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1、组建校园网（基础篇） 技术培训中心 /高志岩 文档类型 : 文档密级 : 主送对象 : 抄送对象 : 文档编号 : 审 核 人 : 2 修订记录 修订日期 修订版本 修订描述 作者 2011-5-17 V1.0 初稿完成。 高志岩 3 学习目标 掌握 ARP工作原理 掌握 Hub、二层交换机工作原理 掌握 VLAN原理 4 场景描述 5 课程内容 第一章 ARP工作原理 第二章 Hub及二层交换机工作原理 第三章 VLAN原理及基本配置 6 场景描述 Hub 宿舍 1区 1号楼 1101寝室 李强 张磊 我新下载了 1个电影，你要吗？ 好的，传到我的 FTP上来吧，地址是192.16
2、8.1.11 在这个下载的过程中，李强的 PC如何把电影数据通过网络传输到张磊的 PC上？ 7 第一章 ARP工作原理 数据封装的过程（ TCP/IP协议栈） Hub 李强 张磊 192.168.1.10 192.168.1.11 将需要传输的数据以 TCP/IP协议栈的格式进行封装 源 IP:192.168.1.10（本地） 目的 :192.168.1.11 目的 IP如何确定的？ 目的 MAC如何确定？ 源 MAC:ca00.1340.0000（本地） ca00.1340.0000 ca04.0b74.0000 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 FTP TCP 源端口（大于 1
3、024） 目的端口（ 20） 为 FTP协议特有端口号 1.人工提前获取 2.收到的数据包的源 IP地址 转换为 bit流 8 第一章 ARP工作原理 ARP协议： Address Resolution Protocol 地址解析协议 1.自动解析目的 IP地址所对应的 MAC地址 Hub 李强 张磊 192.168.1.10 192.168.1.11 将需要传输的数据以 TCP/IP协议栈的格式进行封装 源 IP:192.168.1.10（本地） 目的 :192.168.1.11 目的 MAC如何确定？ 源 MAC:ca00.1340.0000（本地） ca00.1340.0000 ca0
4、4.0b74.0000 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 FTP TCP 源端口（ 20） 目的端口（大于 1024） ARP协议解决这个问题！ 9 第一章 ARP工作原理 ARP协议： Address Resolution Protocol 地址解析协议 1.自动解析目的 IP地址所对应的 MAC地址 当李强的 PC不知道张磊 PC的 MAC地址时，就会发出 ARP查询报文来请求张磊 PC的 MAC地址是多少？ Hub 李强 张磊 192.168.1.10 192.168.1.11 ARP查询报文 ARP查询报文的内容：192.168.1.11的 MAC地址是多少？ 这个 ARP
5、查询报文是二层报文还是三层报文？ 源 IP和源 MAC是多少？目的 IP和目的 MAC是多少？ ca00.1340.0000 ca04.0b74.0000 10 第一章 ARP工作原理 ARP协议： Address Resolution Protocol 地址解析协议 ARP协议知识点总结（一）： ARP为数据链路层协议，是一个二层报文，因此没有 IP头部及以上的信息 由于不知道目的 PC的 MAC地址，因此 ARP查询报文的目的地址为全 F的广播 MAC地址 11 第一章 ARP工作原理 ARP协议： Address Resolution Protocol 地址解析协议 2.被请求的 P
6、C返回 ARP响应报文 同一 Hub下 PC都会接收李强 PC所发出的广播 ARP查询报文，那么将由谁来进行回应呢？ Hub 李强 张磊 192.168.1.10 192.168.1.11 ARP查询报文 192.168.1.11的 MAC地址是多少？ 192.168.1.12 ca00.1340.0000 ca04.0b74.0000 在 ARP报文信息中存在 Target IP Address字段，只有该地址的 PC才会进行响应 12 第一章 ARP工作原理 ARP协议： Address Resolution Protocol 地址解析协议 2.被请求的 PC返回 ARP响应报文 ARP
7、响应报文的目的 MAC为接收到的 ARP查询报文的源 MAC地址，即为单播报文 Hub 李强 张磊 192.168.1.10 192.168.1.11 ARP查询报文 192.168.1.11的 MAC地址是多少？ ARP响应报文 192.168.1.11的 MAC地址是 ca04.0b74.0000 ca00.1340.0000 ca04.0b74.0000 13 第一章 ARP工作原理 ARP协议： Address Resolution Protocol 地址解析协议 3.被请求的 PC在收到的 ARP请求报文的同时形成本地的 ARP缓存表项 张磊 PC收到了关于自己 MAC地址的 AR
