項目1探索計算機網絡目錄01學習目標02項目概述03思維導圖04知識準備05項目實施06項目小結07拓展知識08知識鞏固知識目標1．學習數據通信的交換方式。2．掌握OSI、TCP/IP模型結構。3．理解數據轉發過程。4．了解VRP和6G網絡。技能目標1．掌握網絡通信基本原理。2．掌握網絡典型參考模型。3．使用Wireshark抓包工具理解網絡基本概念。素養目標1．通過討論網絡基本組成，洞察網絡底層原理，培養學生的觀察意識和思考問題能力。2．通過學習現有網絡結構，掌握組建網絡需要的主要網絡設備，并逐漸理解網絡模型理論。培養學生具有熟練運用各種工具和問題解決的能力。1學習目標2項目概述藍箭公司目前現有3臺路由器，用于連接總部和總部外的兩個分支機構，其中R1為公司總部的路由器，R2和R3分別為公司的兩個分支機構的路由器。藍箭公司目前網絡互聯正常，實現總部與分支機構的互聯互通。藍箭公司網絡拓撲如圖1-1所示。通過學習數據通信網絡基礎、網絡模型、數據轉發，華為交換和路由設備的基本使用。再通過藍箭公司網絡規劃實戰，更好地理解計算機網絡抽象概念。藍箭公司總部和分支機構之間的互通互聯，使用wirshark網絡抓包工具可以更好地理解網絡模型各層功能。學習的主要技術為以后在校園網或小型局域網中得以真正應用。圖1-1藍箭公司網絡拓撲3思維導圖本項目主要帶領讀者探索計算機網絡，其所含知識點如圖所示。圖1-2OSPF協議知識點4知識準備計算機網絡是隨著計算機技術和通信技術的快速發展而不斷前進的產物，為人們提供了遠程通信、信息處理和資源共享。隨著時代的發展，網絡的規模會越來越大。雖然現在的網絡設備很多都是即插即用，但是當真正出現問題時，按一按按鈕是解決不了問題的。學習網絡知識可以了解網絡、解決一般性網絡問題、增強網絡防范風險意識等。網絡安全和信息化是事關國家安全和國家發展的重大戰略問題，從國際國內的大勢出發，我們需要總體布局，統籌各方資源，創新發展，以努力將我國建設成為網絡強國。網絡安全和信息化的重要性不僅體現在對國家安全的影響上，還關系到廣大人民群眾的工作和生活。沒有網絡安全就沒有國家安全，沒有信息化就沒有現代化。本項目主要介紹通信的發展過程以及網絡基本原理，網絡典型模型、數據封裝、處理和轉發流程，華為的VRP系統介紹以及6G網絡等。4知識準備通信，作為人類交流的一種古老而持久的方式，其歷史源遠流長。在諸多與通信相關的專業課程中，我們常常能夠見到諸如烽火傳信等經典例子，它們生動地展示了通信行為的深遠起源。從更廣泛的角度來看，通信可以被定義為通過某種特定手段，將信息從發送者跨越一定距離傳遞給接收者的過程。因此，任何形式的通信都至少包含了信息在媒介中的流動，以及這一過程中不可或缺的參與者——信息的發送者和接收者。4.1數據通信網絡基礎4知識準備1．通信簡史在媒介中傳遞信息時，往往需要改變信息的原有形態。這要求發送方和接收方在通信行為發生之前，就信息的表示方式達成共識，確保信息在媒介中能夠準確傳輸。這種事先的約定至關重要，因為只有如此，接收方才能正確解讀并還原被改變的信息。以烽火傳信為例，城郭上的守軍和邊疆的守軍需事先約定，以點燃柴草產生的濃煙來表示“敵軍入侵”。這樣，當城郭上的守軍看到濃煙時，就能立刻明白城外的情況，進而采取相應的馳援和城防措施。然而，值得注意的是，信息的表示方式并不是一成不變的，它只在特定的通信情景下有效。若通信情景發生改變，相同的信息表示方式可能傳達出截然不同的含義。比如，現代人看到濃煙，更可能聯想到火災并撥打火警電話，而非通知國防部進行防御部署。電報的出現為遠程通信利用電信號打開了大門。1858年，第一條跨越大西洋的海底電報電纜成功鋪設，將原本需要花費10天的跨大西洋輪渡航行才能完成的長距離通信縮短到幾分鐘。這一里程碑事件標志著電信技術的飛躍。為了規范和管理電報通信，1865年，在法國巴黎成立了國際電報聯盟。隨著時間的推移，為了納入后來出現的電話、無線電以及其他電信通信方式，該組織于1934年改名為國際電信聯盟（InternationalTelecommunicationUnion，ITU）。ITU成為全球電信領域的權威組織，負責制定通信標準和管理國際電信事務。圖7-3初始狀態的路由信息4.1數據通信網絡基礎4知識準備1946年，第一臺通用計算機電子數字積分計算機（ElectronicNumericalIntegratorandComputer，ENIAC）誕生。隨著集成電路和微處理器的發明，第二代、第三代計算機相繼問世。隨之而來的是對連接這些計算機的數據通信方式的需求，數據通信時代的大幕由此拉開。