《基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課件-第5章

項(xiàng)目五局域網(wǎng)互聯(lián)任務(wù)一認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)層任務(wù)二認(rèn)知路由器任務(wù)三認(rèn)知廣域網(wǎng)協(xié)議任任務(wù)四認(rèn)知ARP/RARP/ICMP協(xié)議任務(wù)五認(rèn)知物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目五局域網(wǎng)互聯(lián)任務(wù)六組建大型網(wǎng)絡(luò)案例項(xiàng)目實(shí)踐一：路由器的基本配置項(xiàng)目實(shí)踐三：動(dòng)態(tài)路由的配置小結(jié)習(xí)題

任務(wù)一認(rèn)?知?網(wǎng)?絡(luò)?層

1.網(wǎng)絡(luò)層的作用在ISO參考模型中，網(wǎng)絡(luò)層主要有以下三方面的功能：(1)路由選擇。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信子網(wǎng)中，信息從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出，經(jīng)過(guò)若干個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)后，最終到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。

(2)擁塞控制。在ISO參考模型中，很多層次都需要考慮流量控制問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)層所做的流量控制則是對(duì)進(jìn)入分組交換網(wǎng)的通信量加以一定的限制，以防止因通信量過(guò)大而造成通信子網(wǎng)性能下降甚至造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

(3)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)層可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)、多個(gè)子網(wǎng)和廣域網(wǎng)的互聯(lián)。

2.網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)

1)虛電路服務(wù)

網(wǎng)絡(luò)層所提供的虛電路服務(wù)就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建立可靠的通信，從而做到能先建立確定的連接(邏輯連接)再發(fā)送分組報(bào)文的通信過(guò)程。當(dāng)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層的虛電路服務(wù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，必須先建立一條從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的虛電路VC，以保證通信雙方所需的一切網(wǎng)絡(luò)資源，然后源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)就可以通過(guò)建立的虛電路發(fā)送相應(yīng)的分組報(bào)文，如圖5-1所示。圖5-1虛電路

2)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)

網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡(jiǎn)單靈活的、無(wú)連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)在使用數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)發(fā)送分組報(bào)文時(shí)，每一個(gè)分組報(bào)文(即IP數(shù)據(jù)報(bào))都獨(dú)立發(fā)送(如圖5-2所示)，在傳送報(bào)文的過(guò)程中，所傳送的分組報(bào)文可能會(huì)出錯(cuò)、丟失及不按序到達(dá)，當(dāng)然也不保證分組傳送的時(shí)限。圖5-2數(shù)據(jù)報(bào)

3.TCP/IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層

網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是將來(lái)自應(yīng)用層的不同數(shù)據(jù)視為具備相同的源地址和目的地址的數(shù)據(jù)傳輸單元，從源系統(tǒng)發(fā)送到目的系統(tǒng)。而這些功能的完成主要由網(wǎng)絡(luò)中的路由器或三層交換機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)層的主要協(xié)議有IP(網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議)、ARP(地址解析協(xié)議)、RARP(逆向地址解析協(xié)議)和ICMP(網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議)。

任務(wù)二認(rèn)?知?路?由?器

一、路由器的簡(jiǎn)介及功能路由器(Router)是網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行網(wǎng)間連接的關(guān)鍵設(shè)備，是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐。路由器系統(tǒng)構(gòu)成了基于TCP/IP的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet的主體骨架。在園區(qū)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)乃至整個(gè)Internet研究領(lǐng)域中，路由器技術(shù)始終處于核心地位，其發(fā)展歷程和方向成為整個(gè)Internet研究的一個(gè)縮影。

路由器是工作在網(wǎng)絡(luò)層，用于連接各局域網(wǎng)及廣域網(wǎng)，會(huì)根據(jù)信道的使用情況自動(dòng)選擇和設(shè)定路由，以最佳路徑、按一定順序發(fā)送信號(hào)的設(shè)備。路由器利用網(wǎng)絡(luò)層定義的“邏輯”上的網(wǎng)絡(luò)地址(即IP地址)來(lái)區(qū)別不同的網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)段，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)和隔離，保持各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的相互獨(dú)立性。路由器不轉(zhuǎn)發(fā)廣播消息，而把廣播消息限制在各自的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。發(fā)送到其他網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)先被送到路由器，再由路由器轉(zhuǎn)發(fā)出去。這表明路由器既分割廣播域，也分割沖突域。路由器的主要功能如下：

(1)在網(wǎng)絡(luò)間截獲發(fā)送到遠(yuǎn)地網(wǎng)段的報(bào)文，起轉(zhuǎn)發(fā)的作用。

(2)選擇最合理的路由，引導(dǎo)通信。

(3)為了便于在網(wǎng)絡(luò)間傳送報(bào)文，路由器在轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的過(guò)程中會(huì)按照預(yù)定的規(guī)則把大的數(shù)據(jù)包分解成適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包，到達(dá)目的地后再把分解的數(shù)據(jù)包包裝成原有形式。

(4)多協(xié)議路由器可以作為不同通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)段通信連接的平臺(tái)，連接使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)段。

(5)路由器的主要任務(wù)是把數(shù)據(jù)包引導(dǎo)到目的地網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)特定的節(jié)點(diǎn)站。這個(gè)功能是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)地址分解完成的。

