第4讲 以太网组网及故障排除
企业需求 企业要组建自己的网络，大约40台计算机。 现需要根据需求选择合适的组网方式和拓扑结构 还需要选择合适的网络连接设备将计算机连接起来 将局域网连接起来后要进行测试 故障时能够排除网络连接故障
本讲任务 选择使用Hub还是交换机 首先使用单个Hub组建星形结构的小局域网 再用多个Hub（或者交换机）进行级联，达到40台计算机互联 用ping命令进行连通性的测试
局域网简介（ LAN--Local Area Network） 于办公室、机关、工厂、学校等内部联网，一般距离为0.1~ 1km。 能进行广播（Broadcast），即一个工作站向其它所有站发送信息，或多播（Multicast），又称为组播，即一个工作站向多个站发送。 决定局域网特性的因素：传输介质、拓扑结构、介质访问控制方式（MAC- Medium Access Control ）。 典型代表是著名的以太网（Ethernet）。
4.1.1 网络拓扑结构 1. 总线型拓扑 所有的计算机连接在同一根总线上 故障点排查很困难 增减计算机困难
4.1.1 网络拓扑结构 2. 星型结构 所有的计算机都连接到一个中央的设备上 故障排除容易得多 管理也集中了，工作量小得多 中央点的设备故障将会导致整个网络瘫痪。
4.1.1 网络拓扑结构
4.1.1 网络拓扑结构 3. 环形拓扑结构 所有的计算机连成一个封闭的环 一个节点的故障会导致整个网络的故障 没有冲突的存在
4.1.2介质访问控制 冲突产生的原因：因为大家共享介质 产生冲突的解决办法：介质访问控制方法
4.1.2 介质访问控制 先听后发，边听边发，冲突等待，随机重发 介质访问控制 以太网的介质访问控制 载波监听多路访问/冲突检测协议 （Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，简称CSMA/CD） 先听后发，边听边发，冲突等待，随机重发 令牌环介质访问控制：棒棒接力
4.1.2 介质访问控制
4.1.3 冲突域
4.1.3 冲突域 冲突域的概念：帧送出时，会遭到冲突的范围。 最小帧的概念： 为什么要控制最小帧？电信号是以光速前进，但是也要有时间到达对方。 512Bit：让其他计算机有足够的时间知道帧的存在 最小帧限制：在传输介质线路的最大距离下，信号在介质来回一次的时间，叫来回时间。 检测这段时间的帧长度叫最小帧限制。
4.2.1 网卡 根据速率分有：10Mbps、100Mbps、1000Mbps 根据总线类型分有：ISA总线、PCI总线、PCMCIA总线、USB接口网卡 根据所接的介质类型有：双绞线、光纤、无线电等
4.2.2 集线器 集线器也称为Hub 使用集线器构成的网络物理上是星型拓扑结构，网络维护简单 集线器价格低廉、操作简单 使用集线器的另一个原因是可以延长网络覆盖的距离。
4.2.2 集线器 集线器是物理层设备 简单地将某个端口收到的信号(即0和1物理层信号)从其它所有的端口复制出去 计算机是共享同一网络带宽 ，冲突域是所有端口。
4.2.3 交换机 是一种在OSI参考模型的第二层（数据链路层） 称为多口网桥 每个端口是一个冲突域 独享带宽 还有网桥所没有的功能：避免交换环路产生、可以划分VLAN等
4.2.3 交换机 依赖于一张MAC地址与端口的映射表来进行工作的 当某计算机发送过一次数据时，就被交换机记录了 如果有其他计算机向这台计算机发送数据时，数据只会从特定接口转发出去，而不会从其它接口转发
A传给B的同时，C可以传给D
什么是以太网帧？
4.2.3 交换机 交换机的三种模式 存储转发:完整接收整个帧才开始转发 直接转发：接收到目的MAC就开始转发
4.2.3 交换机 转发模式
4.2.3 交换机 三种模式的比较 延时 错误率 存储转发: 大 低 直接转发： 小 高 改进的直接转发： 中
4.3网络连接故障排除 ICMP 简介（Internet control message protocol- Internet因特网控制报文协议） 功能： 报告网络连接出错 它是网络层协议 ICMP报文分为两类：差错报告报文和查询报文
4.3网络连接故障排除
4.3网络连接故障排除 差错报告 查询报文 种类 类型 报文 3 目的站不可达 4 源站抑制 11 时间超过 12 参数问题 5 改变路由 8或0 回送请求或回答 13或14 时间戳 17或18 地址掩码 10或9 路由器询问和通告