這些技術的發展促進了計算機網絡的興起，為信息交流和數據傳輸提供了更廣闊的可能性。計算機網絡是現代通信技術與計算機技術相結合的產物，具有廣泛的應用，如企業內部網絡、遠程控制、遠程醫療、遠程學習、電子商務和社交網絡等。計算機網絡是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機及其外部設備，通過通信線路和通信設備連接起來，在網絡操作系統、網絡管理軟件及網絡通信協議的管理和協調下，實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。其主要目的是在不同的地理位置、設備與人之間建立信息交流或數據傳輸的通道和共享機制。計算機網絡主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件由計算機、網絡設備（如路由器、交換機、集線器等）、通信線纜、天線、中繼器等物理設備組成。軟件部分則包括協議、網絡管理和安全軟件。兩者的緊密結合，使得網絡成為一種互相連接的信息樞紐，實現數據交換、資源共享和分布式處理等功能。4.1數據通信網絡基礎4知識準備2．電路交換網絡眾所周知，早期的電子計算機體積龐大。例如，之前提到的ENIAC重達271噸，占地面積達167平方米。顯然，這樣的計算機無法用于個人使用，也無法歸類為家用設備。實際上，早期的計算機是由機構內部的研究人員共享使用的。為了更好地利用計算資源，研究人員開始使用電傳打字機通過遠程方式控制計算機，這可以看作是最早的計算機遠程通信方式。當時，為了將電傳打字機連接到計算機，人們需要在辦公地點安裝調制解調器，并將調制解調器連接到電話通信網絡。在計算機一端，計算機也需要通過調制解調器連接到電話通信網絡。發送方的信息被調制解調器轉換為模擬信號后，通過電話通信網絡傳輸到計算機端，然后由調制解調器將其還原為數字信號。傳統的電話通信網絡依賴于電路交換方式，這種方式存在一個明顯的不足。在電路交換網絡中，通話雙方需要在開始通話前臨時占用一條專用的電信通道，通話結束后這條通道才會被釋放供其他通信使用。然而，電路交換網絡的一個顯著問題是，當遇到如戰爭、地震、海嘯等不可抗力因素導致電信通道受損中斷時，通信連接將無法實現。因此，理想的通信網絡應該具備以下特性：即使部分電信通道因各種原因中斷，整個網絡的通信功能仍然能夠保持正常運行。換句話說，當某些通信介質失效時，這樣的通信網絡應能快速適應并選擇其他可用的通信介質來完成通信任務，確保通信的連續性和穩定性。4.1數據通信網絡基礎4知識準備3．包交換網絡1964年，波蘭裔美國人保羅·巴蘭（PaulBaran）發表了一篇名為《論分布式通信》（OnDistributedCommunications）的論文，提出了一種不依賴獨占電信通道進行通信的網絡方案。在這種網絡中，傳輸的信息包含目的地址的數據，其他設備可以根據接收到的信息和當前網絡情況，決定通過哪條路徑將信息轉發給目的地址。巴蘭將這種網絡稱為分布式網絡。分布式網絡的通信方式將信息劃分為多個數據包，在傳輸過程中，即使使用的路徑中斷，后續的數據包仍可以通過其他路徑到達目的地址，從而避免了整個網絡因為單一通信介質中斷而導致通信失敗的情況。1966年，英國計算機科學家唐納德·瓦特·戴維斯（DonaldWattsDavies）提出了完全相同的概念。在咨詢了語言學家后，戴維斯決定將分布式網絡中傳輸的數據稱為"數據包"。這種分布式通信網絡因此被稱為包交換網絡。包交換網絡可以解決電路交換網絡中獨占電信通道的問題，幫助避免整個通信網絡因大面積中斷而導致通信失敗的情況。ARPAnet（AdvancedResearchProjectAgencyNetwork，美國高級研究計劃局）立即開始實施這種網絡，并將其稱為ARPAnet網。4.1數據通信網絡基礎4知識準備3．包交換網絡最初，ARPAnet僅涵蓋了四個站點，但并沒有采取將站點內的所有計算機兩兩連接在一起。而是通過接口消息處理器（IMP，InterfaceMessageProcessor）將站點內的設備互聯。IMP作為各站點的網關（Gateway），其職責是根據實際的連接狀況，為站點內的計算機進行數據轉發。早期的ARPAnet的結構如所示。4.1數據通信網絡基礎1-3早期的ARPAnet網絡4知識準備

