供建立防火墻的機(jī)制,防止交換網(wǎng)絡(luò)的過量廣播。使用VLAN,可以將某個(gè)交換端口或用戶賦予某一個(gè)特定的VLAN組,該VLAN組可以在一個(gè)交換網(wǎng)中或跨接

23、多個(gè)交換機(jī), 在一個(gè)VLAN中的廣播不會(huì)送到VLAN之外。同樣,相鄰的端口不會(huì)收到其他VLAN產(chǎn)生的廣 播。這樣可以減少廣播流量,釋放帶寬給用戶應(yīng)用,減少廣播的產(chǎn)生。</p><p><b>  安全:</b></p><p>  增強(qiáng)局域網(wǎng)的安全性,含有敏感數(shù)據(jù)的用戶組可與網(wǎng)絡(luò)的其余部分隔離,從而降低泄露機(jī)密信息的可能性。不同VLAN內(nèi)的報(bào)文在傳輸時(shí)是相互隔離的,即

24、一個(gè)VLAN內(nèi)的用戶不能和其它VLAN內(nèi)的用戶直接通信,如果不同VLAN要進(jìn)行通信,則需要通過路由器或三層交換機(jī)等三層設(shè)備。</p><p><b>  成本降低:</b></p><p>  成本高昂的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)需求減少,現(xiàn)有帶寬和上行鏈路利用率更高,因此可節(jié)約成本。</p><p><b>  性能提高:</b><

25、/p><p>  將第二層平面網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)邏輯工作組(廣播域)可以減少網(wǎng)絡(luò)上不必要的流量并提高性能。</p><p><b>  提高IT員工效率:</b></p><p>  VLAN為網(wǎng)絡(luò)管理帶來了方便,因?yàn)橛邢嗨凭W(wǎng)絡(luò)需求的用戶將共享同一個(gè)VLAN。</p><p>  增加了網(wǎng)絡(luò)連接的靈活性。</p>

26、<p>  借助VLAN技術(shù),能將不同地點(diǎn)、不同網(wǎng)絡(luò)、不同用戶組合在一起,形成一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 ,就像使用本地LAN一樣方便、靈活、有效。VLAN可以降低移動(dòng)或變更工作站地理位置的管 理費(fèi)用,特別是一些業(yè)務(wù)情況有經(jīng)常性變動(dòng)的公司使用了VLAN后,這部分管理費(fèi)用大大降低。</p><p><b>  VLAN的劃分</b></p><p>  根據(jù)端口來劃分

27、VLAN</p><p>  許多VLAN廠商都利用交換機(jī)的端口來劃分VLAN成員。被設(shè)定的端口都在同一個(gè)廣播域中。例如,一個(gè)交換機(jī)的1,2,3,4,5端口被定義為虛擬網(wǎng)AAA,同一交換機(jī)的6,7,8端口組成虛擬網(wǎng)BBB。這樣做允許各端口之間的通訊,并允許共享型網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)。但是,這種劃分模式將虛擬網(wǎng)限制在了一臺(tái)交換機(jī)上。</p><p>  第二代端口VLAN技術(shù)允許跨越多個(gè)交換機(jī)的多個(gè)不

28、同端口劃分VLAN,不同交換機(jī)上的若干個(gè)端口可以組成同一個(gè)虛擬網(wǎng)。</p><p>  以交換機(jī)端口來劃分網(wǎng)絡(luò)成員,其配置過程簡單明了。因此,從目前來看,這種根據(jù)端口來劃分VLAN的方式仍然是最常用的一種方式。</p><p>  根據(jù)MAC地址劃分VLAN</p><p>  這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個(gè)主機(jī)的MAC地址來劃分,即對(duì)每個(gè)MAC地址的主機(jī)都配置它

29、屬于哪個(gè)組。這種劃分VLAN方法的最大優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)用戶物理位置移動(dòng)時(shí),即從一個(gè)交換機(jī)換到其他的交換機(jī)時(shí),VLAN不用重新配置,所以,可以認(rèn)為這種根據(jù)MAC地址的劃分方法是基于用戶的VLAN,這種方法的缺點(diǎn)是初始化時(shí),所有的用戶都必須進(jìn)行配置,如果有幾百個(gè)甚至上千個(gè)用戶的話,配置是非常累的。而且這種劃分的方法也導(dǎo)致了交換機(jī)執(zhí)行效率的降低,因?yàn)樵诿恳粋€(gè)交換機(jī)的端口都可能存在很多個(gè)VLAN組的成員,這樣就無法限制廣播包了。另外,對(duì)于使用筆記本電

30、腦的用戶來說,他們的網(wǎng)卡可能經(jīng)常更換,這樣,VLAN就必須不停地配置。</p><p>  根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層劃分VLAN</p><p>  這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個(gè)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層地址或協(xié)議類型(如果支持多協(xié)議)劃分的,雖然這種劃分方法是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址,比如IP地址,但它不是路由,與網(wǎng)絡(luò)層的路由毫無關(guān)系。</p><p>  這種方法的優(yōu)點(diǎn)是用戶的物理位置改變了,不需

31、要重新配置所屬的VLAN,而且可以根據(jù)協(xié)議類型來劃分VLAN,這對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理者來說很重要,還有,這種方法不需要附加的幀標(biāo)簽來識(shí)別VLAN,這樣可以減少網(wǎng)絡(luò)的通信量。</p><p>  這種方法的缺點(diǎn)是效率低,因?yàn)闄z查每一個(gè)數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)層地址是需要消耗處理時(shí)間的(相對(duì)于前面兩種方法),一般的交換機(jī)芯片都可以自動(dòng)檢查網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)幀頭,但要讓芯片能檢查IP幀頭,需要更高的技術(shù),同時(shí)也更費(fèi)時(shí)。當(dāng)然,這與各個(gè)廠商的

32、實(shí)現(xiàn)方法有關(guān)。</p><p>  根據(jù)IP組播劃分VLAN</p><p>  IP 組播實(shí)際上也是一種VLAN的定義,即認(rèn)為一個(gè)組播組就是一個(gè)VLAN,這種劃分的方法將VLAN擴(kuò)大到了廣域網(wǎng),因此這種方法具有更大的靈活性,而且也很容易通過路由器進(jìn)行擴(kuò)展,當(dāng)然這種方法不適合局域網(wǎng),主要是效率不高。</p><p><b>  基于規(guī)則的VLAN</

33、b></p><p>  也稱為基于策略的VLAN。這是最靈活的VLAN劃分方法,具有自動(dòng)配置的能力,能夠把相關(guān)的用戶連成一體,在邏輯劃分上稱為“關(guān)系網(wǎng)絡(luò)”。網(wǎng)絡(luò)管理員只需在網(wǎng)管軟件中確定劃分VLAN的規(guī)則(或?qū)傩?,那么當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)中時(shí),將會(huì)被“感知”,并被自動(dòng)地包含到正確的VLAN中。同時(shí),對(duì)站點(diǎn)的移動(dòng)和改變也可自動(dòng)識(shí)別和跟蹤。</p><p>  采用這種方法,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可