二、路由器的分類

1.按處理能力分類

按處理能力劃分，路由器可分為高端路由器和中低端路由器。通常將背板交換能力大于40GB的路由器稱為高端路由器，背板交換能力低于40GB的路由器稱為中低端路由器。

2.按結(jié)構(gòu)分類

按結(jié)構(gòu)劃分，路由器可分為模塊化結(jié)構(gòu)和非模塊化結(jié)構(gòu)。通常中高端路由器為模塊化結(jié)構(gòu)，低端路由器為非模塊化結(jié)構(gòu)。非模塊化路由器采用不同的接口組合，這些接口不能升級(jí)，也不能進(jìn)行局部變動(dòng)。而模塊化路由器通常做成插槽/模塊結(jié)構(gòu)，可插入不同網(wǎng)絡(luò)模塊和網(wǎng)絡(luò)接口卡，使得路由器擴(kuò)展靈活，方便用戶。

3.按所處網(wǎng)絡(luò)位置分類

按所處網(wǎng)絡(luò)位置劃分，路由器可分為核心路由器和接入路由器。核心路由器位于網(wǎng)絡(luò)中心，通常是使用高端路由器，要求快速的包交換能力與高速的網(wǎng)絡(luò)接口，通常是模塊化結(jié)構(gòu)。接入路由器位于網(wǎng)絡(luò)邊緣，通常使用中低端路由器，要求相對(duì)低速的端口以及較強(qiáng)的接入控制能力。

4.按功能分類

按功能劃分，路由器可分為通用路由器和專用路由器。通常所說(shuō)的路由器為通用路由器。專用路由器通常為實(shí)現(xiàn)某種特定功能對(duì)路由器接口、硬件等作專門(mén)優(yōu)化。

圖5-3所示為各類路由器。圖5-3各類路由器

三、路由器的接口

路由器具有非常強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接和路由功能，可以物理連接各種不同的網(wǎng)絡(luò)，這就決定了路由器的接口技術(shù)非常復(fù)雜，越是高檔的路由器其接口種類也越多。路由器的端口主要分為局域網(wǎng)端口、廣域網(wǎng)端口和配置端口三類，具體而言，有以下幾種常見(jiàn)的端口(如圖5-4所示)。圖5-4路由器各端口示意圖

(1)?Console端口。Console端口一般用于進(jìn)行路由器本地配置，如圖5-4所示。

(2)?AUX端口。AUX端口為輔助端口，主要用于遠(yuǎn)程配置，也可用于撥號(hào)連接，還可通過(guò)收發(fā)器與Modem進(jìn)行連接。

(3)?RJ-45端口。RJ-45端口是常見(jiàn)的雙絞線以太網(wǎng)端口，它大多為10/100?Mb/s自適

應(yīng)的。

(4)?SC端口。SC端口即光纖端口，它用于與光纖的連接。

(5)串行端口。串行(Serial)端口常用于廣域網(wǎng)接入，如幀中繼、DDN專線等，也可通過(guò)V.35線纜進(jìn)行路由器之間的連接。

(6)?BRI端口。BRI端口是ISDN的基本速率端口，用于ISDN廣域網(wǎng)接入，采用RJ-45標(biāo)準(zhǔn)。

以上端口中，Console端口和AUX端口屬于局域網(wǎng)端口，RJ-45端口和SC端口屬于局域網(wǎng)端口，串行端口和BRI端口屬于配置端口。

四、路由器的工作原理

路由器的主要工作就是為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)包尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)包有效地傳送到目的站點(diǎn)。為了完成這項(xiàng)工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)——路由表(RoutingTable)，供路由選擇時(shí)使用。

路由表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字等內(nèi)容。路由表是保存到達(dá)其他網(wǎng)絡(luò)的路由信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。路由表的信息隨網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?/p>

化——建立、更新路由表的算法稱為路由算法(RoutingAlgorithm)。路由表既可以由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好，即靜態(tài)路由表；也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改，即動(dòng)態(tài)路由表。

路由器是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)號(hào)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包的，所以路由表中存放的是目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，而不是目的主機(jī)號(hào)。例如，郵政局在城市間轉(zhuǎn)發(fā)信件依據(jù)的是城市名。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是路由表小(網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目要比主機(jī)少得多)，節(jié)省路由器的存儲(chǔ)空間，路由表的路由更新速度快。路由器的工作原理如圖5-5所示。圖5-5路由器的工作原理

五、靜態(tài)路由與動(dòng)態(tài)路由

路由協(xié)議主要運(yùn)行在路由器上，用來(lái)確定路徑的選擇，起到一個(gè)地圖導(dǎo)航、負(fù)責(zé)找路的作用。路由協(xié)議工作在應(yīng)用層，包括路由信息協(xié)議RIP、內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議IGRP和開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF。路由協(xié)議選路過(guò)程實(shí)現(xiàn)的好壞將直接影響整個(gè)Internet的工作效率。

路由器可通過(guò)直連路由、靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由三種方式來(lái)獲得路由信息。

(1)直連路由。對(duì)于直接相連的網(wǎng)絡(luò)，路由器會(huì)自動(dòng)添加該網(wǎng)絡(luò)的路由信息。

(2)靜態(tài)路由。靜態(tài)路由是由網(wǎng)絡(luò)管理員手工添加配置到路由器中的路由。

(3)動(dòng)態(tài)路由。動(dòng)態(tài)路由又稱自適應(yīng)路由，它隨網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況的變化而變化，通過(guò)各路由器之間相互連接的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)路由協(xié)議的功能自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂?，利用路由協(xié)議動(dòng)態(tài)地相互交換路由信息，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新和維護(hù)動(dòng)態(tài)路由表，指導(dǎo)數(shù)據(jù)包的發(fā)送。