通過古代的烽火傳信和現代人們對濃煙的反應等例子，我們可以發現不同信號傳遞了不同的含義，這暗示了通信的一個基本規則：通信各方在通信之前需要對信號進行約定。這是因為物理現象本身并沒有固有的意義，不論是烽火煙塵、鼓聲頻密、燈塔明暗，還是電平高低，都需要事先約定其含義。在描述通信數據的物理現象中，常見的包括電平的高低、燈光的明滅、電磁場的擾動等。這些物理現象本身并沒有固有的含義，而通信的目的是將文字、聲音、圖片、視頻等各種數據從一個通信方傳輸給另一個通信方。為了描述這些數據，需要一系列標準和規則，用來規范通信各方在物理和邏輯上的通信，這種用來規范通信的標準和規則被稱為網絡協議。4.2網絡參考模型——TCP/IP、OSI4知識準備1．傳輸控制協議（TransmissionControlProtocol，TCP）/網絡互聯協議（InternetProtocol，IP）——TCP/IP模型在建設ARPAnet時，制定協議和搭建數據通信網絡是同時進行的。美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的研究生斯蒂芬·克羅克（StephenCrocker），作為ARPAnet的建設者之一，主導了名為網絡控制程序（NetworkControlProgram，NCP）的開發工作。NCP的主要職責是為ARPAnet互聯主機上運行的進程提供連接和數據流控制功能。這一程序由兩種協議構成：ARPAnet主機到主機協議（ARPAnetHost-to-HostProtocol，AHHP）和初始連接協議（InitialConnectionProtocol，ICP）。其中，AHHP為兩臺主機之間的數據傳輸定義了標準的控制流程，而ICP則確立了兩臺主機間建立雙向數據傳輸的規范。然而，在20世紀70年代，隨著全球范圍內分布式通信網絡的不斷發展，人們的需求從連接主機上不同進程逐漸轉變為連接多個異構網絡。從而出現了更靈活的分層協議框架——TCP/IP模型，如圖所示。4.2網絡參考模型——TCP/IP、OSI應用層傳輸層網絡層網絡接入層圖1-4TCP/IP模型4知識準備網絡接入層定義了設備在本地網絡中如何轉發數據。具體而言，這一層涉及將一臺設備的互聯網層數據包傳遞至本地網絡中另一臺設備的互聯網層的協議。例如，以太網IEEE802.3標準和Wi-FiIEEE802.11標準，都屬于網絡接入層范疇。從網際協議（InternetProtocol，IP協議）英文中，也可以推斷該協議屬于網絡層。IP協議定義了如何把數據從源網絡發送到目的網絡，以實現網絡間通信。傳輸層協議進一步定義了網際通信的控制標準，這些標準在確保網絡中的設備間能夠按照預期目標實現數據傳輸。傳輸層協議不關心底層的網際通信如何建立，而是專注于解決諸如數據包是否應按發送順序到達、如何確保數據按序到達、如何重傳丟失的數據以及如何處理網絡擁塞等具體的傳輸操作問題。應用層協議是為那些需要使用網絡服務的計算機進程之間實現通信而設計的標準。如Telnet協議和FTP都屬于應用層協議。Telnet協議定義了計算機如何通過遠程設備的命令行界面，使用基于文本字符的方式實現遠程控制；而FTP則定義了計算機與遠程設備如何進行文件共享。TCP/IP模型是在TCP和IP的開發過程中，專為TCP/IP協議棧定制的參考模型。同時，致力于推動全球標準化工作的國際標準化組織（InternationalOrganizationforStandardization，ISO）也發起了一個項目，旨在為各類計算機網絡的互聯制定通用標準，該標準最終被稱為開放系統互聯（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI）參考模型。4.2網絡參考模型——TCP/IP、OSI4知識準備2．OSI參考模型OSI參考模型在分層上比TCP/IP模型更為細致，總共劃分為七個層次，如圖所示。該模型的設計初衷旨在明確開放式系統之間應如何實現互聯。為此，OSI參考模型詳細闡述了每一層的職責以及各層之間的相互作用。然而，由于ISO主導了該項目，OSI參考模型并未具體規定每一層任務的實現方法，也未定義各層所使用的具體協議。4.2網絡參考模型——TCP/IP、OSI圖1-5OSI模型4知識準備按照自底向上的方式，對OSI參考模型每一層進行介紹。物理層主要負責定義通信設備間相互通信的物理標準。這些標準涵蓋了所使用的物理信號類型（如電流、電磁場等），以及描述這些信號的具體方法（如電平的高低變化、電磁場的擾動模式等）。還規定了物理接口的針腳配置、線纜的規格等細節。數據鏈路層主要負責定義直連設備或同一網絡內設備間的通信機制。包括如何識別不同設備、如何將數據準確發送到目標設備、如何檢測數據傳輸過程中可能出現的錯誤，以及錯誤發生時如何進行糾正。