8、P查询报文，说明两台 PC之间将会进行通信，因此在这个过程中，张磊 PC会根据 ARP报文中的信息 Sender IP address和 Sender MAC address字段来更新本地的 ARP缓存 C:Documents and Settings张磊 arp -a Interface: 192.168.1.11 - 0x2 Internet Address Physical Address Type 192.168.1.10 ca-00-13-40-00-00 dynamic 14 第一章 ARP工作原理 ARP协议： Address Resolution Protocol 地址解析协
9、议 ARP协议知识点总结（二）： ARP响应报文以单播形式发送 被请求目的 MAC地址的 PC会根据 ARP查询报文生成关于查询者的 ARP缓存 15 第一章 ARP工作原理 ARP协议： Address Resolution Protocol 地址解析协议 4.查询 PC收到 ARP响应报文后，更新自己的 ARP缓存 Hub 李强 张磊 192.168.1.10 192.168.1.11 ARP查询报文 192.168.1.11的 MAC地址是多少？ ARP响应报文 192.168.1.11的 MAC地址是 ca04.0b47.0000 ca00.1340.0000 ca04.0b74.0
10、000 C:Documents and Settings李强 arp -a Interface: 192.168.1.10 - 0x2 Internet Address Physical Address Type 192.168.1.11 ca-00-0b-74-00-00 dynamic 16 第一章 ARP工作原理 ARP协议： Address Resolution Protocol 地址解析协议 双方通过 ARP协议获取对方的 MAC，可以完成 TCP/IP封装，从而实现数据通讯 此后在数据通讯过程中，就利用 ARP缓存中的信息填充目的 IP所对应的目的MAC地址 Hub 李强 张磊
11、192.168.1.10 192.168.1.11 ca00.1340.0000 ca04.0b74.0000 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 源 :192.168.1.10（本地） 目的 :192.168.1.11 源 MAC:ca00.1340.0000（本地） 目的 MAC:ca04.0b74.0000 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 源 :192.168.1.11（本地） 目的 :192.168.1.10 源 MAC:ca04.0b74.0000（本地） 目的 MAC:ca00.1340.0000 17 课程内容 第一章 ARP工作原理 第二章 Hub及二层交
12、换机工作原理 第三章 VLAN原理及基本配置 18 场景描述 1层接入交换机 RG-S2652G 1101寝室 1102寝室 Hub Switch 宿舍 1区 1号楼 ：代表 1101寝室两台 PC之间利用 FTP来拷贝电影 ：代表 1102寝室两台 PC之间利用 FTP来拷贝电影 ：代表 1101寝室的一台 PC和 1102寝室一台 PC之间利用 FTP来拷贝电影 在这 3种情况下， ARP协议工作的过程是一样的吗？ 在这 3种情况下，数据的转发过程是一样的吗？ 19 第二章 Hub及二层交换机工作原理 Hub的工作原理 集线器，主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输
13、距离 转发数据时没有针对性，采用广播方式发送。 1101寝室 Hub 1101寝室两台 PC之间利用 FTP来拷贝电影 这台 PC也会接收到“电影数据”，但会将其丢弃掉，相当于是垃圾数据 Hub这样的工作原理会带来什么样的问题或风险 ? PC1 PC2 PC3 当 Hub上连接的 PC越来越多时，所有 PC发出的数据都以广播方式转发时，网络性能将大幅度降低，同时广播方式工作也可能导致安全隐患，比如机密数据很容易被监听到 20 第二章 Hub及二层交换机工作原理 二层交换机工作原理 MAC地址学习功能 当 PC1要发送数据包给 PC2时（本地 ARP缓存没有相关记录），首先发送ARP查询消息 Switch从端口 1接收该报文，将 PC1的 MAC地址记录在端口 1上，形成 MAC地址表项 1102寝室 Switch 1102寝室 PC1和 PC2之间利用 FTP来拷贝电影 PC1 PC2 PC3 1 2 3 MAC地址 端口号 Ca00.1340.0000 1 ca00.1340.0000 ca04.0