六、距離-矢量路由協(xié)議

1.?RIP協(xié)議

RIP的全稱是RoutingInformationProtocol，即路由信息協(xié)議，是一個(gè)分布式的基于距離-矢量的路由選擇協(xié)議，是不同路由器之間使用的第一個(gè)開(kāi)放協(xié)議，也是使用最廣泛的路由協(xié)議。RIP協(xié)議是向量-距離路由選擇算法在局域網(wǎng)上的直接實(shí)現(xiàn)。RIP通過(guò)廣播UDP報(bào)文來(lái)交換路由信息，每30?s發(fā)送一次路由信息更新。RIP用跳數(shù)作為尺度來(lái)衡量路由距離，跳數(shù)是一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)所必須經(jīng)過(guò)的路由器的數(shù)目。

如果到相同目的網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)不等速或不同帶寬的路由器，但跳數(shù)相同，則RIP認(rèn)為這兩個(gè)路由是等距離的。RIP最多支持的跳數(shù)為15，跳數(shù)16表示不可達(dá)。RIP協(xié)議除嚴(yán)格遵守向量-距離路由選擇算法進(jìn)行路由廣播與刷新外，在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中還做了某些改進(jìn)，主要包括：

(1)對(duì)相同開(kāi)銷路由的處理。

(2)對(duì)過(guò)時(shí)路由的處理。

2.IGRP協(xié)議

IGRP的全稱是InteriorGatewayRoutingProtocol，即內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議，是Cisco公司20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)的一種動(dòng)態(tài)的、長(zhǎng)跨度(最大跳數(shù)是255跳)的路由協(xié)議，其原理是使用向量來(lái)確定到達(dá)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最佳路由，由延時(shí)、帶寬、可靠性及負(fù)載等來(lái)計(jì)算最優(yōu)路由，在同一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)具有高跨度，適合于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。

3.?BGP協(xié)議

BGP的全稱是BorderGatewayProtocol，即邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議，是一種在自治網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間動(dòng)態(tài)交換路由信息的路由協(xié)議。BGP應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)之間，用來(lái)連接Internet上獨(dú)立的系統(tǒng)。BGP路由表包含已知路由器的列表、路由器能夠到達(dá)的地址以及到達(dá)每個(gè)路由器的路徑的跳數(shù)。

七、路由選擇算法

在互聯(lián)網(wǎng)中，需要進(jìn)行路由選擇的設(shè)備一般采用表驅(qū)動(dòng)的路由選擇算法。每臺(tái)路由設(shè)備保存一張IP路由表，該表存儲(chǔ)著有關(guān)可能的目的地址和怎樣到達(dá)目的地址的信息。在需要傳送數(shù)據(jù)包時(shí)，路由設(shè)備通過(guò)查詢?cè)撀酚杀頉Q定把數(shù)據(jù)包發(fā)往何處。由于IP地址可以分為網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分，而連接到同一網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)有相同的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，因此，可以把有關(guān)特定主機(jī)信息與它所在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)，IP路由表中僅保存相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信息，這樣既可以減小路由表的長(zhǎng)度，還可以提高路由算法的效率。

1.標(biāo)準(zhǔn)路由選擇算法

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的路由表通常包含許多(N，R)對(duì)序偶，其中N表示目的網(wǎng)絡(luò)，R表示到目的網(wǎng)絡(luò)N的路徑上的“下一站”路由器的IP地址。路由表僅僅指定了從R到目的網(wǎng)絡(luò)路徑上的一步，而路由器并不知道到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的完整路徑。

圖5-6所示為簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)結(jié)構(gòu)。表5-1所示為路由器R的路由表。圖5-6簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)結(jié)構(gòu)

在圖5-8中，網(wǎng)絡(luò)20.0.0.0和網(wǎng)絡(luò)30.0.0.0都與路由器R直接相連，路由器R如果收到目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)為20.0.0.0或30.0.0.0的數(shù)據(jù)包，就可以將該數(shù)據(jù)包直接傳送給目的主機(jī)。如果收到目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)為10.0.0.0的數(shù)據(jù)包，那么路由器R就需要將數(shù)據(jù)包傳送給與該網(wǎng)絡(luò)直接相連的另一個(gè)路由器Q，路由器Q再次投遞該數(shù)據(jù)包。同理。如果收到的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)為40.0.0.0的數(shù)據(jù)包，那么路由器R就需要將該數(shù)據(jù)包傳送給路由器S。

2.距離-矢量路由選擇算法

RIP是應(yīng)用較早、使用較普遍的動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議，適用于小型同類網(wǎng)絡(luò)，它采用距離-矢量(Vector-Distance，V-D)路由選擇算法。距離-矢量路由選擇算法的基本思想是：路由器周期性地向其相鄰路由器廣播自己知道的路由信息，用于通知相鄰路由器自己可以到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)以及到達(dá)該網(wǎng)絡(luò)的距離(通常用“跳數(shù)”表示)，相鄰路由器可以根據(jù)收到的路由信息修改和刷新自己的路由表。