數據鏈路層處理的數據單元稱為數據幀，簡稱幀。網絡層的目的和TCP/IP模型中的互聯網層基本一致，旨在定義跨網絡設備之間的通信標準。為了實現跨網絡設備之間的通信，網絡層需要規范如何對跨網絡通信的設備進行編址、中間的網絡設備如何根據目的地址把數據轉發給其目的網絡。網絡層的數據單元是數據包。傳輸層的目的是對跨網絡傳輸數據流進行控制。數據是否應該按照發送順序到達，接收方是否應該對收到數據進行確認，發送方是否需要重新發送未成功接收的數據，如何對龐大的數據進行分片，以及分片后的數據如何重組等等。傳輸層的數據單元是數據段。4.2網絡參考模型——TCP/IP、OSI4知識準備會話層的目的是定義不同設備上的用戶如何建立會話，用戶身份的真實性如何確認，如何向對端發起會話，如何維護會話，以及如何正常地關閉會話。表示層的目的是在源和目的網絡主機的進程之間創建供主機進程間傳輸數據，確保雙方使用一致的信息表示法進行通信。如數據采取何種編碼方式，以及如何對數據進行加解密。應用層的目的是給主機的進程或應用程序提供一個接口，定義主機的進程或應用程序如何利用下層的協議與對端主機進程或應用程序進行通信。模型分層的目的是讓人們更加合乎邏輯地制訂和利用通信標準。因此，在套用分層模型的時候，封裝的順序比分層的目的更重要。舉例來說，端口號的主要作用是用于區分不同的應用進程。因此，如果一個協議中包含了端口號，那么從封裝層次的角度來看，這個協議應當被歸類為應用層協議。4.2網絡參考模型——TCP/IP、OSI4知識準備數據由發送方在其協議棧中自頂向下進行封裝，經網絡中各個轉發設備執行解封裝和重封裝，最后由接收方設備執行解封裝的過程。數據封裝、轉發和解封裝的過程時，為了便于分析，使用圖所示的五層網絡模型，該模型綜合了TCP/IP模型和OSI參考模型。在實際工作中，因為OSI模型的表示層和會話層較少被人們提及，各個應用層協議也常常包含了OSI參考模型表示層和會話層定義的功能，所以本節把OSI參考模型的上三層概括稱為應用層。4.3數據轉發過程圖1-6五層網絡模型4知識準備

當以太網連接本地網絡用戶希望訪問位于另一個網絡某臺服務器的網頁時，需要在瀏覽器中輸入http://xxx.xxx.xxx，這就等于告訴這臺計算機使用HTTP與服務器進行通信。計算機的協議棧封裝過程如圖1-7所示。

4.3數據轉發過程

圖1-7計算機協議棧封裝過程4知識準備1．瀏覽器使用HTTP封裝用戶輸入的數據。2．協議棧在傳輸層根據TCP給HTTP數據封裝TCP頭部，形成數據段。3．協議棧的網絡層根據IP給數據段封裝IP頭部，形成數據包。IP頭部可以讓負責跨網絡轉發數據包的路由器判斷如何對數據包執行轉發。4．因為用戶使用以太網連接到局域網，所以在數據鏈路層，計算機使用以太網標準給數據包封裝頭部和尾部（尾部的目的是讓本地網絡的接收方對數據幀執行錯誤校驗），使數據包成為一個以太網數據幀。5．到了物理層，計算機把數據幀轉換成一系列比特。6．計算機的網絡適配器把這些比特以電信號的形式通過傳輸介質（線纜）發送給服務器。4.3數據轉發過程4知識準備接下來，計算機發送的數據幀被與它直連的交換機接收。交換機對數據執行解封裝，查看數據的以太網頭部，然后按照以太網頭部的MAC地址查表，判斷要把數據通過自己的哪個或哪些端口轉發出去，再根據判斷結果把數據幀通過對應的端口轉發出去。數據鏈路層封裝的信息在本質上是用于網絡內部通信的，發送方封裝的數據鏈路層信息只在它所在的本地網絡中才有意義。當數據需要進入另一個網絡時，為了讓數據可以在新的網絡中得到正確的處理，網關路由器作為始發設備，需要用自己的信息填充對應的以太網頭部字段，并封裝數據幀。為了簡化轉發流程，突出各個網絡設備對數據執行封裝和解封裝的流程，我們在五層模型中假設網關路由器直接連到服務器。當然，在實際網絡中，網絡的網關路由器和服務器之間往往使用交換機進行連接。4.3數據轉發過程4知識準備因此，服務器接收網關路由器轉發的數據，并執行解封裝。服務器執行解封裝過程如圖1-8。4.3數據轉發過程圖1-8服務器執行解封裝過程4知識準備1．服務器的網絡適配器把介質（線纜）中的電信號轉換為一系列比特。2．在數據鏈路層，服務器對以太網數據幀執行解封裝，包括查看數據幀頭部信息、判斷自己是否為數據幀的目的端，以及根據尾部信息判斷數據幀在本地網絡傳輸過程中是否出現了差錯。完成操作之后，協議棧拆除數據幀的以太網頭部和尾部，把數據包提交給網絡層。3．網絡層根據IP的定義查看數據包的IP頭部信息。