34、以非常方便地通過路由器擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。有的產(chǎn)品還支持一個(gè)端口上的主機(jī)分別屬于不同的VLAN,這在交換機(jī)與共享式Hub共存的環(huán)境中顯得尤為重要。自動(dòng)配置VLAN時(shí),交換機(jī)中軟件自動(dòng)檢查進(jìn)入交換機(jī)端口的廣播信息的IP源地址,然后軟件自動(dòng)將這個(gè)端口分配給一個(gè)由IP子網(wǎng)映射成的VLAN。</p><p>  按用戶定義、非用戶授權(quán)劃分VLAN</p><p>  基于用戶定義、非用戶授權(quán)來劃分VLA

35、N,</p><p>  這種方法是指為了適應(yīng)特別的VLAN網(wǎng)絡(luò),根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)用戶的特別要求來定義和設(shè)計(jì)VLAN,而且可以讓非VLAN群體用戶訪問VLAN,但是需要提供用戶密碼,在得到VLAN管理的認(rèn)證后才可以加入一個(gè)VLAN。</p><p>  以上劃分VLAN的方式中,基于端口的VLAN端口方式建立在物理層上;MAC方式建立在數(shù)據(jù)鏈路層上;網(wǎng)絡(luò)層和IP廣播方式建立在第三層上。<

36、;/p><p>  1.3.2 DHCP服務(wù)</p><p>  隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度的提高,計(jì)算機(jī)的數(shù)量經(jīng)常超過可供分配的IP地址數(shù)量。同時(shí)隨著便攜機(jī)及無線網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用,計(jì)算機(jī)的位置也經(jīng)常變化,相應(yīng)的IP地址也必須經(jīng)常更新,從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)配置越來越復(fù)雜。動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)就是為解決這些問題而發(fā)展起來

37、的。 DHCP 采用客戶端/服務(wù)器通信模式,由客戶端向服務(wù)器提出配置申請(qǐng),服務(wù)器返回為客戶端分配的IP 地址等相應(yīng)的配置信息,以實(shí)現(xiàn)IP 地址等信息的動(dòng)態(tài)配置。在DHCP的典型應(yīng)用中,一般包含一臺(tái)DHCP服務(wù)器和多臺(tái)客戶端(如PC和便攜機(jī))。</p><p>  針對(duì)客戶端的不同需求,DHCP提供三種IP地址分配策略:</p><p>  手工分配地址:由管理員為少數(shù)特定客戶端(如WWW

38、服務(wù)器等)靜態(tài)綁定固定的IP 地址。通過DHCP 將配置的固定IP地址發(fā)給客戶端。</p><p>  自動(dòng)分配地址:DHCP為客戶端分配租期為無限長的IP地址。</p><p>  動(dòng)態(tài)分配地址:DHCP為客戶端分配具有一定有效期限的IP地址,到達(dá)使用期限后,客戶端需要重新申請(qǐng)地址。絕大多數(shù)客戶端得到的都是這種動(dòng)態(tài)分配的地址。</p><p>  DHCP客戶端從

39、DHCP服務(wù)器動(dòng)態(tài)獲取IP地址,主要通過四個(gè)階段進(jìn)行: </p><p>  發(fā)現(xiàn)階段,即DHCP客戶端尋找DHCP服務(wù)器的階段。客戶端以廣播方式發(fā)送DHCP-DISCOVER報(bào)文。</p><p>  提供階段,即DHCP服務(wù)器提供IP地址的階段。DHCP服務(wù)器接收到客戶端的DHCP-DISCOVER報(bào)文后,根據(jù)IP地址分配的優(yōu)先次序選出一個(gè)IP地址,與其他參數(shù)一起通過DHCP-OFFE

40、R報(bào)文發(fā)送給客戶端。 </p><p>  選擇階段,即DHCP客戶端選擇IP地址的階段。如果有多臺(tái)DHCP服務(wù)器向該客戶端發(fā)來DHCP-OFFER報(bào)文, 客戶端只接受第一個(gè)收到的DHCP-OFFER報(bào)文,然后以廣播方式發(fā)送DHCP-REQUEST報(bào)文,該報(bào)文中包含DHCP 服務(wù)器在DHCP-OFFER報(bào)文中分配的IP地址。</p><p>  確認(rèn)階段,即DHCP服務(wù)器確認(rèn)IP地址的階段

41、。DHCP服務(wù)器收到DHCP客戶端發(fā)來的DHCP-REQUEST報(bào)文后,只有DHCP客戶端選擇的服務(wù)器會(huì)進(jìn)行如下操作:如果確認(rèn)將地址分配給該客戶端,則返回DHCP-ACK報(bào)文;否則返回DHCP-NAK報(bào)文,表明地址不能分配給該客戶端。 </p><p>  如果采用動(dòng)態(tài)地址分配策略,則DHCP服務(wù)器分配給客戶端的IP地址有一定的租借期限,DHCP協(xié)議稱這段時(shí)間為租用期(lease period)。當(dāng)租借期滿后服務(wù)

42、器會(huì)收回該IP地址。如果DHCP客戶端希望繼續(xù)使用該地址,需要更新IP地址租約。</p><p>  由于在IP地址動(dòng)態(tài)獲取過程中采用廣播方式發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文,因此DHCP只適用于DHCP 客戶端和服務(wù)器處于同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的情況。為進(jìn)行動(dòng)態(tài)主機(jī)配置,需要在所有網(wǎng)段上都設(shè)置一個(gè)DHCP服務(wù)器,這顯然是很不經(jīng)濟(jì)的。DHCP中繼功能的引入解決了這一難題:客戶端可以通過DHCP中繼與其他網(wǎng)段的DHCP服務(wù)器通信,最終獲取到IP

43、地址。這樣,多個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的DHCP 客戶端可以使用同一個(gè)DHCP服務(wù)器,既節(jié)省了成本,又便于進(jìn)行集中管理。</p><p>  1.3.3 NAT服務(wù)</p><p>  網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT,Network Address Translation)屬接入廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù),是一種將私有(保留)地址轉(zhuǎn)化為合法IP地址的轉(zhuǎn)換技術(shù),它被廣泛應(yīng)用于各種類型Internet接入方式和各種類型的網(wǎng)絡(luò)