圖5-7所示為距離-矢量路由選擇算法示例。圖5-7距離-矢量路由選擇算法示例

距離-矢量路由選擇算法的最大優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。但是，由于路由器的路徑變化需要像波浪一樣從相鄰路由器傳播出去，過(guò)程非常緩慢，有可能造成慢收斂等問(wèn)題，因此，它不適合應(yīng)用于路由經(jīng)常變化的或大型的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。另外，距離-矢量路由選擇算法要求互聯(lián)網(wǎng)中的每個(gè)路由器都參與路由信息的交換和計(jì)算，而且需要交換的路由信息與自己的路由表的大小幾乎一樣，因此，需要交換的信息量較大。

3.鏈路-狀態(tài)路由選擇算法

為了克服距離-矢量路由協(xié)議的不足，可通過(guò)使用鏈路狀態(tài)協(xié)議擴(kuò)散鏈路狀態(tài)信息，并根據(jù)收集到的相關(guān)鏈路狀態(tài)信息計(jì)算出最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議主要包括OSPF和IS兩個(gè)協(xié)議。

(1)?OSPF協(xié)議。OSPF的全稱是OpenShortestPathFirst，即開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議，是一種基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議。OSPF協(xié)議采用鏈路狀態(tài)路由選擇算法，可以在大型的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中使用。其基本思想是：互聯(lián)網(wǎng)上的每個(gè)路由器周期性地向其他所有路由器廣播自己與相鄰路由器的連接關(guān)系，以使各個(gè)路由器都可以“畫(huà)”出一張互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，利用這張圖和最短路徑優(yōu)先算法，路由器就可以計(jì)算出自己到達(dá)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最短路徑。

(2)IS-IS協(xié)議。IS-IS的全稱是IntermediateSystemtoIntermediateSystemRoutingProtocol，即中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)的路由選擇協(xié)議。IS-IS將網(wǎng)絡(luò)路由分為L(zhǎng)evel1和Level2。Level1中的路由器只知道它所在AREA的路由信息，也只知道它們本區(qū)域中的拓?fù)?，包括所有的路由器和主機(jī)，而不知道區(qū)域以外的路由器及目的地。Level1路由器將去往其他區(qū)域的所有流量都轉(zhuǎn)發(fā)給本區(qū)域內(nèi)的一臺(tái)L1/L2路由器，再由該L1/L2把流量轉(zhuǎn)發(fā)給L2區(qū)域中的L1/L2路由器，再由L2區(qū)域中的L1/L2路由器轉(zhuǎn)發(fā)給L2路由器，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。每臺(tái)路由器只能屬于一個(gè)區(qū)域，區(qū)域邊界在鏈路上。

任務(wù)三認(rèn)知廣域網(wǎng)協(xié)議

1.認(rèn)知PPP協(xié)議PPP(PointtoPointProtocol)即點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議，是為相同層次單元之間傳輸數(shù)據(jù)包而設(shè)計(jì)的鏈路層協(xié)議。該協(xié)議提供全雙工操作，并按照一定順序傳遞數(shù)據(jù)包。PPP協(xié)議常用于Modem通過(guò)撥號(hào)或?qū)＞€方式將用戶計(jì)算機(jī)接入ISP網(wǎng)絡(luò)，也就是把用戶計(jì)算機(jī)與ISP服務(wù)器連接。另一個(gè)PPP應(yīng)用領(lǐng)域是局域網(wǎng)之間的互聯(lián)。

2.?HDLC協(xié)議

HDLC(HighLevelDataLinkControl)即高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議，是一個(gè)工作在鏈路層的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，其幀結(jié)構(gòu)有兩種類型：一種是ISOHDLC幀結(jié)構(gòu)，有物理層及LLC兩個(gè)子層，采用SDLC(同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議)的幀格式，支持同步、全雙工操作；另一種是CiscoHDLC幀結(jié)構(gòu)，無(wú)LLC子層，只進(jìn)行物理幀封裝，沒(méi)有應(yīng)答、重傳機(jī)制，所有的糾錯(cuò)處理由上層協(xié)議處理。因此，ISOHDLC與CiscoHDLC是相互不兼容的協(xié)議。

3.?X.25協(xié)議

X.25協(xié)議是CCITT關(guān)于公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上以分組方式工作的DTE與DCE之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。X.25協(xié)議以虛電路為基礎(chǔ)，描述了連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接終止的全過(guò)程控制。它定義了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和分組層三層協(xié)議，對(duì)應(yīng)于OSI七層模型中的下三層。它允許不同網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)通過(guò)一臺(tái)工作在網(wǎng)絡(luò)層的中間計(jì)算機(jī)相互通信。早期的X.25網(wǎng)絡(luò)工作在電話線上，電話線的可靠性不好，運(yùn)行時(shí)速度較慢，僅能支持64?kb/s速率的線路。今天的X.25網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行于同步分組模式主機(jī)或其他設(shè)備和公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的接口上，這個(gè)接口實(shí)際上是DTE和DCE接口。

X.25的優(yōu)點(diǎn)是安裝容易、傳輸可靠性高、適用于誤碼率較高的通路；其缺點(diǎn)是反復(fù)的錯(cuò)誤檢查過(guò)程頗為費(fèi)時(shí)，會(huì)加長(zhǎng)傳輸時(shí)間，而且協(xié)議復(fù)雜、時(shí)延大，分組長(zhǎng)度可變，存儲(chǔ)管理復(fù)雜。