IP頭部信息有一個字段是協議號，協議號為6，即網絡層在拆除數據包的IP頭部后，數據段應提交給傳輸層由TCP進行處理。4．因為傳輸層使用的是TCP，所以服務器根據TCP頭部的信息判斷數據是否完整、有序、無錯；同時根據TCP頭部的目的端口字段，判斷數據應該提交給哪個上層協議。HTTP的知名端口號為80，因此這個服務中目的端口字段值為80。驗證無誤后，TCP拆除數據段的TCP頭部，把數據交給應用層的HTTP協議。總之，在計算機（發送方）到服務器（接收方）之間，各個設備的協議棧均參與了數據的封裝和解封裝。不同設備工作在分層模型的不同層級（例如在理論上，以太網交換機工作在數據鏈路層，路由器工作在網絡層），因此不同設備會將數據解封裝到不同的分層，并對其進行處理。4.3數據轉發過程4知識準備通用路由平臺（VersatileRoutingPlatform，VRP）是華為數據通信產品通用操作系統。VRP系統不僅具備執行核心基礎IP業務的能力，更可實現一系列豐富的功能，如安全功能和QoS（QualityofService，服務質量）功能。此外，VRP系統不僅優化了路由器和交換機的運行效率，還顯著提升了網絡連通性服務的用戶體驗。4.4VRP系統基本原理及操作4知識準備1．VRP系統簡介VRP系統具有廣泛的適用性，覆蓋從低端到高端的全系列路由器、以太網交換機和業務網關產品。在現有的版本中，VRP5是支持設備類型最多的版本，而VRP8則是最新的版本，專門適配部分NE系列路由器和部分CE系列交換機。VRP系統的發展歷程及其不斷增強的特性如圖所示。4.4VRP系統基本原理及操作

圖1-9VRP系統的發展及增強特性4知識準備VRP系統提供的功能極為豐富，為網絡設備操作者提供了一個統一的用戶界面和管理界面。這使得管理員僅需熟悉一套操作系統的操作，便能輕松掌握多種網絡設備的操作，如廣泛應用的路由器和交換機等。此外，VRP系統還提供了統一的控制平面功能，確保轉發平面能夠嚴格按照網絡設備操作者的意圖執行數據轉發和過濾任務。VRP系統是一種先進的操作系統，包含文件系統和存儲系統。文件系統由負責管理網絡設備的系統軟件（以.CC文件形式存在）、配置文件（涵蓋.cfg、.zip和.dat文件類型）、補丁文件（以.pat文件形式提供）以及產品適配器文件（ProductAdapterFile，PAF）組成。存儲系統包括同步動態隨機存儲器（SynchronousDynamicRandomAccessMemory，SDRAM）、閃速存儲器（FlashMemory，Flash）、非易失性隨機訪問存儲器（Non-VolatileRandomAccessMemory，NVRAM）、安全數碼卡（SecureDigitalMemoryCard，SD）和通用串行總線（UniversalSerialBus，USB）。4.4VRP系統基本原理及操作4知識準備2．管理連接簡介命令行界面（CommandLineInterface，CLI），在利用CLI管理設備前，網絡設備操作者需先與設備建立連接，連接方式主要分為本地登錄和遠程登錄兩種。本地登錄特別適用于網絡設備的初始化階段，因為無需任何預配置即可直接連接設備。在本地登錄中，管理員需使用Console線，其一端是RJ45接口，連接網絡設備；另一端為DB9接口，與網管計算機的COM接口相連。這樣，網絡設備和網管計算機便實現了直接連接。隨后，管理員通過網管計算機上的超級終端軟件（如PuTTY）向網絡設備發起連接請求。Console線針腳的對應關系見表1-1，其中，TXD和RXD是相對于網絡設備的，沒有列出的針腳表示未連接。4.4VRP系統基本原理及操作表1-1Console線針腳的對應關系4知識準備表1-1中TXD表示發送數據，RXD表示接收數據，GND表示信號地線。需要注意的是，Console線在連接網管計算機時，其DB9接口應接入計算機的COM口。然而，部分筆記本電腦并未配備COM口，因此，管理員需要使用轉接線將DB9接口轉換為USB接口，以確保正常連接。4.4VRP系統基本原理及操作4知識準備3．CLI的基本概念當管理員通過CLI方式成功登錄設備后，設備會為其分配一個特定的用戶級別。這一級別決定了管理員可以執行哪些命令，進而實現對設備的全面或部分控制管理。VRP系統的用戶級別詳見表1-2。4.4VRP系統基本原理及操作表1-2VRP系統的用戶級別4知識準備當用戶登錄設備后，會看到命令提示符，光標停在命令提示符后面。命令提示符可以向設備操作者提示其當前所在的視圖，因此命令提示符又稱為視圖提示符。用戶登錄網絡設備后，會看到＜Huawei＞的提示符，這個提示符由尖括號和設備名稱構成，其中Huawei表示華為設備默認的設備名，尖括號表示用戶視圖。視圖是VRP系統的一個重要概念，因為VRP系統的命令不僅需要輸入正確，而且需要在正確的視圖下輸入，才可以被執行。以名稱為Huawei的設備為例，本章列舉幾個常用的視圖提示符，表1-3。4.4VRP系統基本原理及操作