4.3网络连接故障排除 ICMP报文格式 类型字段：表示报文的类型； 代码字段：表示发送此特定报文类型的原因； 类型字段：表示报文的类型； 代码字段：表示发送此特定报文类型的原因； 校验和：表示整个ICMP报文的校验结果。 ICMP数据：在差错报文的数据部分携带引起差错的原始分组；在查询报文的数据部分携带了查询类型的额外信息。
以太网组网及故障排除实训
4.4.1 用交叉线连接两个节点
4.4.1 用交叉线连接两个节点 只有两台计算机，为了实现打印机共享、文件共享或者上网线路的共享，可以直接用交叉线把它们连接起来，而不必购买额外的集线器或者交换机
4.4.2 用单个集线器或交换机连接多个节点
4.4.2 单个集线器或交换机连接多个节点 计算机数量在10台左右 。 计算机到集线器或者交换机的最大距离为100米，计算机间的距离则为200米。 每台计算机可以得到的网络带宽是共享的带宽 。
4.4.3用多个集线器或交换机连接多个节点
4.4.3 多个集线器或交换机连接多个节点 计算机的数量较多时，一台集线器或者交换机就无法连接所有的计算机 使用多个集线器连接多个节点时，尤其要注意带宽的问题 可以在一级设备上改用交换机
4.4.4 网络连接设置 设置IP地址 设置网络掩码 设置网关地址 设置DNS服务器地址
4.4.4 ICMP 工具故障检测 Ping的语法与参数 Ping [参数] [网址或域名]
4.4.4 ICMP 工具故障检测 利用PING来诊断网络问题 Ping 127.0.0.1－测试TCP/IP协议是否正确 Ping 互联网上的网址－测试DNS服务器是否配置正确。
4.4.4 ICMP 工具故障检测 TRACERT
4.4.4 ICMP 工具故障检测
4.4.4 ICMP 工具故障检测 在TRACERT 操作过程中注意： 路由器至少有两个接口； Windows的TRACERT每次发出3个响应请求。
4.4.4 ICMP 工具故障检测 TRACERT [参数] [网址或IP地址]
C:\>tracert 168.95.192.1 Tracing route to hntp1.hinet.net [168.95.192.1] over a maximum of 30 hops: 1 <10 ms <10 ms <10 ms 203.74.205.3 2 <10 ms <10 ms <10 ms c137.h203149174.is.net.tw [203.149.174.137] 3 50 ms 60 ms 60 ms 10.1.1.70 4 60 ms 60 ms 60 ms c248.h202052070.is.net.tw [202.52.70.248] 5 290 ms 60 ms 60 ms ISNet-PC-TWIX-T3.rt.is.net.tw [210.62.131.225] 6 70 ms 50 ms 70 ms 210.62.255.5 7 50 ms 70 ms 51 ms 210.65.161.126 8 51 ms 50 ms 50 ms 168.95.207.21 9 60 ms 50 ms 50 ms hntp1.hinet.net [168.95.192.1] Trace complete.
4.4.4 ICMP 工具故障检测 Tracert的结果表明： 有近及远，显示沿途所经的每部路由器。 显示每部路由器的响应时间。 显示每部路由器在“本地”的IP地址。
企业疑难问题解析
问题 为什么企业组建局域网普遍采用星型结构？ 交换机与集线器相比有哪些优越性？ 一台计算机所使用的线路故障不会影响到其他计算机；故障排除容易；而且可以集中管理；减少工作量。 交换机与集线器相比有哪些优越性？ 交换机是数据链路层设备，可以根据MAC地址与端口映射表转发数据，而不会把交换机接收的数据向所以端口转发，冲突域为一个端口；集线器是物理层设备，当它收到数据时会把数据从其他所以端口复制出去，冲突域为整个集线器，共享带宽。
问题 为什么使用ICMP协议进行网络连接故障排除？ 由于IP协议是不可靠的和无连接的数据报交付，它有两个缺点：缺少差错控制和主机和管理查询机制。ICMP就是为了弥补这两个缺点设计并配合IP协议使用的。
问题 如果一台网络上的计算机不能与其它网络计算机建立连接如何检查发生故障地点? 用PING 127.0.0.1检查本机协议是否安装正确 Ping 本机IP地址 检查本机网卡是否正确安装 Ping 网关IP地址 检查本机到网关是否有故障 Ping 目的IP地址 检查网关到目的机是否有故障
小结 以太网的原理 交换机和集线器的原理 以太网的组建实操 以太网连接故障排查