44、中。原因很簡單,NAT不僅完美地解決了IP地址不足的問題,而且還能夠有效地避免來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊,隱藏并保護(hù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)。</p><p>  雖然NAT可以借助于某些代理服務(wù)器來實(shí)現(xiàn),但考慮到運(yùn)算成本和網(wǎng)絡(luò)性能,很多時(shí)候都是在路由器上來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>  隨著接入Internet的計(jì)算機(jī)數(shù)量的不斷猛增,IP地址資源也就愈加顯得捉襟見肘。事實(shí)上,除了中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)(C

45、ERNET)外,一般用戶幾乎申請(qǐng)不到整段的C類IP地址。在其他ISP那里,即使是擁有幾百臺(tái)計(jì)算機(jī)的大型局域網(wǎng)用戶,當(dāng)他們申請(qǐng)IP地址時(shí),所分配的地址也不過只有幾個(gè)或十幾個(gè)IP地址。顯然,這樣少的IP地址根本無法滿足網(wǎng)絡(luò)用戶的需求,于是也就產(chǎn)生了NAT技術(shù)。</p><p><b>  NAT簡介</b></p><p>  借助于NAT,私有(保留)地址的"

46、內(nèi)部"網(wǎng)絡(luò)通過路由器發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí),私有地址被轉(zhuǎn)換成合法的IP地址,一個(gè)局域網(wǎng)只需使用少量IP地址(甚至是1個(gè))即可實(shí)現(xiàn)私有地址網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有計(jì)算機(jī)與Internet的通信需求。</p><p>  NAT將自動(dòng)修改IP報(bào)文的源IP地址和目的IP地址,IP地址校驗(yàn)則在NAT處理過程中自動(dòng)完成。有些應(yīng)用程序?qū)⒃碔P地址嵌入到IP報(bào)文的數(shù)據(jù)部分中,所以還需要同時(shí)對(duì)報(bào)文進(jìn)行修改,以匹配IP頭中已經(jīng)修改過的源IP地址

47、。否則,在報(bào)文數(shù)據(jù)都分別嵌入IP地址的應(yīng)用程序就不能正常工作。</p><p><b>  NAT實(shí)現(xiàn)方式</b></p><p>  NAT的實(shí)現(xiàn)方式有三種,即靜態(tài)轉(zhuǎn)換Static Nat、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換Dynamic Nat和端口多路復(fù)用Over Load。</p><p>  靜態(tài)轉(zhuǎn)換是指將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的私有IP地址轉(zhuǎn)換為公有IP地址,IP地址對(duì)是

48、一對(duì)一的,是一成不變的,某個(gè)私有IP地址只轉(zhuǎn)換為某個(gè)公有IP地址。借助于靜態(tài)轉(zhuǎn)換,可以實(shí)現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中某些特定設(shè)備(如服務(wù)器)的訪問。</p><p>  動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換是指將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的私有IP地址轉(zhuǎn)換為公用IP地址時(shí),IP地址是不確定的,是隨機(jī)的,所有被授權(quán)訪問上Internet的私有IP地址可隨機(jī)轉(zhuǎn)換為任何指定的合法IP地址。也就是說,只要指定哪些內(nèi)部地址可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以及用哪些合法地址作為外部地址時(shí),就可

49、以進(jìn)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換可以使用多個(gè)合法外部地址集。當(dāng)ISP提供的合法IP地址略少于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)數(shù)量時(shí)??梢圆捎脛?dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換的方式。</p><p>  端口多路復(fù)用(Port address Translation,PAT)是指改變外出數(shù)據(jù)包的源端口并進(jìn)行端口轉(zhuǎn)換,即端口地址轉(zhuǎn)換(PAT,Port Address Translation)。采用端口多路復(fù)用方式,內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)均可共享一個(gè)合法外部IP地址實(shí)現(xiàn)

50、對(duì)Internet的訪問,從而可以最大限度地節(jié)約IP地址資源。同時(shí),又可隱藏網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的所有主機(jī),有效避免來自Internet的攻擊。因此,目前網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最多的就是端口多路復(fù)用方式。</p><p>  1.3.4 路 由</p><p><b>  什么是路由:</b></p><p><b>  路由就是尋徑。</b&g

51、t;</p><p>  路由信息就是去往目的地的一條信息,它指明了去往目的地的方向。</p><p>  要完成對(duì)數(shù)據(jù)包的傳輸,路由器必須知道并處理哪些信息:</p><p><b>  目的地址</b></p><p>  相鄰路由器,并且能夠從鄰居處獲得遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的信息</p><p>  到

52、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的所有可能的路徑</p><p>  能計(jì)算出到達(dá)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑</p><p>  要能夠維護(hù)并驗(yàn)證路由信息,在路徑發(fā)生改變時(shí),要能很快的知道。</p><p><b>  什么是路由表:</b></p><p>  路由器使用一個(gè)路由表來保存去往目的地的路由信息,路由表中的信息描述了如何到達(dá)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。&l

53、t;/p><p>  路由器根據(jù)路由表中的路由信息來進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā),如果在路由表中找不到去往目的地的路由,數(shù)據(jù)包將會(huì)被丟棄。</p><p>  路由表中默認(rèn)只有直連路由信息</p><p><b>  路由表的基本元素:</b></p><p><b>  目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)</b></p>&

54、lt;p>  去往目的地的下一跳地址(直連的鄰居地址)</p><p><b>  出接口</b></p><p><b>  管理距離</b></p><p>  metric值:描述了去往目的地的路線的好壞</p><p><b>  管理距離:</b></p&

55、gt;<p>  當(dāng)從不同的路由協(xié)議學(xué)到去往同一目的地路由的時(shí)候,用于在路由協(xié)議之間進(jìn)行比較,以確定把從哪一種路由協(xié)議學(xué)到的路由放入路由表。</p><p><b>  路由分類:</b></p><p>  靜態(tài)路由--手工配置的路由</p><p>  動(dòng)態(tài)路由--由動(dòng)態(tài)路由協(xié)議學(xué)習(xí)到的路由</p><p&

56、gt;  還有一種默認(rèn)路由,是路由的一種特殊形式,它指明了如果在路由表內(nèi)找不到去往目的地的路由時(shí),可以將數(shù)據(jù)從哪個(gè)方向轉(zhuǎn)發(fā)出去。</p><p>  動(dòng)態(tài)路由協(xié)議--就是使路由器在互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)的尋找所有的網(wǎng)絡(luò),并確保所有路由器擁有相同路由表的協(xié)議。例如RIP、EIGRP、OSPF協(xié)議。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議會(huì)不斷的更新對(duì)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)。</p><p><b>  靜態(tài)路由簡介</b