4.幀中繼協(xié)議

幀中繼與X.25協(xié)議相比較，兩者在很多方面都相似，但X.25協(xié)議不提供高速服務(wù)，而幀中繼則提供高速服務(wù)。X.25協(xié)議主要針對(duì)模擬電話網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量差的特點(diǎn)，同時(shí)又要保證數(shù)據(jù)的正確傳輸，因而在傳輸過(guò)程中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要對(duì)收到的數(shù)據(jù)做大量的檢查和處理，同時(shí)要保留原始幀的副本，進(jìn)行從源端到目的端錯(cuò)誤的檢查和處理。這樣的檢查和處理在保證數(shù)據(jù)的正確傳輸?shù)耐瑫r(shí)，卻增大了數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的時(shí)間延遲，從而降低了網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率。

幀中繼的基本工作原理是：節(jié)點(diǎn)收到幀的目的地址后便立即轉(zhuǎn)發(fā)，而無(wú)需等待收到整個(gè)幀后才轉(zhuǎn)發(fā)。這種正在接收一個(gè)幀時(shí)就對(duì)其轉(zhuǎn)發(fā)的方式稱為快速分組交換。如果幀在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)見(jiàn)到該幀有錯(cuò)誤時(shí)，節(jié)點(diǎn)立即停止轉(zhuǎn)發(fā)，并發(fā)一個(gè)指示到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，下一個(gè)節(jié)點(diǎn)接到指示后立即終止轉(zhuǎn)發(fā)，將該幀丟棄，并請(qǐng)求源節(jié)點(diǎn)重發(fā)。

任務(wù)四認(rèn)知ARP/RARP/ICMP協(xié)議

1.?ARP/RARP協(xié)議ARP的全稱為AddressResolutionProtocol，即地址解析協(xié)議，用于將網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議地址(IP地址)解析為本地的硬件地址(MAC地址)，即完成TCP/IP中IP地址與物理地址之間的映射工作。其工作過(guò)程如圖5-8所示，在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，每個(gè)主機(jī)都分配了一個(gè)32位的IP地址，被稱為主機(jī)的邏輯地址。

RARP的全稱為ReverseAddressResolutionProtocol，即反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議，實(shí)現(xiàn)通過(guò)MAC地址映射為IP地址的過(guò)程。RARP用于將本地的硬件地址(MAC地址)解析為網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議地址(IP地址)。其工作過(guò)程是ARP協(xié)議的逆向過(guò)程。圖5-8ARP協(xié)議工作過(guò)程示意圖

2.?ICMP協(xié)議

ICMP的全稱為InternetControlMessageProtocol，即Internet控制報(bào)文協(xié)議。它是TCP/IP協(xié)議族的一個(gè)子協(xié)議，是一種面向連接的協(xié)議，用于檢查網(wǎng)絡(luò)，在IP主機(jī)、路由器之間傳遞出錯(cuò)報(bào)告控制消息。其中的控制消息是指網(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由器是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。當(dāng)出現(xiàn)IP數(shù)據(jù)無(wú)法訪問(wèn)目標(biāo)、IP路由器無(wú)法按當(dāng)前的傳輸速率轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包等情況時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)送ICMP消息。

ICMP發(fā)出的出錯(cuò)報(bào)文返回到發(fā)送數(shù)據(jù)的源設(shè)備，源設(shè)備隨后根據(jù)ICMP報(bào)文確定發(fā)生錯(cuò)誤的類型，并確定如何才能更好地重發(fā)失敗的數(shù)據(jù)報(bào)，從而保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的正常發(fā)送。但是ICMP的功能只是報(bào)告問(wèn)題，而不具有糾正錯(cuò)誤的功能，錯(cuò)誤的糾正是由發(fā)送方完成的。在網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)使用到ICMP協(xié)議，比如用于檢查網(wǎng)絡(luò)是否暢通的ping命令，這個(gè)“ping”的工作過(guò)程實(shí)際上就是ICMP協(xié)議的工作過(guò)程。還有其他的網(wǎng)絡(luò)命令如跟蹤路由的Tracert命令也是基于ICMP協(xié)議的。

任務(wù)五認(rèn)知物聯(lián)網(wǎng)一、物聯(lián)網(wǎng)的概念1.物聯(lián)網(wǎng)的起源1998年，美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的Sarma、Brock、Siu創(chuàng)造性地提出將信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與RFID技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，即利用全球統(tǒng)一的物品編碼(ElectronicProductCode，EPC)作為物品標(biāo)識(shí)，利用RFID實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的“物品”與Internet的連接，無(wú)需借助特定系統(tǒng)，即可在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)任何物品的識(shí)別與管理。

1999年，由美國(guó)統(tǒng)一代碼委員會(huì)(UCC)、吉列和寶潔等組織和企業(yè)共同出資，在美國(guó)麻省理工學(xué)院成立了Auto-ID中心。在隨后的幾年中，英國(guó)、澳大利亞、日本、瑞士、中國(guó)、韓國(guó)等國(guó)的六所著名大學(xué)相繼加入Auto-ID中心，對(duì)“物聯(lián)網(wǎng)”相關(guān)研究實(shí)行分工合作，開(kāi)展系統(tǒng)化研究，提出了最初的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)架：射頻標(biāo)簽；識(shí)讀器；Savant軟件；對(duì)象名稱解析服務(wù)(ONS)；實(shí)體標(biāo)記語(yǔ)言服務(wù)器(PML-Server)。