表1-3華為設備常用的視圖提示符4知識準備在進行實驗時，如果輸入了正確的命令，設備卻出現了錯誤提示，那么需要注意是否處于錯誤的視圖中，尤其是用戶視圖和系統視圖，它們的區別只是尖括號和中括號，讀者需要仔細甄別。從一個視圖進入另一層視圖需要使用各種特定的命令，例如，從一個視圖退出到上一層視圖時，使用固定命令quit；如果需要從任意視圖直接退到用戶視圖，則需要使用固定命令return。以表1-3所列視圖為例，圖1-10展示了進入和返回相關視圖的命令，也可以從中看出視圖之間的層級關系。在進行實驗操作時，即使輸入了正確的指令，如果設備給出了錯誤提示，那么應警惕是否當前處于錯誤的視圖界面。特別要區分用戶視圖和系統視圖，二者之間的主要差別僅在于提示符的符號不同，用戶視圖是尖括號，而系統視圖則是中括號。因此，在進行操作時務必看清當前所處的視圖。4.4VRP系統基本原理及操作

圖1-10不同視圖之間轉換圖1-10可以看出，配置命令可能不是一個詞，有的配置命令有多個詞，還有的配置命令包含數字。4知識準備在CLI的命令配置中，網絡設備操作者可以使用Tab鍵對關鍵詞進行補全。有兩種補全方式，一是精確匹配。網絡設備操作者輸入的字符己經能夠與唯一的關鍵詞精確匹配時，按下Tab鍵，VRP系統會自動將該關鍵詞補充完整，例1-1。例1-1精確補全4.4VRP系統基本原理及操作二模糊匹配。網絡設備操作者輸入的字符不能唯一識別為具體關鍵詞時，按Tab鍵后，VRP系統會按照字母順序依次補全每個候選關鍵詞；每按一次Tab鍵，VRP系統會自動提示下一個關鍵詞，如例1-2。圖1-2模糊補全4知識準備只有關鍵詞可以使用補全功能，參數則必須由網絡設備操作者手動輸入完整。當網絡設備操作者忘記關鍵詞時，可以使用在線幫助與VRP系統進行互動。在線幫助包括完全幫助和部分幫助，通過輸入問號“？”實現。完全幫助：當輸入關鍵詞時，輸入問號查詢當前可以輸入的關鍵詞及其解釋，例1-3。例1-3完全幫助4.4VRP系統基本原理及操作部分幫助：當操作者輸入某個關鍵詞開頭的一個或幾個字母后，可以使用部分幫助功能查看以輸入字母開頭的關鍵詞及其解釋，例1-4。例1-4部分幫助4知識準備4.4VRP系統基本原理及操作還有一種幫助方式是網絡設備操作者輸入錯誤格式的命令時給予提示，即錯誤信息。例1-5給出幾種常見錯誤命令和提示信息，讀者在實驗中若遇到相同的錯誤提示，可以按提示理解。例1-5錯誤提示4知識準備4.4VRP系統基本原理及操作讀者在進行練習時，若輸入了正確語法的命令，卻發現參數輸入不正確，因此希望刪除這條命令，或者想要把自定義的設置恢復為缺省配置，可以使用關鍵詞undo在命令前添加關鍵詞undo，可以恢復缺省配置，禁用相應的功能，或者刪除相應的配置項，如例1-6。例1-6關鍵詞undo4知識準備4．基本CLI配置命令在對網絡設備進行配置時，網絡設備操作者需要使用各種命令來配置相應的功能，先學習一些基本命令。在對網絡設備進行功能性配置之前，通常需要對網絡設備先執行一些基本的設置。Sysname命令用于修改主機名，見例1-7。缺省情況下，華為設備的主機名為Huawei。例1-7修改設備主機名4.4VRP系統基本原理及操作例1-8設置遠程登錄密碼4知識準備Save保存命令，對設備進行了修改，要使修改生效就要進行保存配置，見例1-9。例1-9保存配置4.4VRP系統基本原理及操作Resetsaved-configuration命令用于清楚已保存的配置，如例1-10所示。使用這條命令清除已保存的配置后，如果沒有再次保存配置，那么在下次啟動時，設備會以缺省配置參數進行初始化。例1-10清除配置4知識準備Reboot命令用于重新啟動設備。在執行命令前，系統會向網絡設備操作者進行確認，如例1-11所示。例1-11重啟設備4.4VRP系統基本原理及操作Resetsaved-configuration命令用于清楚已保存的配置，如例1-10所示。使用這條命令清除已保存的配置后，如果沒有再次保存配置，那么在下次啟動時，設備會以缺省配置參數進行初始化。例1-10清除配置4知識準備隨著信息技術的迅猛發展，人類社會對通信技術的需求也在不斷增長。