57、></p><p>  靜態(tài)路由是一種特殊的路由,由管理員手工配置而成。在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)較簡單、到給定目標(biāo)只有一條路徑的網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)中,只需配置靜態(tài)路由就能使路由器正常工作。正確地設(shè)置和使用靜態(tài)路由能有效地保障網(wǎng)絡(luò)安全,并可為重要的應(yīng)用保證帶寬。使用靜態(tài)路由也存在一些問題:當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題或因其它原因引起拓?fù)渥兓瘯r(shí),靜態(tài)路由不會(huì)自動(dòng)發(fā)生改變,必需要有網(wǎng)絡(luò)管理員的介入。</p><p>  靜

58、態(tài)路由具有如下特性:</p><p>  可達(dá)的路由:正常路由都屬于這種情況,即IP 報(bào)文按照標(biāo)識(shí)的路由被送往下一跳,這是靜態(tài)路由的一般用法。</p><p>  目的地不可達(dá)的路由:當(dāng)?shù)侥骋荒康牡氐撵o態(tài)路由為“reject”屬性時(shí),任何去往該目的地的IP 報(bào)文都將被丟棄,并通知源主機(jī)目的地為不可達(dá)。</p><p>  目的地為黑洞的路由:當(dāng)?shù)侥骋荒康牡氐撵o態(tài)路由

59、為“blackhole”屬性時(shí),任何去往該目的地的IP 報(bào)文都將被丟棄,但是并不通知源主機(jī)目的地為不可達(dá)。其中“reject”和“blackhole”屬性一般用來控制本路由器可達(dá)目的地的范圍,輔助網(wǎng)絡(luò)故障的診斷。</p><p><b>  缺省路由簡介</b></p><p>  缺省路由也是一種靜態(tài)路由。簡單地說,缺省路由就是在沒有找到任何匹配的路由項(xiàng)情況下,才使

60、用的路由。即只有當(dāng)無任何合適的路由時(shí),缺省路由才被使用。在路由表中,缺省路由以到網(wǎng)絡(luò)0.0.0.0(掩碼為0.0.0.0)的路由形式出現(xiàn)??赏ㄟ^命令display ip routing-table來查看它是否被設(shè)置。若報(bào)文的目的地不在路由表中且路由表中也無缺省路由存在,該報(bào)文被丟棄的同時(shí)將返回源端一個(gè)ICMP 報(bào)文指出該目的地址或網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)信息。缺省路由在網(wǎng)絡(luò)中是非常有用的。在一個(gè)包含上百個(gè)路由器的典型網(wǎng)絡(luò)中,運(yùn)行動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議可能會(huì)

61、耗費(fèi)較大量的帶寬資源,使用缺省路由就可節(jié)約因路由選擇所占用的時(shí)間與包轉(zhuǎn)發(fā)所占用的帶寬資源,這樣就能在一定程度上滿足大量用戶同時(shí)進(jìn)行通信的需求。</p><p>  1.3.5 路由協(xié)議</p><p><b>  RIP 簡介</b></p><p>  RIP(Routing Information Protocol)是最常使用的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議

62、(Interior Gateway Protocol)之一,是一種典型的基于D-V 算法的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。它通過UDP(User Datagram Protocol)報(bào)文交換路由信息,使用跳數(shù)(Hop Count)來衡量到達(dá)目的地的距離(被稱為路由權(quán)-Routing cost)。由于在RIP 中大于或等于16 的跳數(shù)被定義為無窮大(即目的網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)不可達(dá)),所以RIP一般用于采用同類技術(shù)的中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),如校園網(wǎng)及一個(gè)地區(qū)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò),R

63、IP 并非為復(fù)雜、大型的網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)。</p><p>  RIP 有RIP-1 和RIP-2 兩個(gè)版本,RIP-2 支持明文認(rèn)證和 MD5 密文認(rèn)證,并支持可變長子網(wǎng)掩碼。為提高性能,防止產(chǎn)生路由環(huán),RIP 支持水平分割(Split Horizon)、毒性逆轉(zhuǎn)(Poison Reverse),并采用觸發(fā)更新(Triggered Update)。</p><p>  RIP 支持將其它路由協(xié)

64、議發(fā)現(xiàn)的路由信息引入到路由表中。</p><p>  每個(gè)運(yùn)行RIP 的路由器管理一個(gè)路由數(shù)據(jù)庫,該路由數(shù)據(jù)庫包含了到網(wǎng)絡(luò)所有可達(dá)目的地的一個(gè)路由項(xiàng),這些路由項(xiàng)包含下列信息:</p><p>  目的地址:主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)的地址。</p><p>  下一跳地址:為到達(dá)目的地,本路由器要經(jīng)過的下一個(gè)路由器地址。</p><p>  接口:轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的

65、接口。</p><p>  Cost 值:本路由器到達(dá)目的地的開銷,可取值0~16 之間的整數(shù)。</p><p>  定時(shí)器:該路由項(xiàng)最后一次被修改的時(shí)間。</p><p>  路由標(biāo)記:區(qū)分該路由為內(nèi)部路由協(xié)議路由還是外部路由協(xié)議路由的標(biāo)記。</p><p>  RIP 啟動(dòng)和運(yùn)行的整個(gè)過程可描述如下:</p><p&g

66、t;  某路由器剛啟動(dòng)RIP 時(shí),以廣播形式向其相鄰路由器發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文,相鄰路由器收到請(qǐng)求報(bào)文后,響應(yīng)該請(qǐng)求,并回送包含本地路由信息的響應(yīng)報(bào)文。</p><p>  路由器收到響應(yīng)報(bào)文后,修改本地路由表,同時(shí)向相鄰路由器發(fā)送觸發(fā)修改報(bào)文,廣播路由修改信息。相鄰路由器收到觸發(fā)修改報(bào)文后,又向其各自的相鄰路由器發(fā)送觸發(fā)修改報(bào)文。在一連串的觸發(fā)修改廣播后,各路由器都能得到并保持最新的路由信息。</p>&

67、lt;p>  同時(shí),RIP 每隔30 秒向其相鄰路由器廣播本地路由表,相鄰路由器在收到報(bào)文后,對(duì)本地路由進(jìn)行維護(hù),選擇一條最佳路由,再向其各自相鄰網(wǎng)絡(luò)廣播修改信息,使更新的路由最終能達(dá)到全局有效。同時(shí),RIP采用超時(shí)機(jī)制對(duì)過時(shí)的路由進(jìn)行超時(shí)處理,以保證路由的實(shí)時(shí)性和有效性。RIP 作為IGP 協(xié)議的一種,正是通過這些機(jī)制,使路由器能夠了解到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由信息。</p><p>  雖然RIP 目前已被大多數(shù)