2003年11月1日，國(guó)際物品編碼組織(GS1)出資正式接管EPC系統(tǒng)，并組成EPCGlobal進(jìn)行全球推廣與維護(hù)。與此同時(shí)，原六所大學(xué)的Auto-ID實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)到EPCGlobal下的技術(shù)組，作為EPC實(shí)驗(yàn)室，繼續(xù)對(duì)EPC系統(tǒng)的應(yīng)用提供技術(shù)支持，并提出了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)：EPC編碼；EPC標(biāo)簽；讀寫(xiě)器；中間件；對(duì)象名稱解析服務(wù)(ONS)；EPC信息服務(wù)(EPCIS)。

圖5-9所示為物聯(lián)網(wǎng)的理論模型。

圖5-9物聯(lián)網(wǎng)的理論模型

2.物聯(lián)網(wǎng)的定義

早在1995年，比爾·蓋茨在《未來(lái)之路》一書(shū)中就已經(jīng)描述了物聯(lián)的概念。實(shí)際上，真正的“物聯(lián)網(wǎng)”概念是1999年由EPCGlobal的Auto-ID中心提出的，其定義為：把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。

現(xiàn)在較為普遍的理解是，物聯(lián)網(wǎng)是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)裝置在各類物體上的電子標(biāo)簽(RFID)、傳感器、二維碼等經(jīng)過(guò)接口與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連，從而給物體賦予智能，可以實(shí)現(xiàn)人與物體的溝通和對(duì)話，也可以實(shí)現(xiàn)物體與物體間的溝通和對(duì)話。

圖5-10所示為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)示意圖。圖5-10物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)示意圖

3.各國(guó)(地區(qū))物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略和計(jì)劃

1)美國(guó)的“智慧地球”計(jì)劃

2008年，美國(guó)提出了“智慧地球”計(jì)劃，由IBM提出的“智慧地球”概念(建議政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施)已上升至美國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略認(rèn)為IT產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，具體地說(shuō)，就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成“物聯(lián)網(wǎng)”。圖5-11所示為IBM提出的“智慧地球”結(jié)構(gòu)。圖5-11IBM提出的“智慧地球”結(jié)構(gòu)

2)歐盟的物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃

2009年，歐盟提出的物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃強(qiáng)調(diào)RFID的廣泛應(yīng)用，注重信息安全。2009年6月，歐盟委員會(huì)向歐盟議會(huì)、理事會(huì)、歐洲經(jīng)濟(jì)和社會(huì)委員會(huì)及地區(qū)委員會(huì)遞交了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》(InternetofThings—AnActionPlanforEurope)，以確保歐洲在建構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中起主導(dǎo)作用。該行動(dòng)計(jì)劃共包括14項(xiàng)內(nèi)容，主要有管理、隱私及數(shù)據(jù)保護(hù)、“芯片沉默”的權(quán)利、潛在危險(xiǎn)、關(guān)鍵資源、標(biāo)準(zhǔn)化、研究、公私合作、創(chuàng)新、管理機(jī)制、國(guó)際對(duì)話、環(huán)境問(wèn)題、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和進(jìn)展監(jiān)督等一系列工作。

3)日本的i-Japan戰(zhàn)略

2009年，日本提出了i-Japan戰(zhàn)略。i-Japan在u-Japan的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)電子政務(wù)和社會(huì)信息服務(wù)應(yīng)用。2004年，日本信息通信產(chǎn)業(yè)的主管機(jī)關(guān)總務(wù)省(MIC)提出2006—2010年間IT發(fā)展任務(wù)——u-Japan戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略的理念是以人為本，實(shí)現(xiàn)所有人與人、物與物、人與物之間的連接，即所謂4U?=?ForYou(Ubiquitous，Universal，User-oriented，Unique)，希望在2010年將日本建設(shè)成一個(gè)“實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、任何物體、任何人(anytime，anywhere，anything，anyone)均可連接的泛在網(wǎng)絡(luò)社會(huì)”。

4)韓國(guó)的u-Korea戰(zhàn)略

繼日本提出u-Japan戰(zhàn)略后，韓國(guó)也在2006年確立了u-Korea戰(zhàn)略。u-Korea旨在建立無(wú)所不在的社會(huì)(ubiquitoussociety)，也就是在民眾的生活環(huán)境里，布建智能型網(wǎng)絡(luò)(如IPv6、BcN、USN)、最新的技術(shù)應(yīng)用(如DMB、Telematics、RFID)等先進(jìn)的信息基礎(chǔ)建設(shè)，讓民眾可以隨時(shí)隨地享有科技智慧服務(wù)。其最終目的，除運(yùn)用IT科技為民眾創(chuàng)造食衣住行育樂(lè)各方面無(wú)所不在的便利生活服務(wù)，亦希望扶植IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展新興應(yīng)用技術(shù)，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)與國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力。

5)中國(guó)的“感知中國(guó)”計(jì)劃

2009年8月7日，溫家寶總理在無(wú)錫考察時(shí)提出要盡快建立中國(guó)的傳感信息中心或者叫“感知中國(guó)”中心。

二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

隨著各項(xiàng)信息化技術(shù)的日漸發(fā)展與成熟，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域有：面向智能工廠的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、協(xié)同供應(yīng)鏈管理、智能電網(wǎng)、現(xiàn)代物流過(guò)程監(jiān)控與跟蹤定位、畜牧養(yǎng)殖和電子監(jiān)管、智能樓宇和遠(yuǎn)程診斷。圖5-12所示為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用圖。圖5-12物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用圖