第六代移動通信技術（6thgenerationmobilenetworks，6G），是一個概念性無線網絡移動通信技術，旨在促進產業互聯網、物聯網的發展，實現萬物互聯的終極目標。它在5G技術的基礎上進一步提升網絡性能，具有更快的數據傳輸速度、更低的時延、更高的連接密度以及更可靠的通信質量。6G網絡，為我們帶來更加快速、智能、安全且全面的通信體驗。本節將對6G網絡的基本概念、關鍵技術、應用場景以及發展前景進行概述。1．基本概念6G網絡，即第六代移動通信網絡，是5G網絡的進一步演進與升級。它在繼承了5G網絡優勢的基礎上，進一步提升了數據傳輸速率、網絡覆蓋范圍和智能化程度，為用戶提供了更加優質、高效的通信服務。6G網絡的出現，將極大地推動物聯網、人工智能、大數據等新興領域的發展，加速社會信息化進程。2．關鍵技術6G網絡的關鍵技術包括高頻段頻頻資源利用、智能超表面技術、人工智能和機器學習技術的應用以及全球無縫覆蓋等。4.5未來網絡——6G4知識準備6G網絡的關鍵技術包括高頻段頻頻資源利用、智能超表面技術、人工智能和機器學習技術的應用以及全球無縫覆蓋等。更高的頻譜資源利用：為了進一步提高數據傳輸速率，6G網絡將采用更高頻段的頻譜資源，如毫米波和太赫茲波。這些頻段具有更大的帶寬，可以實現更高速率的數據傳輸，從而滿足日益增長的數據傳輸需求。大規模天線技術：6G網絡將引入大規模天線技術，通過增加天線數量和優化天線布局，提高網絡容量和覆蓋范圍。這將使得網絡信號更加穩定、可靠，為用戶提供更好的通信體驗。人工智能與網絡技術融合：6G網絡將廣泛采用人工智能技術，對網絡進行智能優化和管理。通過機器學習、深度學習等技術，6G網絡可以實現對網絡資源的智能分配、網絡狀態的實時監測和故障預警，從而提高網絡效率和穩定性。全球無縫覆蓋：6G網絡將利用衛星通信、無人機中繼等技術，實現全球范圍內的無縫覆蓋。這將使得偏遠地區也能夠享受到高質量的通信服務，推動全球范圍內的均衡發展。這些技術將為6G網絡的發展提供強大的支撐，推動其走向更加快速、智能、安全且全面的未來。4.5未來網絡——6G4知識準備3．應用場景全覆蓋多樣化智能連接應用：6G網絡將支持更廣泛的設備連接和更豐富的應用場景。無論是智能家居、智能交通還是智慧城市等領域，6G網絡都能夠提供穩定、高速的通信服務，推動各類智能應用的普及和發展。高保真擴展現實應用：6G網絡的高速傳輸和低延遲特性將使得高保真擴展現實應用成為可能。例如，在虛擬現實、增強現實等領域，用戶可以享受到更加逼真、沉浸式的體驗，提高生活和工作的樂趣和效率。智能化行業應用：6G網絡將為各行各業提供智能化解決方案。在醫療、教育、工業等領域，6G網絡可以實現遠程醫療、在線教育、智能制造等應用，推動行業的數字化轉型和智能化升級。4．發展前景6G網絡作為未來通信技術的重要發展方向，具有廣闊的應用前景和巨大的市場潛力。隨著技術的不斷進步和市場的逐步成熟，6G網絡將在未來幾年內逐步走向商用化，為人們的生活和工作帶來更多便利和創新。4.5未來網絡——6G4知識準備然而，6G網絡的發展也面臨著諸多挑戰和困難。首先，技術難題是制約6G網絡發展的關鍵因素之一。如何有效利用高頻段頻譜資源、實現大規模天線技術的優化布局、推動人工智能與網絡技術的深度融合等，都是當前亟待解決的問題。其次，成本問題也是制約6G網絡普及的重要因素。高頻段頻譜資源的獲取、大規模天線技術的實施以及智能優化算法的研發等都需要大量的資金投入。此外，網絡安全和隱私保護也是6G網絡發展過程中需要重點關注的問題。為了推動6G網絡的健康發展，需要政府、企業、科研機構等多方共同努力。政府應加大對6G網絡技術研發和產業化的支持力度，制定相關政策法規，為6G網絡的發展提供良好的環境。企業應積極參與6G網絡的技術研發和市場推廣，推動產業鏈的完善和創新能力的提升。科研機構應加強與其他國家和地區的合作與交流，共同攻克技術難題，推動6G網絡技術的全球發展。總之，6G網絡作為未來通信技術的重要發展方向，將為我們帶來更加快速、智能、安全且全面的通信體驗。雖然目前6G網絡的發展仍面臨諸多挑戰和困難，但隨著技術的不斷進步和市場的逐步成熟，相信在不久的將來，6G網絡將為我們創造更加美好的通信未來。4.5未來網絡——6G5項目實施1．任務描述

