普通高中校园网维护与管理实践

随着网络技术的发展，普通高中的校园局域网以多种方式分别接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，进而实现网络通信与信息共享服务。但在局域网建立运行后，尤其是一些设备经长时间高频率运行，缺乏有效的维护与管理，出现故障后，许多中学由于缺乏专业维护人员，需要相关设备的专业售后服务。在等待专业人员修复的时间内，对中学广大教师和学生日常教学和学习带来诸多不便。因此，本文从ＴＣＰ／ＩＰ模型出发，给出了局域网常见故障诊断与排错步骤技术，使广大中学信息技术教师、计算机教师或专业维护人员能迅速排除故障，确保网络系统正常运行。

一、ＴＣＰ／ＩＰ体系结构

ＴＣＰ／ＩＰ协议因简洁、实用而得到了广泛的应用，ＴＣＰ／ＩＰ是由一组通信协议所组成的协议栈，主要由ＴＣＰ协议（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ，传输控制协议）、ＩＰ协议（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ 因特网协议）协议组成。ＴＣＰ／ＩＰ体系结构模型自下向上分别为：网络接口层（ＮｅｔｗｏｒｋＡｃｃｅｓｓ）、互联网层（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｌａｙｅｒ）、传输层（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）、应用层（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）。

四层结构中在实际的网络系统中，有两个明显的分界点，即应用层与传输层是各种操作系统与应用软件的分界点；互联网层与数据链路层是逻辑网络与实际互联网络的分界点。

依靠这样的分层，使ＴＣＰ／ＩＰ协议在全球范围内实现将不同硬件结构、不同操作系统、不同网络系统的互联成为Ｉｎｔｅｒｎｅｔ。

二、基于ＴＣＰ／ＩＰ模型的Ｗｅｂ服务通信过程

目前，普通高中校园网接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ广泛使用Ｗｅｂ服务，ｗｗｗ服务以Ｈｔｔｐ协议为网络通信服务协议。校园网中的源主机Ａ通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的ｗｗｗ服务访问另一台目的主机Ｂ上的资源，完成这样一次通信过程抽象模式如图１所示。

图１ ｗｗｗ服务通信模型

源主机Ａ在操作系统的支持下通过浏览器启动一个ｗｗｗ服务进程Ａ，通过本机的１６６８端口，向传输层的ＴＣＰ协议请求；传输层将源端口号（１６８８）与需要向目标主机请求的ｗｗｗ服务端口号（８０）连同所要传输的数据一起封装在ＴＣＰ报文中成为数据段（Ｓｅｇｍｅｎｔ），向主机Ａ的ＩＰ层传输；在主机Ａ的ＩＰ层，ＩＰ层将传输层的数据段看做数据（Ｄａｔａ），与主机Ａ的ＩＰ地址（１９２．１６８．１５５．１６６）和目标主机的ＩＰ（１９２．１６８．１５５．１６８）地址封装成网络层数据包（Ｐａｃｋｅｔ）传输到下一层。这样，在主机Ａ中，通过端口号（１６８８）唯一地确定了本机上的一个应用层程序，通过主机Ａ的ＩＰ地址（１９２．１６８．１５５．１６６）唯一地确定了Ｉｎｔｅｒｎｅｔ中的一台主机，主机Ａ的服务端口号（１６８８）与本机的ＩＰ地址（１９２．１６８．１５５．１６６），即ＴＣＰ／ＩＰ模型中的套接字（Ｓｏｃｋｅｔ＝ＩＰ＋端口号）唯一地确定了Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的一个应用层程序。通过ＴＣＰ／ＩＰ的网络接口层（在实际网络模型中为ＤＬ和ＰＬ）传输到主机Ｂ。主机Ｂ根据对等层通信原则，将下层数据包层层解封装以后，通过本机的端口（８０）把主机Ａ请求提交给应用层程序，进而再利用ＴＣＰ／ＩＰ模型对等层的通信原则，将服务提供给主机Ｂ，从而完成网络服务。

从ＴＣＰ／ＩＰ通信过程的分析和常见网络通信故障可知道，在实际的网络运行过程中，出现网络故障后，可以根据事实上的网络标准分层排查，确定故障点，进而排除故障，实现良好的网络维护与管理。

三、日常网络维护与管理实践

１．网络接口层维护与管理实践

在ＴＣＰ／ＩＰ体系结构中，对网络接口层没有具体定义，但在实际应用的网络标准中，这层对应于ＯＳＩ参考模型中的物理层（ＰＬ）和数据链路层（ＤＬＬ）。

物理层（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）在实际网络层次体系结构中，物理层是在信道上传输透明的比特流，规定了机械的、电气的、功能的、规程的接口，以及相应的传输介质。对于具体物理层实体，例如：普通高中常见的ＰＣ机、集线器、交换机、路由器、Ｍｏｄｅｍ、光电转换器等设备，通常在保证网络传输介质（注意各种介质的最大传输距离限制）连通的状态下，主要查看各网络实体设备的信号灯，各设备模块的Ｌｉｎｋ(ＬＮＫ)灯应该是恒亮，Ａｃｔｉｏｎ(ＡＣＴ)灯呈现闪烁状态。在对物理层设备排错的过程中，主要是确认网络传输介质（线序正确）及介质与设备接口连通良好，通过检查模块信号指示灯确认各个电子集成模块正常工作。

数据链路层(Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｌａｙｅｒ)定义了将数据组装成正确帧的规程和在网络中传输帧（帧是指一串数据，它是数据在网络中传输的单位)的规程。包含网络接口卡（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ网卡）和各种设备适配卡及相关的驱动程序（目的在使各种底层硬件可以在ＴＣＰ／ＩＰ网络相互联结通信）。在计算机安装的操作系统中，应根据不同的底层网络接口卡配置网卡驱动程序。例如：我们高中教师机和学生机用的Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｘｐ Ｇｈｏｓｔ系统，会自带与机器设备相匹配的万能网卡驱动，但对于较早版本的Ｗｉｎｄｏｗｓ系统，则需要手动安装所需的网卡驱动程序进而确保工作在这层的协议能在相关物理层设备的支持下正常运行。一般采用ｐｉｎｇ １２７．０．０．１来测试ｌｏｏｐｂａｃｋ是否有响应；来确认是否为网卡驱动的故障。

路由器和交换机网络接口层故障检测，则在管理模式下检测各网络接口线路、带宽、速率、工作模式（双工／半双工）是否相匹配。

２．ＩＰ层维护与管理实践

在计算机系统中，一般将本层集成在计算机操作系统内，在路由器或三层交换机设备中，也会将该层集成在Ｒｏｕｔｅｒ或Ｓｗｉｔｃｈ的ＩＯＳ中。对于Ｐｃ常用的ＩＰ地址、子网掩码、默认网关、ＤＮＳ服务器地址配置不当则不能提供ＷＷＷ服务。一般通过ｐｉｎｇ本机ＩＰ，检测确认是否为网卡驱动程序错误（效果同ｌｏｏｐｂａｃｋ测试）；通过ｐｉｎｇ本机网关，检测确认是否为网络介质、端口、或路由设定错误故障；通过ｐｉｎｇ本机ＤＮＳ地址，检测确认是否为ＤＮＳ地址设定错误，根据错误信息对相应参数进行正确配置即可。