68、路由器廠商所廣泛使用,但它還是有較大的局限性:</p><p>  支持站點(diǎn)的數(shù)量有限:這就使得RIP 只適用于較小的自治系統(tǒng),如只用于大多數(shù)校園網(wǎng)及結(jié)構(gòu)較簡單的連續(xù)性強(qiáng)的地區(qū)性網(wǎng)絡(luò)。</p><p>  依靠固定度量計(jì)算路由:RIP 不能自動(dòng)更新度量值來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生的變化,在人為更新之前,由網(wǎng)絡(luò)管理員定義的度量值仍是固定不變的。</p><p>  路由表更新信息

69、將占用較大的網(wǎng)絡(luò)帶寬:RIP 每30 秒就向外廣播發(fā)送路由更新信息。在有許多節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中,這樣將消耗相當(dāng)大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。</p><p><b>  OSPF 簡介</b></p><p>  OSPF 是Open Shortest Path First(開放最短路由優(yōu)先協(xié)議)的縮寫。它是IETF 組織開發(fā)的一個(gè)基于鏈路狀態(tài)的自治系統(tǒng)內(nèi)部路由協(xié)議。目前普遍使用的是版本2

70、(RFC2328)。OSPF 的主要特性如下:</p><p>  適應(yīng)范圍——支持各種規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),最多可支持幾千臺(tái)路由器。</p><p>  快速收斂——在網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化后立即發(fā)送更新報(bào)文,使這一變化在自治系統(tǒng)中同步。</p><p>  無自環(huán)——OSPF 根據(jù)收集到的鏈路狀態(tài)用最短路徑樹算法計(jì)算路由,從算法上本身保證了不會(huì)生成自環(huán)路由。</p&

71、gt;<p>  區(qū)域劃分——允許自治系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)被劃分成區(qū)域來管理,區(qū)域間傳送的路由信息被進(jìn)一步抽象,從而減少了占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬。</p><p>  等值路由——支持到同一目的地址的多條等值路由。</p><p>  路由分級(jí)——使用四類不同等級(jí)的路由,按優(yōu)先順序來說分別是:區(qū)域內(nèi)路由、區(qū)域間路由、第一類外部路由、第二類外部路由。</p><p>  

72、支持驗(yàn)證——支持基于接口的報(bào)文驗(yàn)證以保證路由計(jì)算的安全性。</p><p>  組播發(fā)送——在有組播發(fā)送能力的鏈路層上以組播地址收發(fā)報(bào)文,既達(dá)到了廣播的作用,又最大程度地減少了對(duì)其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的干擾。</p><p>  整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可看成由多個(gè)自治系統(tǒng)AS(Autonomous System)組成,通過收集和傳遞自治系統(tǒng)鏈路狀態(tài)來動(dòng)態(tài)地發(fā)現(xiàn)并傳播路由達(dá)到自治系統(tǒng)的信息同步。每個(gè)自治系統(tǒng)又可劃分

73、為不同的區(qū)域(Area)。如果一個(gè)路由器端口被分配到多個(gè)區(qū)域內(nèi)中,這個(gè)路由器就被稱為區(qū)域邊界路由器ABR(Area Border Router),它是指那些處在區(qū)域邊緣的連接多個(gè)區(qū)域的路由器。通過ABR 可學(xué)習(xí)到其它區(qū)域的路由信息。所有區(qū)域邊界路由器和位于它們之間的路由器構(gòu)成骨干區(qū)域(Backbone Area),該區(qū)域以0.0.0.0 標(biāo)識(shí)。由于所有區(qū)域都必須在邏輯上與骨干區(qū)域保持連接,特別引入了虛連接的概念,使那些物理上分割的區(qū)域仍

74、可保持邏輯上的連通性。連接自治系統(tǒng)的路由器稱為自治系統(tǒng)邊界路由器ASBR(Autonomous System Broder Router),通過ASBR學(xué)習(xí)該OSPF自治系統(tǒng)之外的路由信息(如靜態(tài)路由、RIP 路由等)。</p><p>  OSPF 協(xié)議路由計(jì)算的過程可簡單描述如下:</p><p>  每個(gè)支持OSPF協(xié)議的路由器都維護(hù)著一份描述整個(gè)自治系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫LS

75、DB(Link State Database)。每臺(tái)路由器根據(jù)自己周圍的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)生成鏈路狀態(tài)發(fā)布LSA ( Link State Advertising),通過相互之間發(fā)送協(xié)議報(bào)文將LSA 發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中其它路由器。這樣每臺(tái)路由器都收到了其它路由器的 LSA,所有的 LSA 放在一起便組成了鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。</p><p>  由于LSA 是對(duì)路由器周圍網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的描述,那么LSDB 則是對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

76、的描述。路由器很容易將LSDB 轉(zhuǎn)換成一張帶權(quán)值的有向圖,這張圖便是對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的真實(shí)反映。顯然,自治系統(tǒng)內(nèi)的各路由器將得到完全相同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。</p><p>  每臺(tái)路由器都使用SPF 算法計(jì)算出一棵以自己為根的最短路徑樹,這棵樹給出了到自治系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的路由,外部路由可由廣播它的路由器進(jìn)行標(biāo)記以記錄關(guān)于自治系統(tǒng)的額外信息。顯然,各個(gè)路由器各自得到的路由表是不同的。</p><p&

77、gt;  另外,為使處于廣播網(wǎng)和NBMA 網(wǎng)的每臺(tái)路由器能將本地路由信息(如可用接口信息、可達(dá)鄰居信息等)廣播到整個(gè)自治系統(tǒng)中,需要建立多個(gè)鄰接(Adjacent)關(guān)系,會(huì)導(dǎo)致任何一臺(tái)路由器的路由變化都會(huì)多次傳遞,這既是沒有必要的,也浪費(fèi)了寶貴的帶寬資源。為解決這一問題,OSPF 定義了“指定路由器DR”(Designated Router),所有路由器都只將路由信息發(fā)送給DR,由DR 將該網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀態(tài)廣播出去,這樣就可大大減少多址訪

78、問網(wǎng)絡(luò)上各路由器之間鄰居關(guān)系的數(shù)量。</p><p>  OSPF 支持IP 子網(wǎng)和外部路由信息的標(biāo)記接收;它支持基于接口的報(bào)文驗(yàn)證以保證路由計(jì)算的安全性;并使用IP 組播方式發(fā)送和接收?qǐng)?bào)文。</p><p>  1.3.6 無線局域網(wǎng)</p><p><b>  無線局域網(wǎng)定義:</b></p><p>  無線局域網(wǎng)

79、(Wireless Local-Area Network,WLAN)是指以無線信道作傳輸媒介的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò),是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它以無線多址信道作為傳輸媒介,提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的功能,能夠使用戶真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入。</p><p><b>  需求分析</b></p><p>  WLAN業(yè)務(wù)在國際上越來越廣泛應(yīng)用,隨著這一使

