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Lecture 0.

  • 192.168.3.3 组号 L10
  • 校网测速：http://speedtest.zju.edu.cn/
  • 双频（两个频段都支持）802.11n 2.4G 5G
  • AP:Access Point 接入点个数 AP入室
  • 802.11AC 单频：5G
  • ZJUWLAN-Secure SSID
  • https://itc.zju.edu.cn/2020/1009/c7943a2205201/page.html
  • WiFiman App
  • WiFi 6 支持 2.4GHz 5GHz

  • 5G-A商用网络 ![[Pasted image 20240424163950.png]]

  • 缩写

    • WWAN：无线广域网技术 ![[Pasted image 20240424165901.png]]

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Lecture 1.

1.2 网络组件

  • 设备
  • 介质（网线、光纤（光脉冲）→无线介质）
  • 服务

1.3 网络表示方式

  • 网络图：表示不同设备的连接
  • 网卡：网络接口卡（NIC）
  • 端口：Port
  • 接口：Interface

1.4 拓扑图

[实验总结要求拓扑图] 相当于网络中的地图

  • 物理拓扑图：房间号，如何安装 MAC地址（不能变）
  • 逻辑拓扑图：设备、端口、逻辑地址（主机名称、IP地址、组信息和应用程序） IP地址（可以变）

1.5 网络类型

  • LAN：局域网
    • 有限网、高速带宽
  • WAN：广域网
    • 通常依赖于SP/ISP（服务提供商）
    • WAN互联各个地区的LAN
    • WAN通常提供LAN的较慢链路（WAN分给每个个体的带宽是有限的，相比LAN较慢）
    • 多个LAN通过WAN连接而互联，然后WAN彼此连接
  • internet：泛指 Internet：全球互联的网络

1.6 网络连接

  • DSL（数字用户线路）
    • 通常小型办公室/家庭用户：非对称DSL(ASDL)：下载>上传
  • 企业：专线
    • 对称DSL(SDSL):相同的下载、上传速度

1.7 可靠网络

  • 冗余：若一条线路失败，使用另一条线路
  • 可扩展性：能够支持、兼容新用户，不影响现有用户
  • 服务质量（QoS）
  • 安全性（物理上的+信息安全）

1.8 网络安全

  • 外部威胁←防火墙
  • 内部：……

1.9 网络趋势

  • BYOD：自带设备
  • 云计算、雾计算

Lecture 2.

  • 通信的三要素：源、目的、通道
  • 规则/协议：
    • 封装：帧（提供目的地址、源地址）
    • 帧的格式：帧寻址（目的MAC地址、源MAC地址）+封装的消息（含目的IP地址和源IP地址）
    • 目的+来源+开始标志+收信人+寄信人+封装的数据
    • 协议里规定：消息时序
      • 访问方法
      • 流量控制
      • 响应超时（协议规定：若超时，应该如何反应）
    • 消息传输选项（单播、多播、广播）
  • 协议：HTTP,FTP,TCP,IP →定义了交换消息的通用格式
  • 协议簇
  • OSI参考模型：
    • 上：与用户近，下：与介质近
    • ![[Pasted image 20240424210154.png]]
    • 物理层：机械、电气的物理连接→规定
    • 数据链路层：（包装人员）通过公共介质交换数据帧的方法。物理MAC地址
    • 网络层：逻辑IP地址
    • 传输层：发送层：分段 接收端 重组
      • 功能：分段传输重组
    • 会话层：提供组织对话和管理数据交换的服务
    • 表示层：规定了通用的表示方式/格式
    • 应用层：接口/服务
  • TCP/IP模型(更多说它的名称)
    • 用户<---应用层 HTTP、传输层 TCP、互联网层 IP、网络接入层
    • 以太网：最常用的有线局域网 Wifi：无线局域网

一、 IP地址

I. IP地址简述

如何为一个网卡提供多个IP地址？

  • IP地址：32位IP地址，由国际协议第四版（IPv4）定义
    • 前三个八位字节：网络部分
    • 最后一位：主机位置
    • →分层寻址
    • 注意： MAC : 无层次 ；IP ：分层寻址
  • 子网掩码：也是32位，点分十进制记法
    • 表明哪一部分是网络，哪一部分是主机
    • 如何看呢？
      • 都化为二进制之后比较：
        • 子网掩码1的部分，网络部分；0，主机部分
    • 最常见的
      • A类默认：255.0.0.0
      • B类默认：255.255.0.0
      • C类默认：255.255.255.0（最常见的）
    • 前缀长数=子网掩码中1的位数
      • e.g. 255.0.0.0 → /8

e.g. 子网掩码决定了主机的比特位数

  • 计算1：能够分配给主机的数量？
    • 以255.255.255.0为例：
      • 一共有8位，共\(2^8\)=256
      • 减去两个位置：
        • 主机位全部为0：代表网络的标志位置，不分配给任何主机：
        • 主机位全部是1：广播，分配给所有主机
      • 所以\(256-2=254个主机\)
  • 计算2：计算网络地址（是否属于同一逻辑网络？）
  • 在实验中：若物理上连接网线/热点，但ping不通，或许是物理通但逻辑不通，需要修改IP地址，使其位于同一逻辑网络