1.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例——世界上第一個(gè)無(wú)線葡萄園

2002年，英特爾公司率先在俄勒岡建立了世界上第一個(gè)無(wú)線葡萄園。傳感器節(jié)點(diǎn)被分布在葡萄園的每個(gè)角落，每隔一分鐘檢測(cè)一次土壤溫度、濕度或該區(qū)域有害物的數(shù)量，以確保葡萄可以健康生長(zhǎng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，葡萄園氣候的細(xì)微變化可極大地影響葡萄酒的質(zhì)量。通過(guò)長(zhǎng)年的數(shù)據(jù)記錄以及相關(guān)分析，便能精確地掌握葡萄酒的質(zhì)地與葡萄生長(zhǎng)過(guò)程中的日照、溫度和濕度的確切關(guān)系。這是一個(gè)典型的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智能耕種的實(shí)例。圖5-13所示為葡萄園環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖。圖5-13葡萄園環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

2.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例二——監(jiān)視大鴨島海鳥(niǎo)的棲息情況

2002年，由英特爾的研究小組和加州大學(xué)伯克利分校以及巴港大西洋大學(xué)的科學(xué)家把無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)視大鴨島海鳥(niǎo)的棲息情況。位于緬因州海岸的大鴨島環(huán)境惡劣，海燕又十分機(jī)警，研究人員無(wú)法采用通常方法對(duì)其進(jìn)行跟蹤觀察。為此他們使用了包括光、濕度、氣壓計(jì)、紅外傳感器、攝像頭在內(nèi)的近十種傳感器類型數(shù)百個(gè)節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)通過(guò)自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?00英尺外的基站計(jì)算機(jī)內(nèi)，再由此經(jīng)衛(wèi)星傳輸至加州的服務(wù)器。

在那之后，全球的研究人員都可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查看該地區(qū)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，掌握第一手的環(huán)境資料，為生態(tài)環(huán)境研究者提供了一個(gè)極為有效便利的平臺(tái)。圖5-14所示為大鴨島生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖。

圖5-14大鴨島生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

3.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例三?——保護(hù)古老建筑

對(duì)珍貴的古老建筑進(jìn)行保護(hù)，是文物保護(hù)單位長(zhǎng)期以來(lái)的一個(gè)工作重點(diǎn)。將具有溫度、濕度、壓力、加速度、光照等傳感器的節(jié)點(diǎn)布放在重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象當(dāng)中，無(wú)需拉線鉆孔，便可有效地對(duì)建筑物進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)。此外，對(duì)于珍貴文物而言，在保存地點(diǎn)的墻角、天花板等位置，監(jiān)測(cè)環(huán)境的溫度、濕度是否超過(guò)安全值，可以更妥善地保護(hù)展覽品的品質(zhì)。圖5-15所示為文物保護(hù)應(yīng)用示例。圖5-15文物保護(hù)應(yīng)用示例

4.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例四——汽車(chē)生產(chǎn)線的RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)

上汽、一汽均在其涂裝、總裝、發(fā)動(dòng)機(jī)等主要生產(chǎn)車(chē)間應(yīng)用了RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)裝配線的動(dòng)態(tài)調(diào)度。依據(jù)客戶個(gè)性化需求，自動(dòng)安排車(chē)輛的生產(chǎn)計(jì)劃。上海汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)有限公司在制動(dòng)器生產(chǎn)流水線上采用RFID技術(shù)，滿足了汽車(chē)召回制度對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行標(biāo)識(shí)和追溯的要求，如圖5-16所示。圖5-16RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)

三、物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)

1.?RFID技術(shù)

RFID(RadioFrequencyIdentification)即射頻識(shí)別技術(shù)，俗稱電子標(biāo)簽，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并對(duì)其信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)、登記、存儲(chǔ)和管理

RFID系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：

(1)電子標(biāo)簽：由芯片和標(biāo)簽天線或線圈組成，通過(guò)電感耦合或電磁反射原理與讀寫(xiě)器進(jìn)行通信。

(2)讀寫(xiě)器：讀取(在讀寫(xiě)卡中還可以寫(xiě)入)標(biāo)簽信息的設(shè)備。

(3)天線：可以內(nèi)置在讀寫(xiě)器中，也可以通過(guò)同軸電纜與讀寫(xiě)器天線接口相連。

RFID系統(tǒng)的工作原理如下：

(1)讀寫(xiě)器將要發(fā)送的信息，經(jīng)編碼后加載到高頻載波信號(hào)上再經(jīng)天線向外發(fā)送。

(2)進(jìn)入讀寫(xiě)器工作區(qū)域的電子標(biāo)簽接收此信號(hào)，卡內(nèi)芯片的有關(guān)電路對(duì)此信號(hào)進(jìn)行倍壓整流、調(diào)制、解碼、解密，然后對(duì)命令請(qǐng)求、密碼、權(quán)限等進(jìn)行判斷。

(3)若為讀命令，則控制邏輯電路從存儲(chǔ)器中讀取有關(guān)信息，經(jīng)加密、編碼、調(diào)制后通過(guò)片上天線再發(fā)送給閱讀器，閱讀器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼、解密后送至信息系統(tǒng)進(jìn)行處理。