80、用熱潮的興起,中國也同樣在發(fā)起“網(wǎng)絡(luò)無處不在”的活動(dòng),采用WLAN技術(shù)加以配合,提供更加靈活的高速因特網(wǎng)接入服務(wù)。</p><p>  在機(jī)場、會(huì)議室、展覽中心、酒吧、咖啡館、茶館等熱點(diǎn)地區(qū),Internet接入需求不同于傳統(tǒng)辦公場所采用有線方式,人們不會(huì)為電纜的束縛而固守于固定的位置。市場需要一種能夠提供給用戶較高的接入帶寬、用戶又可以在一定的范圍內(nèi)自由移動(dòng),并且造價(jià)比較低廉,簡言之,就是一種廉價(jià)的高質(zhì)量可移動(dòng)

81、的寬帶接入業(yè)務(wù)。WLAN無線寬帶接入業(yè)務(wù)正是迎合了市場的這種需求。隨著WLAN技術(shù)的成熟,WLAN能夠使得運(yùn)營商或者其他服務(wù)提供者能夠提供可靠的、穩(wěn)定的、寬帶的、無線的Internet接入業(yè)務(wù)。</p><p>  在學(xué)校等人員密集、移動(dòng)性較強(qiáng)且網(wǎng)絡(luò)需求較多的地區(qū),單純利用有線網(wǎng)盡心覆蓋將使得布線和接口難以實(shí)現(xiàn),無法提供滿意的服務(wù)。而采用WLAN覆蓋,則是一種經(jīng)濟(jì)而便捷的方式。</p><p&

82、gt;  在諸如以上熱點(diǎn)地區(qū),現(xiàn)實(shí)中的網(wǎng)絡(luò)覆蓋較多地采用了WLAN方式,兩年前的北京奧運(yùn)會(huì)就大量采用了無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的相關(guān)解決方案;而隨著3G的發(fā)展,目前許多城市的采用3G+WLAN的方式覆蓋無線網(wǎng)絡(luò),成為一大發(fā)展趨勢。</p><p><b>  1.4校園網(wǎng)概述</b></p><p>  從物理意義上來說,校園網(wǎng)就是一種局域網(wǎng)。校園網(wǎng)是各類型網(wǎng)絡(luò)中一大分支,有著非

83、常廣泛的應(yīng)用及代表性。作為新技術(shù)的發(fā)祥地,學(xué)校、尤其是高等院校,和網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系是密不可分的。作為“高新技術(shù)孵化器”的高校,是知識(shí)、人才的高地,資源十分豐富,比其他行業(yè)更渴求網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)新應(yīng)用,希望能有一個(gè)高性能、穩(wěn)定、可靠的校園網(wǎng)來促進(jìn)自身在研究、學(xué)術(shù)上的進(jìn)步。 因此,提高校園網(wǎng)的使用效率是校園網(wǎng)建設(shè)的重要考核指標(biāo)之一。</p><p>  1.4.1 校園網(wǎng)目的</p><p>  校

84、園網(wǎng)為學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)服務(wù),促使學(xué)生學(xué)習(xí)最優(yōu)化。</p><p>  校園網(wǎng)為教師的教育教學(xué)和科研活動(dòng)服務(wù),促使教師教育教學(xué)最優(yōu)化。</p><p>  校園網(wǎng)為學(xué)校教育教學(xué)管理服務(wù),促使學(xué)校管理最優(yōu)化。</p><p>  1.4.2 校園網(wǎng)建設(shè)的原則</p><p>  先進(jìn)性,先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、開發(fā)工具,采用市場覆蓋率高、標(biāo)準(zhǔn)化和技

85、術(shù)成熟的軟硬件產(chǎn)品;</p><p>  實(shí)用性,建網(wǎng)時(shí)應(yīng)考慮利用和保護(hù)現(xiàn)有的資源、充分發(fā)揮設(shè)備效益;</p><p>  靈活性,采用積木式模塊組合和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),使系統(tǒng)配置靈活,滿足學(xué)校逐步到位的建網(wǎng)原則,使網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性;</p><p>  可靠性,具有容錯(cuò)功能,管理、維護(hù)方便。對(duì)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、選型、安裝、調(diào)試等各環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和分析,確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠

86、,經(jīng)濟(jì)性,投資合理,有良好的性能價(jià)格比。</p><p>  校園網(wǎng)是建構(gòu)在多媒體技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上的為教學(xué)、科研、管理服務(wù)并與因特網(wǎng)連接的校園內(nèi)局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,是一種教育科研網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)畢竟是個(gè)新生事物,在各方面還不盡人所知,不顧自身需求和經(jīng)濟(jì)實(shí)力而一擲千金的事例層出不窮。究其原因,多數(shù)為對(duì)校園網(wǎng)工程的具體事項(xiàng)了解不夠,作為一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程,校園網(wǎng)工程事關(guān)學(xué)校的發(fā)展大計(jì),必須慎重考慮。</p>

87、;<p>  1.4.3 校園網(wǎng)的建設(shè)思路 </p><p>  校園網(wǎng)的建設(shè)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,校園作為一個(gè)特殊的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境,它的建設(shè)與使用都有其自身的特點(diǎn)。在選擇局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)要體現(xiàn)開放式、分布式、安全可靠,維護(hù)簡單的原則。校園網(wǎng)是使用了局域網(wǎng)技術(shù)以及各種多媒體應(yīng)用技術(shù),并結(jié)合Internet應(yīng)用等其它的技術(shù)來建設(shè)。使得校園網(wǎng)能滿足現(xiàn)代教學(xué)對(duì)信息處理的要求,使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能對(duì)教學(xué)管理

88、現(xiàn)代化起重要的促進(jìn)作用,能實(shí)現(xiàn)信息查尋、教務(wù)管理,并與外部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行交流等多種需要。 </p><p>  一個(gè)完整的校園網(wǎng)建設(shè)在實(shí)施過程中可以分成兩個(gè)環(huán)節(jié):網(wǎng)絡(luò)集成方案設(shè)計(jì)和信息系統(tǒng)集成。其中信息系統(tǒng)集成是目的,網(wǎng)絡(luò)集成是手段。</p><p>  網(wǎng)絡(luò)集成方案主要包括兩個(gè)方面:結(jié)構(gòu)化布線與設(shè)備選擇、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及設(shè)備選型。它的設(shè)計(jì)思想有兩個(gè),一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)方案采用模塊化的設(shè)計(jì),各個(gè)

89、模塊完成各自的功能。在實(shí)施的過程中,可以根據(jù)需要將相應(yīng)的模塊添加到網(wǎng)絡(luò)中,也可以不使用某些模塊,在需要時(shí)候再添加。同時(shí),模塊化設(shè)計(jì)容易維護(hù),某個(gè)模塊出現(xiàn)故障,不會(huì)影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全。 </p><p>  另一個(gè)設(shè)計(jì)思想是采用層次體系,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過主干網(wǎng)連接起來,各個(gè)子網(wǎng)通過接口與主干網(wǎng)連接,實(shí)現(xiàn)各自的功能,在子網(wǎng)內(nèi)部及與主干網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 </p><p>  1.4.4 校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)