II. IP地址的分类

  • A类：大型组织 \(2^{24}-2\)
  • B类：中型网络 \(2^{16}-2\)
  • C类：小型网络 \(2^8-2\)

A、B、C商用； D类：组播；E类实验室

如何区别？看IP地址的网络部分！

二、 公有和私有地址

延缓IPv4耗尽的方法是保留私有地址，仅供组织内部使用。这样，组织内部无需使用公有地址就能互相通信。

区别：私有地址不能上Internet [在互联网上不会碰头], 公有可以上Internet

  • RFC1918标准在A、B、C类都保留了数个地址范围作为私有地址，包含1个A类，16个B类和256个C类。
  • 特殊地址：
    • 环回地址：127.0.0.1，默认地址，主机用这个特殊地址将流量指向自身（如果能ping通，就可以正常上网） 又写作localhost
      • 指令：ping -4 localhost (输入IPv4的地址，否则有可能IPv6)
    • 本地链路地址：169.254.* （异常的！通信一般也异常！）
      • Windows主机在没有动态分配IP地址的DHCP服务器给它自我分配IP地址的时候，使用169.254.*.* 进行自我配置
      • 也就是说，当自动获取IP地址失败的时候，自己给自己分配一个IP地址
      • 仅Windows
      • 解决方法：改成手动设置静态地址
    • TEST-NET 教学用地址
  • 路由器：
    • WAN口：连接外网
    • 标有1234：内网口LAN
  • NAT协议：
    • 由于Internet上不允许使用私有地址，因此，需要通过某种过程将私有地址转换为公有地址，本地客户端才能在Internet上通信。
    • NAT协议：用于将私有地址转换为可路由的公有Internet地址的过程称为网络地址转换(NAT)。
    • 当数据包从内网传输到外网时，通过网络地址转换（NAT），可以将传出数据包的私有源IP地址转换为公有源IP地址。
    • 同样地，当数据包从外网传输到内网时，借助NAT，可以将传入数据包的公有目的IP地址转换为私有目的IP地址。
  • LAN口和WAN口的网络部分不能相同
  • 广播地址：
    • 主机部分全1：广播目的IP地址
      • 仅主机部分为1：定向广播地址
    • 广播MAC地址：目的MAC地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF
  • 组播地址：
    • 属于某一组播组的设备
    • 以01-00-5E开头，然后将组播IP地址低23位换算成剩下6个十六进制位值（将IP后8位十进制→十六进制）

IPv6

I. 表示方法：

  • IPv6~最短~ 的表示方法：
    • 格式 x❌x❌x:x
    • x是一个写成十六进制形式的16位二进制数 x=ABCD
    • 字段中前导零可以省略
    • 连续的零可以简写成::，但是只能用一次::
      • 例如：0:0:0:0:0:1→表示为::1
    • 注意：
    • 前缀长度表示格式：IPv6地址/前缀长度
      • 前缀长度的范围为0 到128，典型的前缀长度是/64。
      • 后面剩余部分统称为接口ID（相当于IPv4地址的主机部分）

II. 地址类型：

  • 单播/组播/任播

2.1 单播地址

四、IPv4和IPv6共存

  • 堆栈
  • 隧道：通过IPv4传播IPv6数据包
  • 转换：IPv4和IPv6的转换

五、获取IP地址的方式

5.1 静态方式分配

  • 手工配置：IP,掩码，网关
  • 网络打印机、服务器
  • 方法：网络和Internet:更改网络适配器设置

后面听不下去了，有点摆了TT

WLAN为什么选择2.4GHz和5GHz？ 无线LAN速度和可靠性比不上有线LAN。

WPAN：最小的无线网络，连接外围设备 WLAN：使用RF技术并遵循IEEE 802.11标准 （局域网）

AP 用于连接无线主机和有限以太网络中的主机

SSID: 区分大小写的字符串，最好不要出现中文

同一个WLAN中SSID相同、通道相同

无线通道

配置接入点： 设置：SSID、频段（Channel）、是否允许SSID广播

无线客户端: STA

诊断软件：https://www.ntrsoft.net

及时关掉，否则会占用信道资源！

实验2：

2.1 器材

路由器型号：TL-WDR5640 [802.11ac] AP型号：TL-CPE210 无线网卡：TL-WDN6280

2.2 要求

  • 路由器实验：
    • 三台电脑都是校园测速网
    • 无线路由器Web配置页面[三台同时打开？]
      • 为什么AP的Web配置页面打不开？怎么打开+连校网
      • tips: 一个网卡可以设置多个IP
  • 交换机和路由器不要插混：Switch