藍箭公司目前現有的3臺路由器，連接總部和總部外的兩個分支機構，其中R1為公司總部的路由器，R2和R3分別為公司的兩個分支機構的路由器。藍箭公司目前可以正常使用，實現總部與分支機構的互聯互通。藍箭公司主干網絡拓撲如圖1-1。任務5.1利用Wireshark了解網絡的基礎結構圖1-1藍箭公司網絡拓撲5項目實施藍箭公司的網絡拓撲個接口IP地址如表1-4所示。任務5.1利用Wireshark了解網絡的基礎結構表1-4總部與分支設備IP地址分配表5項目實施2．實施步驟通過拓撲圖，可以看出藍箭公司的邏輯鏈路是一個星形網絡，主要網絡設備有路由器、交換機和pc。三臺路由器連接了總部和分支機構，在總部和分支機構內部，通過交換機使路由器和pc互聯。以下是對路由器R1、R2、R3的配置。任務5.1利用Wireshark了解網絡的基礎結構5項目實施（1）R1的配置任務5.1利用Wireshark了解網絡的基礎結構5項目實施（2）R2的配置任務5.1利用Wireshark了解網絡的基礎結構5項目實施（3）R3的配置任務5.1利用Wireshark了解網絡的基礎結構5項目實施3．測試分析圖1-12通過網絡抓包工具wireshark抓取路由器R1接口g0/0/1數據包，可以看到二層數據鏈路層幀信息、以太網信息、網絡層ipv4信息和ospf路由信息。任務5.1利用Wireshark了解網絡的基礎結構圖1-12總部和分支機構1互通抓包圖1-13是總部和分支機構1互通中數據鏈路層詳細信息，可以看出數據鏈路層幀結構，封裝類型、封裝序號、幀長度和幀內封裝的協議等等。圖1-13R1接口g0/0/1抓包——幀信息5項目實施3．測試分析圖1-14是總部和分支機構1互通中網絡層信息，可以看到網絡層IPv4的詳細信息，版本號、標志位、偏移量、生存時間、協議、校驗和、源地址和目的地址等等。任務5.1利用Wireshark了解網絡的基礎結構

圖1-14R1接口g0/0/1抓包——IPv4信息5項目實施3．測試分析圖1-15是總部和分支機構1互通中路由協議ospf的具體信息。包含ospfHeader和ospfHelloPacke。ospfHeader中有版本號、包類型、包長度、ospfid和區域id等信息。任務5.1利用Wireshark了解網絡的基礎結構圖1-15R1接口g0/0/1抓包——ospf信息圖1-16是總部和分支機構1互通中傳輸層UDP協議，主要有源端口號、目的端口號、長度、校驗和等等。圖1-16R1接口g0/0/1抓包——UDP協議5項目實施3．測試分析圖1-17是利用wireshark抓包工具啟動本地接口。從圖1-17中可以看到應用層協議HTTP的信息，還可以看到請求方式GET，HTTP協議版本號、請求序列、響應序列等。超文本傳輸協議（HyperTextTransferProtocol，HTTP）是一種用于分布式、協作式和超媒體信息系統的應用層協議。HTTP是由蒂姆·伯納斯-李于1989年在歐洲核子研究所發起的。HTTP的標準制定由萬維網協會（WorldWideWebConsortium，W3C）和互聯網工程任務組（InternetEngineeringTaskForce，IETF）進行協調，最終發布一系列RFC，最著名的是1999年6月公布的RFC2616，定義了HTTP中現今使用最廣泛的一個版本——HTTP1.1。任務5.1利用Wireshark了解網絡的基礎結構圖1-17總部和分支機構抓包——http協議5項目實施1．任務描述通過基本概念的學習，將利用藍箭公司網絡規劃，使用學過的網絡測試命令，認識網絡互聯互通和網絡模型各層功能。2．實施步驟在1.5.1任務中，藍箭公司網絡已經互聯互通。3．測試分析現在測試網絡中各個節點能否互相通信，分支機構1的PC1ping總部PC5。5.2利用ping、tracert了解網絡互聯5項目實施在總部的PC5上使用tracert命令，查看PC5經過哪些路由最終到達目標主機。5.2利用ping、tracert了解網絡互聯PC5上通過路由追蹤，可以看出到達目標主機，首先經過了54，再經過，最后到達目標主機。其它情況可以類似測試。6項目小結本項目主要利用藍箭公司當前網絡規劃。剖析網絡互通和網絡參考模型的核心知識點，主要有藍箭公司總部和分支機構之間路由互通，總部、分支機構通過交換機分別和終端設備互聯互通。通過Wireshark工具進一步理解OSI和TCP/IP參考模型，具體為應用層http協議、傳輸層udp協議、網絡層ipv4協議、數據鏈路層幀結構和以太網結構特征。7拓展知識——帶寬、吞吐量和時延1．帶寬帶寬是衡量網絡傳輸速度的重要指標，是指在單位時間內傳輸數據的能力。具體來說，帶寬通常以每秒傳輸的比特數（bps）來表示，常用的帶寬單位有兆比特每秒（Mbps）和千兆比特每秒（Gbps）。帶寬越大，意味著傳輸速度越快，能夠支持的數據處理