90、的功能</p><p><b>  信息交流功能</b></p><p>  互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)--讓學(xué)校了解世界,讓世界了解學(xué)校。校內(nèi)信息服務(wù),信息的接收者就是信息的發(fā)布者。</p><p><b>  學(xué)生學(xué)習(xí)功能</b></p><p>  網(wǎng)絡(luò)使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了很大變化,他們利用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)

91、,提高自己的學(xué)習(xí)能力。他們需要上網(wǎng)查了資料,將完成的作業(yè)利用電子郵件發(fā)送給了老師。鼓勵(lì)學(xué)生們建立自己的網(wǎng)頁,包括英語角、名站鑒賞、硬件長廊、游戲論壇、電腦文化等欄目。</p><p>  圖書館功能,以圖書館為信息源</p><p>  圖書館可以開設(shè)面向教師開放的電子備課室和光盤閱覽室,開設(shè)面向?qū)W生開放的電子閱覽室。采購、分類編目、流通、查詢、期刊等環(huán)節(jié)全面實(shí)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理,可以在校

92、園網(wǎng)提供網(wǎng)上在線書目檢索服務(wù),讀者可以在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)檢索圖書、瀏覽全文、查閱借閱情況、辦理預(yù)約及續(xù)借手續(xù)等。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)圖書管理的"電腦化“和資料查詢的網(wǎng)絡(luò)化”。</p><p>  1.4.5 校園網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>  校園網(wǎng)的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)基本上是混合型的,它是由星型、總線型等典型拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)組成,在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化布線工程中多采用星型結(jié)構(gòu),主要用于同一樓層,由各個(gè)房間的計(jì)算機(jī)間用集

93、線器或者交換機(jī)連接產(chǎn)生的,它具有施工簡單,擴(kuò)展性高,成本低和可管理性好等優(yōu)點(diǎn);而校園網(wǎng)在分層布線主要采用樹型結(jié)構(gòu);每個(gè)房間的計(jì)算機(jī)連接到本層的集線器或交換機(jī),然后每層的集線器或交換機(jī)在連接到本樓出口的交換機(jī)或路由器,各個(gè)樓的交換機(jī)或路由器再連接到校園網(wǎng)的通信網(wǎng)中,由此構(gòu)成了校園網(wǎng)的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)。當(dāng)然這其中還有對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),如vlan的劃分,各不同區(qū)域的細(xì)劃分都需要根據(jù)學(xué)校情況來定。</p><p>  校園網(wǎng)

94、絡(luò)中心以及各分校區(qū)均通過2M E1光纖或ADSL接入Internet。對(duì)于我們畫定的區(qū)域如圖書館、宿舍等,都可以通過100M交換口連入校園網(wǎng),而各個(gè)終端可以采用10/100M共享式端口。</p><p>  目前的校園網(wǎng)大多數(shù)是純?nèi)龑拥慕粨Q網(wǎng)絡(luò)。由于交換機(jī)都具有三層功能,匯聚層一般已經(jīng)可以與接入層歸納為一個(gè)層次。各樓層和各樓之間的交換設(shè)備都直接上連到核心設(shè)備上。</p><p>  1.4

95、.6 結(jié)構(gòu)化布線 </p><p>  綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)除符合國際標(biāo)準(zhǔn)以外還要符合《中國建筑電器規(guī)范》、《工業(yè)企業(yè)通信設(shè)計(jì)規(guī)范》、《中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)》、《綜合布線用電纜、光纖技術(shù)要求》、《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》等國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>  綜合布線系統(tǒng)是建筑物或建筑群內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡(luò),它既能使話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備、交換設(shè)備和其他信息管理系統(tǒng)彼此連接,也能使這些設(shè)備與

96、外部通信網(wǎng)絡(luò)相互連接,包括建筑物到外部網(wǎng)絡(luò)或電話局線路上的連線點(diǎn),與工作區(qū)的話音或數(shù)據(jù)終端之間的所有電纜,以及相關(guān)聯(lián)的布線部件。一個(gè)良好的綜合布線系統(tǒng)對(duì)其服務(wù)的設(shè)備有一定的獨(dú)立性,并能互連許多不同的通信設(shè)備如數(shù)據(jù)終端、模擬式或數(shù)字式電話、PC和主機(jī)以及公共系統(tǒng)裝置。一般布線系統(tǒng)有六個(gè)子系統(tǒng)組成:建筑群間子系統(tǒng),設(shè)備間子系統(tǒng),管理區(qū)子系統(tǒng),垂直(主干)子系統(tǒng),水平子系統(tǒng),工作區(qū)子系統(tǒng)。 </p><p>  校園網(wǎng)

97、為園區(qū)網(wǎng),樓群間子系統(tǒng)采用光纜連接,可提供千兆位的帶寬,有充分的擴(kuò)展余地。垂直子系統(tǒng)則位于高層建筑物的豎井內(nèi),可采用多模光纜或大對(duì)數(shù)雙絞線。把管理區(qū)子系統(tǒng)并入設(shè)備間子系統(tǒng),集中管理。 </p><p>  對(duì)于多幢樓宇,可采用多設(shè)備間的方法。分為中心設(shè)備間和樓棟設(shè)備間部分,中心設(shè)備間是整個(gè)局域網(wǎng)的控制中心,內(nèi)設(shè)有對(duì)外(Internet)對(duì)內(nèi)通信的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(交換機(jī)、路由器、視頻服務(wù)器等),中心交換機(jī)通過光纜(地

98、下直埋)與樓棟設(shè)備間的交換設(shè)備相連,以保證數(shù)據(jù)的高速傳輸。在此設(shè)備間放置布線的線架和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,端接樓內(nèi)來自在各層的主干線纜,并端接連接網(wǎng)絡(luò)中心的光纖。 </p><p>  樓內(nèi)布線包括水平布線和主干布線。水平系統(tǒng)采用超五類雙絞線,新的樓宇采用暗裝墻內(nèi)的方式,舊的樓宇采用PVC線槽明裝的方式。</p><p><b>  2 工程背景</b></p>

99、<p><b>  2.1 初步設(shè)想</b></p><p>  課設(shè)選題題目是搭建一個(gè)校園網(wǎng),初步設(shè)想是搭建一個(gè)無線的校園網(wǎng)絡(luò),覆蓋主樓前的廣場、教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)室等地方并且提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。但由于網(wǎng)絡(luò)搭建技術(shù)不夠成熟,設(shè)備有限等原因,更改為搭建一個(gè)有線校園網(wǎng)和無線混合網(wǎng)絡(luò)。</p><p>  圖1 初步構(gòu)建拓?fù)鋱D</p><p>