讨论题

II. 实验二 无线路由器、无线AP的配置应用及WLAN接入外网实验 在线讨论题

题目： 1、日常生活中所说的“无线网络名称”或“无线热点名称”，其专业术语中文全称是：________，英文缩写是：________。

2、如果同一片区域中存在多个无线网络，则这些无线网络应使用相同还是不同的通道？为什么？
本次实验你们大组无线路由器实验中用的是5G频段的哪个通道？无线AP实验中又用的是2.4G频段的哪个通道？

3、网络拓扑图如附件实验二拓扑图.jpg所示。 （1）使用无线路由器接入校网，用户PC连接在路由器的 口，各PC的默认网关地址为路由器的________口的地址。

（2）使用无线路由器接入校网，配置各PC的IP地址时，各PC的IP地址的网络部分和主机部分是否相同？这表明这些IP地址位于同一个网络还是不同的网络？各PC的默认网关与各PC的IP地址是否属于同一网络？

（3）3台PC使用同一台无线路由器接入校网时，需要从校网上获得________个IP地址，IP地址分配给________。

（4）3台PC使用同一台无线AP接入校网时，需要从校网上获得________个IP地址，IP地址分配给________。

4（选做）、你知道自己家里上网的无线路由器支持什么WLAN标准吗？802.11N？802.11AC？802.11AX？802.11BE？
（提示：从无线路由器型号可以查到；只需回答支持的最高WLAN标准即可。）

5（选做）、你知道自己的手机支持什么WLAN标准吗？802.11N？802.11AC？802.11AX？802.11BE？
（提示：从手机型号可以查到；只需回答支持的最高WLAN标准即可。）

  1. 服务集标识符(Service Set Identifier) 缩写是SSID
  2. 应使用不同的通道，可以避免相互冲突或干扰。本次我们用的是5G频段的40通道，无线AP实验中2.4G频段通道号是3
  3. （1）LAN口；LAN口IP地址 （2）网络部分相同，主机部分不同；同一网络；同一网络 （3）1个IP地址，分配给路由器WAN口 （4）3个IP地址，分配给3台主机
  4. 支持WiFi6 →802.11ax

实验笔记

  1. 铜缆布线：
    • 非屏蔽双绞线 (UTP)
    • 屏蔽双绞线 (STP)： 屏蔽双绞线 (STP) 比 UTP 布线提供更好的噪声防护。但是，与 UTP 电缆相比，STP 电缆更加昂贵而且不易安装。和 UTP 相同，STP 也使用 RJ-45 连接器。
    • 同轴电缆
  2. 直通&
    • 以太网直通电缆
      • 最常见的网络电缆类型。它通常用于主机到交换机和交换机到路由器的互连。
    • 以太网交叉电缆 
      • 用于互连相似设备的电缆。例如，交换机到交换机、主机到主机或路由器到路由器的连接。但是，由于网卡使用介质相关接口交叉（auto-MDIX）来自动检测电缆类型并进行内部连接，因此现在已将交叉电缆视为传统电缆。
    • 注意: 另一种类型的电缆是思科专有的全反电缆。它用于连接路由器或交换机的控制台端口。

路由器背板图

Lecture 7

  • 结构化故障排查技术：（建议初学者使用）
    • 自上而下：当故障简单/故障由特定软件所致，适合采用该方法
    • 自下而上
    • 分治法

OSI常见故障一览:

7&6&5 DNS解析问题 4 重传问题、端口问题、TCP窗口问题 3 网络层 IP寻址问题、IP地址冲突问题、路由问题和协议错误 2 数据链路层 1 物理层

  • 故障排除的方法：
    • 试错法：根据经验进行推断
    • 替换法：

- ipconfig:IP地址、子网掩码、默认网关 - ipconfig /all 包括MAC地址、默认网关、DNS服务器的IP地址

ipconfig /release：释放当前的DHCP绑定的IP地址等信息 ipconfig /renew：请求从DHCP服务器重新获取或续租IP地址等配置信息

nbtstat ：查看在TCP/IP协议之上运行NetBIOS服务的统计数据，并可以查看本地远程计算机上的NetBIOS名称列表 方便之处：通过IP地址，可以找到MAC地址/计算机名称

先ping，再用arp -a看，也可以查找到本网段内其他主机IP地址所对应的MAC地址

常见问题

1. 连通性问题

并不是所有无线标准都是兼容的。

  • a,b wifi 1和2
  • ax wifi 6
  • n wifi 4
  • g/b 2.4GHz频段
  • a 5G频段
  • be/bn wifi ⅞