(4)若為修改信息的寫(xiě)命令，則有關(guān)控制邏輯將引起電子標(biāo)簽內(nèi)部電荷泵提升工作電壓，提供電壓擦寫(xiě)E2PROM。若經(jīng)判斷其對(duì)應(yīng)密碼和權(quán)限不符，則返回出錯(cuò)信息。

圖5-17所示為RFID系統(tǒng)的工作原理示意圖。圖5-17RFID系統(tǒng)工作原理示意圖

2.?WSN技術(shù)

WSN(無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò))是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集量化、處理融合和傳輸應(yīng)用。圖5-18所示為WSN和其他無(wú)線通信技術(shù)的融合。圖5-18WSN和其他無(wú)線通信技術(shù)的融合

RFID側(cè)重于識(shí)別，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的標(biāo)識(shí)和管理，同時(shí)RFID系統(tǒng)具有讀寫(xiě)距離有限、抗干擾性差、實(shí)現(xiàn)成本較高的不足；WSN側(cè)重于組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，具有部署簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，但一般WSN并不具有節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)功能。RFID與WSN的結(jié)合存在很大的契機(jī)。RFID與WSN可以在兩個(gè)不同的層面進(jìn)行融合，即物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下RFID與WSN的融合(如圖5-19所示)和傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下RFID與WSN的融合。圖5-19物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下RFID與WSN的融合

任務(wù)六組建大型網(wǎng)絡(luò)案例

1.案例任務(wù)背景本任務(wù)模擬了一個(gè)企業(yè)網(wǎng)，該企業(yè)網(wǎng)有兩個(gè)區(qū)域，相距甚遠(yuǎn)，R1連接一個(gè)區(qū)域，R2連接另一個(gè)區(qū)域。R1連接的區(qū)域內(nèi)構(gòu)成了三層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，核心層和匯聚層采用了環(huán)形結(jié)構(gòu)，使用OSPF協(xié)議，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性，根據(jù)需要將內(nèi)部用戶劃分為三個(gè)不同的VLAN，用第三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN間的路由。R1和R2用靜態(tài)路由連接，企業(yè)網(wǎng)用戶通過(guò)缺省路由訪問(wèn)ISP及Internet。

2.組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

圖5-20所示為組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖5-20組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

3.各設(shè)備端口及IP地址規(guī)劃

各設(shè)備端口及IP地址規(guī)劃如圖5-21所示。圖5-21各設(shè)備端口及IP地址規(guī)劃

4.各設(shè)備的配置

配置各設(shè)備的步驟如下：

(1)配置二層交換機(jī)2S-1，如下所示：

(2)配置二層交換機(jī)2S-2，如下所示：

(3)配置三層交換機(jī)3S-1，如下所示：

(4)配置三層交換機(jī)3S-2，如下所示：

(5)配置路由器R1，如下所示：

(6)配置路由器R2，如下所示：

(7)?PC的配置。各PC的配置參見(jiàn)圖5-21。

(8)測(cè)試整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，檢驗(yàn)連通性。

項(xiàng)目實(shí)踐一：路由器的基本配置

實(shí)踐目標(biāo)：●能熟練地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接；●理解路由器基本配置的步驟和命令；●掌握配置路由器的常用命令。

實(shí)踐環(huán)境：

●網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室；

●?5類非屏蔽Console雙絞線一根；

●裝有MicrosoftWindowsXP的PC一臺(tái)；

●?Console控制線一根；

●路由器一臺(tái)或CiscoPacketTracer模擬軟件。

1.繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

圖5-22所示為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。圖5-22網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

2.硬件連接

如圖5-24所示，將Console控制線的一端插入計(jì)算機(jī)COM1串口，另一端插入交換機(jī)的Console接口，然后開(kāi)啟路由器的電源。

3.通過(guò)超級(jí)終端連接交換機(jī)

(1)選擇菜單“開(kāi)始”→“程序”→“附件”→“通訊”→“超級(jí)終端”命令，打開(kāi)“連接描述”對(duì)話框，輸入新建連接名稱，如cisco，如圖5-23所示。圖5-23通過(guò)超級(jí)終端連接交換機(jī)示意圖

(2)單擊“確定”按鈕后，打開(kāi)“COM1屬性”對(duì)話框，如圖5-24所示。單擊該對(duì)話框右下方的“還原為默認(rèn)值”按鈕，此時(shí)比特率已改為9600b/s。

(3)單擊“確定”按鈕，如果連接正常且交換機(jī)已啟動(dòng)，只要在超級(jí)終端中按Enter鍵，超級(jí)終端窗口中就會(huì)出現(xiàn)交換機(jī)提示符或其他提示符，說(shuō)明計(jì)算機(jī)已經(jīng)連接到交換機(jī)了，接下來(lái)就可以開(kāi)始配置交換機(jī)。圖5-24“COM1屬性”對(duì)話框

4.路由器的基本配置

(1)關(guān)閉路由器電源，稍后重新打開(kāi)電源，觀察路由器的開(kāi)機(jī)過(guò)程及相關(guān)顯示內(nèi)容，部分屏幕顯示信息如下所示：

(2)在出現(xiàn)的初始化配置對(duì)話框中輸入n(No)和回車(chē)，再按回車(chē)鍵進(jìn)入用戶模式，如下所示(方括號(hào)中的內(nèi)容是默認(rèn)選項(xiàng))：

①路由器的命令行配置。路由器的命令行配置方法與