100、;  假設(shè)的工程背景為:一個(gè)學(xué)校要給老師和學(xué)生提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。并且在一些公共區(qū)域,比如教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)室、廣場等位置為老師和學(xué)生提供無線上網(wǎng)服務(wù)。并且在校園網(wǎng)上為學(xué)生提供FTP,郵件服務(wù)及流媒體服務(wù)。方便老師和學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方面的交流,分享學(xué)習(xí)資料,老師為學(xué)生布置作業(yè),學(xué)生上傳作業(yè),增加學(xué)生的課余時(shí)間娛樂方式等?;緲?gòu)架如圖1。</p><p>  左側(cè)框?yàn)閷W(xué)生的宿舍、老師辦公室、實(shí)驗(yàn)室,提供有線上網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)圖,

101、右側(cè)為提供公共區(qū)域無線服務(wù)的基本結(jié)構(gòu)圖。由于無線上網(wǎng)的速度無法提供優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),所以決定把服務(wù)集中在宿舍的網(wǎng)絡(luò)中,無線網(wǎng)絡(luò)只為同學(xué)們提供基本的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。在網(wǎng)絡(luò)搭建的過程中我們還要對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)部分進(jìn)行VLAN的劃分,從而減小廣播風(fēng)暴的影響,保證實(shí)驗(yàn)室,辦公室的網(wǎng)絡(luò)的安全性。并且在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)IP的自動(dòng)分配等基本功能。</p><p><b>  2.2 改進(jìn)方案</b></p&g

102、t;<p>  在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的構(gòu)成中,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的設(shè)備無法滿足我們初期的設(shè)想,所以對(duì)最初的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)進(jìn)行了一些相應(yīng)的調(diào)整。調(diào)整后的設(shè)計(jì)方案如圖2。由于最頂層路由器使用的使用的是H3C的MSR20-30提供了兩個(gè)高速的以太網(wǎng)口,所以不能滿足接口的需求,因此我們?cè)谧铐攲勇酚上聮炝艘粋€(gè)二層交換機(jī),其作用就是用來分出更多的接口,滿足連接的需要。又由于我們只有兩臺(tái)MSR20-30這種兩個(gè)高速以太網(wǎng)口的路由器和一臺(tái)三層交換機(jī),因此我們將

103、一臺(tái)MSR20-30作為最高處的路由器,另外一臺(tái)作為有線網(wǎng)絡(luò)的上層路由,而有線網(wǎng)絡(luò)的上層路由有兩個(gè)通過串口連接的R2501E來替代,從路由下了直接接上AP來完成我們的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。在技術(shù)水平和設(shè)備有限的前提下盡量優(yōu)化了我們的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。</p><p><b>  3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)</b></p><p>  如圖2為我們?cè)O(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。網(wǎng)絡(luò)包括校園網(wǎng)和廣域網(wǎng)的模擬部分。校

104、園局域網(wǎng)以三層交換機(jī)S1為交換核心,下設(shè)二層交換機(jī)若干,如圖中所示的S2和S3進(jìn)行模擬,形成匯聚層。匯聚層交換機(jī)用作模擬校園中各個(gè)樓宇的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),在同一個(gè)樓宇,如教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、學(xué)生宿舍樓中依據(jù)需求劃分VLAN,隔離網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴,提升網(wǎng)絡(luò)安全性和效率,同時(shí)方便構(gòu)建不同辦公室或者實(shí)驗(yàn)室的通暢網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境。</p><p><b>  圖2 總工程拓?fù)鋱D</b></p><p&g

105、t;  在實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)互通的情況下,我們進(jìn)行了IP地址的劃分,如圖標(biāo)注,IP地址利用DHCP進(jìn)行自動(dòng)分配??紤]到IP分配和管理的全局性,我們沒有把DHCP服務(wù)構(gòu)建在三層交換機(jī)S1上,而是構(gòu)建在路由R1上,利用三層交換機(jī)S1作為中繼,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同VLAN的IP地址的自動(dòng)分配。此外,我們?cè)诼酚善鱎1上配置NAT,用以解決可能出現(xiàn)的IP地址不足的問題,對(duì)校園網(wǎng)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了隱藏和保護(hù),一定程度上避免來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊。</p>&

106、lt;p>  構(gòu)建了完整可靠的網(wǎng)絡(luò)之后,依據(jù)校園網(wǎng)的功能和服務(wù)需求,我們搭建了FTP服務(wù)器,用于提供基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)??紤]網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的重心不在于在已經(jīng)搭建好的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)何種服務(wù),而是如何構(gòu)建安全、合理、可靠的校園網(wǎng)本身,我們把更多的時(shí)間用在了組網(wǎng)上,僅搭建了FTP服務(wù)作為示范和模擬。</p><p>  為了盡可能利用實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備和條件,學(xué)習(xí)和實(shí)踐更多的組網(wǎng),更加深入了解最重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備路由器的工作原理,我們

107、利用路由器RA、RB、RC實(shí)驗(yàn)搭建了模擬的廣域網(wǎng)局部。進(jìn)行了靜態(tài)路由實(shí)驗(yàn),之后配置了RIP協(xié)議。由于學(xué)校出于網(wǎng)絡(luò)安全的目的,限制將路由器等設(shè)備私自接入北郵校園網(wǎng),我們利用筆記本無線網(wǎng)作為中繼代理,進(jìn)行了Internet接入實(shí)驗(yàn)。</p><p><b>  4 組網(wǎng)實(shí)踐</b></p><p>  4.1 VLAN劃分</p><p>&l

108、t;b>  4.1.1配置命令</b></p><p>  三層交換機(jī)S1的VLAN配置:</p><p><b>  <s1>sys</b></p><p>  [s1]vlan 10</p><p>  [s1-vlan10]port Ethernet1/0/2</p>&

109、lt;p>  [s1-vlan10]interface vlan 10 </p><p>  [s1-Vlan-interface10]ip address 192.168.2.1 255.255.255.0</p><p>  [s1-Vlan-interface10]quit</p><p>  [s1]vlan 20</p><p&

110、gt;  [s1-vlan20]port Ethernet1/0/3</p><p>  [s1-vlan20]interface vlan 20</p><p>  [s1-Vlan-interface20]ip address 192.168.3.1 255.255.255.0</p><p>  [s1-Vlan-interface20]quit</p&

111、gt;<p>  二層交換機(jī)S2的VLAN配置:</p><p><b>  <s2>sys</b></p><p>  [s2]vlan 10</p><p>  [s2-vlan10]port Ethernet0/1 to Ethernet0/9</p><p>  [s2-vlan10]q

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